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单宁酸诱导的微滤膜表界面改性及其分离水中乳化油研究

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单宁酸诱导的微滤膜表界面改性及其分离水中乳化油研究

作者：孟锦璇南昌大学

学位级别：硕士

油污染问题日益严重,膜分离技术由于其分离效率高、无二次污染、能耗低、占地面积小等优势在油水分离领域被广泛关注。然而,传统的分离膜由于亲水性较差,含油污染物容易吸附在膜表面和/或膜孔内,导致膜孔堵塞,这会使通量严重下降。膜污... 详细信息

油污染问题日益严重,膜分离技术由于其分离效率高、无二次污染、能耗低、占地面积小等优势在油水分离领域被广泛关注。然而,传统的分离膜由于亲水性较差,含油污染物容易吸附在膜表面和/或膜孔内,导致膜孔堵塞,这会使通量严重下降。膜污染不仅会使膜的性能和使用寿命显著降低,还会使操作成本增加。因此,克服油污染是提高膜分离性能、推进膜在油水分离领域应用的关键。表面亲水化改性是保护分离膜不受油污污染的有效策略。通过改变分离膜表面的化学成分,在其表面引入羟基、羧基、氨基等亲水基团,可增加膜表面对水的亲和性;此外,根据Wenzel和Cassie模型,微纳米结构可以扩大材料的固有润湿性,且较大尺寸的微结构有助于增大油滴和基材的位阻。因此,对膜表面的化学成分进行亲水调控的同时,叠加改变其表面微观形貌可以在一定程度上强化改性效果,从而达到使改性膜具有超亲水和水下超疏油的效果,增强其抗油污染性能。由此可见,对表面化学成和表面微观结构进行调控是制备具有高分离效率以及超级防污性能的分离膜的关键。水凝胶有丰富的羧酸、氨基、羟基等亲水基团,具有优异的亲水性。纳米水凝胶是一种表面具有纳米结构的特殊水凝胶,具有比无纳米结构的水凝胶更优异的亲水性和抗油污染性。然而,目前在膜上构建纳米结构水凝胶的策略普遍存在操作复杂和普适性较差的问题。在本文中,受卵清蛋白（OVA）的粘性和单宁酸（TA）的多功能性的启发,本文设计了一种在多种疏水膜上构建纳米结构水凝胶的新策略,该策略绿色、简单、普适性好,可实现对包含高粘度原油在内的水包油乳液的高效分离。由于OVA和TA具有良好的粘附性和反应性,该策略可避免繁琐的表面活化过程。此外,该策略无需额外添加纳米材料即可在原位生成丰富的纳米结构。与无纳米结构的水凝胶相比,表面具有粗糙纳米结构的水凝胶在水下被高粘度原油油滴挤压23 h后仍能表现出良好的抗粘附性,表明所得纳米结构水凝胶可以赋予膜优异的抗原油污染性能。所制备的膜对表面活性剂稳定的水包原油乳液具有较高的分离效率,其平均分离通量为2198 L m-2h-1bar-1,对原油的截留率为99.8%。此外,所得改性膜还具有良好的稳定性,其耐水冲、耐酸碱和耐氧化,大大增加了其应用范围。值得注意的是,该策略具有良好的普适性,可以很容易地在多种疏水膜上构建纳米结构的水凝胶。基于以上优点,该策略有望成为制备高性能油水分离膜的有力工具,并有望进一步促进水凝胶改性膜在分离黏性水包油乳剂方面的快速发展。水凝胶在水湿润的状态下具有超级防污性能,但在干燥状态下的防污性能还有待提高。两性离子聚合物是一种具有等量正电荷和负电荷基团的聚合物,其在干燥状态下也具有良好的防油污染性能。因此,在分离膜表面引入两性离子聚合物是进一步提高油水分离膜抗油污染的有效策略。以往在膜表面引入两性离子聚合物的方法较为复杂,往往需要繁琐的表面改性过程和苛刻的反应条件。本文开发了一种纳米球-两性离子聚合物复合涂层改性分离膜的简单策略。首先,通过简单的共沉积法在分离膜表面引入含大量多酚和双键的纳米球涂层,然后再利用多酚触发的氧化还原反应引发界面自由基聚合,将两性离子聚合物接枝到膜的表面,从而实现在膜表面构筑具有微纳结构的两性离子聚合物杂化涂层。所得改性膜表现出优异的亲水性和水下超疏油性。此外,改性后的膜即使在干燥状态下被油污染后,也可以只通过简单的水冲洗就可以使油从膜表面脱附,展示出优异的抗油污染性能。改性后的膜对乳液具有较高的分离效率,其渗透通量高达5800 L m-2h-1bar-1,除油率达到99.6%。

关键词：油水分离表界面改性微纳结构超亲水抗油污染

面向非高斯噪声干扰的动力锂离子电池荷电状态估计方法

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西安交通大学学报 2024年

作者：巫春玲赵玉冰马耀张湧孟锦豪长安大学能源与电气工程学院西安交通大学电气工程学院

针对在非高斯噪声干扰下使用最小均方误差准则（MMSE）估计锂离子电池荷电状态（SOC）不稳定以及精度低的问题，提出一种改进的最大相关熵自适应迭代容积卡尔曼滤波（IMCC-AICKF）算法用于提高电池的荷电状态估计的准确性和鲁棒性。所... 详细信息

针对在非高斯噪声干扰下使用最小均方误差准则（MMSE）估计锂离子电池荷电状态（SOC）不稳定以及精度低的问题，提出一种改进的最大相关熵自适应迭代容积卡尔曼滤波（IMCC-AICKF）算法用于提高电池的荷电状态估计的准确性和鲁棒性。所提出的算法将加权最小二乘方法与最大相关熵（MCC）准则相结合定义了一种新的代价权函数作为优化准则，利用噪声最小协方差估计特性来减小滤波误差，保证长时间滤波的收敛性和稳定性；之后再与自适应迭代容积卡尔曼滤波（AICKF）相结合，对过程和量测噪声协方差进行更新来提高估计的准确性和鲁棒性。基于两种电池数据，在非高斯噪声干扰下，运用提出的算法对电池SOC进行估计，仿真结果表明，与容积卡尔曼滤波（CKF）和最大相关熵容积卡尔曼滤波（IMCC-CKF）相比，IMCC-AICKF算法对SOC估计的最大绝对误差(MaxAE)、平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）都是最小的，且MAE和RMSE均小于1%；此外，在给定初始值错误的情况下，IMCC-AICKF可以准确收敛到真实值，具有较好的鲁棒性。所提出的算法在非高斯噪声下能实现更准确的估计，是一种估计精度高且鲁棒性好的SOC估计方法。

关键词：荷电状态估计最大相关熵准则容积卡尔曼滤波非高斯噪声鲁棒性

共价有机框架材料:一类新兴的均孔吸附分离树脂

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科学通报 2024年第16期69卷 2233-2245页

作者：王孟锦王洒任红霞陈瑶张振杰南开大学化学学院天津300071 南开大学药物化学生物学国家重点实验室天津300071 南开大学药学院天津300071

吸附分离树脂可实现离子/分子的交换与吸附,是目前在生产与生活中应用最广泛的一类功能性高分子材料.近年来,共价有机框架材料(covalent organic frameworks,COFs)由于其均匀有序的孔结构以及结构可设计性得到了广泛关注,在稳定性、选... 详细信息

吸附分离树脂可实现离子/分子的交换与吸附,是目前在生产与生活中应用最广泛的一类功能性高分子材料.近年来,共价有机框架材料(covalent organic frameworks,COFs)由于其均匀有序的孔结构以及结构可设计性得到了广泛关注,在稳定性、选择性、吸附容量等方面相较传统吸附分离树脂材料展示出显著优势,可作为新一代的超级吸附分离树脂材料.本文总结了COF树脂的发展历史、设计合成策略以及功能应用,并对目前的发展瓶颈以及工业化进行了展望.

关键词：树脂吸附分离共价有机框架材料

以项目为驱动:推动区域教育高质量发展——沈阳市皇姑区基础教育综合改革的实践探索

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辽宁教育 2024年第10期 18-20页

作者：孟锦沈阳市皇姑区教师进修学校

沈阳市皇姑区以区域项目为驱动、以学校项目为支撑,通过深化新型集团化办学改革、开展“中医药文化融入大中小学思想政治教育一体化建设”实践、加快普通高中优质特色集群建设、构建党建引领育人新体系、落实基础教育评价改革等一系列... 详细信息

沈阳市皇姑区以区域项目为驱动、以学校项目为支撑,通过深化新型集团化办学改革、开展“中医药文化融入大中小学思想政治教育一体化建设”实践、加快普通高中优质特色集群建设、构建党建引领育人新体系、落实基础教育评价改革等一系列创新举措,形成多个可复制、可推广的典型案例,助推沈阳市基础教育综合改革实验区建设高质量发展。

关键词：基础教育综合改革优质均衡高质量发展

CeO助剂对NiO/ZrO载氧体结构及性能的影响

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石油化工 2024年

作者：梁皓于耀翔孟锦宏孙晓敏沈阳理工大学环境与化学工程学院抚顺市生态环境局抚顺县分局

采用共沉淀法制备了NiO-CeO2/ZrO2载氧体，利用XRD，H2-TPR，XPS，Raman光谱等方法对NiO-CeO2/ZrO2的物理化学性质进行表征。考察了NiO-CeO2/ZrO2作为乙烷化学链氧化脱氢制乙烯的载氧体反应性能。实验结果表明，添加CeO2提高了NiO-CeO2... 详细信息

采用共沉淀法制备了NiO-CeO2/ZrO2载氧体，利用XRD，H2-TPR，XPS，Raman光谱等方法对NiO-CeO2/ZrO2的物理化学性质进行表征。考察了NiO-CeO2/ZrO2作为乙烷化学链氧化脱氢制乙烯的载氧体反应性能。实验结果表明，添加CeO2提高了NiO-CeO2中晶格氧和吸附氧的含量，Ce4+进入到ZrO2晶格中形成了更多缺陷和晶格应力，有利于表面氧空位的产生，促进了乙烷的氧化。在反应温度为650 ℃、CeO2添加量为3%（w）条件下乙烷转化率达100%，乙烯选择性约为40%。晶格氧数量的增加，有利于乙烷转化率的增大，但反应温度增大会导致乙烷转化副反应发生，降低乙烯收率。

关键词：乙烷化学链乙烯 NiO/ZrO CeO

基于多新息最小二乘和多新息扩展卡尔曼滤波算法的锂电池SOC估计

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 74-83页

作者：巫春玲付俊成徐先峰孟锦豪郑克军胡雯博长安大学能源与电气工程学院陕西西安710064 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

针对现有SOC(荷电状态)估计方法中电池模型参数恒定,没有考虑电池模型参数的动态变化,导致SOC的估计不够精准的问题,文中提出了一种基于电池模型参数在线辨识与SOC估计联合的算法。在二阶RC等效电路模型基础上,采用多新息最小二乘(Multi... 详细信息

针对现有SOC(荷电状态)估计方法中电池模型参数恒定,没有考虑电池模型参数的动态变化,导致SOC的估计不够精准的问题,文中提出了一种基于电池模型参数在线辨识与SOC估计联合的算法。在二阶RC等效电路模型基础上,采用多新息最小二乘(Multi Innovation Least Squares,MILS)算法对锂离子电池模型中的参数进行在线辨识,从而对电池模型进行实时修正;同时基于修正后的电池模型,采用多新息扩展卡尔曼滤波(Multi Innovation Extended Kalman Filter,MIEKF)算法对电池荷电状态进行估计。MILS算法可以解决在线参数辨识过程中的初始误差累积问题,能够实现模型参数的在线精准辨识,MIEKF算法融合了多新息理论和卡尔曼滤波理论,加入了遗忘因子以削弱历史数据并修正权重,解决了数据过饱和问题,具有较高的准确性和收敛性。实验结果表明,在对电池模型进行参数辨识时,MILS算法、RLS算法辨识的均方根误差分别为1.4、1.9 mV,MILS算法相比RLS算法的估计精度提高了26.3%;对于参数辨识后SOC的估计,MIEKF算法估计的均方根误差为0.0037,EKF算法、AEKF算法估计的均方根误差分别为0.0073、0.0052,MIEKF算法比EKF算法的估计精度提高了49.31%,比AEKF算法的估计精度提高了28.84%;并且在给定SOC初值错误的情况下,文中所提出算法在电池开始工作后30 s左右就能够收敛到真实值,是一种精度高而且鲁棒性好的有效估计方法。

关键词： SOC估计多新息参数辨识扩展卡尔曼滤波

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基于变参数结构的锂离子电池建模方法

机械工程学报 2024年第14期60卷 298-305页

作者：彭纪昌刘凯龙孟锦豪刘海涛南京工程学院江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心南京211167 华威大学制造工程学院考文垂CV47AL英国四川大学电气工程学院成都610065

电动汽车及电网储能电站的快速发展对电池管理系统控制性能提出更高的要求,准确的电池模型及参数是保障电池管理系统中锂离子电池状态监测及高效能量管理的必要条件。传统等效电路模型受限于模型结构只能呈现单一时间尺度的阻抗特性,难... 详细信息

电动汽车及电网储能电站的快速发展对电池管理系统控制性能提出更高的要求,准确的电池模型及参数是保障电池管理系统中锂离子电池状态监测及高效能量管理的必要条件。传统等效电路模型受限于模型结构只能呈现单一时间尺度的阻抗特性,难以有效表征锂离子电池冲放电过程中内部复杂的物理、化学状态变化。基于锂电池充放电过程中的多时间尺度特征,提出一种采用变参数结构的一阶等效电路模型及相应的参数提取方法,该模型将时间因子引入容、阻网络,将容、阻参数可变范围从二维曲线扩展为三维曲面。所提出模型容阻参数能够在充放电及松弛周期内随电池状态的变化而改变,因此该变参数结构能够更为精准地描述电池内部电化学状态的变化。基于变参数特征建立了一阶变参数结构等效电路模型,并通过试验验证了模型的有效性。

关键词：荷电状态变参数结构锂离子电池等效电路模型

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遵义革命老区谱新曲

当代贵州 2024年第28期 66-67页

作者：孟锦群贵州日报

从赤水河畔到乌江两岸,从机关单位到城市乡村,从学校、医院到“两新”组织,遵义市13804个基层党组织构筑起坚如磐石的战斗堡垒,27.6万多名党员发挥先锋模范作用,干事创业干劲十足。遵义市以加强党的政治建设、严密党的组织体系、建设高... 详细信息

从赤水河畔到乌江两岸,从机关单位到城市乡村,从学校、医院到“两新”组织,遵义市13804个基层党组织构筑起坚如磐石的战斗堡垒,27.6万多名党员发挥先锋模范作用,干事创业干劲十足。遵义市以加强党的政治建设、严密党的组织体系、建设高素质干部队伍、推动人才强市战略为重点,聚焦机关、学校、医院等领域党支部标准化规范化建设,整体提升领域党建工作水平,为奋力建设红色传承引领地、绿色发展示范区、美丽幸福新遵义提供坚强组织保证,以高质量党建服务保障全市经济社会高质量发展。

关键词：党建工作水平基层党组织党的组织战斗堡垒党的政治建设干事创业干劲十足赤水河