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醌基功能化碳基材料的设计合成及其在非对称型超级电容器中的应用研究

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醌基功能化碳基材料的设计合成及其在非对称型超级电容器中的应用...

作者：郭秉淑西北师范大学

学位级别：硕士

超级电容器具有比一次或二次电池更高的功率密度,比传统物理电容器更大的能量密度,同时还展现出优异的循环稳定性,它的出现完美地填补了传统物理电容器和二次电池之间的空白。但如何做到不牺牲超级电容器高功率密度和长循环寿命的同时... 详细信息

超级电容器具有比一次或二次电池更高的功率密度,比传统物理电容器更大的能量密度,同时还展现出优异的循环稳定性,它的出现完美地填补了传统物理电容器和二次电池之间的空白。但如何做到不牺牲超级电容器高功率密度和长循环寿命的同时提高其能量密度以满足不断发展的市场需求,是广大研究者所面临的瓶颈问题。从超级电容器能量密度计算公式(E=0.5 CV)可以看出,增大电极材料的比电容(C)或者拓宽器件的池电压(V)可直接改善其能量密度。本论文以提高超级电容器能量密度为最终目标,围绕有机分子电极,从两个方面开展了研究工作:一是以具有电化学活性的有机小分子为客体分子,非共价修饰不同类型的碳基材料,改变基底材料的表面性能,将电化学电容叠加在双电层电容上,增大电极材料的总比电容;二是将电化学性能优异的正、负极电极材料进行配对,组装非对称型超级电容器,电化学测试过程中两个电极产生电势自匹配行为,在水系电解液中实现宽的电位窗口。具体研究内容如下:(1)利用化学氧化法横向和纵向同时切割多壁碳纳米管(MWCNTs),得到一种异形结构碳管材料(SCNTs),其残留碳管管壁上随机分布着薄纱状的石墨烯纳米片层。然后以SCNTs作为核,通过原位聚合法在其表面均匀地包裹一层聚苯胺纳米颗粒,得到核壳结构前驱体,再经高温碳化、碱活化将其转化为氮掺杂异质碳(NHC)。随后,以NHC作为基底,通过π-π相互作用,在其表面分别吸附四氯苯醌(TCBQ)和蒽醌(AQ)分子,依次制得四氯苯醌和蒽醌功能化的氮掺杂异质结构碳(TCBQ/NHC和AQ/NHC)复合材料,将多电子氧化还原反应分别植入到正、负电极中,并使得它们在正、负电势范围内具有显著的电流响应。电化学测试表明,当电流密度为1 A g,电位窗口依次为1.0V时(0-1.0V和-0.4-0.6 V),TCBQ-NHC和AQ-NHC电极都展现出高的比电容(365和331 F g)。此外,利用这两种材料组装成的非对称电容器(ASC)拥有高的能量密度(20.3 Wh kg,0.7 kW kg)和长的循环寿命(经过5000圈循环后,电容保持率为98%)。(2)金属有机框架结构(MOFs)近年来已经被证明是一种用于制备多孔碳材料良好的自牺牲模板。在第二个体系中,我们通过直接热解锌基MOFs制备了氮掺杂多孔碳材料(NPCs),幸运的是,得到的该种碳材料同时拥有高的比表面积和丰富的孔结构,很适合用作导电基底来吸附有机分子。因此,我们分别选择了蒽醌(AQ)、1,4-萘醌(NQ)和四氯苯醌(TCBQ)通过非共价相互作用功能化NPCs材料。结果,有机分子的多电子氧化还原中心被植入到NPCs中。但更有趣的是,功能化NPCs材料的电化学速控步类似于双电层电容,只受表面控制而不受扩散控制。最后,由于电化学电容被叠加在了双电层电容上,功能化的复合材料比单纯的NPCs展现出更大的整体比电容(大约1.4倍)。此外,组装成的非对称型电容器表现出了优异的储能性能(23.5 Wh kg,是NPCs对称型电容器的1.54倍),这主要归因于MOFs骨架完美的拓扑结构和正、负电极之间良好的电势自匹配行为。(3)首先以氧化石墨(GO)和RuCl为原料,通过简单水热法合成RuO/石墨烯水凝胶复合物(RuO/SGH),然后选择1,4-萘醌(NQ)对RuO/SGH进行表面功能化,制得有机分子功能化的RuO/石墨烯水凝胶复合电极材料(NQ-RuO/SGH),成功地将无机材料和有机材料结合起来。电化学测试表明,在低的RuO担载量下(14.6%),复合材料依然可以表现出高的比电容(451 F g),初步证明了有机电极材料为实现绿色储能提供了一个绝佳的机会。此外,以蘑菇为碳源、三聚氰胺为氮源、ZnCl为活化剂一锅法制备了一种氮掺杂多孔碳材料(MNC),并以其为负极材料,NQ-RuO/SGH为正极材料,组装了非对称型超级电容器。电化学测试表明,在1 M HSO电解液中,该电容器的能量密度为16.3 Wh kg。

关键词：超级电容器电化学可逆性非共价功能化蒽醌萘醌四氯苯醌碳纳米管 MOFs衍生碳石墨烯水凝胶

原位限域和化学耦合的VS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene钠离子电池负极

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硅酸盐学报 2023年第10期51卷 2603-2616页

作者：李恩智王明珊陈淋曾敏陈俊臣于博郭秉淑马志远李星西南石油大学新能源与材料学院成都610500

通过溶剂热法制备了一种纳米尺寸的VS2薄片原位钉扎在Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene上形成铆钉结构的复合材料(VS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene)应用于钠离子电池。通过Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene的原位限域作用抑制了VS_(2)的团聚生长。VS_(2)和Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene之间形成稳定的化学耦合作用也提升了VS_(2)的电荷传输动力。结果表明:该复合材料在10 A/g的电流密度下具有340 mA·h/g的高倍率性能,以及5 A/g的电流密度下稳定循环2000圈的电化学性能。该复合设计为发展兼具高能量密度和高功率密度钠离子电池负极材料提供了新的选择。

关键词：钠离子电池负极硫化物二硫化钒过渡金属碳化物

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二硫化钨复合材料制备与储钠性能研究进展

化工进展 2023年第S1期42卷 344-355页

作者：胡喜王明珊李恩智黄思鸣陈俊臣郭秉淑于博马志远李星西南石油大学新能源与材料学院四川成都610500

二硫化钨(WS_(2))作为一种典型的二维过渡金属硫化物具有宽阔的层间距(6.2Å,1Å=0.1nm)和多电子转化反应储钠机制,是一种具有高理论比容量和快速钠离子反应动力的钠离子电池负极材料。但其在实际储钠过程中,2H相结构的WS_(2)固有的电子... 详细信息

二硫化钨(WS_(2))作为一种典型的二维过渡金属硫化物具有宽阔的层间距(6.2Å,1Å=0.1nm)和多电子转化反应储钠机制,是一种具有高理论比容量和快速钠离子反应动力的钠离子电池负极材料。但其在实际储钠过程中,2H相结构的WS_(2)固有的电子导电性较差,转化反应带来较大的相结构转变和体积变化,以及充放电过程中还原中间产物多硫化钠(NaS_(x),0

关键词：二硫化钨钠离子电池纳米结构复合材料电化学

MnOOH/石墨纳米片阵列复合电极的制备及其对称型超级电容器的性能

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化工新型材料 2017年第1期45卷 219-222页

作者：陈婵娟张雅迪郭秉淑安玉峰胡中爱西北师范大学化学化工学院生态环境相关高分子材料教育部重点实验室甘肃省高分子材料重点实验室兰州730070

采用电化学活化剥落的石墨纳米片阵列(GNSA)作为导电基质,然后通过阴极还原电沉积法一步制得碱式氧化锰/石墨纳米片阵列(MnOOH/GNSA)复合电极。形貌表征表明,复合电极呈现纳米花形貌。电化学测试表明在沉积时间为120s时制得的复合电极... 详细信息

采用电化学活化剥落的石墨纳米片阵列(GNSA)作为导电基质,然后通过阴极还原电沉积法一步制得碱式氧化锰/石墨纳米片阵列(MnOOH/GNSA)复合电极。形貌表征表明,复合电极呈现纳米花形貌。电化学测试表明在沉积时间为120s时制得的复合电极具有最佳超电容性能,用所制备的MnOOH/GNSA复合电极组装成的对称型超级电容器,当电压为1.8V,扫速为5mV/s时,比电容为1206F/m^2,能量密度为0.54Wh/m^2,对应的功率密度为5.4W/m^2。

关键词：超级电容器石墨纳米片阵列 MnOOH 复合电极超电容性能

评估与驱动:中国文化产业政策工具的效力分析

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西南民族大学学报（人文社会科学版） 2024年第5期45卷 212-220页

作者：谢梅龙怡郭淑怡电子科技大学公共管理学院四川成都610054 山西省书画院山西太原030001

我国文化产业已进入数字化高质量发展阶段,文化产业政策的推动作用明显。为探究我国文化产业政策演变趋势以及政策与产业发展的适配性,本文从政策工具出发,建立关于我国文化产业政策的“政策阶段性重点工具-政策工具”二维分析模型,对... 详细信息

我国文化产业已进入数字化高质量发展阶段,文化产业政策的推动作用明显。为探究我国文化产业政策演变趋势以及政策与产业发展的适配性,本文从政策工具出发,建立关于我国文化产业政策的“政策阶段性重点工具-政策工具”二维分析模型,对文化产业政策进行文本分析和定量分析。研究发现,我国文化产业政策的制定符合文化产业整体的发展趋势,但在政策工具使用适配度方面存在资金、技术人才和基础设施供给适配度不高,环境型政策工具适配度较低等问题。本研究认为需加强供给侧政策工具的使用,优化金融支持机制,增强资金供给投入,加大人才技术支持,促进文化资源高效利用;还需善用环境型政策工具,健全数字文化市场监管体系。

关键词：文化产业政策效力政策工具

基于融合特征t-SNE降维的控制图质量异常模式识别

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系统工程理论与实践 2024年第7期44卷 2381-2393页

作者：王宁郭梓昱田淑珂李可雨阳郑州大学商学院郑州450001 郑州大学国际质量发展研究院郑州450001

为解决控制图质量异常模式识别中,实时质量数据呈现出高维非线性等复杂特征导致模型过拟合以及失真等问题,提出一种基于融合特征t分布随机近邻嵌入(t-distributed stochastic neighbor embedding, t-SNE)降维的控制图质量异常模式识别方... 详细信息

为解决控制图质量异常模式识别中,实时质量数据呈现出高维非线性等复杂特征导致模型过拟合以及失真等问题,提出一种基于融合特征t分布随机近邻嵌入(t-distributed stochastic neighbor embedding, t-SNE)降维的控制图质量异常模式识别方法.首先,从生产过程动态数据流中提取其统计特征、形状特征并与原始特征进行融合,形成动态数据流的高维融合特征;然后利用t-SNE算法对融合特征进行降维, t-SNE算法能够有效地处理线性和非线性数据,并产生更有意义的聚类;进而利用一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural networks, 1DCNN)作为分类器实现复杂产品制造过程的质量异常模式识别;最后,通过仿真实验将本文所提方法与单一类型特征方法、融合特征方法以及融合特征主成分分析法(principal component analysis, PCA)、核主成分分析(kernel PCA, KPCA)和局部线性嵌入算法(locally linear embedding, LLE)降维方法的识别模型进行比较,并利用锂离子电池极片制造过程为例进一步说明本文模型的有效性与实用性.仿真与实例结果表明,本文所提算法具有更高的识别效率和精度,特别适用于处理在复杂产品制造过程背景下的高维非线性数据.

关键词：控制图模式识别复杂产品制造过程 t分布随机近邻嵌入(t-SNE) 卷积神经网络(CNN)

β-乳球蛋白与红曲色素非共价相互作用及其对色素稳定性的影响

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食品科学技术学报 2024年第1期42卷 32-44页

作者：赵楠李秉桓宋宇宁韩钊武淑芬天津科技大学食品科学与工程学院天津300457 天津兰瑞生物科技有限公司天津300384

为探究在不同pH值(2.6、6.2、7.1、8.2)条件下,β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-LG)与红曲色素(monascus pigments,Mps)提取物之间的结合特性,构建了4种复合体系,并利用荧光光谱、圆二色谱以及分子对接方法对β-LG与Mps之间的互作行为... 详细信息

为探究在不同pH值(2.6、6.2、7.1、8.2)条件下,β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-LG)与红曲色素(monascus pigments,Mps)提取物之间的结合特性,构建了4种复合体系,并利用荧光光谱、圆二色谱以及分子对接方法对β-LG与Mps之间的互作行为进行研究,同时评价了复合物(β-LG&Mps)的抗氧化活性、热稳定性以及光稳定性。结果表明,在实验pH值范围内,Mps与β-LG的结合导致β-LG内源荧光发生猝灭,二者主要借助范德华力、疏水相互作用以及氢键等非共价作用力结合,但β-LG的二级结构变化不显著;β-LG&Mps的DPPH自由基清除能力高于单独任一组分,但低于两组分之和,即β-LG与Mps在DPPH自由基清除方面表现出拮抗作用。与β-LG形成复合物后,在pH值为6.2、7.1、8.2,温度为50℃时,与未复合的Mps相比,Mps的保留率分别提高了58%、30%和24%;在pH值为6.2、7.1、8.2,温度为25℃,光照强度为600 Lux,光照时间为36 h时,与未复合的Mps相比,Mps的保留率分别提高了65%、43%和43%。在pH值为2.6时Mps热稳定性和光稳定性仍然较差,即β-LG提高了Mps在pH值为6.2、7.1、8.2时的热稳定性与光稳定性。通过食品组分相互作用对改善Mps稳定性的探讨,旨在为Mps相关产品的开发提供有益参考。

关键词： β-乳球蛋白红曲色素相互作用 pH值稳定性

西洋参根腐病和炭疽病病原菌鉴定、生防菌筛选及效果评价

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西洋参根腐病和炭疽病病原菌鉴定、生防菌筛选及效果评价

作者：郭淑涵山东农业大学

学位级别：硕士

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口述史料在初中历史教学中的应用研究

口述史料在初中历史教学中的应用研究

作者：郭淑宁牡丹江师范学院

学位级别：硕士

口述历史的发展为史学研究提供了新的角度,并随着研究不断深入有了很大的发展。口述史料的研究成果也呈现逐年递增的趋势。作者认为,口述史料在初中历史教学中的应用研究是一种新的教学方式,可以培养学生的历史核心素养、开发潜在的历... 详细信息

口述历史的发展为史学研究提供了新的角度,并随着研究不断深入有了很大的发展。口述史料的研究成果也呈现逐年递增的趋势。作者认为,口述史料在初中历史教学中的应用研究是一种新的教学方式,可以培养学生的历史核心素养、开发潜在的历史课程资源、丰富教学形式从而改变历史学习方式。据此,本研究主要从历史教学的视角出发,借助口述史的相关理论,探讨了口述史料在初中历史教育中的实际应用。本文除去绪论和结语共分为五章:第一章内容简述口述史与口述史料的概念,对两者的概念进行了区分辨别,详细介绍了口述史料的定义、分类与特点。第二章内容概括了口述史料在初中历史教学中应用研究的意义,主要包括有利于培养学生的历史核心素养、帮助开发潜在历史课程资源、丰富教学形式改变教学方式这几个方面。第三章内容叙述口述史料在初中历史教学中应用原则,包括全面性原则、目的性原则、典型性原则。第四章列举了口述史料在初中历史教学中的应用策略。主要包括利用口述史料创设历史情境、布置作业、构建新课堂、进行有效提问以及补充细节,增强学生情感。第五章以部编版教材初中历史第19课《社会生活的变迁》为例对口述史料在初中历史教学中的应用案例分析。

关键词：口述史料初中历史教学