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基于任务驱动的多糖制备工艺对其黏弹性影响综合实验教学设计

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生物学杂志 2024年第4期41卷 118-122页

作者：李慧王继乾姬思雪赵玉荣马少华陈翠霞中国石油大学(华东)化学化工学院青岛266580 中国石油大学(华东)石油工业训练中心青岛266580

基于科教融合和成果导向(OBE)教育理念,将生化领域的前沿科技成果转化为教学实验,培养学生的科研创新素质。引入科研项目“多糖的制备工艺对其黏弹性能的影响”并贯穿教学全过程,引导学生查阅文献并讨论“耐温耐盐、环境友好新型驱油剂... 详细信息

基于科教融合和成果导向(OBE)教育理念,将生化领域的前沿科技成果转化为教学实验,培养学生的科研创新素质。引入科研项目“多糖的制备工艺对其黏弹性能的影响”并贯穿教学全过程,引导学生查阅文献并讨论“耐温耐盐、环境友好新型驱油剂开发”的热点问题,拓宽学生的学术视野,培养学生文献查阅能力;鼓励学生根据自己的知识体系设计个性化实验方案,培养学生分析问题、解决问题的能力;指导学生探究利用盐醇析法和Sevage法制备多糖的工艺并计算其得率,采用红外和紫外光谱对样品进行表征,探究不同制备工艺对黏弹性及驱替效果的影响,帮助学生搭建“生物—化工—能源”多学科知识体系,提升实践创新能力;开展数据分析、方案评价和成果路演,锻炼学生的科研探究能力。

关键词：任务驱动胞外多糖制备黏弹性综合性实验

可控构建Co_(3)S_(4)@CoMoS核@壳材料用于氢溢流促进的高效加氢脱硫

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第2期57卷 154-170页

作者：鲍文静冯超马书妍闫登伟张聪岳长乐王崇泽郭海玲王继乾孙道峰柳云骐卢玉坤中国石油大学(华东)化学化工学院重质油加工国家重点实验室山东青岛266580 中国石油大学(华东)材料科学与工程学院重质油加工国家重点实验室山东青岛266580 中国科学院青岛生物能源与生物过程技术研究所生物燃料重点实验室山东青岛266101

过去几十年,通过催化加氢脱硫(HDS)实现超清洁油品的生产一直是石油炼制领域的研究重点.然而,常规的HDS催化剂因金属负载量较低及金属与载体之间的强相互作用,导致其对4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)类大分子的脱除效率较低.这类大分... 详细信息

过去几十年,通过催化加氢脱硫(HDS)实现超清洁油品的生产一直是石油炼制领域的研究重点.然而,常规的HDS催化剂因金属负载量较低及金属与载体之间的强相互作用,导致其对4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)类大分子的脱除效率较低.这类大分子反应物由于具有较大的空间位阻,使得其在催化剂表面活性位点上的吸附和反应更为困难,往往通过氢化反应进行脱硫反应.因此,为实现有效的脱硫反应,必须发展能高效解离和活化氢物种的催化剂.此外,通过氢化反应高效地脱除4,6-DMDBT通常需要在高温高压等苛刻条件下进行,这要求催化剂具备更高的活性、选择性和稳定性.为解决上述问题,本文通过奥斯瓦尔德熟化法制备了一种由多孔CoMoS外壳和Co_(3)S_(4)内核构成的Co_(3)S_(4)@CoMoS核@壳材料,并用于4,6-DMDBT类大分子的脱除.同时,通过原位表征和理论计算研究了该催化材料在HDS反应中的构效关系.SEM结果显示,制得的Co_(3)S_(4)@CoMoS空心球外表面粗糙,由许多小纳米颗粒组成.TEM图像直观地显示了Co_(3)S_(4)@CoMoS催化剂的结构,其外壳和间隙厚度分别为80和100 nm,高度多孔的球体使核@壳材料能够提供较短的氢溢流距离,从而构建了一种高效的HDS纳米反应器.EDX结果显示Co,Mo和S元素在Co_(3)S_(4)@CoMoS催化剂上均匀分布.其中,Mo金属仅存在于纳米球的外壳上;除外层的CoMoS相外,Co元素还形成了一个由Co-S物种组成的独立核心.结合XRD结果可以确定,该催化剂是由Co促进的MoS_(2)外壳和Co_(3)S_(4)内核组成的Co_(3)S_(4)@CoMoS核@壳材料.电镜图像和氮气吸脱附等结果表明,Co_(3)S_(4)@CoMoS纳米球的外壳由(Co)MoS_(2)纳米片交错卷曲组装而成,壳层含有丰富的活性位点和发达的孔道结构,为反应物提供了充足的吸附位点.Co金属的掺杂增加了MoS_(2)晶体的无序度,使得MoS_(2)纳米片上形成了大量的不饱和硫空位.钴原子锚定在MoS_(2)边缘还可以抑制MoS_(2)纳米片的团聚,使得Co_(3)S_(4)@CoMoS催化剂上的层状MoS_(2)长度较短且堆叠层数较低,有利于活性位点的充分暴露.H_(2)-程序升温脱附和WO_(3)变色实验结果证实了Co_(3)S_(4)@CoMoS结构中的氢溢流效应.HDS实验结果表明,仅使用30 mg Co_(3)S_(4)@CoMoS催化剂就能够实现99.2%的二苯并噻吩转化率和94.9%的4,6-DMDBT转化率.推测在HDS反应中,含硫大分子锚定在CoMoS外壳的硫空位上,而内核Co_(3)S_(4)相能够引发氢溢流效应,并将活性氢物种传递给CoMoS相,用于吸附和脱除含硫反应物,从而在HDS反应中使CoMoS和Co_(3)S_(4)两相起到协同作用,进而实现针对4,6-DMDBT类大分子的深度加氢脱硫.同时,反应过程中小分子H_(2)则可以自由地通过壳体扩散到内核的Co_(3)S_(4)相上,被解离成溢流氢物种后又传递给外层壳体,使得硫空位在HDS中不断地形成和再生.此外,核@壳球体内部连续的介孔通道缩短了溢流氢物种的迁移距离,提高了活性物种的利用率.致密的壳体使催化剂在多次循环反应中保留了核@壳结构,提高了催化剂的使用寿命.理论计算结果表明,CoMoS相和Co_(3)S_(4)相间的强电荷转移增加了CoMoS相中硫原子的电子云密度,有利于反应物在活性物种上的吸附.此外,得益于Co_(3)S_(4)相的氢溢流效应,在CoMoS/Co_(3)S_(4)双相结构上的氢解离能远低于单相结构,这使得H2分子能够在核@壳催化剂上被快速活化,以促进反应物分子的下一步脱硫进程.综上所述,本文制备的多组分Co_(3)S_(4)@CoMoS核@壳催化剂表现出较好的加氢脱硫性能.文章还提出了活性相结构与催化活性及反应路径选择性之间的作用机制,为进一步开发高效非负载加氢脱硫催化剂提供了新思路.

关键词：加氢脱硫氢溢流效应核@壳结构 CoMoS活性相双活性相协同

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多肽在贵金属纳米粒子制备中的应用

化学进展 2012年第7期24卷 1294-1308页

作者：陶凯王继乾夏道宏徐海吕建仁山红红中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室、生物工程与技术中心青岛266580

由于具有与大块固体相迥异的性能,贵金属纳米粒子的制备与应用已经成为当前纳米、材料技术领域研究的热点。由于组成成分较多、包含各种活性基团、序列可调,并且很多多肽可生物降解、生物兼容、具有生物活性和特异性识别性能,多肽在贵... 详细信息

由于具有与大块固体相迥异的性能,贵金属纳米粒子的制备与应用已经成为当前纳米、材料技术领域研究的热点。由于组成成分较多、包含各种活性基团、序列可调,并且很多多肽可生物降解、生物兼容、具有生物活性和特异性识别性能,多肽在贵金属纳米粒子制备中的应用也越来越受到人们的重视。本文从多肽作为还原剂还原贵金属盐;多肽作为保护剂/调控剂制备不同尺寸/形貌的贵金属纳米粒子;多肽作为引导剂规则排列贵金属纳米粒子;多肽作为贵金属纳米粒子组装的模板以及多肽在贵金属表面的吸附、多肽的自组装和如何获取所需要的多肽序列等几个方面综述了近年来多肽在贵金属纳米粒子制备中的应用。最后简述了利用多肽制备的贵金属纳米粒子在纳米、材料技术领域中的应用,并提出了当前该领域中存在的一些不足及研究展望。

关键词：多肽贵金属纳米粒子还原剂保护剂调控剂引导剂模板

渣油悬浮床加氢裂化分散型催化剂的XANES研究

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石油学报（石油加工） 2006年第6期22卷 24-28页

作者：王继乾徐海阙国和中国石油大学重质油国家重点实验室山东东营257061

为获得原位合成的渣油加氢裂化分散型催化剂的结构信息,对分散型Fe、Mo催化剂进行了K边的XANES测试。结果表明,催化剂中的Fe易被硫化生成硫化铁,其结构与FeS类似,但八面体的配位结构稍有畸变,且该硫化物中Fe的氧化价态稍高于FeS中Fe的... 详细信息

为获得原位合成的渣油加氢裂化分散型催化剂的结构信息,对分散型Fe、Mo催化剂进行了K边的XANES测试。结果表明,催化剂中的Fe易被硫化生成硫化铁,其结构与FeS类似,但八面体的配位结构稍有畸变,且该硫化物中Fe的氧化价态稍高于FeS中Fe的氧化价态;Mo在催化剂中并没有生成所希望的MoS2,其存在形态可能为四面体配位结构或部分四面体结构的氧化物。

关键词： XANES 渣油分散型催化剂加氢裂化

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撞击作用下单桩动力反应模型试验研究

岩土工程学报 2013年第S2期35卷 1041-1044页

作者：程晔王继乾夏佩云南京航空航天大学土木工程系江苏南京210016 濮阳市财政局评审中心河南濮阳457000 济南铁路局山东济南250001

船舶撞击会影响到桥梁桩基础的安全,而对撞击作用下桩基础的动力反应缺乏研究。基于直接法的思路开展模型试验,建立撞击物、单桩、承台和土的模型,模拟撞击承台的过程,采集桩的动力反应数据,研究撞击物、上部结构、桩径及土体等碰撞关... 详细信息

船舶撞击会影响到桥梁桩基础的安全,而对撞击作用下桩基础的动力反应缺乏研究。基于直接法的思路开展模型试验,建立撞击物、单桩、承台和土的模型,模拟撞击承台的过程,采集桩的动力反应数据,研究撞击物、上部结构、桩径及土体等碰撞关联物体的特性对撞击作用下单桩的桩顶最大位移和最大加速度的影响。研究表明,在撞击作用下,单桩的最大桩顶位移和最大桩顶加速度,不仅与撞击物的质量和速度大小有关,与桥梁上部结构荷载、桩径及土体性质均有关。

关键词：撞击桩动力反应模型试验

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船撞作用下软岩单桩基础动力响应研究

船撞作用下软岩单桩基础动力响应研究

作者：王继乾南京航空航天大学

学位级别：硕士

船桥碰撞是一个包括船舶、桥梁、桥梁周围土体等共同影响的复杂动力响应过程，其中土-结构相互作用对碰撞影响很大。本文考虑了土-结构相互作用的影响，研究了船桥相撞时软岩条件下单桩的动力响应。制作船舶、单桩、桩周岩土体模型... 详细信息

船桥碰撞是一个包括船舶、桥梁、桥梁周围土体等共同影响的复杂动力响应过程，其中土-结构相互作用对碰撞影响很大。本文考虑了土-结构相互作用的影响，研究了船桥相撞时软岩条件下单桩的动力响应。制作船舶、单桩、桩周岩土体模型，进行船-桥碰撞模型试验;然后在现有的有限元分析成果基础上，细化船艏部分，建立更加符合实际的船舶、桥梁单桩基础和岩土体的有限元模型，并进行碰撞模拟，将有限元数值模拟结果和试验结果进行对比;最后分析船撞力的影响因素，拟合出最大船撞力计算公式。研究中考虑了船舶重量、船速、承台重量、竖向荷载、桩径、桩周岩土体、地面以上桩长、桩身弹模等参数变化对桩动力响应的影响。研究结果表明船速、承台重量、桩径、桩身弹模对最大桩顶位移、最大桩顶加速度和最大桩身应力均影响较大;船舶重量和地面以上桩长对最大桩顶加速度影响不大;桩周岩土体对最大桩身应力影响不大;竖向荷载则只对最大桩顶位移有一定影响。研究最大船撞力时，考虑土-结构相互作用的影响。分析结果表明，最大船撞力和船舶重量的开方、船速成正比关系，和桩径、土体剪切模量、地面以上桩长成指数函数关系。在明确了最大船撞力与上述参数之间的关系后，拟合出包含这5种参数的最大船撞力简化公式，并和AASHTO、欧洲规范、我国铁路桥涵设计规范等计算方法进行了比较。本文提出的简化公式的计算结果与欧洲规范（K=5）的计算结果最为接近。

关键词：桩软岩土-结构相互作用船桥碰撞动力响应

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饱和分和沥青质对渣油流变特性的影响

石油学报（石油加工） 2010年第2期26卷 219-224页

作者：李传张龙力王继乾邓文安阙国和中国石油大学重质油国家重点实验室山东青岛266555

采用Rheostress300型流变仪和偏光显微镜测定了大庆常压渣油(DQAR)的流型、流型转变特点、黏-温关系和蜡晶形貌等流变性特征,并分析了渣油饱和分和沥青质对DQAR流变特性的影响。结果表明,DQAR在低温下均为假塑性流体,在高温下转型为牛... 详细信息

采用Rheostress300型流变仪和偏光显微镜测定了大庆常压渣油(DQAR)的流型、流型转变特点、黏-温关系和蜡晶形貌等流变性特征,并分析了渣油饱和分和沥青质对DQAR流变特性的影响。结果表明,DQAR在低温下均为假塑性流体,在高温下转型为牛顿流体,其流型转变温度为50℃。饱和分的加入能使大庆常压渣油蜡晶晶粒变大,网状结构更加紧凑,流型转变温度升高,并使渣油在非牛顿流型区域的黏度急剧增加;而沥青质在整个温度范围内,均能使渣油黏度增大,基本不影响DQAR蜡晶形貌。

关键词：渣油流变特性饱和分沥青质

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焦化蜡油悬浮床加氢裂化反应

中国石油大学学报（自然科学版） 2008年第2期32卷 135-137页

作者：文萍石斌王继乾曹进阙国和中国石油大学重质油加工国家重点实验室山东东营257061 中国石油润滑油公司上海200122

以大庆焦化蜡油为原料,在高压釜中进行悬浮床加氢反应,并对反应后产物进行常减压蒸馏,切割馏分范围为IBP～180℃,180～350℃,350～500℃及大于500℃。考察原料油在不同的反应条件下加氢裂化反应产物分布和生焦情况。结果表明,悬浮床加... 详细信息

以大庆焦化蜡油为原料,在高压釜中进行悬浮床加氢反应,并对反应后产物进行常减压蒸馏,切割馏分范围为IBP～180℃,180～350℃,350～500℃及大于500℃。考察原料油在不同的反应条件下加氢裂化反应产物分布和生焦情况。结果表明,悬浮床加氢裂化工艺适合加工焦化蜡油;随着催化剂加入量的增大,反应向降低柴汽比的方向进行;在反应温度为440℃时,反应中没有甲苯不溶物出现;反应温度为450℃时,反应产物中出现了甲苯不溶物,甲苯不溶物的含量随着催化剂加入量的增大而减小;随着氢初压的增加,反应向有利于柴汽比增加的方向进行。

关键词：焦化蜡油悬浮床加氢裂化反应分散型催化剂

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双亲分子稳定辽河沥青质的作用及其机理

石油学报（石油加工） 2010年第2期26卷 283-288页

作者：王继乾李传张龙力李兆敏阙国和中国石油大学重质油国家重点实验室山东青岛266555 中国石油大学石油工程学院山东青岛266555

为认识双亲分子化合物对沥青质的稳定作用及机理,采用X射线光电子能谱(XPS)分析了辽河沥青质颗粒表面杂原子官能团的类型和含量;采用紫外-可见光谱(UV-Vis)测定添加双亲分子前后沥青质甲苯-正庚烷溶液中沥青质浓度的变化,进而分析了不... 详细信息

为认识双亲分子化合物对沥青质的稳定作用及机理,采用X射线光电子能谱(XPS)分析了辽河沥青质颗粒表面杂原子官能团的类型和含量;采用紫外-可见光谱(UV-Vis)测定添加双亲分子前后沥青质甲苯-正庚烷溶液中沥青质浓度的变化,进而分析了不同双亲分子化合物对辽河沥青质的分散稳定作用;采用红外光谱(FT-IR)分析初步探讨了十二烷基苯磺酸(DBSA)对沥青质分散稳定作用的机理。结果表明,沥青质颗粒表面含氮官能团主要为碱性的吡啶氮官能团和弱碱性的吡咯氮官能团,含氧官能团主要为碳氧单键和碳氧双键结构,表面杂原子官能团的数量虽然较少,但为沥青质与双亲分子作用的关键因素;双亲分子头部官能团和沥青质颗粒表面杂原子之间的酸碱作用越强,其分散稳定沥青质的能力越强;DBSA通过其磺酸基官能团与沥青质颗粒表面的羟基和氨基形成分子间氢键而吸附在沥青质上。

关键词：沥青质双亲分子表面分析吸附稳定能力氢键