武汉工程大学学报

盐湖资源综合利用技术进展

2025年05月09 00:00

盐湖作为重要自然资源，蕴含着丰富的无机盐资源，受到全球广泛关注。阐述了近年来国内外对盐湖中钾、镁、锂和硼等盐产品的开发利用现状，系统梳理了浮选法提钾、电解法产镁、沉淀法收锂、酸化法析硼等主流提取工艺，还指出了盐湖产业开发中面临的主要问题，不合理的开采方法导致尾矿堆积和资源品位下降。针对未来盐湖资源的综合利用前景，建议构建智能化生产体系，集成清洁工艺与资源循环技术，重点突破低品位盐湖元素提取设备创新，推动盐湖资源向高效化、低碳化、全元素联产方向转型升级，实现生态保护与资源价值最大化协同发展。

基于分子模拟的MIL-101吸附环境污染物研究进展

2025年05月09 00:00

环境污染对人类健康、生态系统和经济发展产生了巨大影响，因此，研究如何去除污染物成为重要课题。MIL-101因其高比表面积、巨大的晶胞体积、优异的热稳定性和众多不饱和活性位点等特点，被视为一种有前途的吸附剂。本文系统综述了分子模拟技术在MIL-101吸附污染物研究中的应用进展，概述了研究人员为弥补MIL-101吸附污染物实验中仪器检出限和分辨率不足等局限性，利用分子模拟为不同污染物系统筛选吸附材料，重点归纳了基于分子模拟MIL-101吸附剂表面的微观结构、污染物分子的结构特征、吸附过程的相互作用力，通过吸附剂和污染物之间的运动轨迹和动力学行为分析吸附速率、平衡吸附量等动力学参数。以期为使用分子模拟手段研究和开发改性MIL-101提供思路及方法。

共轭聚合物光催化合成过氧化氢改性策略的研究进展

2025年05月09 00:00

过氧化氢（H2O2）的传统合成方法存在能耗高、安全隐患大等问题。光催化合成H2O2具有安全、环保和节能等优势，符合可持续发展要求，极具发展潜力。共轭聚合物作为典型的光催化材料，通过结构改性提升其光催化性能已成为解决该问题的一个途径。基于光催化合成H2O2的机理，综述了共轭聚合物改性策略在光催化领域的研究进展，重点分析了表面改性、供体-受体结构构建、异质结体系构筑、催化位点调控等改性策略对光催化合成H2O2性能的影响。鉴于共轭聚合物存在电子-空穴对易复合问题，提出优化H2O2生成途径及开发气-液-固三相光催化体系是未来共轭聚合物光催化生成H2O2的主要研究方向，为设计出高效、绿色、稳定的光催化剂提供新思路。

超亲水-超疏水海绵的制备及其污染物吸附与油水分离

2025年05月09 00:00

合成一种具有高比表面积和良好生物降解性的环境友好材料，以实现高效油水分离、有机污染物的吸附脱色以及重金属离子处理的目的。以过硫酸铵为引发剂，分别将丙烯酸 (AA)、海藻酸钠 (SA)引入到海绵中。通过以乙酸乙酯为溶剂分散气相SiO2纳米粒子和聚二甲基硅氧烷，超声处理5 min得到均匀分散的超疏水涂料。在海绵的5个表面喷涂制备的超疏水涂料，干燥后得到超亲水-超疏水SA-聚丙烯酸（PAA）-超亲水聚乙烯醇（PVA）海绵。对该表面的接触角、形貌和成分进行表征以证明材料的成功合成。实验发现：超亲水-超疏水海绵对重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+和Cr3+的最大吸附量分别为102.06、97.37、108.54、117.76 mg/g。此外，超亲水-超疏水SA-PAA-PVA海绵对甲基蓝溶液显示出优异的吸附脱色效果，不同初始质量浓度的甲基蓝溶液经海绵吸附处理后质量浓度均小于0.5 mg/L，该海绵还可用于轻质油水分离。该材料的制备工艺简单、有工业应用的潜力，为解决水污染问题提供了思路。

MXenes应用于锂离子电池负极的研究进展

2025年05月09 00:00

具有优异导电性、机械性能以及化学稳定性的二维层状过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物（MXenes）在储能领域受到了广泛关注。锂离子电池因其循环寿命长、绿色环保、无记忆效应等优点被认为是拥有巨大潜力的储能器件，但目前的负极材料都存在一些不足之处，如比容量还需进一步提高、充电前后体积会发生巨大变化，而将MXenes应用到锂离子电池中可以有效提升电池性能。介绍了MXenes的制备方法，并从结构调控以及与其他材料复合方面对MXenes近年来在锂离子电池中的应用研究进行了综述。MXenes的制备方法主要有化学法、熔融盐法、电化学法，不同方法制备的MXenes表面化学基团也有着差异。结构调控可以改变MXenes的层间距、层数以及整体结构，使MXenes暴露出更多活性位点并增强其储锂能力。从MXenes与硅、金属氧化物、碳材料复合的方面出发，讨论了MXenes复合材料的性能以及在锂离子电池负极中的研究进展。最后，本文总结了MXenes在锂离子电池负极中的研究进展，并对MXenes应用于锂离子电池的发展趋势进行了展望，为MXenes在锂离子电池中的后续研究提供了一定参考。

Ce/Tb/Sm掺杂Ba2CaB2Si4O14荧光粉的制备及性能研究

2025年05月09 00:00

以Ce3+、Tb3+、Sm3+为掺杂离子，以Na+离子为电荷补偿剂，以Ba2CaB2Si4O14（BCBSO）为基质，通过高温固相法制备了单相白光荧光粉。采用X射线衍射仪和荧光分光光度计表征了Ba2CaB2Si4O14：Ce3+/Tb3+/Sm3+荧光粉的结构特点和发光性能，利用色度坐标分析得到荧光粉的发光颜色和色度坐标点。结果表明：掺杂离子成功进入基质的格位，并且不会引起基质晶体结构的改变，在近紫外光的激发下，Ce3+、Tb3+、Sm3+能够实现良好的蓝青色、绿色、橙红色光的发射，实验证实了不同稀土离子（Ce3+，Tb3+，Sm3+）之间存在能量传递，经过光色的复合可以实现良好的白光发射及光色可调，色度坐标为（0.349 8，0.339 4），色温为4 776.3 K，能实现良好的暖白光发射。测试计算了样品的内量子效率为56.1%，在573 K的测试条件下，样品的发光强度仍能保持室温下强度的85%，具有良好的热稳定性，可用于白光发光二极管领域。

聚酰亚胺/活性炭复合材料的制备及其电化学性能

2025年05月09 00:00

通过苝-3,4,9,10-四羧酸二酐与尿素在N,N-二甲基甲酰胺中的缩聚反应制得聚酰胺酸（PAA），然后将PAA与活性炭（AC）混合并进行热处理，最终获得聚酰亚胺/活性炭（PI/AC）复合材料。通过红外光谱和X射线衍射分析证实，AC不会影响PI的化学结构与排列方式。场发射扫描电子显微镜观察表明，PI/AC具有珊瑚状的三维结构，且AC颗粒均匀地分布在复合体系中。利用循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电测试对复合材料的电化学性能进行了研究，结果表明，PI/AC复合材料在0.5 A·g-1电流密度下的比电容为485 F·g-1，显著高于PI（368 F·g-1）和AC（275 F·g-1），这得益于其均衡的电子/离子传导性。此外，PI/AC在1 000次充放电循环后电容保持率为81.3%，显示出优异的循环稳定性。PI/AC复合电极材料可以有效激发PI与AC的协同效应，获得理想的电化学性能。

DOPO衍生物阻燃剂对环氧树脂性能的影响

2025年05月09 00:00

本文以一乙醇胺硼酸酯、糠醛和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）为原料，采用一锅法合成了一种新型磷-氮-硼阻燃剂（MFD），并通过傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行表征。以MFD为添加剂、4,4-二氨基二苯甲烷（DDM）为固化剂制备了阻燃改性环氧树脂（EP），采用热重分析、UL 94垂直燃烧测试、极限氧指数（LOI）测试以及拉伸性能测试研究了MFD对EP热稳定性、阻燃性能和力学性能的影响。通过UL 94垂直燃烧和LOI测试发现，添加2%质量分数的MFD，阻燃型EP的阻燃性能达到UL 94 V-0等级，LOI高达33%。MFD热分解产生的含磷化合物和含硼化合物促进EP基体成炭，提高残炭率，因此当添加3%质量分数的MFD，阻燃型EP的残炭率达到19.3%，MFD有良好的促进成炭作用。阻燃剂的加入会提高EP的热稳定性以及降低力学性能。

磷石膏中可溶磷、可溶氟的水洗脱除研究

2025年05月09 00:00

为了将磷化工行业在磷酸生产过程中产生的工业固体废弃物磷石膏中的磷、氟等有害杂质脱除，使其得到更好的资源化再利用，采用水洗法对磷石膏中可溶磷和可溶氟进行脱除，分别探究液固比、水洗时间和水洗温度对可溶磷和可溶氟脱除率的影响，采用SPSS软件设计正交试验，探讨多因素共同作用下的水洗优化工艺条件。正交试验结果表明，液固比2∶1，水洗温度70?℃，水洗时间5?min时，脱除效果最优，可溶磷脱除率为94.82%，可溶氟脱除率为89.40%，处理后磷石膏中可溶磷和可溶氟的质量分数分别从0.34%和0.84%降为0.089%和0.044%，符合《磷石膏》（GB/T 23456—2018）中一级品的指标要求。

玉米醇溶蛋白基芦丁颗粒的构建、表征及稳定性分析

2025年05月09 00:00

为了提高芦丁的生物利用率，以玉米醇溶蛋白为载体采用反溶剂法制备包载芦丁的玉米醇溶蛋白纳米颗粒，并对其进行表征。研究结果表明：采用不同的玉米醇溶蛋白和芦丁质量比制备的纳米颗粒粒径都小于200 nm；当玉米醇溶蛋白与芦丁质量比为7∶1时，芦丁的包载率达到最高（50.50%）；Docking分子对接和红外光谱分析表明，玉米醇溶蛋白与芦丁结合的主要驱动力是氢键、静电和疏水作用力。此外，玉米醇溶蛋白芦丁纳米颗粒在远离等电点和高盐时稳定性较好。

基于二维帐篷正弦逻辑映射系统的彩色图像加密算法

2025年05月09 00:00

针对图像加密中基于一维混沌系统的加密算法安全性不足，基于高维混沌系统的加密算法计算复杂，造成资源浪费等问题，提出一种二维帐篷正弦逻辑映射（2D-TSLM）系统，有效提高了混沌系统的性能，并在此基础上实现了基于2D-TSLM系统的彩色图像加密算法。结合2D-TSLM系统对初始值敏感、不可预测等特性，设计了密钥发生器，并针对彩色图像数据量大、像素相关性强等特性，设计了基于2D-TSLM系统的通道交织置乱和通道交织扩散算子，以获得安全性更高的加密图像。仿真实验结果表明，提出的算法对密钥敏感，并能通过多种典型统计攻击，像素数变化率和统一平均变化强度的平均值分别达到99.61%和33.45%。对比其他基于混沌系统的彩色图像加密算法，在抵抗差分攻击方面表现更好，具有更高的鲁棒性，能保证图像在传输和存储过程中的安全性。

一种基于神经网络隐式表达的室内建模改进方法

2025年05月09 00:00

本文提出一种基于神经网络隐式表达的室内三维重建改进方法，旨在解决仅使用彩色图像进行室内重建时效果不佳的问题。具体步骤包括：通过经典三维重建软件COLMAP获取相机参数和稀疏点云，利用线性特征的映射与定位工具箱LIMAP获取三维线段模型；通过深度估计和法向量估计获取深度信息和法向量信息；最终将深度信息、法向量信息和稀疏点云作为先验信息输入神经辐射场，以提高重建精度。在Scannet公开数据集上的实验结果显示，引入先验信息显著提升了重建效果，F分数达到0.70，峰值信噪比约为24 dB。在Scannet公开数据集和自建数据集上的实验结果表明，该方法有效解决了弱纹理区域的重建缺陷，显著提升了细节重建效果，对虚拟现实和数字建筑应用具有重要意义。

商用光纤产生高能低噪声平坦可见光超连续谱的设计

2025年05月09 00:00

可见光超连续谱（SC）是原子光频标系统的重要组成部分，直接用于多种光频标的计量、转换和传播。为满足稳定度达10-18量级光频标的应用需求，本文基于数值迭代仿真算法，提出了一种商用光纤产生高能低噪声平坦可见光SC的有效设计。通过选取中心波长780 nm、脉宽200 fs以及峰值功率300 kW的线偏振脉冲激光泵浦长度15 cm的商用保偏光子晶体光纤（NL-PM-1050-NEG），充分利用受激拉曼散射与四波混频耦合作用导致SC噪声放大的增益饱和，有效抑制非相干的展宽贡献。获得的可见光SC光谱覆盖456~1 526 nm，平坦度为7 dB，光谱能量约为60 nJ，平均相干因子[〈|g12|〉]和平均相对强度噪声[〈NRIN〉]分别达到了1和0.11%。该可见光SC不仅具有媲美以往工作的高相位相干特性、低强度噪声以及可观的光谱平坦度，而且产生的光谱范围达到了3个倍频程，光谱能量提升了数倍以上。此外，所采用的光子晶体光纤为商用光纤，与自制光纤方案对比，节约了研发成本、减少了研发周期。

青砖茶模内蒸制工艺负载特性分析

2025年05月09 00:00

为进一步优化青砖茶模内蒸制工艺的参数，通过试验数据拟合压制过程中的等效负载，结合AMESim和MATLAB软件平台搭建青砖茶压制联合仿真模型。仿真结果表明：高品质青砖茶的压制时间为5.5 s，比空载过程增加了1.5 s，单运行周期为116.8 s；采用无限位柱结构的模具，以单次单片、双片、三片和四片模式生产成品砖的厚度最大为11.0 mm，最小为10.6 mm，通过降低泵转速至工频值的40%，将成品砖的厚度偏差控制在0.2 mm，而压制过程增加0.5 s；高品质青砖茶压制过程主缸最大压力达到19.5 MPa，且压降比老青砖更快。压制试验结果表明：青砖茶成品砖初次压制后的厚度与仿真结果一致，产能略低于理论值。该仿真模型计算速度快，参数修改方便，有效缩短了青砖茶模具的开发周期，为建立青砖茶专家生产系统奠定了理论基础。

随机车流荷载下基于正则化的位移影响线识别方法研究

2025年05月09 00:00

为贴合桥梁运营的实际交通状况，考虑过桥交通流的随机性，提出一种在随机车流荷载作用下的简支梁桥影响线识别方法。该方法通过建立随机车流荷载模型并获取随机车流下的桥梁响应数据，结合车流参数建立影响线识别的数学模型，将随机车流荷载转化为车轴响应叠加，进而采用稀疏正则化方法识别桥梁影响线。通过20 m简支梁桥的数值模型，提取桥梁在4种车速及随机车流荷载下的跨中位移响应，基于经验模态分解剔除车辆动力响应并采用正则化提取桥梁影响线，验证方法的可行性与有效性，利用全局误差和峰值相对误差定量评价其识别效果。研究结果表明：提出的方法能够有效去除车辆荷载产生的动态波动，在单辆车及随机车流荷载下均能准确识别出简支梁桥的位移影响线，并具有较高的识别精度。单辆车过桥时，车速为72 km/h的识别误差最大，全局误差和峰值相对误差分别为4.959%和9.897%；随机车流荷载下识别影响线的全局误差为4.53%，峰值相对误差7.89%。

基于监测数据的混凝土箱梁桥竖向温度梯度分布研究

2025年05月09 00:00

针对某混凝土箱梁桥，进行长期的温度监测，结合桥址处气象资料，采用有限元软件联合使用的仿真分析方法建立其温度场时空模型。基于温度场时空模型，分析了各主要气象因素对混凝土箱梁竖向温度梯度的影响程度，研究了极端天气条件下混凝土箱梁的最不利竖向温度梯度分布模式，并与现行规范进行了对比。结果表明：混凝土箱梁温度的计算值与监测值吻合良好，方法合理准确；太阳辐射对日照作用下混凝土箱梁竖向温度梯度的影响较大，气温和风速对其影响相对较小；混凝土箱梁桥的最不利竖向温度梯度分布模式与规范中的双折线温度梯度模式存在一定的差异，规范未考虑腹板上部及底板处的竖向温度梯度，需引起重视。