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纤维素/ZIF-8复合多孔材料的构筑及其CO2吸附性能研究

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纤维素/ZIF-8复合多孔材料的构筑及其CO2吸附性能研究

作者：乔龙飞西安理工大学

学位级别：硕士

温室气体的过度排放,破坏了自然界原有的碳平衡,从而导致全球变暖等一系列危害公共健康安全的气候危机。碳捕获、利用与储存(CCUS)技术为从工业过程中捕获与利用CO2提供了有效方案。固体吸附剂的开发对CO2捕获技术的发展与突破至关重要... 详细信息

温室气体的过度排放,破坏了自然界原有的碳平衡,从而导致全球变暖等一系列危害公共健康安全的气候危机。碳捕获、利用与储存(CCUS)技术为从工业过程中捕获与利用CO2提供了有效方案。固体吸附剂的开发对CO2捕获技术的发展与突破至关重要。目前,吸附剂在实际应用中仍存在吸附效率低下、分离选择性较差、循环再生性能弱等问题。针对以上问题,研究者们通常以增加CO2吸附位点以及低成本、可再生为出发点,通过对多孔材料的孔径结构和表面官能团进行设计与调控,构建出精准、高效、可循环利用的多孔吸附剂材料。基于此,本文集成纤维素和ZIF-8双重优势,构建纤维素/ZIF-8复合多孔材料,全面探究了纤维素/ZIF-8复合多孔材料在CO2吸附领域的应用潜力。主要研究内容如下:(1)以三维纤维素醇凝胶(CA)为骨架,结合水解处理,在CA上原位生长ZIF-8;与CA相比,纤维素/ZIF-8复合醇凝胶(CZA)具有更大比表面积和优异的热稳定性。随后,对复合材料进行KOH活化处理,制备具有分级多孔结构的N掺杂多孔碳(HNC)。深入探讨了 HNC样品孔结构和表面化学对CO2捕获的关键作用。HNC-350-850兼具丰富的含N官能团和分级多孔结构都提高了 CO2吸附量。其中含N官能团能与CO2分子产生路易斯酸碱中和作用,而分级多孔结构为CO2分子提供了快速通道。在CO2吸附性能评价中,HNC-350-850具有优异的CO2吸附量,在1 bar,0℃和25℃下,CO2吸附量分别为6.21和3.56 mmol/g,同时在25℃下具有良好的CO2/N2(15/85)吸附选择性(16.31)和较高的等量吸附热Qst(41.5 kJ/mol),此外,吸附/解吸附循环10次,其CO2吸附量几乎没有衰减。(2)以ZIF-8晶体为前驱体,采用热致相分离结合异位混合的方式,制备纤维素/ZIF-8整体多孔材料。探究了 ZIF-8含量和活化温度对纤维素/ZIF-8复合整体碳材料(CZMC)结构与CO2吸附性能的影响。20-CZMC-800在1 bar,0℃和25℃条件下CO2吸附量分别为7.30和4.26 mmol/g,与大多数报道的多孔碳相比极具竞争力。此外,在10个吸附/解吸附循环后,其CO2吸附容量仍保持其初始值的96%,吸附循环性较好;CO2/N2 IAST吸附选择性在25℃下为20.3,等量吸附热Qst为25.9kJ/mol,表明其具有优异的可回收性和良好的选择性。采用密度泛函理论(DFT)和巨正则蒙特卡罗(GCMC)理论,进一步深入讨论了含N官能团和ZnO晶体对CO2吸附的影响。结果表明,N掺杂与ZnO的协同作用增强了多孔碳的吸附性能。

关键词：纤维素 ZIF-8 醇凝胶整体材料分层N掺杂多孔碳 CO2吸附

聚α-烯烃合成基础油分子结构与性能关系研究进展

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石油学报（石油加工） 2024年第1期40卷 266-276页

作者：何垒垒苏朔龙军中石化石油化工科学研究院有限公司北京100083

介绍了聚α-烯烃(PAO)合成基础油的分子结构组成与性能之间的关系,其中包括分子结构与黏度、黏度指数和低温流动性之间的关系。通过分析现有的PAO分子结构参数与其黏度、黏度指数和低温流动性之间的关系,梳理出影响黏度的主要分子结构... 详细信息

介绍了聚α-烯烃(PAO)合成基础油的分子结构组成与性能之间的关系,其中包括分子结构与黏度、黏度指数和低温流动性之间的关系。通过分析现有的PAO分子结构参数与其黏度、黏度指数和低温流动性之间的关系,梳理出影响黏度的主要分子结构参数是相对分子质量、支链数量、支链长度和分子的有效长度。分子结构中支链数量、支链长度和支链位置对黏度指数有着重要的影响;支链数量和支链长度对低温流动性能有着重要的影响;支链数量少且较长的PAO分子结构(类似于星型)是兼具好的黏温性能和低温流动性较为理想的结构。因此,从分子水平研究PAO分子结构与性能关系,提炼设计和制备高性能PAO基础油理想结构组分的新思路,为PAO基础油产品升级和新技术的开发提供理论支撑和科学指导。

关键词：聚α-烯烃合成基础油构效关系结构参数低温流动性分子水平

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亲水性聚酯增塑剂的合成及性能研究

亲水性聚酯增塑剂的合成及性能研究

作者：李龙军北京化工大学

学位级别：硕士

邻苯二甲酸酯类增塑剂广泛用于聚氯乙烯（PVC）树脂,但存在迁移率高和安全隐患。因此,合成一种迁移率低和安全的功能性低分子量聚酯增塑剂具有重要意义。本文以己二酸和2-甲基-1,3-丙二醇为聚酯增塑剂的单体,利用不同的一元醇为封端剂,... 详细信息

邻苯二甲酸酯类增塑剂广泛用于聚氯乙烯（PVC）树脂,但存在迁移率高和安全隐患。因此,合成一种迁移率低和安全的功能性低分子量聚酯增塑剂具有重要意义。本文以己二酸和2-甲基-1,3-丙二醇为聚酯增塑剂的单体,利用不同的一元醇为封端剂,得到了以多乙二醇单甲醚（包括二乙二醇单甲醚、三乙二醇单甲醚和四乙二醇单甲醚）对称封端的聚（己二酸-2-甲基-1,3-丙二醇）酯（PMPA1、PMPA2和PMPA3）,以及以等摩尔聚乙二醇单甲醚（MPEG,分子量分别为400、450和600 g/mol）和异辛醇（2-EH）不对称封端的线性聚（己二酸-2-甲基-1,3-丙二醇）酯（APMPA1、APMPA2和APMPA3）。在此基础上,以三羟甲基丙烷为支化剂,得到了不同支化度的聚（己二酸-2-甲基-1,3-丙二醇）酯（BPMPAT1、BPMPAT2和BPMPAT3）。将不同粘度的PMPA、APMPA和BPMPAT系列聚酯作为PVC的亲水性大分子增塑剂,研究了它们的增塑性能。本文取得的主要结果如下:1.合成聚（己二酸-2-甲基-1,3-丙二醇）酯增塑剂的优化条件为:己二酸与2-甲基-1,3丙二醇的摩尔比为1:1,催化剂钛酸四丁酯的用量为反应物总质量的0.25 wt%,反应时间为8 h,反应温度为190°C。得到的聚酯增塑剂酸值小于1.5 mg Na OH/g,且结合封端剂的用量可以调控聚酯增塑剂的分子量。PMPA和APMPA聚酯的粘度和分子量均随MPEG分子量的增加而增加,而BPMPAT聚酯的分子量随三元醇三羟甲基丙烷用量的增加而增加。2.研究了四种不同粘度,2.8 Pa·s、2.0 Pa·s、1.6 Pa·s和0.9 Pa·s的以二乙二醇单甲醚为封端剂的PMPA1聚酯对PVC增塑性能的影响。在50份增塑剂用量时,四种不同粘度的PMPA1和对照组邻苯二甲酸二辛酯（DOP）试样的拉伸强度分别为24.8 MPa、27.4 MPa、26.4 MPa、25.0MPa和24.4 MPa,断裂伸长率分别为350%、370%、390%、350%和380%,Tg分别为-7.3℃、-7.7℃、-7.6℃、-7.4℃和-3.5℃。粘度为2.8Pa·s的PMPA1增塑的PVC试样在乙醇、水和石油醚中浸泡1周的质量损失分别为6.7%、0.7%和0.3%,而对照组PVC-DOP的质量损失分别为13.9%、0.3%和18.5%。在增塑剂添加量相同的情况下,聚酯的粘度对于PVC的增塑效果影响不大,所合成的聚酯增塑剂性能优于作为对比基准的DOP。3.考察了含不同封端剂的PMPA和APMPA聚酯增塑剂对PVC亲水性能的影响。与PVC-DOP相比,PVC-PMPA和PVC-APMPA均具有较优异的塑化效率和亲水性。在70份增塑剂用量时,PVC-PMPA3和PVC-APMPA3增塑效果最好。PVC-PMPA1、PVC-PMPA2、PVC-PMPA3、PVC-APMPA1、PVC-APMPA2、PVC-APMPA3和PVC-DOP拉伸强度分别为19.1 MPa、20.5 MPa、20.2 MPa、17.8 MPa、21.1 MPa、18.7 MPa和18.1 MPa,断裂伸长率分别为460%、470%、460%、420%、490%、460%和410%,Tg分别为-17.1℃、-18.2℃、-19.4℃、-18.9℃、-16.6℃、-19.1℃和-13.9℃。从试样耐迁移数据来看,PVC-PMPA1的质量损失最低,在乙醇、水和石油醚中浸泡7天的质量损失分别为15.6%、1.9%和1.2%。而PVC-DOP质量损失分别为24.9%、0.1%和28.4%。PVC-APMPA3的水接触角可低至24°,试样在水中浸泡28天后,其水接触角为22°,表明PVC-APMPA试样具有亲水耐久性。4.考察了三种不同支化度的BPMPAT对PVC增塑性能的影响。实验结果表明,相比线性聚酯增塑剂,PVC-BPMPAT表现出更加良好的耐迁移性能。在增塑剂用量为70份时,PVC-BPMPAT1在乙醇、水和石油醚中的质量损失分别为6.8%、0.9%和0.3%。PVC-BPMPAT的水接触角均低于40°,具有优异的亲水性和亲水耐久性。此外,BPMPAT与L929细胞共培养24 h后,细胞相对活性均高于95%,且PVC-BPMPAT试样的溶血率均低于2.0%。

关键词：聚酯增塑剂聚氯乙烯耐迁移性能亲水性能

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跨走滑断层简支梁桥模型试验研究

东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 513-523页

作者：谢礼立陈睿致徐龙军刘秒中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 江汉大学精细爆破国家重点实验室武汉430056

为了探究简支梁桥在地震(活动断层)作用下反复出现的落梁震害的发生原因及其破坏模式,根据试验功能和模型参数需求,设计制作了一套能够模拟断层两盘间产生相对三维运动的试验装置.以跨越走滑断层的简支梁桥为研究对象,通过模型试验研究... 详细信息

为了探究简支梁桥在地震(活动断层)作用下反复出现的落梁震害的发生原因及其破坏模式,根据试验功能和模型参数需求,设计制作了一套能够模拟断层两盘间产生相对三维运动的试验装置.以跨越走滑断层的简支梁桥为研究对象,通过模型试验研究了其在断层作用下的损毁过程,分析了落梁破坏特征和结构失效模式.结果表明:支座布置显著影响落梁行为,主梁移动、倾斜等过程会加剧桥墩损伤,并可能诱发桥梁的进一步垮塌;断层错动引起土体挤压效应,导致近断层区土压力普遍上升,边跨区土压力变化较小,桩基不同深度土压力变化呈现特定顺序.试验所得数据和结论能够为后续研究提供试验参考,有助于指导未来抗震设计和结构的断层适应性设计.

关键词：跨断层桥梁活断层试验装置桥梁支座倒塌分析

物联网技术在人工黄土边坡稳定性监测中的应用研究

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物联网技术 2024年第6期14卷 116-118页

作者：乔龙甘肃智广地质工程勘察设计有限公司甘肃兰州730030

由于当前人工黄土边坡稳定性监测效果不佳,为此研究了物联网技术在人工黄土边坡稳定性监测中的应用。首先利用物联网技术部署不同传感器完成边坡数据采集。然后,提取边坡稳定性监测独立树的训练样本,并对独立树进行约束输出集合数据。... 详细信息

由于当前人工黄土边坡稳定性监测效果不佳,为此研究了物联网技术在人工黄土边坡稳定性监测中的应用。首先利用物联网技术部署不同传感器完成边坡数据采集。然后,提取边坡稳定性监测独立树的训练样本,并对独立树进行约束输出集合数据。通过传感器采集边坡数据并使用GPS定位技术对边坡边界进行测量和标记。运用GIS工具将结构数据与边坡数据叠加以建立合适的弹性结构模型。利用加权算法搜索不同节点的最优解,获取准确监测数据后计算不同传感器之间的置信距离。最后,通过比较阈值附近的模糊程度,实现信息融合并实现同步监测。测试结果表明,经过12期的观测,边坡变形量监测与实际值之间的滤波残差结果均在0~0.4 mm,符合预期设定的精度目标,实现了物联网技术在人工黄土边坡稳定性监测中的有效应用。

关键词：物联网技术黄土边坡稳定性监测 GPS定位 GIS 加权算法

高寒地区煤矿带式输送机煤粉冻黏原因分析及对策

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矿业装备 2024年第3期 166-168页

作者：乔龙内蒙古平庄煤业(集团)有限责任公司元宝山露天煤矿内蒙古赤峰024000

在高寒地区的煤矿,由于井下气温低,煤粉水分大,且易结冻。冬季,受井下环境的影响,煤粉容易在输送带上结冻,黏住输送带或支架、托辊等设备。在生产过程中,如遇此类情况时应立即停机并进行清理,以免造成设备损坏或人员伤亡。煤矿井下输送... 详细信息

在高寒地区的煤矿,由于井下气温低,煤粉水分大,且易结冻。冬季,受井下环境的影响,煤粉容易在输送带上结冻,黏住输送带或支架、托辊等设备。在生产过程中,如遇此类情况时应立即停机并进行清理,以免造成设备损坏或人员伤亡。煤矿井下输送带使用过程中常常出现冻黏问题,若不及时处理,则会造成设备损坏、人员伤亡等问题。介绍了煤矿井下带式输送机冻黏问题产生的原因并提出了针对性的解决方案。

关键词：冻黏煤粉井下带式输送机高寒地区煤矿

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分析矿山机电设备的维护与管理

世界有色金属 2024年第1期 37-39页

作者：乔龙内蒙古平庄煤业(集团)有限责任公司元宝山露天煤矿内蒙古赤峰024000

随着市场经济的建设与完善,在各个领域中应用了多样化、现代化的机械设备。为了保障各种技术手段的合理应用,要对矿山机电设备的日常管理以及维护工作进行系统的分析,通过科学的方式进行优化完善,这样才可以有效的降低各种故障隐患问题... 详细信息

随着市场经济的建设与完善,在各个领域中应用了多样化、现代化的机械设备。为了保障各种技术手段的合理应用,要对矿山机电设备的日常管理以及维护工作进行系统的分析,通过科学的方式进行优化完善,这样才可以有效的降低各种故障隐患问题出现的几率,进而充分提高矿山开采工作的效率与质量。

关键词：矿山机电设备维护与管理信息化安全

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轻质泡沫混凝土在路桥工程中的应用

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第4期 0018-0021页

作者：乔龙河北冀通路桥建设有限公司河北石家庄050000

轻质泡沫混凝土是一种由水泡和空气泡组成的多孔材料,具有低密度、良好的隔热性能、吸声性能和抗压强度等特点,因此在路桥工程中有着广泛的应用前景。本文主要从轻质泡沫混凝土的低密度、隔热性能、吸声性能、抗压强度等性能特点入手,... 详细信息

轻质泡沫混凝土是一种由水泡和空气泡组成的多孔材料,具有低密度、良好的隔热性能、吸声性能和抗压强度等特点,因此在路桥工程中有着广泛的应用前景。本文主要从轻质泡沫混凝土的低密度、隔热性能、吸声性能、抗压强度等性能特点入手,对材料在路桥工程中的路基填料、桥梁填充物、隔热层、声屏障的应用进行分析,最后对该材料的技术创新、环保性能、功能性的未来发展趋势等方面展开探讨,希望可以为相关从业人员提供参考。

关键词：轻质泡沫混凝土路桥工程

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道桥工程路基路面压实技术研究

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第3期 0136-0139页

作者：乔龙河北冀通路桥建设有限公司河北石家庄050000

道桥工程中的路基路面施工质量直接影响道路的使用寿命和安全性,而路基路面的压实技术是确保道路质量的关键步骤之一。道桥工程的路基和路面压实技术是保证道路工程质量和使用寿命的关键一环。路基和路面的压实工作可以有效减少路面变... 详细信息

道桥工程中的路基路面施工质量直接影响道路的使用寿命和安全性,而路基路面的压实技术是确保道路质量的关键步骤之一。道桥工程的路基和路面压实技术是保证道路工程质量和使用寿命的关键一环。路基和路面的压实工作可以有效减少路面变形和沉降,提高路面的稳定性和耐久性。本文将对道桥工程路基路面压实技术进行研究,包括常用碾压方法的技术原理、技术优点、缺点,以及常用的碾压设备等,最后对路基路面碾压技术进行研究。

关键词：路基路面压实技术