摘要：大气压等离子体射流(APPJ)是一种新兴的大气压等离子体放电技术,其在大气压下产生,具有放电温度和激发电压低、放电装置灵活、操作简便安全等优点,能够在大气环境中产生,在生物医学、环境卫生、材料改性等多领域具有广泛的应用前景。概述了近年来国内外APPJ在环境卫生和环境污染治理等环境领域,特别是环境灭菌、环境污染物去除和环境藻类治理等方面的应用;阐述了APPJ的射流装置与处理方式、效果和机理;基于研究现状,探讨了APPJ在环境领域应用存在的问题与解决途径,主要包括其灭菌降解机理、试验规模放大、等离子体射流发生装置设计和等离子体射流电源研发;最后展望了该技术未来在环境领域应用的发展方向和趋势。

摘要：为解决目前电渗应用的高能耗困境及大尺寸模拟困难等问题,提出针对低渗透性、高含水率土体的电动-水力渗流协同作用的三维固结方法。自行研制了一套阴极-集水-排水协同作用的多功能集排水系统,采用间歇式抽水代替连续抽水。采用三维电动-水力渗流固结系统对取自贡湖湾湿地和白旄堆场的2种不同太湖底泥进行了电渗试验研究,同时对白旄堆场太湖底泥进行了传统一维电渗固结试验,并对2种试验条件下的单位体积排水能耗和单位体积单位排水量能耗等关键指标进行了对比。结果表明:三维集水井设计可大大降低土体阴极附近电阻,间断性提高系统电流,提高排水效率,降低电渗总能耗;间歇式抽水可间歇性降低系统内总电流,利用电动-水力协同作用,保持系统渗流的连续性;三维电动-水力渗流固结系统的电流呈周期性减小—增大模式,并且降低速率较慢,尤其对于有机质含量较高的土体,电渗过程电流始终保持在一个较高的水平,提高了排水固结效率。三维电动-水力渗流固结系统的单位体积排水能耗和单位体积单位排水量能耗分别约为一维电渗系统的2/3和1/30。在高含水量软土固结排水中具有显著的节能效果。三维电动-水力渗流固结系统可以提高排水固结效率、大幅度降低能耗,为实际工程应用提供了可靠的理论、设计依据和数据支持,具有很好的推广价值。

摘要：以柴油车尾气氮氧化物(NOx)净化处理为研究主题,结合氨气(NH3)选择性催化还原NOx技术(NH3-SCR)理论及研究成果,进行了Cu-SSZ-13用于NH3选择性还原NOx综合实验设计。实验采用液相离子交换法得到三种不同Cu负载量的Cux-SSZ-13催化剂,并对其进行了物理表征和催化活性评价。实验结果表明,不同Cu负载的催化剂均具有较高的结晶度,且分子筛载体结构变化不大;Cu3.9-SSZ-13催化剂在200~500℃范围内NOx转化率均高于90%,N2选择性高于98.5%,催化剂活性最优。该实验将技术研究热点与教学实践环节相结合,有助于培养学生的综合实验技能和科研素养。

摘要：为研究餐厨有机浆液厌氧沼渣与黑水虻虫粪共堆肥的效果,本研究设计5组混合比(沼渣∶虫粪):T1(4∶0)、T2(3∶1)、T3(1∶1)、T4(1∶3)和T5(0∶4),进行了为期30 d的堆肥实验。结果表明:与T1相比,T2、T3、T4和T5的硝态氮含量分别提高了72.63%、77.93%、88.69%和85.99%。T2处理组堆料具有最高的有机质降解率(13.80%),堆肥产品具有较高的腐殖质含量(107.55 g·kg^(-1))、胡敏酸含量(79.20 g·kg^(-1))和胡富比(2.79)。堆肥30 d后,各处理组种子发芽指数均超过80%,其中T1~T4处理组超过100%。随着虫粪比例的增加,堆料电导率显著升高(P<0.05)。研究表明,添加虫粪可加强固氮作用、提高堆肥产品肥效,同时共堆肥可提高有机质降解率、强化腐殖化进程,但是过量虫粪会增加堆料盐度,对植物生长有一定影响,综合效果显示,沼渣和虫粪配比为3∶1时堆肥效果最佳。

摘要：基于课题组研发的外包波纹钢板混凝土组合梁,提出了一种新型混凝土柱-波纹钢板混凝土组合梁连接节点形式,并进行了该类节点试件的低周往复荷载加载试验,对该类节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性与耗能、变形组成成分与变化规律进行了研究。结果表明:试件最终在梁端理想塑性铰区发生弯曲破坏,实现了塑性铰外移,滞回性能较好,具有良好的延性与耗能性能,梁塑性变形引起的层间位移达到68%。通过有限元软件对低周往复荷载作用下节点的受力性能进行模拟,结合试验结果验证了有限元模型的有效性,并建立混凝土柱-外包钢混凝土组合梁节点模型进行对比分析,进一步通过改变梁柱线刚度比探究节点的破坏模式,所得的梁柱线刚度比值可为工程设计提供参考。

摘要：实现碳氮循环是人类社会发展的迫切要求,也是催化领域的热门研究课题。在可再生能源的推动下,电催化技术引起了人们的广泛关注,且可以通过改变反应电压获得不同的目标产品。基于此,电催化技术被认为是缓解当前能源危机和环境问题的有效策略,对实现碳中和具有重要意义。其中,电催化CO_(2)还原反应(CO_(2)RR)和N_(2)还原反应(N_(2)RR)是一种有前途的小分子转化策略。然而,CO_(2)和N_(2)均为线性分子,其中C=O和N≡N键的高解离能导致了它们高的化学惰性。此外,最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)之间的巨大能量间隙使它们具有高的化学稳定性;且CO_(2)和N_(2)的低质子亲和力使它们难以被直接质子化。另一方面,由于CO_(2)RR和N_(2)RR与析氢反应(HER)具有相近的氧化还原电位,造成其与HER之间存在竞争性关系,这也是致使催化剂在CO_(2)RR和N_(2)RR转化效率低的重要影响因素。因此,CO_(2)RR和N_(2)RR仍然面临着过电位高及法拉第效率低等问题。为了克服这些瓶颈,人们为提升CO_(2)RR和N_(2)RR电催化剂性能做出了很多努力。众所周知,电催化过程发生在催化剂表面,主要涉及质量传递和电子转移等过程。由此可见,催化剂的性能与其质量和电子传输能力密切相关,而调控催化剂表面结构可以优化活性点的质量和电子转移行为。电催化剂的缺陷和界面工程可通过表面原子工程来实现电子结构调控,对于提高气体吸附能力、抑制HER、富集气体及稳定中间产物等具有重要意义。到目前为止,所报道的各种缺陷和复合电催化剂在提高CO_(2)RR和N_(2)RR催化性能等方面均表现出巨大的潜力。在此,我们综述了CO_(2)RR和N_(2)RR中催化剂缺陷工程及界面工程的最新进展;首先讨论了四种不同的缺陷(空位、高指数晶面、晶格应变和晶格无序)对CO_(2)RR和N_(2)RR性能的影响;然后,总结了界面工程在聚合物-无机复合材料催化剂中的重要作用,并给出了典型实例;最后,展望了原子级电催化剂工程的发展前景,提出了开发和设计高效CO_(2)RR和N_(2)RR电催化剂的未来发展方向。

摘要：木质素是醋糟的重要组成部分,是自然界中可直接提供芳香环结构物质的可再生资源,具有广泛的用途。然而,醋糟中木质纤维素结构稳定且难以破坏,限制了木质素的生物分离纯化效率,进而影响了醋糟的资源化利用。针对此问题,设计了一种新的木质素生物分离纯化策略,将混合真菌发酵与厌氧消化处理相结合,借助不同功能微生物的协同作用,在有效破坏木质纤维素结构的同时充分降解多糖。结果表明,经过处理后,醋糟中纤维素和半纤维素的降解率达到了87.65%和96.34%;木质素的纯度达到了62.32%,回收率为76.01%。醋糟中木质纤维素结构被破坏,从而导致体系中水解酶活性的提高。包含GH43、CE1、GH13等碳水化合物活性酶基因的微生物的大量富集是该方法实现木质素高效纯化的根本原因。本研究结果可为醋糟的资源化利用提供参考。

摘要：该文提出一种损伤可控型钢框架节点(DCSF节点)。在梁端腹板上设置连接钢板,通过高强摩擦螺栓将梁、柱拼接在一起,并在梁内布置预应力筋来提供节点的复位能力。在小震作用下,通过高强螺栓来提供节点的初始刚度和抗弯承载力;在中震作用下,通过螺栓杆在螺栓孔壁内的滑移来改善节点的耗能,以此避免梁、柱主体构件受到损伤。共设计完成了4个足尺试件的低周往复加载试验,分别考虑了连接钢板的不同接触表面、预应力筋的初张拉值以及高强螺栓预紧力对该类节点的初始刚度、损伤特征、滞回性能和自复位能力的影响。研究结果表明:高强螺栓在螺栓孔内的滑移为节点提供了良好的耗能能力;预应力筋能够减少结构的残余变形,提供节点的自复位能力;当层间位移角达2.4%时,主体构件未发现明显损伤,螺栓杆与孔壁发生挤压破坏,更换连接钢板后,节点的承载力和耗能能力基本不变,DCSF节点具有良好的抗震性能;节点的连接无需现场施焊,施工方便、快捷,可在地震区推广应用。

摘要：在重要结构的抗震设计与分析中,常需要输入拟合设计反应谱的地震动时程。该研究提出一种基于数字滤波技术调整天然地震动记录拟合规范反应谱的方法,以设计谱频率控制点为中心确定频带数目与范围,针对各个频带利用无限冲激响应数字滤波器对强震动记录时程开展带通滤波,并以滤波所得频带分量为基函数重构地震动时程;以重构时程为种子时程,引入影响矩阵方法开展迭代计算逐步调整频带分量的幅值向量,直至时程反应谱与目标谱的拟合精度满足要求为止。选取3个不同类型设计谱为目标谱分别开展拟合计算,结果表明:该方法分解并重构的地震动时程与天然强震动记录在时域和频域的重合度均较高;可与不同设计谱实现高精度拟合,时程反应谱迭代收敛性好,且能较好地保留时程非平稳性,可为工程结构抗震设计与分析提供合适的地震输入。

摘要：基于波纹钢-钢管混凝土组合柱与U形外包波纹钢-混凝土组合梁,以“强节点弱构件”的设计原则提出了一种施工便捷、传力明确的节点连接方式。对中节点试件进行了低周往复加载下的拟静力试验,分析了节点的破坏形态、滞回曲线、耗能能力、延性、梁端塑性铰区以及节点核心区关键部位钢材的应变变化,通过有限元软件对节点进行模拟,并与试验进行对比发现二者吻合较好。研究表明:试件最终破坏的位置为梁端理想塑性铰区,节点核心区域未发生明显破坏,实现了塑性铰的外移;试件滞回曲线饱满,等效黏滞阻尼系数为0.206,延性系数为3.67,说明试件具有较好的耗能能力以及延性。节点域钢材各位置应变分布均匀,传力效果良好,节点核心区未屈服,梁下翼缘塑性铰区应变达到屈服应变,节点工作性能良好,能有效传递弯矩以及剪力。