- 宁廓;李静;闫良国;宋雯;
【目的】结合光热转换和高级氧化过程，寻求一种可持续、环保、低碳的水处理方案，解决水污染和水资源短缺问题。【研究现状】首先概述基于光热转换过程的金属、碳和半导体3类纳米材料，然后概述基于高级氧化过程的光催化、芬顿和类芬顿反应、电催化、活化过硫酸盐4类纳米材料；最后着重综述基于光热转换-高级氧化过程的金属氧化物、金属有机框架和其他复合纳米材料3类纳米材料，指出该类材料通过提供催化活性位点、增强光热效应、参与电子传递等多种途径实现光热转换-高级氧化过程；介绍各种复合纳米材料的制备方法、蒸发速率、光热转换效率以及对有机污染物的降解效率，研究纳米复合材料在净化水体、降解水中有机污染物中的工作机制。【结论与展望】基于光热转换-高级氧化过程的纳米复合材料中可同时兼顾水资源短缺和水污染问题，并提高水处理效率。
2025年03期 v.31;No.176 78-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1595K] [下载次数：379 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 何金龙;杨阳;刘晓星;
【目的】评估平均主应力准则、最大主应力准则、最大剪应力准则和最大接触力准则等4种颗粒破碎准则的适用性，探究颗粒的破碎机制。【方法】基于三维离散单元法数值模拟，考察随机多点加载以及单、双、三轴加载作用下球形和圆盘型颗粒试样的破碎特性，统计分析平均主应力、最大主应力、最大剪切应力以及最大接触力随加载点数目的变化规律。【结果】随着加载的进行，加载点附近逐渐形成拉应力集中，导致颗粒试样的拉伸破坏；无论是随机加载构型还是确定加载构型，颗粒破碎时的平均主应力和最大主应力都是加载点数目的函数；对于随机加载构型，模拟得到的最大剪应力和最大接触力的平均值都与加载数目无关，但确定加载构型下2个参数都随加载点数目而变化，说明加载点数目和空间排列方式会影响颗粒的临界破碎强度。【结论】考察的4种颗粒破碎准则都不能唯一确定颗粒的临界应力状态，基于4个参数建立颗粒破碎准则时，须要考虑加载构型的影响。
2025年03期 v.31;No.176 89-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 2067K] [下载次数：96 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 丛培澳;王荣耀;李春生;陈国柱;
【目的】为了提高肉桂醛加氢过程中制备苯丙醛的转化率和选择性，制备具有三明治结构的选择性催化加氢催化剂。【方法】采用溶剂热法合成金属有机框架（metal-organic framework,MOF）Ce-UiO-66-NH_2(Ce-MOF)内核；利用胶体浸渍法将铂（Pt）金属纳米颗粒均匀地负载到Ce-MOF内核表面，制得Ce-MOF@Pt；通过溶剂热法将三醛基间苯三酚（2,4,6-trihydroxy-1,3,5-benzenetricarbaldehyde,Tp）和对苯二胺（p-phenylenediamine,Pa）构建共价有机框架（covalent organic framework,COF）壳层TpPa-COF，将壳层TpPa-COF通过共价键C—N连接到Ce-MOF上，制备以Ce-MOF为内核、以金属纳米颗粒（nanoparticles,NPs）PtNPs为中间层、以TpPa-COF为壳层的具有三明治结构的复合催化剂Ce-MOF@Pt@TpPa-COF；制备催化剂TpPa-COF@Pt，对Ce-MOF@Pt、 Ce-MOF@Pt@TpPa-COF、 TpPa-COF@Pt的结构和性能进行比较，探讨3组催化剂在肉桂醛加氢制备苯丙醛过程中的转化率、选择性和稳定性。【结果】在反应时间为6 h的条件下，Ce-MOF@Pt、Ce-MOF@Pt@TpPa-COF、 TpPa-COF@Pt对肉桂醛的转化率分别为92%、 89%、 99%，对目标产物苯丙醛的选择性分别为21%、 50%、 1%，对目标产物苯丙醛的产率分别为19%、 45%、 1%；与Ce-MOF@Pt、TpPa-COF@Pt相比，具有三明治结构的催化剂Ce-MOF@Pt@TpPa-COF具有更优秀的稳定性。【结论】在肉桂醛催化加氢过程中，Ce-MOF@Pt@TpPa-COF能够显著提高苯丙醛在多相催化加氢反应过程中的选择性和产率，并保持了更好的稳定性。
2025年03期 v.31;No.176 101-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1815K] [下载次数：470 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 杨蕾;黄效东;单海;舒项辰;邓崇海;周宁宁;胡坤宏;
【目的】梳理碳量子点（carbon quantum dots,CQDs）基复合材料的制备方法及研究进展。【研究现状】总结CQDs复合材料的制备方法，如化学消融法、电化学碳化法、激光烧蚀法、微波辐射法和水热合成法；概括CQDs复合材料在CO_2还原有机污染降解、生物医学、光电催化和传感器等方面的应用。【结论与展望】指出CQDs作为一种环保、高效的功能材料，合成技术的精细调控、发光机制的深入研究是未来的主要方向。
2025年03期 v.31;No.176 113-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1446K] [下载次数：1115 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 秦依婷;闫锦;张立强;罗红;吴庆定;余剑武;谢志杰;张宗浩;
【目的】研究杨木加工残渣粉与氧化铋复合材料的组成对黏弹性的影响，实现杨木-氧化铋复合材料在家具工程等领域的应用。【方法】采用温压成形法将杨木残渣粉与氧化铋粉末相混合，制备不同粒径杨木粉的杨木-氧化铋复合材料；对复合材料进行恒载压缩蠕变实验，记录实时蠕变位移，根据应力-应变关系计算杨木-氧化铋复合材料的弹性模量；基于线性黏弹性理论计算复合材料的剪切松弛模量，采用广义Maxwell模型建立复合材料的黏弹性模型，利用优化软件1stOpt对弹性松弛模量进行最优拟合，并结合MSC Marc软件进行数值模拟，得出实时蠕变位移的数值模拟结果，并对实验结果与数值模拟结果的一致性进行评估。【结果】不同粒径杨木粉的杨木-氧化铋复合材料表现出不同的蠕变行为，具有明显的黏弹性特征，调整不同粒径杨木粉的比例，可改善复合材料的抗蠕变性能，当粒径不超过425μm与粒径不超过180μm的杨木粉的质量比为1:1时，抗蠕变性能最佳；压缩蠕变实验结果与MSC Marc软件数值模拟结果一致，表明短期蠕变实验数据可以预测复合材料的长期蠕变。【结论】杨木-氧化铋复合材料具有较高的抗蠕变性能和明显的黏弹性特征，在建筑和家具工程领域有较大潜力；短期蠕变实验数据可以预测长期蠕变，为评价该复合材料的使用性能提供可靠途径。
2025年03期 v.31;No.176 122-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1491K] [下载次数：55 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] - 任小花;蒋茜茜;董迎迎;张金营;
【目的】探索以壳聚糖为原料的微球产品在水处理领域的应用前景。【研究现状】系统综述壳聚糖复合微球的乳化交联法、喷雾干燥法、凝固剂法、离子凝胶法、羧基化反应、酰基化反应、烷基化反应、交联化反应、季铵化反应、接枝共聚等方法，并分析每种方法的优缺点及应用领域；总结壳聚糖复合微球的壳聚糖-明胶复合微球、壳聚糖-金属氧化物微球、壳聚糖-聚合物复合微球等分类；论述壳聚糖复合微球在重金属废水、有机废水和放射性废水处理等方面的应用进展。【结论与展望】随着科学技术的不断进步，壳聚糖复合微球的制备工艺将得到进一步优化，通过调控复合微球的结构，使其具有更好的吸附性能和絮凝效果，开展壳聚糖复合微球在水处理领域的实际应用研究，有助于降低处理成本，提高水质。
2025年03期 v.31;No.176 131-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1323K] [下载次数：699 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ]
- 张洲齐;林明强;于燕;陈文文;
【目的】解决实际工程过程中泡沫混凝土分层失稳的问题。【方法】采用掺入适量粉体材料进行稳泡处理，开展泡沫质量评价试验，研究羟丙基甲基纤维素（hydroxypropyl methyl cellulose, HPMC）不同掺量（质量分数，下同，0、0.05%、 0.10%、 0.15%、 0.20%）的不同密度（800、 1 000、 1 200 kg/m~3）的泡沫混凝土制备、改性、力学性能与微观结构。【结果】泡沫分布不均匀导致分层现象，密度越小的泡沫混凝土分层现象越严重；当HPMC掺量为0～0.15%时，HPMC对泡沫稳定性有增强作用，能够提高泡沫浆体稠度，减小泡沫孔径，限制气体扩散，使泡沫分布更加均匀；干密度为800、 1 000、 1 200 kg/m~3的泡沫混凝土中HPMC掺量分别为0.15%、 0.15%、 0.10%时，干密度减小与抗压强度提升效果最为显著，干密度分别降低14%、 7%、 5%，抗压强度分别提高39.2%、 38.8%、 32.3%; HPMC最佳掺量与密度相关，密度越大的泡沫混凝土改性所需HPMC掺量越少，干密度为800、 1 000 kg/m~3的泡沫混凝土HPMC最佳掺量为0.15%，干密度为1 200 kg/m~3的泡沫混凝土HPMC最佳掺量为0.10%。【结论】根据泡沫混凝土密度不同，采用不同的HPMC最佳掺量，分层失稳问题得到充分解决，泡沫混凝土各项性能均显著提升。
2025年03期 v.31;No.176 145-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 2054K] [下载次数：233 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 武治强;张兴全;辛富斌;凌兴杰;黄志强;
【目的】明晰不同减轻剂颗粒特征对海洋深水弱胶结地层低密度固井水泥石-套管固井界面胶结性能的影响。【方法】分析在水泥浆密度分别为1.5、 1.7 g/cm~3条件下，硅灰、粉煤灰及空心玻璃微珠3种常用减轻剂对低密度固井水泥石力学强度、体积收缩率以及水泥石-套管界面胶结强度的影响规律，采用X射线衍射、扫描电镜、压汞仪等分析减轻剂颗粒特征对水泥浆性能与界面胶结性能的影响机制。【结果】相同密度条件下，相较于硅灰和粉煤灰，采用空心玻璃微珠配制低密度水泥浆所需的水灰比更低，使得空心玻璃微珠减重水泥石的力学性能、抗体积收缩能力以及界面胶结强度更为优异，粉煤灰减重水泥石的界面胶结强度最低。【结论】采用空心玻璃微珠作为减轻剂能够优化水泥石孔隙结构，抑制化学体积收缩，同时与水化产物紧密胶结，使其与套管粘接牢固，更有利于保障海洋深水弱胶结地层的固井界面胶结质量。
2025年03期 v.31;No.176 158-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 1816K] [下载次数：118 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 刁江;谷文凤;陶浩然;禹华芳;李鸿乂;谢兵;
【目的】研究钢渣一次处理技术、回收利用方式和管理现状，深入分析钢渣利用率低的原因，并剖析钢渣利用面临的挑战。【研究现状】综述主流钢渣一次处理技术的工作原理及特点，包括热闷法、热泼法、滚筒法、水淬法、风淬法；总结钢渣在钢铁行业、水泥和建筑行业、微晶玻璃和陶瓷生产、污水处理、农业化肥生产、功能材料方面的综合利用现状；总结在选择钢渣的一次处理工艺时，必须综合考虑如钢渣的利用途径、节能环保要求以及投资效益等众多因素，钢渣的一次处理技术在国内外钢铁企业中的应用呈现多样化特征。【结论与展望】虽然钢渣在建材、农业、污水处理、陶瓷等领域已有一定程度的应用，但距大规模、高附加值的应用还相差甚远；发展高利用率、多极化的钢渣一次处理技术，加大钢渣综合利用，是钢渣一次处理技术领域的关键。
2025年03期 v.31;No.176 168-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 1248K] [下载次数：387 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 张轩硕;朱一丁;兰永军;王红雨;李宏波;
【目的】研究复合激发剂各因素间交互作用对碱活化钢渣基胶凝材料（alkali-activated steel slag-based cementitious material,ASCM）强度性能的影响，揭示其强度提升机制。【方法】以硅灰、生石灰和Na_2SO_4掺量（质量分数，下同）为自变量，以ASCM胶结体龄期为3、 7、 28 d的抗压强度为响应值，采用Box-Behnken响应面法设计17组试验，建立二次多项式回归模型，结合数值优化方法优化模型自变量参数，并分析ASCM试样水化产物组成及微观结构形貌。【结果】生石灰和硅灰掺量、 Na_2SO_4和硅灰掺量的交互作用是影响ASCM胶结体强度性能的关键因素，复合活化剂最优配比为硅灰掺量为1.1%，生石灰掺量为4%, Na_2SO_4掺量为1.3%，该条件下ASCM胶结体龄期为3、 7、 28 d的抗压强度分别为26.33、38.14、 46.73 MPa，与预测值相对误差均小于5%。【结论】优化复合激发剂配比能有效促进ASCM胶凝产物生成与微观结构改善，使其表现出良好的力学强度，该模型精度较高，可靠性较强。
2025年03期 v.31;No.176 179-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 2059K] [下载次数：321 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 王一帆;许明德;王建军;许伟伟;张宏意;田乐辰;宋海涛;凤孟龙;
【目的】研究高温烟气中的催化剂颗粒在烟气轮机叶片绕流过程中的运动特性以及在叶片表面的沉积规律。【方法】采用数值模拟和实验的方法，探讨高温工况下非球形颗粒在烟气轮机叶片上的沉积过程中入口流量和入口颗粒质量浓度等因素对颗粒沉积的影响以及入口颗粒与沉积颗粒粒径分布范围的差异。【结果】设置入口风量为1 200、1 400 m~3/h，颗粒质量浓度为20、40 g/m~3，随入口风量增大，压力面沉积区域向中心收缩，吸力面沉积区域由叶根中部向后缘扩展。沉积质量随风量增大而增大。在设置的范围内，颗粒质量浓度对沉积区域和质量无明显影响。【结论】随入口流量和颗粒质量浓度增大，颗粒在烟气轮机叶片上的沉积质量增多，沉积颗粒粒径分布范围与入口颗粒基本一致。
2025年03期 v.31;No.176 195-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 2241K] [下载次数：101 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ]