本文提出了一个解决轴对称问题的近似解法,即把由迭层正交异性材料组成的轴对称旋转壳体沿其旋转轴分成若干个截壳单元进行求解。考虑受轴对称外载时,对每一截壳元用解析法求得近似解,然后由交接条件和边界条件来确定积分常数。最后本文对迭层复合材料旋转壳体进行了计算,其结果与文献[1]用有限元法计算的结果以及实验数据都比较吻合。
本文对三角形网格复合材料加劲叠层板进行了刚度分析。对这种材料制成的圆桂壳作了总体稳定性分析,得出了简化计算公式。
本文采用精确的大位移薄板理论导出了大面积不对称正交层板室温形状的计算公式, 可以精确地求得板的中面的变形曲率, 面内应变, 以及挠度和面内位移。
自新型冠状病毒疫情爆发以来,磷酸氯喹(Chloroquine Phosphate, CQP)被发现能有效抑制新型冠状病毒从而得到了广泛使用,即使疫情结束后由于其独特的抗炎症和抗疟疾能力依旧发挥着重要的作用。然而,CQP并不能被人体完全吸收,具有一定的环境持久性和生物积累性。目前CQP在环境水体中的含量最高可达10 μg/L,且浓度还在持续增长,对人类存在巨大潜在危害。可惜的是,传统的污水处理工艺并不能有效去除CQP。近年来,高级氧化技术(Advanced oxidation pro-cess, AOPs)因其环境友好、高效、无二次污染等优点在处理新污染物问题上被广泛研究。将废弃杉木屑资源化利用,通过高级氧化技术寻求一种高效降解CQP的方法是可行的,同时也能达到“变废为宝,以废治废”的目的。本研究以废弃杉木屑为原料制备合成了具有磁回收能力的生物炭复合材料,并研究其活化过一硫酸盐(Peroxymonosulfate, PMS)降解CQP的性能。
本研究将废弃的木屑资源化利用,通过共沉淀-无氧煅烧法制备出具有磁回收能力的铁酸镍负载杉木屑生物炭复合材料(Nickel ferrate loaded biochar, NiFeO@BC),并研究其活化过一硫酸盐(Peroxymonosulfate, PMS)降解CQP的性能。通过XRD、SEM、BET、FTIR、XPS和VSM表征分析材料的晶体结构、微观形貌、比表面积与孔径分布情况、表面官能团及元素组成和磁分离能力。此外,考察了PMS浓度、NiFeO@BC投加量、溶液初始pH、无机阴阳离子与腐殖酸对NiFeO@BC降解CQP的影响。通过淬灭实验以及材料反应前后表征分析对比明确了MNC表面的活性点位,揭示了材料活化PMS降解CQP的作用机制。还探究了NiFeO@BC活化PMS对内多种不同类型有机污染物的降解效果。通过循环实验分析材料的稳定性和循环利用能力。最后,通过检测CQP降解过程中的中间产物,提出CQP在NiFeO@BC活化PMS体系中的降解路径,并通过毒性评估软件工具(T.E.S.T.)进一步评价CQP降解中间产物的发育毒性。
通过SEM和BET分析得出NiFeO负载在BC表面上,材料的表面变得褶皱,可以清晰地观察到NiFeO颗粒均匀地分布在生物炭的表面,生物炭基底能够有效改善NiFeO颗粒的团聚现象,暴露出更多的Fe、Ni活性位点,改性后的复合材料孔洞结构得到了明显的优化,孔隙体积和孔径得到增加。XRD、FTIR和XPS结果表明NiFeO的成功负载,且对比循环前后材料并没有明显的改变,说明材料具有高循环稳定性。研究表明,当NiFeO@BC投加量为0.5 g/L,PMS浓度为1.0 mmol/L,CQP浓度为10 mg/L的条件下,CQP去除率在120分钟达到89%。在偏酸性或者偏碱的条件下更有利于CQP的降解,腐殖酸(Humic acid, HA)对NiFeO@BC活化PMS降解CQP具有促进作用。淬灭实验证实,自由基途径和非自由基途径生成的•OH与O主导了NiFeO@BC/PMS体系对CQP的降解。在同等条件下,对多种污染物均能达到80%以上的降解效果。XPS对比了材料使用前后化学价态变化,材料中存在一种路径使Fe得电子转换成Fe,Ni失电子转化成Ni。因此可以说明NiFeO颗粒上的Fe/Ni与Fe/Ni之间存在相互转化,转化过程中的电子转移加速了污染物的降解过程。通过高效液相色谱-质谱联用仪(HPLC-MS)检测CQP降解过程中的中间产物,提出了CQP在NiFeO@BC活化PMS体系中的两种降解路径。通过毒性评估软件工具(T.E.S.T.)进一步评价CQP降解中间产物的生物安全性,结果表明,在NiFeO@BC活化PMS体系中,CQP的毒性可以通过催化降解得到显著减弱。
本研究制备出一种铁酸镍负载杉木屑生物炭,用于活化过一硫酸盐有效降解环境水体中的磷酸氯喹,并且对多种有机污染物同样具有良好的降解效果。该材料可以通过外置磁场的方式快速实现固液分离,具有一定的循环利用能力。此次研究旨在为水处理技术发展,构建新型生物炭功能材料用于高效去除水体中有机污染物提供切实可行的策略。
磷酸氯喹(Chloroquine Phosphate, CQP),作为一种具有抗炎症和抗疟疾能力的药物在世界各地一直都发挥着重要的作用,尤其在新冠大流行期间作为特效药得到了广泛的应用。然而,磷酸氯喹的大量使用对人类存在巨大的潜在危害。目前,现有处理技术对磷酸氯喹的去除十分有限。因此,有效去除环境水体中的磷酸氯喹的工作迫在眉睫。
本文采用了废弃的木屑为原材料,通过共沉淀和煅烧的方法将NiFe2O4负载在生物炭的表面,制备出具有磁回收能力的复合催化材料(Nickel ferrate loaded biochar, NiFe2O4@BC),用于活化过一硫酸盐(Peroxymonosulfate, PMS)高效降解CQP。相较于纯的生物炭材料和NiFe2O4,改性之后的复合材料的表面形貌发生巨大变化,生物炭表面的缺陷活性位点增多,石墨化程度也得到提升,材料对抗生素吸附富集能力得到有效改善,同时催化效果得到了显著提高。生物炭表面的碳网络可以有效传递Fe3+/Fe2+与Ni2+/Ni3+转化过程中的电子,生物炭与NiFe2O4具有协同作用,高效活化PMS生成多种活性氧化基团。NiFe2O4@BC活化PMS降解CQP的去除率在120 min内达到89%。在偏酸和偏碱的条件下,更有利CQP的降解,说明NiFe2O4@BC具有广泛的环境适用性。该体系对于多种新污染物的去除率均能达到83%以上,具有良好的实际应用潜力。
近年来,磷酸氯喹(Chloroquine phosphate,CQP)作为治疗新冠的特效药得到广泛应用,并且由于其具有优异的抗炎症和抗疟疾能力,在疫情结束后仍发挥着重要作用。磷酸氯喹的大量使用对环境造成严重的潜在危害。将废弃的木屑资源化利用,通过共沉淀-无氧煅烧法制备出具有磁回收能力的铁酸镍负载杉木屑生物炭复合材料(Nickel ferrate loaded biochar,NiFe2O4@BC),并研究其活化过一硫酸盐(Peroxymonosulfate,PMS)降解CQP的性能。利用多种表征对NiFe2O4@BC复合材料的组成结构、表面官能团和石墨化程度进行分析,相较于未改性的杉木屑生物炭(Fir sawdust biochar,BC),将具有磁性NiFe2O4的负载在生物炭上,使复合材料的石墨化程度提高,缺陷活性位点也得到增多,对CQP的去除效果得到巨大提高。主要考察了NiFe2O4@BC投加量、PMS浓度、溶液初始pH、共存无机阴离子与腐殖酸在降解CQP过程中的影响。研究表明:当NiFe2O4@BC投加量为0.5 g/L,PMS浓度为1.0 mmol/L,CQP浓度为10 mg/L的条件下,CQP去除率在120 min达到89%。在偏酸性或者偏碱的条件下更有利于CQP的降解,腐殖酸(Humic acid,HA)对NiFe2O4@BC活化PMS降解CQP具有促进作用。淬灭实验证实,自由基途径和非自由基途径生成的•OH与1O2主导了NiFe2O4@BC/PMS体系对CQP的降解。在同等条件下,对多种污染物均能达到80%以上的降解效果。此外,NiFe2O4@BC循环使用5次后,活化PMS去除CQP的效率仍能达到74%左右。本文为废弃杉木屑高效、绿色的资源化利用提供了新策略和借鉴意义。