用纳米技术打造个体防护装备

本文对作为21世纪高新技术之一的纳米科学技术进行了阐述。并结合当前国内外的进展，就其在个体防护装备的应甩进行了展望，为个体防护装备的研制与生产进一步向高质量智能型方向发展提供了思路。     

多功能智能织物纳米技术

未来武装部队(AFAN)的生存能力和机动性对具有多种防护和耐久功能的轻质结构材料提出了更高的要求.例如,除了武器、化学(生物化学)鉴别和防护设备及能量系统外,士兵还要携带越来越多的通信设备.因此,制造制服的织物除了具有防护的功能外,还应具有冲击防护、化学(生物)鉴别及传感、化学(生物)防护以及能量产生及存储的功能.这样就迫切需要建立新的材料体系和方法来把物质合成与结构设计结合起来.实验证明,由电纺丝过程制造的纳米级(直径≤100 nm)纤维能实现这样的功能.这些纳米纤维类似于自然界生物体系,以等级结构被组装,最终形成线形、平面形和三维组装体系.把电子聚合物及传统聚合物结合起来,     

基于改进粒子群算法和元胞自动机的城市扩张模拟——以南京为例

为合理利用多智能体算法解决城市扩张动态模拟问题,基于地理学理论和社会学规律对粒子群算法进行有针对性的改进,提出分段式粒子群算法(SPSO),并结合元胞自动机模拟复杂时空过程的能力,构建出适用于城市扩张模拟的地理元胞自动机SPSO-CA。在SPSO-CA中我们利用多时像的土地利用数据、交通路网数据和地形数据,挖掘出1995~2000年南京城市扩张的土地转换规则。再由此规则实现1995~2008年的南京市城市扩张过程的动态模拟。最后对比SPSO-CA、PSOCA及NULL模型结果得:SPSO-CA总精度86.3%,Kappa系数为0.792,Moran’s I为0.078,PSO-CA总精度83.6%,Kappa系数为0.755,Moran’s I为0.054,NULL模型总精度81.9%,Kappa系数为0.741,真实的Moran’s I为0.072。这表明无论是总精度还是空间一致性,SPSO-CA都优于PSO-CA和NULL模型,即用SPSO-CA模拟城市扩张是可行的。     

负载纳米TiO_2凹凸棒黏土的制备表征及对Mn~(2+)的吸附性能

以溶胶-凝胶法制备了负载纳米TiO2凹凸棒黏土吸附剂,采用SEM、XRD等分析方法对负载纳米TiO2凹凸棒黏土前后的结构进行了表征,并对Mn2+进行了吸附性能的研究。结果表明:经过高温焙烧后的负载纳米TiO2凹凸棒黏土吸附剂较负载前的凹凸棒黏土,因其结构中的结晶水和沸石水脱失,内部孔道面积和表面积增加,活性吸附位点的数量增大,吸附能力有了明显提高。在室温条件下(20~25℃),pH为5~6,吸附平衡时间为120 min时,负载纳米TiO2凹凸棒黏土吸附剂对Mn2+有较好的吸附效果。     

一种BiOCl_xBr_(1-x)/石墨烯微纳米复合光催化剂的制备方法

正该专利涉及一种BiOClxBr1-x/石墨烯微纳米复合光催化剂的制备方法。该光催化剂是以石墨烯为载体,负载有BiOClxBr1-x微纳米球的复合型光催化剂,其中Cl与Br的摩尔比为7∶3;对石墨烯表面进行BiOClxBr1-x微纳米球的负载改性,促进了光生电子从BiOClxBr1-x到石墨烯表面的迁移,制备的BiOClxBr1-x/石墨烯微纳米复合光催化剂具有高的紫外及可见光     

纳米TiO2-石墨烯光催化剂的水热合成及其光催化性能

以钛酸四正丁酯和石墨为原料，通过水热法制备了锐钛矿型为主的纳米TiO2复合光催化剂（纳米TiO2-石墨烯），并采用XRD，FTIR，FESEM，TEM技术对其进行了表征。通过紫外光照射降解溶液中的罗丹明B（RhB）研究了TiO2-石墨烯的光催化活性，分析了初始罗丹明B质量浓度、催化剂加入量、溶液pH和催化剂使用次数等影响降解效果的因素。实验结果表明：在初始RhB质量浓度为20 mg/L、溶液pH为7.10、催化剂加入量为1.000 g/L的条件下，紫外光照射30 min时，纳米TiO2-石墨烯对RhB的降解率高达98.69%，明显高于纳米TiO2的44.69%;纳米TiO2-石墨烯稳定性较强，可多次重复使用。     

基于组合赋权的混合粒子群优化支持向量机的岩爆倾向性预测

为有效预测岩爆灾害发生烈度,提出一种基于组合赋权的混合粒子群优化支持向量机(H-PSO-SVM)岩爆倾向性预测模型。根据岩爆发生机制,在分析岩爆发生的主要影响因素的基础上确定出评判指标;综合考虑模糊层次分析法(FAHP)所得主观权重和熵权法所得客观权重,应用调和平均数概念,构建组合赋权准则;引入遗传算法交叉、变异操作改进传统粒子群(PSO)极值跟踪和粒子更新方法,建立H-PSO-SVM岩爆倾向性预测模型。利用国内外已有工程实例数据进行50次随机抽样试验,对比分析H-PSO-SVM模型和PSO-SVM模型等预测结果。结果表明:H-PSO-SVM模型应用于岩爆工程实例预测具有可行性和适应性,模型预测的准确率高于其他模型,且预测结果更稳定。     

基于蛋黄-蛋壳结构的Fe/FeS@SiO2材料去除水中三氯乙烯

针对硫化纳米零价铁(Fe/FeS)颗粒间的团聚以及环境适应性差的问题,用正硅酸乙酯(TEOS)为原料制备中空介孔氧化硅球,再通过化学反应在壳内形成大尺寸核的方法制备具有蛋黄-蛋壳结构的Fe/FeS@SiO_2材料以防止Fe/FeS的团聚并提高其活性,并将该材料用于三氯乙烯(TCE)的去除中;采用SEM和TEM观察、红外线光谱分析(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)等分析方法对材料进行了表征。结果表明,在Fe/FeS@SiO_2材料还原降解TCE的实验中,Fe/FeS@SiO_2去除TCE的最佳铁与硫的摩尔比(铁硫比)为30,并且在TCE初始浓度10 mg·L~(-1)溶液中投加含有0.1 g Fe~0、铁硫比为30的Fe/FeS@SiO_2材料下,反应180 min后,TCE的去除率为90.75%,与未包裹氧化硅壳时的去除率(66.06%)相比,去除效果明显提高。介孔氧化硅壳阻止了Fe/FeS的团聚,其表面上的孔道使得材料具有更大的比表面积,加强了对TCE的吸附,同时材料中的空腔使得核与污染物的接触增加,提高了TCE的去除率。表征结果表明,Fe/FeS@SiO_2材料具有特殊的结构,包括中心核、空腔以及介孔壳,可以防止Fe/FeS的团聚。     

基于主成分和粒子群优化支持向量机的水质评价模型

水质的评价是治理水污染必不可少的工作。为了准确、快速地对水质进行评价,利用主成分分析法从水质监测常见的多个物化指标提取出主成分,然后将主成分作为支持向量分类机的输入,利用历史数据进行水质评价训练并用粒子群算法优化参数,构造出水质评价模型,将从物化指标中得出的主成分代入此模型即可得到水质类别。最后,选取水质监测点实测数据进行试验,结果表明,模型的水质评价结果准确且稳定。     

纳米羟基磷灰石修复镉锌复合污染紫色土效果初探

选取安宁河谷平原矿区周边受Cd和Zn复合污染紫色土为研究对象,采用老化试验,探索添加羟基磷灰石对土壤中重金属生物有效性以及形态分布的影响,羟基磷灰石添加比例(w/w)设置为0%(CK)、1%(P1)、3%(P3)和5%(P5)。结果表明:①添加羟基磷灰石能够显著提高土壤p H值,P1、P3和P5的p H值分别比CK升高了0. 13、0. 18、0. 21个p H单位;②添加羟基磷灰石能够显著降低土壤有效态Cd和Zn (0. 025 M HCl提取),相较于CK,P1、P3和P5的有效态Cd含量可分别降低36. 0%、78. 8%、90. 2%,有效态Zn含量可分别降低25. 4%、67. 4%、84. 5%;③添加羟基磷灰石能够明显降低土壤中活性较高的可交换态和碳酸盐结合态Cd和Zn的比例(P 0. 05),明显升高了活性较低的铁锰结合态、有机结合态以及残渣态Cd和Zn的比例(P 0. 05),从而促进Cd和Zn向非活性态转化。本研究证明了羟基磷灰石在安宁河谷平原土壤重金属污染修复中有较大的应用潜力。