【目的】 聚合物改性膨润土可显著提高膨润土在高盐、强酸、强碱等侵蚀性环境下的防渗性能，实现更有效的污染管控。研究了基于聚合物改性膨润土的防渗材料在土工合成黏土衬垫GCL、竖向阻隔墙及覆盖系统等防污屏障中的渗透特性。【方法】 采用自主研发的聚合物改性膨润土，按各类防污屏障的应用要求进行制样，通过渗透试验研究了防渗材料在酸、碱、盐等不同溶液中的渗透系数；并结合XRD、FTIR和SEM等微观测试方法对聚合物改性膨润土的层间结构、孔隙结构和微观形貌特征进行了表征分析。【结果】 试验结果表明：未采用聚合物改性的膨润土在侵蚀...

【目的】 低共熔溶剂(DES)由于其制备简单、对木质素溶解性好、成本低和可回收性强，可用于木质纤维素生物质中木质素的提取。为了进一步提高温和条件下DES的脱木质素效果，提出逐步升温的多级处理工艺。【方法】 依次在80、100和120 ℃下对杨木粉进行处理，每次处理时间4 h.【结果】 三次处理后杨木粉木质素提取率为89.6%，相较120 ℃下单次处理12 h提高22.2%.通过傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射以及凝胶渗透色谱等表征探讨了处理条件对生物质分离后纤维素结构及再生木质素分子量的影响：逐步升温多次处理较单次处理可以更好地保...

【目的】 超薄无缺陷MOF膜的制备存在着巨大挑战。控制MOF膜的生长取向，有利于减少晶间缺陷并优化成膜厚度。【方法】 首次采取聚多巴胺(PDA)中间层介导策略，在多孔基底上制备了具有一定取向的超薄UTSA-280 MOF膜。PDA层通过与金属离子的多重相互作用为UTSA-280提供了丰富的吸附、锚定位点，促进UTSA-280异相成核和生长。进一步通过改变PDA层的沉积量，可以调控成核密度和生长速率，从而调控MOF晶体的生长取向和厚度。【结果】 最优化条件下制备的晶面(202)取向生长的UTSA-280 MOF膜厚为162 nm，其H2渗透速率可达4 141.8 GPU，H2/CO2分离选...

【目的】 甲烷无氧芳构化反应是天然气化工领域的一个前沿研究课题。【方法】 采用浸渍法制备Mo/商用HZSM-5、Mo/纳米HZSM-5和Mo/中空胶囊HZSM-5催化剂。采用ICP、XRD、N2物理吸附、SEM、TEM、NH3-TPD和XPS表征技术研究了三种Mo基分子筛的物化性质，并考察其甲烷无氧芳构化性能。采用TG和TPO手段定性和定量分析了三种催化剂的积炭分布情况。通过周期12CH4/13CH4同位素切换脉冲技术追踪甲烷芳构化过程中Mo/中空胶囊HZSM-5上的碳循环路径。【结果】 催化剂孔道内活性碳物种会参与到苯的形成中。Mo/中空胶囊HZSM-5催化剂具有较高的CH4转化率和芳...

【目的】 为了考察将供热管网用于再生水输配时其管道的腐蚀行为，并分析腐蚀的影响因素以及各因素之间的相互作用。【方法】 以组成供热管网的主要材料Q235碳钢为基础，通过电化学方法研究再生水中多离子(Cl-，SO2-4，HCO-3，Ca2+)复合作用以及不同pH值对碳钢的腐蚀性，同时配合挂片法对试验的可靠性和实践性进行验证。【结果】 结果表明，O和Cl-是碳钢腐蚀的主要因素，其它离子根据离子属性和浓度不同对Cl-的腐蚀起抑制或者促进作用。根据浓度不同，SO2-4离子会和Cl-产生竞争吸附或者由于溶液导电性的提高，从而抑制(ρ(SO2-4)为50~100 mg/...

【目的】 ZnO基脱硫剂在常温脱除硫化氢的过程中存在硫容量低和再生性能差的问题，导致脱硫剂脱硫后会形成固废。【方法】 通过将Co物种引入ZnO基脱硫剂中，考察了不同Co含量对锌钴脱硫剂结构和脱硫性能的影响，对脱硫前后的样品进行了表征，并研究了脱硫后产生的锌钴废脱硫剂作为有机硫加氢催化剂在不同反应温度下对羰基硫(COS)和噻吩的加氢转化性能。【结果】 Co的加入促进了ZnO脱硫剂的分散，改善了脱硫剂的织构性质。当脱硫剂中n(Co)/(n(Co)+n(Zn))为30%时，锌钴脱硫剂的性能最佳，穿透硫容为160.1 mg/g. COS和噻吩的加氢实验结果表明，当...

【目的】 煤基有机固废——蒽渣富含菲和芴等高附加值成分，为了解决菲和芴采用常规分离方法难以有效分离及温室气体CO2的资源化利用问题，进行了研究。【方法】 采用反应-分离耦合技术，以碳酸铯为催化剂，将蒽渣中的芴与CO2反应生成9-芴甲酸，根据9-芴甲酸与菲溶解性的差异，得到高附加值9-芴甲酸的同时可联产菲。实验考察了碳酸铯用量和粒径等对9-芴甲酸收率的影响及其循环稳定性，并用于芴菲模型混合物及实际蒽渣的反应-分离。【结果】 结果表明，9-芴甲酸收率随碳酸铯用量增加而增大，碳酸铯与芴摩尔比从2∶1增加到6∶1，9-芴甲酸收率从...

【目的】 合理设计和调控电极材料的微观结构是显著提升其电化学性能的基础。【方法】 采用溶剂热-煅烧法，合成了具有一维棒状结构的FeMo2S4，并将其用作锂离子电池的负极材料。【结果】 研究发现，相比于无规则块体电极结构，FeMo2S4的一维棒状结构减少了离子/电子的传输距离，提高了反应动力学。此外，较大的比表面积提供了大量的电化学活性位点，进而提高储锂容量。电化学测试结果表明，FeMo2S4电极具有高比容量(在0.5 A/g的电流密度下，初始放电比容量和充电比容量分别为1 201和976.2 mAh/g)，具备良好的倍率性能和循环稳定性。【结论】...

【目的】 电化学合成过氧化氢(H2O2)原位耦合芬顿技术在黑臭水体治理中具有广阔的应用前景，对中性介质中低成本、高性能氧还原阴极电催化剂进行研究很有必要。【方法】 通过简单、有效的水热法制备了石墨毡负载NiOOH电催化剂(x-NiOOH/GF)，探讨了水热过程中硝酸镍添加量对催化剂形貌和电化学性能的影响。【结果】 实验结果表明：3.5-NiOOH/GF具有高暴露的活性位点和接触面。中性条件下，在氧还原反应(ORR)中表现出高的电化学活性、近100%的H2O2选择性和优异的稳定性，最后，3.5-NiOOH/GF通过电芬顿工艺有效降解罗丹明B(RhB)，表明其处理难降...

【目的】 降解印染废水阳极材料降解效率低，产业化进程慢。【方法】 采用多次浸渍-热分解法制备了不同Co3O4掺杂量SnO2-Sb-Co3O4@GF纳米复合电极材料，通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对其形貌、晶相、表面元素进行表征，化学捕获剂法鉴别电致自由基。【结果】 Co3O4均匀掺杂至SnO2-Sb固溶体，并在碳纤维表面形成纳米微晶薄层，其中SnO2-Sb-Co1%@GF晶粒粒径较小，分布均匀致密；该电极在电解Na2SO4水溶液过程中释放大量OH、SO4-、O-2和1O2等强氧化性自由基，其中1O2对废水中RhB的降解起到较为重要的作用。【结论...

【目的】 对电极材料和制备工艺进行深入研究，以开发应用于重金属离子检测的新型电化学传感器。【方法】 通过水热法成功合成了多孔阵列结构钴酸镍/泡沫镍(NiCo2O4/NF)复合材料，并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及电化学测试等手段对样品组成、形貌及电化学性能进行表征。【结果】 结果表明：NiCo2O4均匀覆盖在泡沫镍表面，呈现高度开放的纳米线状阵列结构。利用NiCo2O4/NF复合材料作为电极，对不同浓度Hg2+溶液进行电化学检测，在0.125~2.5 μmol/L和2.5~35 μmol/L浓度范围内，灵敏度分别为0.025和0.0034 μA/(μmol/L)；同时...

【目的】 超级奥氏体不锈钢中Cr、Mo等元素的严重偏析，使得其在热轧过程中析出大量富Mo、Cr第二相，从而引发轧制开裂、分层等问题，B微合金化有利于遏制σ相的析出。【方法】 在实验的基础上对比分析了B对S31254超级奥氏体不锈钢基体、析出相的影响及其Cr、Mo等元素分布，并结合实验结果，以γ-Fe ∑9(221)、γ-Fe ∑11(113)两种晶界结构模型为研究对象，分析了Cr、Ni、Mn、Mo、Cu、Si在两种晶界处的偏析倾向，探讨了B处于晶界时，对以上元素晶界偏析行为的影响。【结果】 研究发现以上合金元素均可固溶于γ-Fe ∑9、γ-Fe ∑11晶界结构体系...

【目的】 钢包冶金中通常加入块状或整袋合金料及石灰辅料，近年来也有企业报道在钢包精炼炉中加入废钢的新工艺，研究上述固态物质在钢包精炼过程的熔化及均匀化机理，能够优化精炼工艺，有利于加快生产节奏。【方法】 通过水模型实验，使用冰及盐水溶液制成的冰样来分别模拟轻合金和重合金，研究两种冰样在260 t钢包水模型中的融化、运动及混匀规律，研究温度、底吹气量、液面高度、加入位置等因素对其规律的影响。【结果】 结果表明，温度升高可以使两种冰样融化时间大幅度降低。轻质冰样（冰球）通过增加吹气流量可以显著加快其融化过程；...

【目的】 分析硅量子点的尺寸和形状对其结合能的影响。【方法】 采用密度泛函理论第一性原理的方法，计算了不同尺寸、形状的硅量子点结合能。【结果】 随着体系内原子数的增多，硅量子点结合能基本上呈现增大的趋势，这与纳米材料结合能的尺寸效应一致。然而，这种尺寸效应也会受到形状的影响。引入形状因子λ，研究发现在等尺寸的情况下，四面体形状(TH)的硅量子点结合能总是小于中心四面体对称(TC)的硅量子点，二者的结合能也都小于八面体形状(OT)的硅量子点。在一些硅量子点上出现原子数小的硅量子点其结合能反而大于原子数大的硅量子点...

【目的】应急救援工作中呼吸器用氢氧化钙吸收率已有测定方法存在耗时长、操作复 杂、环境适用性差等问题。【方法】提出了以声波速度反演氢氧化钙有效性的方法，通过测量氢氧 化钙样品中声波速度的变化，以确定其剩余吸收率，进而依据煤炭行业标准评价有效性。基于氢 氧化钙吸收CO2随时间变化实验，探讨了氢氧化钙吸收CO2随时间变化的规律，该变化规律是由产物 CaCO3覆盖层对 CO2向内扩散的阻碍以及氢氧化钙样品有效体积不断缩小导致其与 CO2接触比表面不断变小共同作用所造成的。根据氢氧化钙吸收率与声波速度测试实验，建立了声波速度判别...

【目的】 为研究大跨简支钢桁梁人行桥在人致激励下的动力响应及调谐质量阻尼器(TMD)的减振效果。【方法】 以山西省123 m跨简支钢桁梁人行桥——玄月桥为研究对象，针对该人行桥进行了现场人致振动测试和数值模拟，研究了行人在不同激励频率、行走人数、激励方式下对该结构振动的影响规律；探讨了单频调谐质量阻尼器(STMD)和多频调谐质量阻尼器(MTMD)在中心频率及调频偏差下的减振效果，提出了考虑调频偏差下结构减振优化设计建议。【结果】 结果表明：低阶模态对结构振动起控制作用，行人激励频率接近结构一阶竖向基频时会产生共振，其最大...

【目的】我国对新型平流层飞艇的研究主要处在概念设计阶段，缺乏具体的力学性能评估来促进平流层飞艇的发展。【方法】在飞艇膜材单轴循环拉伸试验的基础上，对内部布置有碳纤维骨架与充气环的半刚性平流层飞艇艇体（L=120 m）进行了受力性能分析，考察了碳纤维骨架与充气环、充气环个数、充气环内压及囊体内压的影响，且提出充气环参数影响的评估指标。 【结果】研究结果表明：相比传统无骨架软式飞艇，艇体变形明显减小，艇体应力分布均匀性更好。 随着充气环个数的增加，艇体最大变形呈现减小趋势，艇体最大应力呈现波动变化，艇体应力分...

【目的】山西是我国木结构古建筑最多的省，以山西古建筑维修替换下来的落叶松为 试验对象，对其进行了密度、含水率、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量等材料性能试验和 微钻阻力值、应力波速等无损检测试验。【方法】通过试验数据，分析了古建筑木构件材料性能参 数和无损检测参数之间的相关性，对比分析选取了最优的材料性能参数推算模型，并研究了不同 检测条件（钻针速率、钻针方向）对无损检测结果的影响。【结果】试验结果表明，最优的推算模型 为使用微钻阻力值进行木材密度的推算，使用波阻模量进行木材顺纹抗压强度、抗弯强度...

【目的】 为实现钢-混凝土组合梁的无湿接缝装配化,使组合梁结构易于拆卸和更换。【方法】 采用ABAQUS有限元分析软件对高强螺栓连接钢-混凝土组合梁的力学性能进行研究，建立了准确可靠的有限元模型。在此基础上，改进了预制混凝土板无湿接缝的连接方式，并研究螺栓预紧力、拼接间隙对组合梁刚度与滑移的影响。【结果】 组合梁抗弯刚度随预紧力的增大而提高，随拼接间隙的增加先降低后不变。对钢-混凝土交界面滑移过程进行了传力机理分析，阐明了增加预紧力提高组合梁刚度的原理，通过拟合与试验结果对比证明了所提出的改进方法对提高组合梁...

【目的】 深入了解水泥净浆的孔结构对于研究如何提升水泥基材料的性能是非常必要的。【方法】 使用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术测试得到水灰比为0.3，0.4，0.5，水化龄期为7 d、28 d、56 d的干燥硬化水泥净浆在0.2~2 THz频段的时域信号。利用时域信号下的延迟时间计算得到水泥净浆的折射率和介电常数。【结果】 结果显示，同一龄期下水泥净浆的介电常数随水灰比增大而减小；相同水灰比水泥净浆的介电常数则随龄期变化不明显。使用General Effective Media(GEM)模型建立了水泥净浆有效介电常数和其孔结构之间的关系，通过实验数据拟合，得到...

【目的】针对山西中南部地区盐渍土的工程现状，结合煤系偏高岭土（CMK）的特性，研究其对混凝土耐蚀性及阻抗谱特性的影响。【方法】采用不同掺量煤系偏高岭土（CMK）加等量粉煤 灰为复合微粉制备抗腐蚀混凝土，以干湿循环硫酸盐腐蚀液模拟盐渍土及地下水腐蚀环境，以混凝土抗压强度耐蚀系数和电化学阻抗谱作为抗腐蚀性能指标，研究不同掺量 CMK 对混凝土抗腐蚀性能影响的机理及规律。【结果】研究表明，CMK 复合微粉可以提高混凝土的耐腐蚀性能，其中， 质量分数 5%CMK 加粉煤灰等质量替代水泥的混凝土即可满足混凝土抗硫酸盐等级 KS150；而...

【目的】 验证用于抗拔管桩的预埋机械套筒连接件的轴拉承载性能。【方法】 完成了6组抗拔管桩张拉机械套筒连接件的轴拉试验，得到了最大破坏荷载和破坏形态，结合有限元计算结果，分析试件应力分布规律，找出应力集中点或薄弱部位。【结果】 结果表明：预埋机械套筒连接件整体满足抗拉承载力要求，试件极限破坏时，表现出的主要破坏现象为套筒卡槽和钢棒墩头破坏。墩头和卡槽接触面倾斜角度减小对改善试件应力集中现象有明显效果，建议倾斜角度控制在15以内。【结论】 桩身混凝土会限制套筒连接件的变形，提高试件抗拔过程中的安全可靠性。...

【目的】 研究自密实混凝土钢管柱的内部缺陷及界面黏结检测的定量分析。【方法】 采用超声波无损检测方法检测分析C60自密实混凝土钢管柱缺陷情况，以首波声时探测超声波传递路径，提出波速异常值判断方法，根据预埋缺陷情况将波速小于4.5 km/s的测点判定为异常点；通过作3D波速和缺陷高度颜色映射曲面图判断缺陷所在位置；通过各测点声时差，运用几何方法定量分析缺陷大小。【结果】 研究表明：钢管壁对内部混凝土超声波参数基本无影响；首波声时越短，混凝土密实度越高，当钢管柱内混凝土存在缺陷时，声时变长，波幅变小，首波和相邻波振幅...