含重质油污泥非均相氧化降解特性及其强化机制

含油污泥广泛产生于石油开采、炼制与使用过程中。对含油污泥进行资源化与无害化低碳处理一直是行业的难题。以传统水洗处理后的含重质油污泥残渣为例,本文系统研究了采用过一硫酸盐-高铁酸盐-FeS（PFI）氧化体系对其进行氧化降解的规律及过程强化机制。结果表明PFI氧化体系能够对含重质油组分（胶质、沥青质等）的油泥残渣进行降解,将大分子物质转化为小分子有机物。然而,由于油泥固相颗粒多孔孔道吸附等原因,会有一部分的重质组分残留于孔道内,难以降解去除。此外,油泥经PFI氧化后,所得固体表面会覆盖一层二次产物氧化铁薄层,阻碍氧化剂分子进一步与石油分子的接触,从而降低氧化效果甚至终止氧化过程。采用表面酸性调控方法可以大幅度溶解氧化铁薄层,增加氧化剂与有机物的接触机会,从而强化残留重质油有机物降解率。     

硫酸盐-冻融循环下自感应水泥砂浆的耐久及压敏性能

为提升寒冷地区建筑结构的实时损伤监测效果,研究了硫酸盐-冻融循环作用下采用短切碳纤维与铁尾矿作为导电材料制备的自感应水泥砂浆的耐久与压敏性能。利用质量损失、相对动弹性模量及抗压强度损失为依据探讨耐久性能变化规律,以电阻率变化率-压应力的相关关系反映硫酸盐-冻融循环作用下压敏性能发展规律并解释其导电机理,并采用平均应力敏感系数评价硫酸盐-冻融循环作用下压敏性能稳定性。结果表明,碳纤维体积掺量为0.4%、铁尾矿替代率为30%(质量分数)组合掺入水泥砂浆时,其耐久性能与压敏性能均达到较高水平,但硫酸盐-冻融循环造成的孔洞与裂缝会导致铁尾矿碳纤维水泥砂浆电阻率变化率-压应力呈一阶指数衰减关系,可采用Plane模型来反映平均应力敏感系数衰减程度与冻融循环次数、铁尾矿替代率之间良好的相关关系。     

碱土金属氧化物含量对模拟高放废液玻璃固化体析晶行为的影响

以硼硅酸盐玻璃作为基础玻璃基材,通过熔融法制备了含16%(质量分数)模拟高放废液的玻璃固化体,探究了碱土金属氧化物含量对玻璃固化体析晶行为的影响,以期在保证玻璃固化体性能要求的前提下,通过控制碱土金属氧化物的含量抑制玻璃固化体的析晶倾向。结果显示:碱土金属氧化物(CaO+MgO+BaO)含量在7%~19%(质量分数)时,玻璃固化体析晶上限温度和析晶率随碱土金属氧化物含量的降低而逐渐降低;玻璃网络聚合度的增加能够显著增强玻璃固化体的抗析晶性能,当碱土金属氧化物含量低于11%(质量分数)时玻璃固化体中硫酸盐的溶解度明显下降。基于包容0.7%(质量分数)SO₃的要求,碱土金属氧化物含量适宜组成应控制在11%(质量分数)以上。     

硫酸盐干湿循环作用下CFRP-黏土砖界面粘结性能退化规律分析

碳纤维增强复合材料(CFRP)与黏土砖界面的粘结性能是外贴CFRP加固技术的关键,为了解CFRP-黏土砖界面粘结性能在硫酸盐侵蚀下的退化规律,对硫酸盐干湿循环不同周期下的加固试件进行了单面剪切试验,结果表明:硫酸盐侵蚀对CFRP片材与浸渍胶性能影响并不明显,但对CFRP-黏土砖界面粘结性能影响较大,CFRP-黏土砖界面剪应力、承载力均随循环次数呈先小幅上升后明显下降的趋势;在试验基础上,根据已有的理论,提出硫酸盐干湿循环作用下CFRP-黏土砖界面粘结-滑移模型,通过与试验值对比分析发现,模型能够很好地反映CFRP-黏土砖界面的粘结性能退化规律。基于ABAQUS软件,利用内聚力本构关系模型对界面力学行为进行数值模拟,结果表明,内聚力模型可以很好地模拟界面的非线性力学行为,数值模拟值与试验值吻合较好。     

乳酸钠对超硫酸盐水泥强度的影响及作用机理

超硫酸盐水泥是一种资源节约和环境友好型胶凝材料,但由于存在早期强度低等缺陷,限制了其推广应用。为提高超硫酸盐水泥早期强度,研究了乳酸钠掺量对超硫酸盐水泥强度的影响,通过ICP-OES、MIP、XRD、SEM等测试,分析了离子浓度、水化产物及微结构,并对相关机制进行了探讨。结果表明,超硫酸盐水泥中掺入少量乳酸钠能提高水泥强度,尤其是早期强度,但是掺量过高时其作用效果降低,甚至对强度不利。综合考虑早期强度和后期强度提高效果,乳酸钠掺量以0.25%(质量分数)左右为宜。乳酸钠提高超硫酸盐水泥强度的主要原因在于其能促进矿渣溶解,加快钙矾石和C-S-H等水化产物生成,从而改善水泥石微结构。     

初始损伤对喷射混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

为揭示有初始损伤的喷射混凝土在硫酸侵蚀作用下的性能劣化规律,根据超声波波速变化定义初始损伤度,利用压力试验机对混凝土试件进行初始损伤预制,使初始损伤出现5个不同梯度:0.10、0.15、0.20、0.25、0.30。通过干湿循环硫酸盐侵蚀试验,以外观形貌、质量变化率、相对动弹模量作为评价指标,并借助微观形貌分析和化学组成分析,系统研究了初始损伤度对喷射混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,探讨了影响机理,建立了初始损伤喷射混凝土在硫酸盐侵蚀作用下的损伤演化模型。结果表明,在整个侵蚀过程中,随着侵蚀时间的延长,喷射混凝土试件质量和相对动弹模量均呈先增大后减小的变化趋势。初始损伤度为0.10时混凝土受硫酸盐侵蚀过程影响较小,基本可以忽略。初始损伤度超过0.10后,试件在硫酸盐侵蚀作用下的劣化速度加快。经历180个干湿循环侵蚀后,初始损伤度为0.15、0.20、0.25、0.30组试件的质量较基准组分别下降了2.9%、3.4%、4.0%和4.7%,相对动弹模量分别降至0.42、0.34、0.28、0.16。预制初始损伤所产生的砂浆微裂缝和骨料位移为硫酸盐的侵入提供了有利条件,损伤度为0.10的试件表面有少量剥蚀,内部微裂纹较基准组略多,但腐蚀劣化并不严重。损伤度为0.30的试件表皮几乎全部脱落,内部出现了大量贯穿裂缝,裂缝较宽且深,反应产物中石膏和钙矾石晶体衍射峰强度最高,侵蚀损伤最为严重。根据相对动弹模量变化定义侵蚀损伤因子,所建立的损伤模型曲线与试验结果吻合较好,拟合相关系数均在0.94以上,可以较好地反映不同初始损伤喷射混凝土的损伤劣化规律。     

Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7催化过硫酸盐降解染料研究

通过化学共沉淀法制备了纳米Fe_3O_4,并通过柠檬酸钠对其进行修饰(记作Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7)以便增强其溶解性。对Fe_3O_4进行了XRD测试,对Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7和Fe_3O_4进行了FTIR、TEM测试。XRD测试结果表明成功制备出了Fe_3O_4,FTIR测试结果表明柠檬酸根成功和Fe_3O_4结合在了一起,TEM测试结果表明Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7较Fe_3O_4具有更好的分散性。将Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7作为催化剂对Na_2S_2O_8进行催化,染料降解率及染料分解前后的SEM测试结果表明Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7具有催化过硫酸盐的性能。构建的几种不同体系催化Na_2S_2O_8,结果表明,Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7相比Fe_3O_4具有更好的催化效果,但其催化效果仍较Fe⁽²⁺⁾差。     

纤维丝和包埋填料的SRB处理含Mn~(2+)硫酸盐废水的研究

研究硫酸盐还原菌(SRB)处理含重金属锰的硫酸盐废水,对比在不同重金属Mn⁽²⁺⁾浓度下,纤维丝悬浮填料和包埋固定化填料SRB对重金属Mn(2+)浓度下,纤维丝悬浮填料和包埋固定化填料SRB对重金属Mn⁽²⁺⁾和硫酸盐SO_4(2+)和硫酸盐SO_4^(2-)去除能力的差异性。结果表明,随着重金属Mn(2-)去除能力的差异性。结果表明,随着重金属Mn⁽²⁺⁾浓度的增大,包埋固定化填料比纤维丝悬浮填料对重金属Mn(2+)浓度的增大,包埋固定化填料比纤维丝悬浮填料对重金属Mn⁽²⁺⁾有更强的耐受性,去除效率更高。扫描电镜(SEM)其内部结构可知,包埋固定化填料可保护SRB避免重金属的直接毒害,使其在高浓度Mn(2+)有更强的耐受性,去除效率更高。扫描电镜(SEM)其内部结构可知,包埋固定化填料可保护SRB避免重金属的直接毒害,使其在高浓度Mn⁽²⁺⁾保持较高的活性,实现较高的处理效果。