多壁碳纳米管氧化改性及其对酚类吸附性能的研究

针对目前有机废水(尤其是酚类废水)污染严重的问题, 通过混酸氧化法对多壁碳纳米管(multi-walledcarbon nanotubes, MWCNTs)进行氧化改性(MWCNT-O), 并研究其改性前后对苯酚、对甲苯酚、对甲氧基苯酚、对羟基苯甲醛和对硝基苯酚5种典型酚的吸附作用。结果表明: 298 K下, 与未改性的MWCNTs相比,MWCNTs-O对5种酚类物质的吸附量均有提升。5种酚类物质在MWCNTs-O表面的吸附量有差别, 顺序为对硝基苯酚>对甲氧基苯酚>对羟基苯甲醛>对甲苯酚>苯酚。吸附过程符合Langmuir吸附等温方程, 主要为单分子层化学吸附。对MWCNTs-O进行表面官能团测试、透射电镜分析和拉曼光谱分析, 发现氧化改性后材料表面的酸性含氧官能团增多, 缠绕度降低, 整体分散性增强, 石墨化程度有所提升。通过研究分子结构与吸附量之间的关系, 发现吸附量与酚类物质的电子能量(electronic energy, EE)有显著的相关性, MWCNTs-O表面垂直的π电子和酚类物质的π电子形成π-π共轭作用。因此, EE 可以作为酚类物质在MWCNTs-O表面平衡吸附量的预测性指标。     

原子非简谐振动对石墨烯吸附系统电荷分布的影响

建立了石墨烯吸附原子系统的物理模型,考虑到原子的非简谐振动和电子-声子相互作用,计算了吸附原子与石墨烯原子的相互作用能,用统计物理理论和方法,得到在石墨烯上吸附原子的概率和金属原子电荷填充数随温度变化的解析表示式.以碱金属为例,探讨了电子-声子相互作用和原子非简谐振动对电荷填充数的影响.结果表明:石墨烯吸附系统的电荷填充数随吸附原子距离的增大而线性地减小,随温度的升高和电子-声子相互作用能的增大而非线性地增大;若不考虑非简谐振动,则电荷填充数与位置、温度等无关.温度愈高、电子-声子相互作用能愈小,非简谐效应愈显著.     

CO和Cl2在TiO2(110)表面的吸附行为

采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理方法研究了CO和Cl₂分子在TiO₂（110）面上的吸附反应,通过计算体系的吸附结构、吸附能、电荷密度和态密度等性质,揭示了CO和Cl₂共同吸附在TiO₂（110）表面的行为机制。CO和Cl₂在TiO₂（110）面上的吸附存在相互促进的关系,共同吸附时其平均吸附能为-1.367 4 eV,Cl₂能够被表面Ti原子捕获,表面Ti （5c）原子发生sd³轨道杂化,吸附发生时表面形成CO→TiO₂（110）→Cl流向的瞬时电子流,态密度的分布显示TiO₂（110）表面的Ti-O键强度被削弱,说明CO的存在对TiO₂的氯化有促进作用,同时表面O原子被激活,其随着CO从表面解离形成CO₂分子平均释放1.418 6 eV的能量,使得TiO₂（110）结构被破坏,同时也为下一个Cl₂分子提供了良好的吸附位。     

MIL-101(Fe)对草甘膦的吸附行为研究

采用溶剂热法制备MIL-101(Fe)用作吸附材料,借助XRD、SEM、XPS及氮气吸脱附测试对所制材料的形貌及结构进行表征,研究了溶液pH值、反应时间、溶液浓度以及温度对其吸附草甘膦行为的影响。结果表明,当pH为3时,MIL-101(Fe)对草甘膦的吸附效果最佳,且随着温度的升高,MIL-101(Fe)对草甘膦的吸附速率明显增加,吸附过程符合拟二级动力学,等温吸附实验数据符合Langmuir和Temkin模型。MIL-101(Fe)吸附草甘膦属自发吸热的化学吸附反应,MIL-101(Fe)的中心金属Fe与草甘膦中O的配位在吸附过程中起主要作用。     

基于人工鱼群算法的多用户系统资源分配策略

针对当前多用户系统资源分配策略存在的用户公平性较差、 系统吞吐量小等缺陷, 设计一种基于人工鱼群算法的多用户系统资源分配策略. 首先通过分析多用户系统资源分配的工作原理, 构建相应的数学模型; 然后引入人工鱼群算法对多用户系统资源分配的数学模型进行求解, 并针对标准人工鱼群算法存在的局限性进行相应地改进; 最后与其他多用户系统资源分配策略进行仿真对比测试实验. 实验结果表明, 人工鱼群算法可以快速、 准确地找到多用户系统资源的最优分配方案, 有效保障了用户的公平性, 且大幅度改善了多用户系统的通信能力, 整体性能优于其他多用户系统资源分配策略.     

火山渣对地下水中Cd2+的吸附效果

针对水体中Cd²⁺污染问题, 采用生态安全型火山渣进行吸附低温水体中Cd²⁺的实验研究, 分析火山渣吸附Cd²⁺的效果及影响因素. 结果表明： 火山渣是一种具有潜在应用价值的Cd²⁺吸附剂, 1.00 g火山渣对10 ℃,0.5 mg/L水体中Cd²⁺的去除率达97.10%; 接近中性环境有利于吸附Cd²⁺; Ca²⁺,Mg²⁺,NO^-₃对火山渣吸附Cd²⁺有抑制作用, Fe²⁺和 Mn²⁺的抑制作用较小; 当NH⁺₄和NO^-₂的质量浓度低于50 mg/L时, 对吸附无影响, 当其质量浓度大于50 mg/L时, 对吸附有抑制作用; SO^2-₄对吸附作用无影响; 质量浓度较大的HCO^-₃对吸附Cd^2+有促进作用.     

钢筋钢丝网砂浆加固砖砌薄墙的抗弯性能

目前,60mm厚的砖砌薄墙已广泛应用于各类建筑。作为隔断墙,可以节省空间,然而施工中几乎不做拉结等处理,使得其安全性（如地震作用下的倒塌）令人担忧。为既提高砖隔墙的安全性,又不较大增加其截面尺寸,提出用钢筋钢丝网砂浆加固砖砌薄墙抗弯性能的思路。共制作了9片砖墙进行对比试验研究,分析了加固墙体的开裂荷载和极限承载力,观察墙体破坏特征。试验研究结果表明,钢筋钢丝网砂浆能有效地约束加固层砂浆及砖墙,显著提高砖墙抗弯承载力,砂浆和砖块不发生大块剥落,本文还提出了钢筋钢丝网砂浆加固砖砌薄墙的抗弯承载力计算公式。     

竹纤维负载聚苯胺吸附还原银（Ag^＋）离子

采用化学氧化聚合法制备了竹纤维/聚苯胺二元复合物,并将该复合物处理含银溶液中的银离子（Ag^＋）。研究了初始Ag＋浓度、温度和振荡等因素对吸附还原过程的影响,探讨了吸附过程动力学及热力学。研究结果表明,该复合物对低浓度Ag＋溶液有较好的去除率,最佳达到99.0%;升高温度以及振荡条件有利于银离子的去除;吸附还原过程是自发的吸热反应,符合准二级动力学模型,且符合Langmuir等温吸附模型;Ea为28.119 2kJ/mol,说明过程容易进行,且为物理吸附。     

体量经济的内涵及其科学基础

基于自然资源禀赋和区域发展需求,科学评价区域发展的现状和潜力,优化调控区域发展的空间、规模和开发强度是目前研究的热点问题之一。本文在区域综合承载力的基础上,构建了体量经济这一区域发展全新理念。从分析体量经济的构成入手,构建了设定发展容量、选择适宜阈值、提出容纳能力的内涵体系,揭示了体量经济的地域性、复杂性、普适性和系统性等特征;生态发展公式是体量经济的核心,能够对体量经济的容量、阈值和能力进行定量表达和分析,并对现状开展评价和对未来场景进行预测。体量经济不仅是区域生态文明发展的衡量红线,还是制定区域发展方向、战略和功能的重要基础,更是指导区域生态经济布局的重要依据。     

铁负载膨润土对铀(VI)的吸附特性及机理研究

采用膨润土经提纯、钠化及负载铁等过程制备铁负载膨润土,通过静态吸附实验研究了pH、离子强度、吸附剂投加量、U（Ⅵ）初始浓度、阳离子Ca^2＋、Mg^2＋以及阴离子CO3^2-、HCO3^-等对铁负载膨润土吸附模拟废水中U（Ⅵ）的影响,进行了吸附过程动力学、热力学分析,并利用傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）探讨了相关吸附机理.试验结果表明,pH值和离子强度是影响吸附效果的重要因素,当溶液pH为6,离子强度为0.01 mol/L NaNO3,U（Ⅵ）初始浓度为19.08 mg/L,铁负载膨润土投加量为0.2 g/L,24 h吸附量达到88.06 mg/g.当pH〈6时,Ca^2＋、Mg^2＋、CO3^2-、HCO3^-的存在分别降低了铁负载膨润土对U（Ⅵ）的吸附效果,而pH〉7时影响作用不大.准二级动力学和Langmuir等温吸附模型对铁负载膨润土吸附U（Ⅵ）的拟合效果较好,SEM和FT-IR分析结果表明铁负载膨润土主要通过羟基络合及离子交换作用结合U（Ⅵ）进入其层间及表面.