橡胶改性碳纤维-多壁碳纳米管水泥复合材料性能试验与分析

水泥基复合材料已推广应用于水利工程中,探究其耐久性能是保证高寒地区高混凝土坝安全的关键。将碳纤维与多壁碳纳米管双导电相填料加入水泥材料,从导电性能、力学性能和抗冻性能3个方面研究其作用效果。同时,为充分利用废弃资源,将废弃轮胎制备成橡胶集料加入试件用于力学性能和抗冻性能的试验分析。试验结果表明：当碳纤维与多壁碳纳米管掺量为0.25%时,导电相填料对水泥复合材料的电阻率改变最为明显,在掺量为0.3%时复合材料的电阻率最低,同时,不同外加电场对电阻率的影响可以忽略不计;当碳纤维和多壁碳纳米管的掺量为0.3%、橡胶掺量为30%时,复合材料的抗冻性能最佳,此时,力学性能也满足工程应用需求,抗折和抗压强度分别超过7 MPa和30 MPa。研究结果为提升高寒地区混凝土结构的性能提供了新的技术手段。     

优化聚酰胺分离层制备高选择透过性反渗透膜

反渗透(RO)膜分离技术由于具有高效、低耗和产水水质高等优点,已成为现阶段解决水资源短缺的有效手段。进一步提高RO膜的选择透过性能有利于降低产水成本和提高产水质量,因此制备高选择透过性能的RO膜一直是膜领域研究的重点。从优化界面聚合工艺、优化基膜及开发新型制膜工艺三方面对近年来改善RO膜选择透过性能的研究进行了综述。通过优化界面聚合工艺和开发新型制膜工艺可以直接改变分离层的结构和性质,通过调节基膜的孔径、孔隙率及亲疏水性可以影响分离层的结构,从而改善RO膜的性能。最后对制备高选择透过性能的反渗透膜的研究方向与发展前景进行了总结与展望。     

抗污染芳香聚酰胺反渗透膜研究进展

聚酰胺反渗透膜具有选择透过性高、化学稳定性好等优点,在水处理领域应用广泛。但膜污染导致的通量下降、寿命降低等问题严重制约了其发展与应用,开发抗污染反渗透膜是缓解膜污染的重要手段。本文根据抗污染膜作用机理将抗污染反渗透膜分为抗黏附型、污染驱除型和杀菌型,综述了近年来相关方面的研究成果,并对合理组合多种机制制备抗污染反渗透膜的进展进行简要概括,最后对抗污染反渗透膜的发展前景进行了展望。     

疫情下农村污水处理设施的风险控制及消毒措施

针对新型冠状病毒对农村小型污水处理设施造成的潜在健康风险,分析了农村常用的处理工艺,包括人工快渗、A/O活性污泥及生物膜法、厌氧生物处理联合人工湿地以及MBR法的杀菌效果及出水特点,并在目前适用的次氯酸钠、二氧化氯及紫外线3种消毒技术的基础上,提出了对应的消毒工艺、参数选择及相关风险防控措施,为疫情防控期间农村小型污水处理设施的安全运行提供参考。     

地下水生态补偿机制的回顾与探索

我国对地下水的开采和管理缺乏有效的保护机制和保障制度,亟需建立科学完善的理论体系。通过回顾国内外地下水生态补偿的实践,梳理了地下水生态补偿的问题。在充分借鉴地表水生态补偿机制经验的前提下,结合地下水开发利用的特点,完善了地下水生态补偿相关的理论、方法和框架。为寻求地下水资源利用、生态环境保护和经济发展之间的平衡提供了科学依据。     

变温吸附碳捕集系统能效性能实验研究

燃烧后CO₂捕集技术（PCC）因易于与既有电厂结合而被认为是一项减少二氧化碳排放的重要技术。化学吸收、吸附和膜分离是PCC的主流技术。在CO₂吸附技术类中,变温吸附（TSA）是一种有效的吸附方法。近年来,TSA技术的能源消耗和能源转换效率问题成为人们对其大规模部署的关注焦点。然而,大多数的研究都是将数学模型和仿真方法应用于TSA的性能评估,缺乏足够的实验研究支持。为了对TSA系统的能源转化效率进行实验分析,开发了一套四步法TSA系统,能效性能是基本分离性能外的主要考察指标。实验采用沸石13X-APG作为吸附剂材料,根据实验测得的两组吸附等温线,计算了CO₂/N₂的吸附选择性系数。通过进气CO₂浓度、解吸时间、吸附温度和解吸温度对纯度、回收率、单位能耗和第二定律效率的影响分析,得到了4组实验结果。结果表明,第二定律效率的范围为3.24%～9.23%,回收率和纯度最高分别为83.97%和94.70%。解吸温度和进气CO₂浓度的升高,吸附温度的降低有利于分离及能效性能提升。延长解吸时间有利于分离和能效提升,但过长的操作时间反而使得效果变差,这会对工程中的运行策略优化产生积极的指导意义。     

碾压混凝土坝成层软弱结构水弹性试验模拟

面向碾压混凝土坝流激振动问题精细化模拟研究的需要,总结了碾压混凝土坝成层结构的特性,并基于水弹性模型试验,对碾压混凝土坝的成层软弱结构模拟方法进行了研究,提出了带碾压成层结构水弹模型模拟的6条相似准则和3种碾压成层结构水弹模型的黏合模拟方式。基于频响函数原理,对5组模拟试件的冲击振动信号及频响函数进行分析,评估了不同模拟方式下试件的动力响应特性。结果表明:混凝土成层软弱结构采用由下至上分别为下层铣厚橡胶、硫化型橡胶黏合剂、低弹模薄层橡胶、硫化型橡胶黏合剂、上层铣厚橡胶的模拟方式,模拟结果符合理论规律。     

金属有机框架孔径调控进展

金属有机框架(MOFs)以其可灵活调节的孔道结构、大孔隙率和大比表面积等特点受到广泛关注。设计并构建能够实现目标功能的、具有合适孔径分布的MOFs材料关系到MOFs材料在分离、催化以及质子传导等领域中的应用。综述了MOFs材料孔径的主要调控方法,包括原位合成调控、后合成修饰调控、穿插调控以及辅助合成调控,总结了四种调控方法的特点和不足,并对未来MOFs孔径调控的发展方向进行了展望。     

采用鱼群算法进化极限学习机的假肢步态识别

为提高下肢假肢步态识别的准确性,提出一种基于鱼群(fish swarm,简称FA)算法优化极限学习机(extreme learning machine,简称ELM)的模式识别方法。首先,提取张量投影特征,分析了特征值选取的合理性;其次,采用主成分分析法降维;最后,利用鱼群算法进化极限学习机分类识别平地行走、上楼、下楼、上坡及下坡5种步态,识别准确率达到97.45%。通过实验比较了该算法与极限学习机等分类器在假肢步态分类上的识别准确率与识别时间,结果表明,FA-ELM方法识别准确率优于其他方法。     

基于共享内存的过约束多自由度振动台解耦控制方法

为了提高由过约束作动器驱动的地震模拟振动台振动信号的复现性能,对振动台和控制系统进行建模和小尺寸模型振动台试验验证,分析了采用8个作动器耦联驱动的小型三向六自由度振动台系统特性,在理论上采用正、反运动学模型对其进行动态解耦;利用混合试验中的共享内存具有的实时存储与读取的功能,以控制器、SpeedGoat及数据采集系统构建去中心化的控制系统硬件平台,采用SpeedGoat旁路控制器,对所提出的解耦控制方法进行了试验验证,证明了该控制方法的可行性和可靠性。经试验验证的机构解耦算法运算量小,可拓展多种更复杂的控制方法,在硬件平台更普适。