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纳米结构硅/锗基电极材料的合成及其电化学性能

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纳米结构硅/锗基电极材料的合成及其电化学性能

作者：丘鹤元福州大学

学位级别：硕士

硅/锗基化合物因其比容量高、嵌锂电位低、环境友好等优点,被认为是理想的下一代锂离子电池负极材料。然而,硅/锗基化合物电子电导率较低,在充放电过程中体积变化大,导致其循环性能差,限制了它们作为锂电池电极材料的应用。本学位论文... 详细信息

硅/锗基化合物因其比容量高、嵌锂电位低、环境友好等优点,被认为是理想的下一代锂离子电池负极材料。然而,硅/锗基化合物电子电导率较低,在充放电过程中体积变化大,导致其循环性能差,限制了它们作为锂电池电极材料的应用。本学位论文主要通过表面包覆氮掺杂碳层、原位复合石墨烯的方法,以提高硅/锗基复合物的导电性,并基于构筑特殊的壳核结构和三维结构以缓冲其在充放电过程中的体积变化,从而达到改善硅/锗基电极材料储锂性能的目的。同时,探索材料组成、晶相、结构、表面状态等特性与电化学性能之间的关系,为研制高性能纳米结构硅/锗基电极材料提供理论依据。研究工作主要包括以下几个方面:(1)通过溶剂热法合成了酚醛树脂/Si复合物,添加三聚氰胺后经过煅烧同步实现了酚醛树脂的碳化和氮掺杂,得到Si/N-C复合物。采用XRD、XPS、SEM和TEM等手段进行表征,确定了所制备产物是具有核壳结构的Si/N-C纳米复合物。进一步,将其作为锂离子电池负极材料,以研究其电化学性能。结果表明,Si/N-C复合物具有优异的电化学性能。在0.2 A g-1下首次放电比容量为1852 mAh g-1,循环50圈后比容量仍然可达1095 mAh g-1。(2)以SiO纳米管为硅源,通过对其表面进行正电荷修饰,使其与氧化石墨烯(GO)由于静电作用均匀复合,经过镁热反应一步实现了 SiO和氧化石墨烯(GO)的还原,得到Si/SiO2/RGO复合物。基于一系列的表征,确定了所制备的产物为Si/SiO2/RGO纳米复合物。进一步,将其作为锂离子电池负极材料,以研究其电化学性能。结果发现,Si/SiO2/RGO复合物展现出良好的电化学性能。在0.1 Ag-1下首次放电比容量为1899 mAh g-1。(3)以泡沫镍为基底,采用浸涂法在泡沫镍上交替负载GO和GeCl4溶液,同时利用GeCl4在空气中水解原位合成Ge02,煅烧后得到GeO2/RGO复合物电极。采用SEM、Raman、XPS、TEM等手段进行表征,确定了泡沫镍上所制备的产物为GeOO2/RGO纳米复合物。进一步,将其直接应用于锂离子电池负极,以考察其电化学性能。结果表明,Ge02/RGO复合物电极实现了 Ge的再氧化,突破了 GeO2理论容量为1100 mAh g-1的局限,并展现出优异的电化学性能。在0.2 A g1下可逆容量高达1716 mAh g-1,在1.0 A g1下循环500圈后比容量高达1159 mAh g-1,16 A g-1超大电流密度下比容量为702 mAh g-1。

关键词：硅氮掺杂碳二氧化锗石墨烯负极材料电化学性能

基于活态保护理念的非物质文化遗产创新继承与发展——以泥金彩漆技艺为例

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天工 2024年第1期 68-70页

作者：丘元江西师范大学美术学院

活态保护理论契合了非物质文化遗产创新继承与发展的实际需求,充分尊重非物质文化遗产的文化价值与存续规律,并保护非物质文化遗产本体自然变迁与创新发展,有利于延续非物质文化遗产的生命力。以泥金彩漆技艺为例,通过介绍泥金彩漆技艺... 详细信息

活态保护理论契合了非物质文化遗产创新继承与发展的实际需求,充分尊重非物质文化遗产的文化价值与存续规律,并保护非物质文化遗产本体自然变迁与创新发展,有利于延续非物质文化遗产的生命力。以泥金彩漆技艺为例,通过介绍泥金彩漆技艺的历史,分析泥金彩漆技艺与活态保护的联系,探讨泥金彩漆技艺的创新继承与发展困局。希望可以更清晰地认识活态保护理论对泥金彩漆技艺创新继承与发展的启示,并提出具体的实践应用建议,为泥金彩漆技艺创新继承与发展做出一些贡献。

关键词：活态保护理念非物质文化遗产创新继承泥金彩漆技艺

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既有建筑改造中的低碳技术创新与实践——以深圳大学既有建筑改造工程为例

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住宅与房地产 2024年第11期 37-39页

作者：胡圣洁丘竣元深圳大学武汉理工大学深圳研究院

随着国家“碳达峰”“碳中和”实施方案的明确,如何促进建筑业高质量发展是值得着重研究的问题。低碳技术是应对全球气候变化和可持续发展挑战的关键举措之一。低碳技术通过提高资源利用效率,降低能源和原材料的消耗,有助于减少温室气... 详细信息

随着国家“碳达峰”“碳中和”实施方案的明确,如何促进建筑业高质量发展是值得着重研究的问题。低碳技术是应对全球气候变化和可持续发展挑战的关键举措之一。低碳技术通过提高资源利用效率,降低能源和原材料的消耗,有助于减少温室气体排放,同时有助于保护自然资源。在既有建筑改造中应用低碳技术具有多重价值:首先通过更新建筑系统、低碳材料和照明技术,可以显著提高建筑能效,减少能源消耗,降低运营成本;其次应用低碳技术可以大幅减少建筑的碳排放,有助于减缓全球气候变化;再次应用低碳技术可以提高室内空气质量和居住舒适度,提升使用者的生活质量;最后通过将低碳技术应用于既有建筑改造项目,可以树立榜样,鼓励更广泛的可持续实践。城市化、极端气候、能源需求等因素正在改变建筑行业的要求和条件,传统技术无法充分适应这些新兴挑战,只有进一步发展创新技术,才能减缓气候变化,创造更健康、更舒适的建筑环境。本文分析了深圳大学既有建筑改造项目中应用前沿低碳技术带来的效益,如发展智能建造技术、可再生能源、材料创新、绿色管理、用户激励等措施,为低碳校园建设提供了有价值的减碳思路。

关键词：既有建筑改造低碳技术创新与实践

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2024年国际原油价格分析与趋势预测

北京理工大学学报（社会科学版） 2024年第2期26卷 55-58页

作者：赵鲁涛顾启宇曲直邱瑞祥丘俊元北京理工大学管理与经济学院能源与环境政策研究中心北京100081 中国地质大学(北京)经济管理学院北京100083 东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

2023年,全球经济增速放缓,在加息、减产、冲突等各因素叠加影响下,全年油价跌宕起伏,回吐2022年的风险溢价。展望2023年,从基本面和非基本面着手,分析全球经济、能源转型、供应、库存、美元、市场投机、黄金和地缘政治等因素未来动向,... 详细信息

2023年,全球经济增速放缓,在加息、减产、冲突等各因素叠加影响下,全年油价跌宕起伏,回吐2022年的风险溢价。展望2023年,从基本面和非基本面着手,分析全球经济、能源转型、供应、库存、美元、市场投机、黄金和地缘政治等因素未来动向,结合预测模型客观计算和专家的主观判断,对2024年国际原油价格走势进行整体展望和预测。预计2024年国际原油价格进一步下移,国际原油市场供需偏宽松,原油投资者信心不足,地缘冲突、极端天气等事件频发,非基本面扰动因素在短期内放大油价震荡区间,Brent、WTI原油均价将在73~83美元/桶和68~78美元/桶。

关键词：原油价格价格预测市场分析全球经济地缘政治冲突

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国家中心城市建筑业碳排放效率及影响研究

环境科学与技术 2024年第2期47卷 195-205页

作者：何寿奎丘康尧重庆交通大学经济与管理学院重庆400074 广州美术学院广东广州510006

国家中心城市是中国城镇体系的最高层级,研究其建筑业碳排放效率对于高质量实现双碳目标具有重要的现实意义。该文首先基于超效率SBM模型研究得出国家中心城市建筑业碳排放效率总体偏低,需致力于提升碳排放水平;然后基于GML指数模型研... 详细信息

国家中心城市是中国城镇体系的最高层级,研究其建筑业碳排放效率对于高质量实现双碳目标具有重要的现实意义。该文首先基于超效率SBM模型研究得出国家中心城市建筑业碳排放效率总体偏低,需致力于提升碳排放水平;然后基于GML指数模型研究得出碳排放效率受技术效率变化影响较大,虽然“十三五”期间得到平稳提升,但粗放型发展的负面影响仍比较明显;继而采用相关性分析、随机森林和Tobit模型研究得出碳排放效率受城市化、经济和建筑业发展、建筑企业资本水平和建筑业能源强度、产业结构等因素影响,粗放型发展会对碳排放效率造成冲击,建筑业供给侧结构性改革有利于碳排放效率的提升;最后从城市层面、影响因素应对方面提出提升能源消费利用效率、优化能源消费结构等建议。

关键词：超效率建筑业碳排放影响因素

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靶向端粒的天然产物抗衰老研究进展

中药材 2024年 779-785页

作者：丘泓欣黄燕中山大学生命科学学院基因功能与调控教育部重点实验室

我国已步入老龄化社会,探讨延缓衰老方法、防治衰老相关疾病已成为医学领域的研究热点。端粒是真核生物细胞染色体末端的重复序列和蛋白质复合物组成的特殊结构,端粒缩短会导致细胞进入衰老或凋亡,因此维持端粒正常长度与对细胞行使正... 详细信息

我国已步入老龄化社会,探讨延缓衰老方法、防治衰老相关疾病已成为医学领域的研究热点。端粒是真核生物细胞染色体末端的重复序列和蛋白质复合物组成的特殊结构,端粒缩短会导致细胞进入衰老或凋亡,因此维持端粒正常长度与对细胞行使正常功能至关重要,也与衰老的发生密切相关。近年来研究发现多种天然产物影响端粒长度和端粒酶活性,在延缓衰老、防治老龄化相关疾病方面有独特的疗效和巨大的潜力,与西药相比有作用温和、副作用小等优点,因此,该文从端粒角度对天然产物干预衰老与衰老相关疾病进行综述,并结合相关研究的最新进展,为研究天然产物抗衰老提供理论依据。

关键词：天然产物端粒端粒酶衰老

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广东省建筑业碳排放影响因素及减排对策研究

广东省建筑业碳排放影响因素及减排对策研究

作者：丘康尧重庆交通大学

学位级别：硕士

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基于证据推理的隧道坍塌多源信息融合评估

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第1期51卷 190-200页

作者：丘伟兴赵炼恒吴波单凌志徐世祥中南大学土木工程学院湖南长沙410075 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 东华理工大学土木与建筑工程学院江西南昌330013 中咨规划设计研究有限公司北京100020

由于影响因素众多,隧道坍塌风险评估是一个多属性决策问题.单源信息评估方法难以充分考虑所有的风险因素,导致预测结果存在偏差.为了评估隧道坍塌风险并提供更准确的风险控制策略,本研究提出了一种新的多源信息融合方法,该方法将云模型(... 详细信息

由于影响因素众多,隧道坍塌风险评估是一个多属性决策问题.单源信息评估方法难以充分考虑所有的风险因素,导致预测结果存在偏差.为了评估隧道坍塌风险并提供更准确的风险控制策略,本研究提出了一种新的多源信息融合方法,该方法将云模型(CM)、支持向量机(SVM)和基于证据推理(ER)相结合.对多个信息源进行分析,得到不同的坍塌风险评估模型(目视检查数据通过SVM获取分类概率值,监测数据通过云模型获取概率值).每个模型的质量都由可信度和重要性权重来评价.然后运用ER规则融合各个评估模型的结果,给出总体的坍塌概率风险评估.与D-S理论相比,ER规则在处理高冲突信息方面具有更大的优势.当不同信息源的风险评估结果不一致时,D-S理论的融合结果往往会与常识相反,ER规则融合由于考虑了评估模型的重要性权重和可信度,更适用于高冲突信息的融合.该方法已成功应用于福建莆炎高速公路的鱼塘溪隧道.结果表明,所提出的多源信息融合方法的评价准确率为87.5%,而单源信息融合方法的评价准确率小于70%.此外,即使不同模型的风险结果存在较大的冲突,该融合模型也具有良好的性能.

关键词：隧道坍塌风险评估云模型支持向量机证据理论

基于[DBUH+][Br-]离子液的非均相催化剂的构建及其在CO2环加成反应中的应用

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基于[DBUH+][Br-]离子液的非均相催化剂的构建及其在CO2环加成反...

作者：丘家祥东莞理工学院

学位级别：硕士

由于全球化石燃料的大量使用导致大气中二氧化碳（CO）浓度持续增加,引发严重的全球气候和环境问题。与此同时,CO作为一种廉价、丰富、可再生且无毒的碳一（C1）资源,也受到广泛关注。在CO资源化利用的众多途径中,环氧化物和CO的环加成... 详细信息

由于全球化石燃料的大量使用导致大气中二氧化碳（CO）浓度持续增加,引发严重的全球气候和环境问题。与此同时,CO作为一种廉价、丰富、可再生且无毒的碳一（C1）资源,也受到广泛关注。在CO资源化利用的众多途径中,环氧化物和CO的环加成反应具有100%原子经济性的优势,并符合“绿色化学”和可持续发展的原则,因而成为最有前途的途径之一。其产物环碳酸酯因具有高沸点、低毒性、结构稳定等特点,常作为聚合物单体、非质子极性溶剂、药物以及精细化学品合成中的关键中间体、燃料添加剂和锂离子电池电解液等,被广泛地应用于材料、有机合成、医药、化工和能源等领域。然而,由于CO具有热力学稳定性和动力学惰性,在与环氧化物的环加成反应中需要催化剂来促进其转化。在已报道的众多催化剂中,离子液体催化剂因其性质稳定、结构可调、蒸气压小、不含金属、绿色环保等特点,备受研究者关注。但离子液体属于均相催化剂,往往具有不易回收、与产品的后续分离困难、成本高等缺点,因而制备聚合离子液体或将离子液体负载在多孔材料上,发展具有高活性、可回收的非均相催化剂成为当前该领域主要研究趋势。本文基于[DBUH][Br]离子液,构建了两种功能化非均相聚合离子液体催化剂,研究内容相应地分为两部分。第一部分研究功能化双离子对型聚离子液体催化剂P[D+COO-][DBUH][Br]的制备及其在CO环加成反应中的催化性能。以甲基丙烯酸2-（二甲氨基）乙酯（DMAEMA）、二乙烯基苯（DVB）、溴代羧酸和有机碱作为起始原料,通过三步法构建制备了该催化剂。首先,DMAEMA与溴代羧酸通过季铵化制备[D+COOH][Br-]-x（x为溴代羧酸的碳链数）,接着将其与DVB进行共聚制备P[D+COOH][Br-]-x/m/n（确定了两种单体的最佳用量比例m:n=1:0.6）,之后使用有机碱1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯（DBU）与第二步产物中和,最终制备了一系列功能化双离子对型聚离子液体非均相催化剂P[D+COO-][DBUH][Br]-x/m/n。单体及催化剂结构通过核磁共振波谱仪（NMR）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、全自动比表面及孔隙度分析仪（BET）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TG）和气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）等表征确定,并进行了环氧化物-CO环加成反应的催化性能评价,发现在相同条件下,P[D+COO-][DBUH][Br]-2/1/0.6催化剂表现出最佳的催化活性。随后,通过系统考察催化剂用量、反应时间、温度、CO压力等因素对该反应的影响,确定了最佳反应条件。在无溶剂无助催化剂,0.1 MPa CO,80 o C条件下,反应24小时将环氧氯丙烷（ECH）与CO有效地转化为碳酸环氯丙烯酯（CPC）(产率为98.4%,选择性为99%)。此外,该催化剂还表现出良好的可重复使用性和放大合成CPC的潜力,且对多种环氧化物底物与CO的环加成都有较好的催化性能。在探索催化剂的活性中心实验中,发现[DBUH][Br]是其高性能的主要原因。同时,其多孔结构和-COO-的存在在一定程度上可以吸附CO并促进CO催化转化为环碳酸酯。并基于实验结果提出了P[D+COO-][DBUH][Br]催化CO环加成反应的机理。第二部分研究羧基功能化负载型聚离子液体催化剂[DBUH][Br]@PILCOOH的制备及其在CO环加成反应中的催化性能。通过上一章的研究,发现[D+COOH][Br-]和DVB通过共聚制备的聚离子液体可以作为均相离子液[DBUH][Br]的优良载体。为了降低成本,提高催化效率并实现绿色制备催化剂的目标,使用[DBUH][Br]、DMAEMA、DVB和3-溴丙酸四种简单易得的原料,通过一锅法制备了不同[DBUH][Br]负载量的羧基功能化聚离子液体催化剂[DBUH][Br]-x@PILCOOH。通过NMR、FT-IR、BET、ICP、SEM和TG等表征确定了单体和催化材料的结构,并对所有制备的催化剂进行了ECH-CO催化性能评价。发现[DBUH][Br]-1@PILCOOH催化剂能够在0.1 MPa CO,80 o C,无溶剂和无助催化剂的条件下,反应24小时将ECH完全转化为CPC（产率和选择性均为99%）。与上一章催化剂的性能相比,在相同条件下,该催化剂可以更加高效地将各种环氧化物与CO催化转化为环碳酸酯,且产率有明显提升（均在95%以上）。此外,催化剂循环性能、热过滤实验和放大实验的考察表明,[DBUH][Br]-1@PILCOOH具有优秀的循环性能和放大潜力。该催化材料表现出综合的优秀性能,主要归功于其丰富的介孔结构,以及其中存在的羧基（-COOH）、亲核试剂（Br-）和[DBUH][Br]中-NH+之间的协同作用。基于实验结果和已有文献的报道,对[DBUH

关键词： [DBUH+][Br-] 双离子对型聚离子液体 CO2环加成环碳酸酯非均相催化剂