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水葫芦的利用:制备生物炭负载的铜掺杂三氧化钨复合材料,以增强吸附/光催化降解性能——生命周期评估、技术经济性分析及毒性预测
水葫芦基复合材料在光催化降解工业废水中的创新应用与综合评估1. 材料体系构建与协同机制研究团队开发出以水葫芦炭为载体负载铜掺杂二氧化钨(Cu-WBC)的新型复合光催化剂。该材料通过生物炭的多孔结构(比表面积达400 m²/g)与半导体材料(WO₃)形成异质界面,实现电荷分离效率提升。铜离子掺杂不仅优化了半导体能带结构(Eg从2.05 eV降至1.88 eV),更通过产生氧空位缺陷(O-V)有效抑制电子-空穴复合,使可见光响应范围扩展至470-650 nm。2. 污染物降解性能验证在UV-Vis光照条件下,该复合材料展现出多维度净化能力:对甲基蓝的吸附-光催化协同去除率达98.79%,较单一水葫
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-12-24
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迈向可持续的水处理技术:基于玻璃纤维织物的核壳光催化剂的绿色制备
该研究针对纺织印染废水中有机染料污染问题,提出了一种基于光催化降解的多功能材料系统创新解决方案。研究团队由来自阿尔及利亚科研机构CRAPC的Reguia Boudraa领衔,联合多位科研人员共同完成,重点突破传统水处理技术存在的二次污染、成本高昂和稳定性不足等瓶颈。在材料开发方面,研究首创性地将阿尔及利亚本地资源与先进纳米技术相结合。首先利用地中海地区特有的Inula viscosa(黄花蒲公英)叶片提取物作为绿色还原剂,通过生物合成法制备铜氧化物(CuO)纳米颗粒。这种植物性提取物不仅具有成本优势,更富含天然抗氧化成分,有效抑制纳米颗粒的团聚并增强其光稳定性。随后,研究团队采用阿尔及利亚本土
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-12-24
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用于分离含有丁酮和异丙醇的废水的萃取蒸馏过程设计及过程强化方法,该方法采用混合萃取剂
该研究针对工业废气中异丙醇(IPA)和甲基异丁基酮(MEK)的分离难题,提出了一种基于混合溶剂的强化萃取蒸馏技术。研究团队通过多学科方法系统解决了三元azeotrope体系的分离瓶颈,为工业VOCs处理提供了创新解决方案。一、研究背景与挑战 IPA和MEK作为重要化工原料,其工业回收价值显著。然而两者与水形成的非均相三元azeotrope体系(沸点73.77℃)具有多重共沸特性,传统蒸馏方法难以有效分离。现有研究显示,此类体系存在三个二元共沸点(IPA/MEK 76.70℃、MEK/H2O 74.13℃、IPA/H2O 80.11℃),导致常规蒸馏难以突破热力学平衡限制。工业实践中采用单一溶剂
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-12-24
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一种经济高效的可持续废水磷去除方法:物理化学吸附与生物效应的协同作用
该研究聚焦于开发新型磷吸附材料并探索其在污水处理中的协同生物效应。研究团队以普通硅酸盐水泥和稻壳粉为原料,通过不同质量配比(100:0至70:30)制备了系列磷吸附剂,系统评估了其物理化学吸附性能、微生物生态影响及实际污水处理效果,为可持续磷管理提供了创新解决方案。在材料制备方面,研究突破传统单一材料吸附的局限,创新性地采用水泥基体与农业废弃物稻壳粉的复合结构。水泥水化过程中产生的氢氧化钙环境可促进磷的化学沉淀,而稻壳粉富含表面活性物质和孔隙结构,通过物理吸附和微孔扩散增强磷截留能力。这种复合结构既保留了水泥基材料的高比表面积特性,又引入了生物质资源的可再生性和低成本优势,显著提升了吸附剂的环
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-12-24
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综述:利用液膜技术回收稀土元素:马来西亚的最新进展与应用潜力
液膜技术(LM)在稀土元素回收领域的应用进展与挑战分析稀土元素(REEs)作为战略性资源在新能源、电子通信等高科技产业中具有不可替代的作用。随着全球工业发展,电子废弃物、采矿废水和工业排放液等二次资源中稀土的回收需求日益迫切。传统水冶法存在化学药剂消耗大、选择性差和环境负荷高等问题,而新型膜分离技术因其高效选择性、低化学介入和过程灵活性的特点,逐渐成为稀土回收领域的研究热点。本文系统梳理了液膜技术近年的创新突破,重点探讨了其在复杂工业废水处理中的实际应用潜力。液膜技术通过有机溶剂相与聚合物支撑相的协同作用,实现了对稀土离子的精准分离。其技术体系主要包含三类:支撑液膜(SLM)、乳液液膜(ELM
来源:Journal of Water Process Engineering
时间:2025-12-24
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FFTDiff:基于扩散模型的无调优图像纹理迁移技术
### 通用图像纹理转移技术的研究进展与FFTDiff的创新实践#### 一、技术背景与发展脉络在计算机视觉领域,图像纹理转移技术自2014年Gatys等人提出基于神经风格迁移的理论框架后,经历了从传统频域处理到现代深度学习模型的演进。早期方法如FreqUnet(2018)通过傅里叶变换分离高频纹理信息,但存在像素值越界和模糊问题。2020年后,扩散模型凭借其强大的生成能力,在风格迁移领域取得突破性进展,StyleDiffusion(2021)首次将扩散模型引入纹理转移,但需要额外的风格剥离训练模块。当前主流方法仍存在两大痛点:一是两阶段处理流程(颜色匹配+风格迁移)导致效率低下和色彩失真;二
来源:Journal of Visual Communication and Image Representation
时间:2025-12-24
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通过水热碳化法制备的来自鸡粪和污水污泥的氢化炭的比较评估:利用Coats–Redfern方法进行燃烧行为和动力学分析
该研究聚焦于通过水热碳化(HTC)技术将鸡粪(CM)和污泥(SS)转化为固体生物燃料,系统比较了两者在处理温度(180–220°C)和时间(2–5小时)对产物性能的影响。研究揭示了不同有机废弃物在HTC过程中的转化规律及其作为燃料的适用性,为垃圾资源化提供了理论支撑。### 研究背景与意义随着农业与市政活动的发展,鸡粪和污泥等有机废弃物快速积累。传统填埋或焚烧方式存在碳排放高、营养流失等问题,而HTC技术通过温和热解将废弃物转化为高碳含量固体(hydrochar)和液体副产物(过程水),兼具能源回收与污染治理的双重效益。然而,两种废弃物因有机组成与无机成分差异显著,HTC产物特性存在显著分异,
来源:Journal of the Indian Chemical Society
时间:2025-12-24
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用于氢气生产的非对称零间隙电解技术:对动力学-能量平衡的全面实验评估
本研究针对非对称零间隙质子交换膜(PEM)电解水制氢系统展开系统性实验评估,重点解析电压、温度、水流量及水质对电解性能的协同影响机制。实验采用5串联电池的半工业化电解器堆栈(总活性面积20 cm²),基于Nafion 117膜构建零间隙结构,通过多参数交叉实验揭示了动力学与能量效率的平衡规律。在电压调控方面,实验发现最佳工作电压为11.5 V时,法拉第效率达96.56%,能量效率62.28%。电压低于此值时,能量效率随电压升高呈递增趋势,但电流密度增幅有限;超过11.5 V后,虽然电流密度显著提升(最高达197.5 mA/cm²),但能量效率下降超过15%,主因是活化过电位和欧姆损耗的指数级增
来源:Journal of the Indian Chemical Society
时间:2025-12-24
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应用一种新型分支DNA检测方法来量化杀伤性免疫球蛋白样受体(KIR)mRNA的表达,可以揭示天真状态和SIV感染的恒河猴体内组织的空间分隔特征
Karen Terry|Kyle W. Kroll|Rhianna A. Jones|R. Keith Reeves美国北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学医学院人类系统免疫学中心,先天与比较免疫学系引言+ T淋巴细胞分别是先天免疫和适应性免疫反应中的关键效应细胞,在抗病毒和抗肿瘤防御中发挥着重要作用。NK细胞通过多种先天受体家族提供快速、通常不依赖于抗原的细胞毒性反应,同时作为抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)的效应细胞,并能产生如干扰素(IFN)-γ等免疫调节因子,这些因子有助于塑造适应性免疫。相比之下,CD8+ T细胞能够识别由主要组织相容性复合体I类(MHC-I)分子呈递的特异性病毒肽,
来源:Journal of Hydrology X
时间:2025-12-24
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利用可见光进行中红外量子扫描显微镜成像:超越空间相关性的新方法
中红外量子成像技术的突破与原理创新1. 技术背景与挑战中红外光谱(2-25 μm)因其独特的化学指纹特性,在生物医学诊断、材料分析等领域具有重要应用价值。然而,传统中红外成像面临两大核心挑战:一是中红外光源的制备困难,通常需要昂贵的光纤激光器或固体激光器;二是检测技术的局限性,现有中红外探测器在灵敏度、量子效率等方面难以满足单光子级成像需求,且需要复杂的冷却系统。量子成像技术QIUL(Quantum Imaging with Undetected Light)通过光子关联效应,实现了跨波长成像的突破。其核心原理是利用压缩态光子对的特性,将中红外区域的样本信息转移到可见光检测通道。这种技术巧妙地
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-12-24
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一种经过修正的吉列迪(Gileadi)方法,用于通过循环伏安法准确测定标准速率常数
本文针对经典Gileadi循环伏安法(CV)在动力学参数测定中的局限性进行了系统性改进,提出了修正的Gileadi方法。该方法通过优化数据采集范围和修正曲线解析方式,显著提升了标准速率常数k0的测定精度,同时将适用范围扩展至 irreversible反应体系。研究团队以铁氰配合物和铕配合物为模型体系,结合数字模拟与实验验证,证实了修正方法的普适性。原Gileadi方法的核心是通过扫描速率对峰电位位置的影响确定临界扫描速率νc,进而计算k0值。然而该方法的实际应用面临三重挑战:首先,需要覆盖从10^-2 mV/s到10^5 mV/s的极宽扫描速率范围,这在常规电极 geometry下难以实现;其
来源:Journal of Electroanalytical Chemistry
时间:2025-12-24
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城市三角洲地区地下水资源可持续性面临的挑战:采用DRASTIC-GIS和水文地球物理方法评估尼罗河三角洲含水层的可持续管理潜力
尼罗河三角洲东南部含水层脆弱性综合评估研究 作为全球人口最密集且面临多重环境挑战的三角洲之一,尼罗河三角洲的地下水可持续性正遭受前所未有的威胁。该区域浅层第四系含水层因超量开采、污水灌溉和地表结构破坏,已成为全球最脆弱的地下水系统之一。本研究通过创新性地整合地电探测技术与DRASTIC指数模型,构建了多学科协同评估框架,为城市三角洲的地下水管理提供了全新范式。 研究首先解构了三角洲东南部(北纬30°07′至30°38′,东经31°07′至31°40′)的地质-水文耦合系统。该区域地表覆盖以冲积平原为主,地形坡度平缓向北约东逐渐抬升,形成独特的空间异质性。气候属于地中海型干旱半干旱气候,年均
来源:Journal of Contaminant Hydrology
时间:2025-12-24
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一种创新的脱氟氢化复合凝胶电解质,用于提升固态电池的性能
该研究针对有机-无机复合固态电解质开发中的关键挑战,提出了一种通过新型去氢氟化反应构建高效锂离子传导体系的新方法。研究团队以PVDF为基体材料,结合Li3OCl反相 Perovskite结构和FEC作为增塑剂,成功制备出具有突破性性能的复合凝胶电解质(CGE-Li3OCl)。在系统实验验证中,该电解质展现出远超传统无机/有机复合体系的综合性能。**材料体系创新**:研究突破了传统复合固态电解质中有机与无机相界面结合不紧密的瓶颈。通过Li3OCl中的氧原子提供强 Lewis 碱性环境,诱导PVDF主链发生去氢氟化反应,形成C=CF2-C=CH不饱和键结构。这种化学键的重组不仅增强了有机相与无机相
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-24
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一种通用的蛋白质固定方法,用于构建具有增强传感性能的响应型光子水凝胶
该研究聚焦于开发一种新型光子晶体蛋白水凝胶传感器技术,通过突破传统蛋白质固定化方法的局限性,实现了高灵敏度、高稳定性和广泛适用性的检测系统。研究团队以北京航空航天大学仪器与光电工程学院及空间环境学院为依托,采用创新性的丙烯化蛋白质技术,成功构建了二维光子晶体(2D PC)蛋白-聚合物复合水凝胶传感器,并分别验证了其对过氧化氢(H₂O₂)和氯化钙(CaCl₂)的高效检测能力。**研究背景与挑战** 当前便携式检测设备的发展面临两大核心矛盾:一是生物传感器对蛋白质固定化方法的依赖导致适用性受限(传统方法需大量赖氨酸残基,约70%的蛋白质因缺乏此类基团无法应用);二是物理吸附或简单交联方式的水凝胶
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-24
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迈向更清洁的甲基甘油酸生产:通过混合物理-机器学习建模实现技术经济-环境优化
可持续化学制造的核心挑战在于平衡技术可行性、经济可行性和环境友好性三重目标。以二甲基草酸(DTMG)转化为甲基甘油酸(MG)的过程为例,这一关键中间体在可降解塑料生产中具有重要价值。该研究通过构建HyMeO混合建模框架,实现了对复杂化工过程多目标优化的突破性进展。研究团队首先针对传统优化方法的局限性展开深入分析。传统方法依赖精确的数学模型,但在处理DTMG这种非凸、高维、强耦合的系统时面临显著挑战:反应动力学与分离热力学存在复杂非线性关系;涉及超过30个相互影响的操作变量;需同时优化经济成本(降低生产成本)、环境指标(减少CO₂排放)和技术参数(提升热效率)。这些特性导致传统优化算法在求解空间
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-12-24
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拼凑碎片:整合陶器分析与窑炉研究,以重建伊拉克库尔德斯坦地区丁卡人聚落遗址的火药技术
本文以德国图宾根大学考古学计量研究小组与伊拉克库尔德自治区拉希德·拉德纳教授团队联合开展的铁器时代考古研究项目为基础,通过多学科交叉分析方法,系统揭示了迪卡纳定居复合体(DSC)陶器生产系统的技术特征与社会组织模式。研究选取了位于伊拉克苏莱曼尼亚省佩什达尔平原的迪卡纳遗址群中郭尔-巴扎尔下城镇(Gird-i Bazar)的制陶工坊作为核心研究对象,结合陶片与窑炉结构样本的定量分析,构建了从原料采集、陶器制作到窑炉运作的全链条技术谱系。### 一、研究背景与方法论创新在近东地区考古研究中,陶器与窑炉结构长期存在"重物轻器"的学术偏向。本文突破传统研究范式,首次将窑炉结构分析纳入陶器技术研究的核心
来源:Journal of Archaeological Science
时间:2025-12-24
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在侧风条件下,使用FVM-TEMOM方法对湿式烟气冷却塔中多过程气溶胶动力学演化进行了模拟和实验验证
湿冷凝塔气溶胶动态特性与数值模拟方法研究一、研究背景与问题提出燃煤电厂作为大气污染物的主要排放源,其湿冷凝塔在污染物治理中具有重要地位。现有研究多聚焦于静风条件下的气溶胶传输规律,对复杂气象条件(如侧向风)下的动态演化研究存在明显空白。当前主流的气溶胶动力学模型存在三大缺陷:其一,离散-sectional方法在多过程耦合时稳定性不足,难以捕捉非稳态流场中的气溶胶演化;其二,蒙特卡洛方法计算成本过高,统计误差显著;其三,传统矩方法(MOM)在未预设初始粒径分布时难以准确描述非均匀多相流场中的气溶胶动态。二、模型构建与创新研究团队创新性地将有限体积法(FVM)与泰勒展开矩方法(TEMOM)相结合,
来源:Journal of Aerosol Science
时间:2025-12-24
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一种灵活的供体-受体纳米复合材料,通过人工叶片技术实现触发式光催化二氧化碳固定
本研究开发了一种兼具高效光催化性能与卓越机械强度的供体-受体纳米复合材料人工叶(1% PGT),为可持续化学回收和环保材料设计提供了新思路。该材料通过吹膜法制备,整合了镁四苯基卟啉(T)作为光捕获单元和芦荟衍生的石墨(G)作为电子传输载体,在聚乳酸(P)基质中形成协同作用体系。实验表明,该材料在CO₂转化为甲酸(HCOOH)的过程中展现出61.09%的1,4-硝基腺嘌呤二核苷酸(1,4-NADH)再生效率,同时具备25.322 MPa的拉伸强度、32.244 MPa的弯曲强度和2.4615 J的冲击能量吸收能力,其机械性能超越常规生物降解材料,具备作为组织工程支架的潜力。### 材料设计与制备
来源:Materials Advances
时间:2025-12-24
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利用原位发光测温技术,深入研究和理解复合催化剂中的放热反应机制
该研究聚焦于催化过程中热梯度对反应机制的影响,通过开发基于上转换纳米颗粒(UCNPs)的局域测温技术,首次在原位条件下揭示了催化剂表面温度异质性及其对双功能材料(DFMs)性能的关键调控作用。研究以CO氧化与CO₂解吸的耦合反应为模型,系统探讨了热耦合机制对反应效率的影响,并创新性地提出催化剂设计中空间配位的重要性。### 核心发现与技术创新1. **热梯度驱动的反应耦合机制** 研究发现,Pt-CaO/CeO₂双功能催化剂中,CO氧化产生的热量通过纳米级空间邻近效应直接驱动CaO表面CO₂解吸。实验通过同位素标记(¹³CO₂)的DRIFTS光谱证实,当CO氧化反应进行时,预吸附的¹³
来源:EES Catalysis
时间:2025-12-24
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利用文蛤壳废弃物强化臭氧氧化技术实现偶氮染料废水的可持续净化:脱色、矿化与解毒协同机制研究
随着纺织、印染工业的快速发展,全球每年偶氮染料产量超过70万吨,其中约20-30%的染料随废水排放进入水环境。这些含有偶氮基团(-N=N-)的合成染料不仅难以生物降解,其分解产物如芳香胺类化合物更被证实具有致癌、致畸、致突变风险,对水生生态系统和人类健康构成严重威胁。传统污水处理工艺对偶氮染料的去除效果有限,迫切需要开发高效、绿色的深度处理技术。高级氧化工艺(AOPs)因其能产生强氧化性自由基而备受关注,其中臭氧氧化技术凭借其高效脱色能力在染料废水处理中广泛应用。然而,单一臭氧氧化过程存在明显局限性:臭氧分子虽能快速破坏染料发色基团,但对芳香环结构的矿化能力不足,易产生毒性更高的中间产物。研究
来源:npj Clean Water
时间:2025-12-24