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多策略合成三元金属氧化物/石墨烯纳米复合材料及其储锂性能的研究

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多策略合成三元金属氧化物/石墨烯纳米复合材料及其储锂性能的研究

作者：姚利兵浙江师范大学

学位级别：硕士

近年来,在应对全球气候以及生态环境变化成为国际主流议题的大背景下,改变传统能源供给—消耗结构,向更加洁净、高效能的能源供给—消耗模式转型是社会前进的必然趋势。随着技术升级日异月新变化,新能源的经济性已经大幅度提高。特别是... 详细信息

近年来,在应对全球气候以及生态环境变化成为国际主流议题的大背景下,改变传统能源供给—消耗结构,向更加洁净、高效能的能源供给—消耗模式转型是社会前进的必然趋势。随着技术升级日异月新变化,新能源的经济性已经大幅度提高。特别是近几年,光伏、风电、光热等新能源成本降幅明显,并且有望在未来的5～10年,各项新能源的成本有望在目前标杆电价的基础上再下降20～25%,新能源成本的快速下降为新能源行业的革新带来了新的契机。同时,随着便携式电子设备和新能源汽车的普及率日益提升,人们对储能设备的各项要求也愈来愈高。锂离子电池因具有比其他储电设备更长的使用周期、更高的比能量密度和对环境友好等特点而受到全世界的广泛关注。在所有的材料中,金属氧化物被广泛研究作为一种先进的负极材料,是因为具有理论上高储锂能力,成本低廉,使用有安全保障等优点,具有辽阔的研究和改善前景。然而,金属氧化物低电子传输能力和锂化去锂化过程中存在的体积膨胀收缩效应,也严重妨碍了它在实践场景中的应用。因而,本论文中针对氧化物电极存在的各项问题,采取几种相应的策略,对循环和倍率性能有了相应的提高。主要研究内容如下:(1)我们采取的新的合成策略,将MnCo2O4/G复合材料负载泡沫镍上,制备成无粘接剂电极并用于提升锂电池的储锂能力。TEM分析结果表明,高密度颗粒直径为5～10 nm的MnCo2O4颗粒均匀地依附在石墨烯纳米片上。当我们把MnCo2O4/G复合材料负载泡沫镍作为无粘接剂电极时,在锂离子电池中获得了优异的储锂能力。MnCo2O4/G复合材料在100 mAg-1下充放电测试80圈之后仍然保留了 868mAh g-1高比容量,突显了优秀的循环稳定性,以及在1600mAg-1大电流下也还维持了 607 mAhg-1高比容量,彰显了卓越的倍率性能。优异的电化学性能与三维泡沫镍和石墨烯间的协同效应是密不可分的,这是因为它们能在锂化和去锂化过程中促进电子在氧化物上的传输以及缓冲其相应的体积变化。(2)通过水热反应和随后的高温锻烧策略能够快速地合成CoFe204量子点和氮掺杂石墨烯的复合材料(CoFe2O4 QDs/N-G)。尺寸大小分布集中的纳米颗粒高密度且均匀地负载在石墨烯片的表面。CoFe2O4 QDs的尺寸大小为4～12 nm能够被清晰地看见,并且在石墨烯的纳米片上没有明显的团聚现象发生。将所制备的CoFe2O4 QDs/N-G材料作为锂电池负极材料时,起始放电容量可达1616 mAh g-1,继续在100 mA g-1下充放电测试90圈后依旧拥有1223 mAh g-1可逆容量。伴随循环测试圈数的增加,比容量出现逐步回升,这主要是因为在多次循环测试过程中形成了 Co3+增加了嵌锂数量引起的。在不同充放电电流下测试90圈后,当电流密度再一次回到100mAg-1,比容量重新上升至1239mAhg-1。该材料突出的多方面储锂性能主要可总结为CoFe2O4量子点的量子尺寸效应以及氮掺杂石墨烯表现出出色的电化学性质。(3)我们通过一种快速水热合成策略制备出三维碳包覆ZnFe2O4纳米球与N掺杂石墨烯气凝胶复合材料。所合成的碳包覆ZnFe2O4异质纳米球的尺寸集中分布在150～210 nm之间,并且被石墨烯矩阵均一地包裹着。当采用ZnFe2O4@C/N-G的复合材料作为锂电子的负极材料进行储锂性能测试时,在100 mA g-1下初始放电比容量为1176 mAh g-1,伴随着的库伦效率为71.1%。更重要的是储锂循环测试100圈以后,依旧维持了 952mAh g-1的可逆容量。而在各项不同电流密度下循环测试完100圈后,回到100 mA g-1时,比容量仍可上升至955 mAh g-1。电极材料提升的电化学性能主要是由碳层(2～4 nm)和三维多孔氮掺杂石墨烯气凝胶的独特结构所决定的。

关键词：锂离子电池负极材料三元金属氧化物石墨烯

塔里木河中下游植被重建中的群落结构配置优化模式研究

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塔里木河中下游植被重建中的群落结构配置优化模式研究

作者：姚利兵新疆农业大学

学位级别：硕士

本文以以塔里木河中下游地区的现有耕地为研究对象,选择了10 个适合塔里木河中下游植被重建当中的群落结构配置优化模式的评价指标,建立了塔里木河中下游植被重建当中的群落结构配置优化模式评价指标体系和数学模型,用层次分析法(AHP),... 详细信息

本文以以塔里木河中下游地区的现有耕地为研究对象,选择了10 个适合塔里木河中下游植被重建当中的群落结构配置优化模式的评价指标,建立了塔里木河中下游植被重建当中的群落结构配置优化模式评价指标体系和数学模型,用层次分析法(AHP),确定了各项指标权重。利用建立的评价模型对塔里木河中下游现有人工植被进行科学的评价,并结合该区域的自然植被分布情况,从该区现有人工植被中筛选出了不同植被重建区域的群落优化模式及其结构配置。主要研究结果如下:宜生态林重建区域:优化模式—乔灌草模式,最佳结构配置为胡杨(Populus euphratica)+柽柳(Tamaris ramosissima)+芦苇(Phragmites communis);灌草模式最佳结构配置为柽柳(Tamaris ramosissima)+梭梭(Haloxylon ammodendron)+罗布麻(Folium Apocyni veneti);乔草模式,最佳结构配置为胡杨(Populus euphratica)+芦苇(Phragmites communis)。宜经济林重建区域:优化模式—乔木林模式,最佳结构配置为香梨(Annona squamosa)林、红枣(Ziziphus jujuba)林、新疆杨(Populus alba. pyramidali s)+沙枣(Elaegnum angustifolia)、枸杞(Lycium chinense);乔草模式,最佳结构配置为红枣(Ziziphus jujube)+苜蓿(Medicago sativa)、香梨(Annona squamosa)+苜蓿(Medicago sativa)。宜草重建区域:优化模式—灌草模式,最佳结构配置为柽柳(Tamaris ramosissima)+甘草(Glycyrrhiza uralensis);草地模式,最佳结构配置为纯甘草(Glycyrrhiza uralensis)地、纯苜蓿(Medicago sativa)地、纯苏丹草(Sorghum sudanense)地。双宜(宜经济林,宜草)重建区域:优化模式—乔木林模式,最佳结构配置为香梨(Annona squamosa)林、红枣(Ziziphus jujuba)林、新疆杨(Populus alba. pyramidali s)+沙枣(Elaegnum angustifolia)、枸杞(Lycium chinense);乔草模式,最佳结构配置为红枣(Ziziphus jujube)+苜蓿(Medicago sativa)、香梨(Annona squamosa)+苜蓿(Medicago sativa);灌草模式,最佳结构配置为柽柳(Tamaris ramosissima)+甘草(Glycyrrhiza uralensis);草地模式,最佳结构配置为纯甘草(Glycyrrhiza uralensis)地、纯苜蓿(Medicago sativa)地、纯苏丹草(Sorghum sudanense)地。

关键词：塔里木河中下游植被重建群落结构配置优化模式

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基于特征的整体叶盘CAD造型系统研究

基于特征的整体叶盘CAD造型系统研究

作者：姚利兵西北工业大学

学位级别：硕士

整体叶盘(Blisk)是航空发动机中的一个重要部件,已经开始在发动机风扇、压气机、涡轮上广泛采用。它是提高发动机性能、简化结构、降低重量、减少故障率、提高耐久性与可靠性的一项新结构。整体叶盘形式多样,结构变化大,尺寸多,传统的通... 详细信息

整体叶盘(Blisk)是航空发动机中的一个重要部件,已经开始在发动机风扇、压气机、涡轮上广泛采用。它是提高发动机性能、简化结构、降低重量、减少故障率、提高耐久性与可靠性的一项新结构。整体叶盘形式多样,结构变化大,尺寸多,传统的通过CAD软件的二维设计功能来实现叶盘结构设计的方法,不能很好的实现并行设计,导致设计周期长,修改困难。采用CAD软件的三维参数化特征设计方法能够实现叶盘的快速建模,为后续的分析和加工提供可共享的模型,缩短研制周期。本文以整体叶盘为研究对象,深入分析了整体叶盘的结构和设计过程,研究了基于参数化特征的叶盘造型方法,开发了整体叶盘CAD造型系统,实现整体叶盘三维设计,缩短了叶盘的设计周期。本文的主要内容和突破的关键技术如下: 1.研究整体叶盘的结构和造型方法。对整体叶盘结构进行归纳和分类,划分为开式整体叶盘、闭式整体叶盘和大小叶片转子,对它们的结构和造型过程进行了详细分析。 2.研究基于特征的整体叶盘造型方法。根据叶盘结构特点,把整体叶盘分成盘体和叶片两大部分,将盘体进行特征分解和简化,利用特征造型的方法,实现盘体参数化造型。对叶片部分实现可修改设计,在叶片建模过程中,解决了叶身截面线拼接问题。提出了截面线整体造型法、缝合法和曲线网格法三种不同的叶片造型方法。 3.开发了整体叶盘CAD造型系统。以UG为CAD平台,进行二次开发,将叶盘设计过程集成到用户界面中,建立了整体叶盘CAD造型系统,给出了三类典型结构的实例。本文实现了对整体叶盘结构的快速参数化造型,便于用户进行设计和修改,为用户的设计与加工提供了有效工具。

关键词：整体叶盘叶片特征参数化造型

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高强度钛合金导弹舵翼面设计制造技术

航空制造技术 2013年第12期56卷 102-103页

作者：姚利兵刘献伟张鹏苏鹏中航工业空空导弹研究院

目前常用的重量轻、强度高、空心结构的钛合金舵翼面主要采用的形式有超塑成形／扩散连接结构和机械加工／扩散焊接结构。

关键词：高强度钛合金制造技术翼面设计导弹舵焊接结构机械加工

胰岛素泵在老年糖尿病患者关节置换围手术期的应用体会

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中国矫形外科杂志 2013年第22期21卷 2327-2329页

作者：王丰爱姚利兵王海霞高洪蛟山东省巨野县人民医院骨科 274900 山东省巨野县人民医院内分泌科 274900

[目的]比较应用胰岛素泵持续皮下胰岛素输注法（continuous subcutaneous insulin injection, CSⅡ）与多次皮下胰岛素注射法（multiple subcutaneous insulin injection, MSⅡ）对2型糖尿病（T2DM）患者关节置换围手术期的治疗效果，... 详细信息

[目的]比较应用胰岛素泵持续皮下胰岛素输注法（continuous subcutaneous insulin injection, CSⅡ）与多次皮下胰岛素注射法（multiple subcutaneous insulin injection, MSⅡ）对2型糖尿病（T2DM）患者关节置换围手术期的治疗效果，探讨最佳血糖控制方法。[方法]回顾性分析2006年6月～2012年7月接受髋／膝关节置换手术资料完整的60例老年2型糖尿病患者，围手术期均采用胰岛素控制血糖，其中有31例采用多次皮下注射胰岛素（MSⅡ）法，29例经胰岛素泵持续皮下输注（CSⅡ）胰岛素治疗。观察2组入院时血糖水平、给药后的血糖水平、血糖达标时间、低血糖发生率、手术切口愈合率、手术切口延迟愈合率、手术切口感染率等指标。[结果]两组均可有效控制血糖（P〈0．01），治疗后CSⅡ组餐后2h血糖优于MSⅡ组（P〈0．01），CSⅡ组血糖达标时间、低血糖及术后并发症发生率、住院时间均少于MSⅡ组（P〈0．01）。[结论]T2DM关节置换围手术期应用胰岛素泵控制血糖安全有效，并可明显缩短住院时间。

关键词：胰岛素泵 2型糖尿病关节置换围手术期

Ⅱa型Hangman骨折前路融合术后颈椎生理曲度及力学改变

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中国骨与关节损伤杂志 2013年第7期28卷 650-651页

作者：姚利兵山东省巨野县人民医院骨一科 274900

目的探讨Ⅱa型Hangman骨折前路术后颈椎生理曲度及生物力学改变的力学原因。方法对2例Ⅱa型Hangman骨折行单纯前路融合固定手术,术中处理C2、3椎间盘并进行融合。结果术后平均随访18个月,虽均骨性融合,但术后侧位X线出现不同程度的C2、... 详细信息

目的探讨Ⅱa型Hangman骨折前路术后颈椎生理曲度及生物力学改变的力学原因。方法对2例Ⅱa型Hangman骨折行单纯前路融合固定手术,术中处理C2、3椎间盘并进行融合。结果术后平均随访18个月,虽均骨性融合,但术后侧位X线出现不同程度的C2、3椎体间成角,并残留颈肩部疼痛。结论Ⅱa型Hangman骨折上颈椎前、后方软组织及骨稳定结构整体破坏,采用单纯颈椎前路固定手术稳定颈椎作用有一定的局限。

关键词： Ⅱ a型Hangman骨折前路融合固定术颈椎生理曲度颈椎力学结构

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施工现场电气设备外露可导电部分接地分析

建筑安全 2020年第9期35卷 10-12页

作者：姚利兵陕西建工第十建设集团有限公司陕西汉中723000

施工现场电气设备外露可导电部分,即设备外壳的接地措施,虽然规范已给出了明确的做法,但由于理解上的误差,还是成为困扰诸多建筑同仁的问题。文章从供电系统原理、规范规定两个方面,以常用的钢筋加工机械为例展开阐述,希望能够就此厘清... 详细信息

施工现场电气设备外露可导电部分,即设备外壳的接地措施,虽然规范已给出了明确的做法,但由于理解上的误差,还是成为困扰诸多建筑同仁的问题。文章从供电系统原理、规范规定两个方面,以常用的钢筋加工机械为例展开阐述,希望能够就此厘清一些概念上的误解,为施工临时用电安全提供几点建议,以供广大同行参考。

关键词：施工现场临时用电 TN-S 接地

关节置换术后精神及意识异常与不完全型脑型脂肪栓塞

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中国骨伤 2013年第2期26卷 168-170页

作者：姚利兵王丰爱杨建安巨野县人民医院骨一科山东菏泽274900

目的:探讨关节置换术后患者轻度意识与精神异常与不完全型脑型脂肪栓塞的关系。方法:回顾性分析12例关节置换术后发生不完全型脑型脂肪栓塞患者的临床资料,其中男5例,女7例;年龄36～82岁,平均56.8岁。股骨颈骨折4例,股骨头坏死3例,类风... 详细信息

目的:探讨关节置换术后患者轻度意识与精神异常与不完全型脑型脂肪栓塞的关系。方法:回顾性分析12例关节置换术后发生不完全型脑型脂肪栓塞患者的临床资料,其中男5例,女7例;年龄36～82岁,平均56.8岁。股骨颈骨折4例,股骨头坏死3例,类风湿性关节炎3例,强制性脊柱炎髋强直1例,膝关节骨性关节炎1例。在进行人工关节置换(股骨头置换3例,全髋关节置换7例,膝关节表面置换2例)手术后发生精神及行为异常、生命体征变化、颅脑磁共振检查的异常,对患者的精神及行为、生命体征、颅脑磁共振表现进行连续监测。结果:12例术后出现精神及意识轻度障碍,NIHSS评分平均1.92±3.78,在排除其他因素后确诊与关节置换术后不完全型脑型脂肪栓塞有关。在经过扩容,脱水剂及神经保护药物,改善呼吸、循环功能,激素保护及抗生素治疗后均在24～72h后意识逐渐恢复正常。出院后随访10～36个月,平均随访18个月,患者神经系统功能正常,随访NIHSS评分均为0分,无后遗症。结论:关节置换术后不完全型脑型脂肪栓塞是造成患者轻度意识及精神状态的改变的重要原因之一,由于该病临床表现的不典型性,经常被临床医师误诊或忽视。

关键词：关节成形术置换栓塞脂肪膝关节髋关节

腰椎间盘突出症患者经皮椎间孔镜术前焦虑、抑郁状态及相关影响因素分析

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临床骨科杂志 2019年第2期22卷 159-164页

作者：姚利兵巨野县人民医院骨二科山东菏泽274900

目的探讨腰椎间盘突出症(LDH)患者经皮椎间孔镜术前焦虑、抑郁状态并分析其相关影响因素。方法术前对143例经皮椎间孔镜手术的LDH患者采用SAS、SDS、疼痛VAS、JOA评分和手术不确定感自编问卷进行调查,分析临床相关资料及手术不确定感对... 详细信息

目的探讨腰椎间盘突出症(LDH)患者经皮椎间孔镜术前焦虑、抑郁状态并分析其相关影响因素。方法术前对143例经皮椎间孔镜手术的LDH患者采用SAS、SDS、疼痛VAS、JOA评分和手术不确定感自编问卷进行调查,分析临床相关资料及手术不确定感对患者焦虑及抑郁的影响。结果患者术前焦虑和抑郁阳性检出率分别为31. 47%和18. 88%。焦虑与抑郁评分呈正相关关系(P 60岁、月收入 1年是患者出现焦虑的影响因素。年龄> 60岁和病程> 1年是患者出现抑郁的影响因素。担心手术失败、担心术后恢复不佳和担心术后再次复发对患者术前焦虑均有显著影响(P <0. 05);担心手术失败对患者术前抑郁有显著影响(P <0. 05)。结论 LDH患者经皮椎间孔镜术前焦虑及抑郁程度受年龄、月收入、病程和手术不确定感多方面的影响,术前应综合多项测量指标,及时筛选出此类患者,进行心理干预。

关键词：腰椎间盘突出症焦虑抑郁手术不确定感