上海大学学报(自然科学版)

张靖1, 刘小龙2, 高洋1, 姜艳兴1, 李双1, 罗文芸1, 汪福顺1

2013, 13(5): 441-447. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.001

摘要 ( 1983 )

PDF (10990KB) ( 930 )

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猫跳河梯级水库自20 世纪90 年代起频繁出现季节性突发污染事件. 选择位于猫跳河干流的百花水库作为研究对象, 对其水温、溶解氧(dissolved oxygen, DO)浓度、营养盐浓度进行了为期12 个月的连续监测. 通过分析水库垂直剖面方向上水温及DO 浓度的季节变化趋势, 验证了水体季节性分层现象是导致突发水质恶化的主要原因. 引入水质分析模拟程序(water quality analysis simulation program, WASP) 对水温、DO 浓度、NH⁺₄浓度进行模拟, 模拟结果与监测值季节变化趋势吻合, 证明该模型可以应用于百花水库的水质模拟. 利用WASP 对水库进行了流量调度模拟. 结果表明, 进行有效的季节性水量调控可以达到改善该水库季节性缺氧状况的目的.

钢渣掺入料对矿渣水泥性能的影响

严丽君1,2, 葛潭潭1, 张捷宇3, 朱俊虹4, 闫潇娟1, 何陈1,王俊玺1, 胡雪峰1

2013, 13(5): 448-453. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.002

摘要 ( 1831 )

PDF (627KB) ( 957 )

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按照不同钢渣掺比制作了混凝土样块, 测定了不同钢渣掺比和不同养护条件下混凝土样块的抗压强度以及浸出pH 值, 研究了不同钢渣掺比下混凝土样块的抗压强度与水化反应的关系和机理. 实验结果表明: 20% 钢渣掺比为最佳掺比, 而超过30% 掺比之后的混凝土抗压强度逐渐下降; 混凝土样块在去离子水中的浸出pH 值随钢渣的掺比和混凝土样块碳化时间的不同而变化, 主要原因是钢渣含有一定量的低铁铝相.

国内外水体及底泥中PFOS 污染物污染状况

孙瑞, 吴明红, 徐刚, 刘宁

2013, 13(5): 454-458. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.003

摘要 ( 2231 )

PDF (655KB) ( 1206 )

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全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulphonate, PFOS) 类物质是随人类活动而出现的新型持久性有机污染物, 其污染在世界各地均有检出. PFOS 由含氟污水厂排放污水、工业生产PFOS 物质或前体、大气沉降等方式进入环境中, 主要分布于水体以及底泥中. 水体中PFOS 污染主要发生在人口密集、工业发达区域以及污水处理厂周边. 底泥中PFOS的吸附量影响因素有pH值、阴阳离子表面活性剂及盐浓度. 通过调研现阶段国内外有关PFOS的文献, 综述PFOS 在水体及底泥环境中的污染特性.

锰掺杂诱导正交相SnO₂ 的生长行为

王利军, 陈琛, 刘延雨, 陈志文

2013, 13(5): 459-464. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.004

摘要 ( 1706 )

PDF (22890KB) ( 722 )

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通过一种简单的共沉淀方法制备了Mn 掺杂二氧化锡(SnO₂)颗粒, 对前驱体在不同温度下热处理, 并通过X 射线衍射(X-ray diffraction, XRD)和高分辨电子显微学(high-resolution transmission electron microscopy,HRTEM)对样品的微纳米结构进行了表征. 结果表明: 样品中除了四方相SnO₂ 外, 还存在正交相SnO₂. XRD 测试结果显示, 随着退火温度的增加, 正交相SnO₂ 的峰强减弱, 四方相的峰强增加. HRTEM 分析表明: 样品中可以同时找到四方相和正交相SnO₂的晶格像, 进一步证实了正交相SnO₂的存在. Mn 掺杂SnO₂ 后, Mn 离子进入SnO₂晶胞, 替代了Sn 离子, 因此引起晶格扭曲畸变, 对正交相SnO₂的形成起着重要的作用.

生物绳-湿地植物复合人工湿地深度净化微污染水体的试验

邹联沛1, 陈芳1, 王欣泽2, 孙瑞茹1, 宋召凤1

2013, 13(5): 465-469. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.005

摘要 ( 1864 )

PDF (9091KB) ( 881 )

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采用新型生物绳填料和凤眼莲组成的复合折流式人工湿地对罗时江微污染河水进行深度净化处理试验,以提高出水水质, 并在水力停留时间为24 h 的条件下研究该人工湿地对化学需氧量(chemical oxygen demand,CODMn)、总氮(total nitrogen, TN)、NH⁺₄ -N 和总磷(total phosphorus, TP)的处理效果. 结果表明, 有生物绳和凤眼莲的装置A 和仅有生物绳的装置B 的人工湿地系统对CODMn 的平均去除率分别为24.89% 和22.02%; 对TN 的平均去除率分别为40.80% 和40.73%; 对NH⁺₄ -N 的平均去除率分别为73.82% 和69.42%; 对TP 的平均去除率分别为47.83% 和39.76%. 罗时江河水原为VIV 类水质, 净化处理后的出水基本能达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002) ⅢⅡ 类水质标准.

AZ31 镁合金表面锰盐-氟锆酸盐复合转化膜的制备及性能

曹铁华1, 柴瑞杰2, 黄红艳2, 成旦红3, 叶根2

2013, 13(5): 470-473. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.006

摘要 ( 1841 )

PDF (1623KB) ( 1020 )

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采用AZ31 镁合金为基体材料, 经机械抛光、碱洗、化学转化等工序, 在其表面形成致密的复合转化膜. 采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM) 观察表面形貌和能谱分析(energy dispersive analysis, EDS) 转化膜的成分, 通过Tafel 曲线和点滴腐蚀试验评定转化膜的耐蚀性. 结果表明, 转化膜由镁、铝、氧、磷、锌及少量的锰和锆元素组成, 转化膜结合力和耐蚀性较好.

钠碱法烟气脱硫工艺技术

产文兵, 万皓, 宋桂东, 顾晓婧, 吴成武, 林智莉

2013, 13(5): 473-478. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.007

摘要 ( 2547 )

PDF (3075KB) ( 1243 )

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采用乙烯废碱液作为吸收剂, 对模拟烟气进行钠碱法烟气脱硫实验. 主要考察了进口烟气温度、烟气含氧量、液气比、进口烟气SO₂ 浓度、烟气流速对脱硫效率的影响, 并对采用该工艺技术的某厂进行经济效益分析, 得出脱硫效率达到95% 以上的工艺参数: 进口烟气温度80~90 ℃、烟气含氧量5%~6%、液气比3.5 L/m³、烟气流速3.5~4.5 m/s 等. 以2.0% NaOH 和7.2% Na₂CO₃平均浓度及以上浓度乙烯废碱液的脱硫效率较高. 此外, 乙烯废碱液在烟气速度较低时具有一定的发泡趋势.

有序金纳米阵列的可控制备及其表面增强拉曼光谱

周懿, 付群, 王沙沙, 张鸿超, 雷波, 雷勇, 吴明红

2013, 13(5): 479-484. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.008

摘要 ( 2079 )

PDF (13794KB) ( 968 )

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介绍了一种大面积规则有序、结构可控、灵敏度高、稳定性良好、制备方法简单且易操作的表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS) 活性基底. 以阳极氧化铝(anodic aluminum oxide, AAO) 模板一次氧化后形成的有序凹坑阵列为模板, 采用真空镀膜技术, 制备了有序的金纳米帽阵列SERS 活性基底, 并以罗丹明6G (Rhodamine 6G , R6G) 为探针分子, 测试和分析了该SERS 活性基底的表面增强拉曼光谱的特性. 结果表明, 这种SERS 活性基底对罗丹明6G 的拉曼散射信号可达到10⁷, 具有较好的增强作用. 该纳米帽阵列结构在1 363 cm⁻¹处的增强效果是相同厚度的普通金膜的7 倍, 且稳定性良好, 并且在放置6 个月之后, 其增强效果基本不变, 可用于化学物质和生物分子的痕量分析.

生物还原响应的酶交联可注射水凝胶

吉晓军, 曹傲能, 金荣

2013, 13(5): 485-492. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.009

摘要 ( 2029 )

PDF (14191KB) ( 1046 )

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可注射水凝胶作为生物材料被广泛用于生物医学领域. 合成了含有二硫键的葡聚糖衍生物(Dex-SS-PA), 使用辣根过氧化酶化学交联制备出新型的生物还原响应的可注射水凝胶. 系统研究了这些水凝胶的物理化学属性, 包括成胶时间、胶含量及降解性, 同时使用生死染色实验和噻唑蓝比色法实验评价了它们的细胞生物相容性. 研究结果表明, 葡聚糖的分子量越大、根皮酸的取代度越高、Dex-SS-PA 的浓度越大, 获得的水凝胶成胶时间越短、胶含量越高. 在还原环境中, Dex-SS-PA 水凝胶能够被降解. 此外, 这些水凝胶没有明显的细胞毒性. 因此, 这类新的水凝胶预示着较好的生物医学应用前景.

核-壳有机硅/苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯超浓乳液的合成与表征

贾少晋1, 张臻麒1, 丁振刚1, 李荣毅1, 董鹏1, 刘臻2, 江平开2

2013, 13(5): 493-496. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.010

摘要 ( 1621 )

PDF (4200KB) ( 870 )

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以甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、八甲基环四硅氧烷(D₄)为分散相, 偶氮二异丁腈(azobisisobutyronitrile, AIBN)为引发剂, 通过超浓乳液聚合制备具有一定核-壳结构的复合高分子材料. 采用透射电镜(transmission electron microscopy, TEM)观测了材料的形态特征, 并表征了共聚物的吸水率和接触角. 结果表明, 所制备的超浓乳液体系具有良好的稳定性, 聚合材料耐水性较好.

应用螺蛳进行污泥减量处理

陆永生, 吴祖龙, 陆琼蔚

2013, 13(5): 497-500. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.011

摘要 ( 1590 )

PDF (1186KB) ( 923 )

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选用螺蛳为模拟实验生物, 利用其摄食污泥的特性, 考察了不同环境条件下的摄食率及污泥减量效果, 从而实现污泥减量化的目的. 结果表明, 螺蛳的污泥减量速率随投放量和初始混合液悬浮固体浓度(mixed liquid suspended solids, MLSS)的升高而呈上升趋势. 通过模拟不同生存环境(高氧、低氧)的实验对比表明, 在溶解氧(dissolved oxygen, DO)充足的条件下螺蛳具有良好的污泥减量效果. 螺蛳对MLSS、混合液挥发性悬浮固体浓度(mixed liquor volatile suspended solids, MLVSS)的去除率可分别达到40.01%, 47.54%, 符合污泥稳定化的要求.

考虑粘结层滑移效应的简支组合梁弯曲

杨骁, 张敏, 刘慧

2013, 13(5): 501-507. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.012

摘要 ( 1612 )

PDF (9994KB) ( 740 )

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针对粘结型组合梁, 考虑粘结层的滑移效应, 在Euler-Bernoulli 梁弯曲变形假定下, 以挠度和轴向位移为基本未知量, 研究了简支组合梁在均布荷载作用下的弯曲响应, 得到了问题的解析解, 考察了不同梁长下组合梁中点挠度、梁端粘结层滑移位移和剪切应力等随粘结层剪切模量和厚度的响应. 同时, 研究了简支组合梁的固有频率, 利用分离变量法得到了固有频率表达式, 考察了粘结层剪切模量和厚度等对组合梁第一固有频率的影响. 研究结果表明: 粘结层厚度和剪切模量对组合梁挠度和粘结层滑移位移有较为显著的影响, 对粘结层剪力的影响很小; 相比于粘结层厚度, 剪切模量对其固有频率的影响较大.

高庙子钙基膨润土的膨胀特性

方雷, 孙德安, 孙文静

2013, 13(5): 508-512. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.013

摘要 ( 1477 )

PDF (2395KB) ( 778 )

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对高庙子钙基膨润土进行了膨胀变形试验、膨胀力试验及湿陷试验, 研究了其膨胀特性及湿陷特性. 试验结果表明: 膨胀力随初始干密度的增加而增大, 且膨胀力的对数与初始干密度大致呈线性关系; 浸水引起的膨胀应变随着竖向应力、初始含水量的增大而减小, 且随着初始干密度的增加而增大; 膨胀速率随初始干密度的增加而增大,随竖向应力、初始含水量的增大而减小; 在相同竖向应力下, 3 种试验方法得到的浸水饱和稳定后的孔隙比大致相同, 在双对数坐标下, 孔隙比与竖向应力呈线性关系.

基于路网系统的水泥混凝土道路的可靠度研究

殷晓, 徐旭

2013, 13(5): 513-519. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.014

摘要 ( 1705 )

PDF (9661KB) ( 831 )

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在路网系统中考虑道路单元的可靠度, 根据道路网络的综合拓扑指标值确定系统中各道路单元的重要程度, 最终确定维修后道路的目标可靠度, 从而利用直接积分法得到沥青加铺层的厚度. 分析表明: 当加铺层厚度小于35 cm 时, 道路可靠度随着加铺层厚度的增加而增加; 当加铺层厚度达到或超过35 cm 时, 道路可靠度随着加铺层厚度的增加而趋于稳定. 考虑单条道路在整个路网系统中的地位, 不仅能够使修护后的路面系统可靠度最大化, 而且可以使修护费用得到最优分配.

热源对核废料处置库近场性状的影响

秦爱芳, 王海堂, 赵小龙

2013, 13(5): 520-526. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.015

摘要 ( 1603 )

PDF (4360KB) ( 1145 )

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采用高放射性核废料处置库模型进行试验, 以核废料处置库近场的膨润土及岩石为研究对象, 建立轴对称模型. 选用适当的控制方程, 运用有限元软件Code-Bright对核废料处置库关闭后处置库近场的温度场、渗流场、应力场进行热-水-力(thermo-hydro-mechanical, THM)耦合的数值模拟. 通过比较不同初始热源, 得到了处置库关闭后近场膨润土及岩石内温度、液体饱和度、吸力及应力的变化规律. 结果表明, 初始热源较小时膨润土和岩石的性质更为稳定.

静压桩沉桩施工对临近隧道的影响

秦世伟, 周艳坤, 莫泷

2013, 13(5): 527-533. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.016

摘要 ( 1772 )

PDF (5573KB) ( 1050 )

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基于圆孔扩张理论运用FLAC^3D有限差分软件模拟了静压桩沉桩挤土过程, 并对土体位移的数值模拟结果与解析解计算结果进行了对比, 二者的计算数值与变化趋势吻合得较好. 在此基础上, 运用位移贯入法模拟沉桩的摩擦作用, 使沉桩全过程的计算结果更趋近于实际情况. 基于此数值模拟方法分别计算沉桩深度为4, 8, 12, 16, 20 m 的沉桩行为对临近隧道的变形与内力影响, 得出了以下结论: 静压桩沉桩对邻近隧道的变形有较明显的影响.随着沉桩深度的增加, 隧道结构位移也随之增大, 且以水平位移为主. 当沉桩深度达到20 m 时, 隧道结构最大位移为11.55 mm. 沉桩过程亦使隧道产生一定的扭转: 沉桩深度为4, 8, 12, 16 m 时, 隧道顺时针偏转(背向沉桩方向);沉桩深度为20 m 时, 隧道逆时针偏转(朝向沉桩方向). 随着沉桩深度的增大, 隧道结构的附加弯矩从对称竖向轴线分布逐渐向逆时针方向偏转至对称横向轴线分布; 沉桩后隧道的弯矩图有逆时针扭转的趋势(转向沉桩侧), 且大部分隧道结构的弯矩绝对值有减小趋势.

钴镁固溶体催化剂在混合导体透氧膜反应器中的应用

杨志彬1, 丁伟中2

2013, 13(5): 534-539. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.017

摘要 ( 1838 )

PDF (1889KB) ( 778 )

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考察了CoO/MgO 固溶体催化剂在BaCo_0.7Fe_0.2Nb_0.1O_3−σ(BCFNO)透氧膜反应器内, 对焦炉煤气(coke oven gas, COG)中甲烷部分氧化重整(partial oxidation of methane, POM)的催化性能. 首先, 研究了CoO/MgO固溶体催化剂合成的工艺条件; 然后, 考察了焦炉煤气流量和空气流量对重整性能的影响, 并对比分析了NiO/MgO固溶体、CoO/MgO 固溶体催化剂和0.5%RuCoO/MgO 催化剂的重整性能. 实验结果表明, NiO/MgO 固溶体催化剂的重整性能优于CoO/MgO 固溶体催化剂. 但经Ru贵金属修饰后, CoO/MgO 固溶体催化剂的催化活性得到了很大提高.

晶界工程处理对Incoloy 800 合金耐腐蚀性能和力学性能的影响

李钧1,2, 苏诚2, 张磊1, 邵羽2, 肖学山1, 周志江2

2013, 13(5): 540-544. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.018

摘要 ( 1764 )

PDF (8753KB) ( 819 )

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通过扫描电子显微镜(scan electron microscopy, SEM)、光学显微镜和电化学工作站分析研究晶界工程(grain boundary engineering, GBE) 工艺对Incoloy 800 合金的耐蚀性能和力学性能的影响. Incoloy 800 合金在980 ℃ 固溶处理15 min, 冷轧5% 后在980 ℃退火15 min, 其耐晶间腐蚀能力和临界点蚀电位均显著提高, 抗拉强度和σ_0.2略有提高, 断后伸长率则变化不大.

提高小流量工况下轴流泵的效率

唐慧1, 陈红勋1,2, 张睿1

2013, 13(5): 545-550. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.05.019

摘要 ( 1893 )

PDF (21718KB) ( 738 )

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将开缝技术应用于轴流泵的叶轮上, 并选择合适的开缝翼型作为叶轮开缝的依据, 设计了一种新型轴流泵叶轮. 基于商用CFD 软件ANSYS CFX, 对常规轴流泵和开缝叶片轴流泵进行了数值模拟计算, 并分析了常规轴流泵和开缝叶片轴流泵在不同工况下的水力性能及其流场特点. 数值计算结果表明, 开缝技术提高了轴流泵在小流量工况下的水力性能, 并降低了进口压力脉动. 进行了两种轴流泵的水力性能对比实验, 结果表明, 开缝叶片轴流泵在小流量工况下的性能优于常规轴流泵, 证明了开缝技术能有效地提高轴流泵在小流量工况下的水力性能.

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