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基于分子模拟方法的纳米气泡溃灭过程分析

物理学报 2024年第20期73卷 231-242页

作者：张雪松范振忠仝其雷付沅峰东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室大庆163318

采用分子动力学模拟方法研究纳米气泡逐渐凹陷并发展至溃灭的过程,本文主要研究冲击速度和气泡尺寸对纳米气泡溃灭的动力学特性影响机制.结果表明:纳米气泡溃灭大体上经历三个阶段.首先是气泡外侧水分子压缩阶段,然后是冲击波导致液膜... 详细信息

采用分子动力学模拟方法研究纳米气泡逐渐凹陷并发展至溃灭的过程,本文主要研究冲击速度和气泡尺寸对纳米气泡溃灭的动力学特性影响机制.结果表明:纳米气泡溃灭大体上经历三个阶段.首先是气泡外侧水分子压缩阶段,然后是冲击波导致液膜稳定结构被破坏阶段,最终发展至气泡完全溃灭阶段;在冲击速度较大时,较小尺寸气泡在更强的冲击效果作用下,气泡溃灭时间更短;纳米气泡溃灭后高速射流后在速度等高线右端形成凸起,随着气泡尺寸和冲击速度增大,凸起程度就越大,水分子向气泡中心汇集,在气泡上方和下方形成涡旋结构,有效的增强了流体内部传质作用;随着气泡尺寸和冲击速度的增大,气泡周围密度也逐渐增大,气泡完全时溃灭时局部密度可达1.5 g/cm^(3)附近;当气泡体系衰减至一半时,出现水锤冲击效应,随着气泡尺寸和冲击速度的增大,水锤冲击作用愈发明显,对于u_(p)=3.0 km/s,D=10 nm的纳米气泡结构塌陷后射流水锤冲击所形成的局部压强可达30 GPa.

关键词：纳米气泡分子模拟气泡溃灭水锤冲击

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超亲水水下超疏油复合不锈钢网的制备及在油水分离中的应用

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化工进展 2024年

作者：付沅峰范振忠臧鑫仝其雷刘金刚东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室东北石油大学环渤海能源研究院

采用聚多巴胺（PDA）涂覆策略，将聚乙烯醇（PVA）与戊二醛（GA）反应后形成的交联网格结构与凹凸棒石（APT）、二氧化钛纳米颗粒(TiO2)共混后，黏附在不锈钢网表面。成功制备了超亲水/水下超疏油PTAS复合网膜。通过优选反应条件，对不... 详细信息

采用聚多巴胺（PDA）涂覆策略，将聚乙烯醇（PVA）与戊二醛（GA）反应后形成的交联网格结构与凹凸棒石（APT）、二氧化钛纳米颗粒(TiO2)共混后，黏附在不锈钢网表面。成功制备了超亲水/水下超疏油PTAS复合网膜。通过优选反应条件，对不锈钢网的表面润湿性进行了优化。采用FTIR、XRD、SEM对网膜表面的官能团、化学结构及微观形貌进行了表征，评价了其润湿性、化学稳定性、油水分离性能、重复利用性及抗油污性能。结果显示：当聚多巴胺溶液浸泡时间为12h，聚乙烯醇浓度为0.03g/mL，凹凸棒石粉加量为0.02g/mL，二氧化钛纳米颗粒加量为0.01g/mL时，PTAS网在空气中水相接触角为0°，水下正己烷、二氯甲烷、汽油、煤油、柴油的接触角均大于154°，具有优秀的热稳定性及化学稳定性，对五种油水混合物的分离效率均高于99%，通量最高可达21156L/(m2·h)。经过20次循环实验后，分离效率仍高于97.2%，通量衰减小于10%，表现出优秀的重复利用性。从化学反应与物理受力的角度，结合改进的Young?s、Cassie方程和Young-Laplace方程，对PTAS复合不锈钢网的抗油污性能、润湿改性和油水分离的机理进行了分析。

关键词：特殊润湿性油水分离膜毛细管力重复利用性

硬脂酸改性铜基金属有机框架及油水分离性能评价

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精细化工 2024年

作者：付沅峰范振忠刘庆旺仝其雷才力张雪松东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室

为提升铜基金属有机框架（HKUST-1）材料的水稳定性，用于油水混合物中选择性吸附有机溶剂或油相，以硬脂酸（SA）为改性剂对HKUST-1晶体进行疏水改性，制备了疏水/亲油HKUST-1@SA晶体。采用FTIR、XRD、SEM、TGA和接触角测量仪对改性前... 详细信息

为提升铜基金属有机框架（HKUST-1）材料的水稳定性，用于油水混合物中选择性吸附有机溶剂或油相，以硬脂酸（SA）为改性剂对HKUST-1晶体进行疏水改性，制备了疏水/亲油HKUST-1@SA晶体。采用FTIR、XRD、SEM、TGA和接触角测量仪对改性前后晶体进行了表征，通过油水分离、吸油性能和循环利用实验，对HKUST-1@SA的选择性吸附油相性能进行了测试，并从分子角度对疏水改性及油水分离的机理进行了推测。结果表明，HKUST-1与质量分数1.5%的硬脂酸-乙醇溶液在90 ℃下反应2 h，得到的KUST-1@SA晶体表面水接触角为135.0°，油接触角为0°；HKUST-1@SA晶体在300 ℃下水接触角保持在120.4°，暴露在水环境中14 d后晶体结构及润湿性未发生明显变化，表现出一定的热稳定性及水稳定性；HKUST-1@SA晶体对原油、汽油、煤油、柴油及正己烷的吸附量分别为5.54、8.11、7.68、7.22、8.32 g/g。经250 ℃处理可去除晶体内部的吸附残余轻质油（汽油、正己烷）。重复20次吸附-解吸后，正己烷的吸附量减小10.2%，表明HKUST-1@SA具有循环利用性。硬脂酸提供的长碳链烷基显著提升了HKUST-1@SA晶体的水稳定性，使其可以选择性吸附水相中的微小油滴。

关键词：金属有机框架水稳定性润湿反转油水分离吸油能力功能材料

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缓膨型纳米微球调驱技术研究进展

石油化工 2024年第11期53卷 1683-1691页

作者：左巧林范振忠刘庆旺付沅峰东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163318

随着纳米技术的迅速发展,缓膨型纳米微球作为一种具有优异延迟膨胀性能的新型纳米材料,在油田领域显现出巨大的应用潜力。综述了缓膨型纳米微球的制备方法,重点阐述了多网技术、可降解单体、核壳微球以及复合交联等缓膨技术,探讨了微球... 详细信息

随着纳米技术的迅速发展,缓膨型纳米微球作为一种具有优异延迟膨胀性能的新型纳米材料,在油田领域显现出巨大的应用潜力。综述了缓膨型纳米微球的制备方法,重点阐述了多网技术、可降解单体、核壳微球以及复合交联等缓膨技术,探讨了微球的缓膨性能和调驱机理的研究现状,并对缓膨型纳米微球的研究方向进行了展望。

关键词：聚合物微球油田调驱缓慢膨胀纳米粒子纳米技术

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超疏水/超双疏表面自修复方式的研究进展

化工进展 2019年第7期38卷 3185-3193页

作者：梁婷范振忠刘庆旺王继刚才力付沅峰仝其雷东北石油大学石油工程学院

超疏水/超双疏材料存在耐久性和稳定性的问题,因此很大程度影响了超疏水/超双疏材料的实际应用。受自然界中荷叶、三叶草等超疏水表面在受到破坏后,表面粗糙结构和表面组成可以恢复直到生物死亡的启发,科研学者通过不断探索研究出修复... 详细信息

超疏水/超双疏材料存在耐久性和稳定性的问题,因此很大程度影响了超疏水/超双疏材料的实际应用。受自然界中荷叶、三叶草等超疏水表面在受到破坏后,表面粗糙结构和表面组成可以恢复直到生物死亡的启发,科研学者通过不断探索研究出修复超疏水/超双疏材料的一些方式。本文从低表面能物质和表面微观结构的自修复角度出发,综述了影响超疏水/超双疏表面的自修复方式。当超疏水/超双疏表面受到物理破坏或者化学破坏时,失去超疏水以及超疏油性能,在温度、相对湿度、机械、UV等诱导条件下,低表面能物质迁移至表面完成自修复过程以及表面微观结构的自修复,从而使超疏水以及超疏油性能得以恢复。价格低廉的环保材料和系统性地研究自修复的机理是将来超疏水/超双疏自修复材料的主要研究方向。

关键词：超疏水/超双疏表面自修复低表面能物质表面微观结构

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端羧基超支化聚酰胺-胺的制备及阻垢性能

石油化工 2023年第10期52卷 1395-1404页

作者：王洋洋刘庆旺范振忠付沅峰仝其雷东北石油大学石油工程学院提高采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163188

通过Michael加成和酰胺化反应,分别以乙二胺(EDA)、二乙烯三胺(DETA)和三乙烯四胺(TETA)为中心核,丙烯酸甲酯为单体合成了超支化聚酰胺-胺(PAMAM),再以马来酸酐作封端剂制备了端羧基超支化PAMAM阻垢剂。利用FTIR、元素分析、^(1)H NMR... 详细信息

通过Michael加成和酰胺化反应,分别以乙二胺(EDA)、二乙烯三胺(DETA)和三乙烯四胺(TETA)为中心核,丙烯酸甲酯为单体合成了超支化聚酰胺-胺(PAMAM),再以马来酸酐作封端剂制备了端羧基超支化PAMAM阻垢剂。利用FTIR、元素分析、^(1)H NMR、TG、UV-Vis、SEM等方法分析了结构,并考察了阻垢剂的阻垢性能。实验结果表明,PAMAM(EDA)-COOH,PAMAM(DETA)-COOH,PAMAM(TETA)-COOH均具有良好的热稳定性,在70℃、pH=7、16 h、投加量400 mg/L的条件下,对CaSO_(4)垢的阻垢率分别为96.4%,95.1%,94.9%,对CaCO_(3)垢的阻垢率分别为90.2%,89.9%,88.9%,优于市售阻垢剂。所合成的阻垢剂具有耐高温、pH应用范围广、分散性能优异等优点,可通过使钙垢发生晶型转变和晶格畸变,而抑制钙垢晶体生长。端羧基超支化PAMAM阻垢剂的阻垢能力与超支化分子结构和末端基团有关。

关键词：端羧基超支化聚酰胺-胺阻垢马来酸酐

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超支化聚酰胺-胺类阻垢剂制备及性能研究

化学工业与工程 2024年第3期41卷 35-45页

作者：王洋洋刘庆旺范振忠付沅峰仝其雷乔三原东北石油大学石油工程学院提高油气采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163188

采用乙二胺(EDA)、二乙烯三胺(DETA)、和三乙烯四胺(TETA)为反应中心核,甲醇为溶剂,丙烯酸甲酯(MA)为原料,通过迈克尔加成和酰胺化反应,合成3种不同类型的超支化聚酰胺-胺[PAMAM(EDA/DETA/TETA)],后用羟基亚乙基二膦酸(HEDP)分别对其进... 详细信息

采用乙二胺(EDA)、二乙烯三胺(DETA)、和三乙烯四胺(TETA)为反应中心核,甲醇为溶剂,丙烯酸甲酯(MA)为原料,通过迈克尔加成和酰胺化反应,合成3种不同类型的超支化聚酰胺-胺[PAMAM(EDA/DETA/TETA)],后用羟基亚乙基二膦酸(HEDP)分别对其进行改性,制备出3种端膦酸基超支化聚酰胺-胺类型的阻垢剂[PAMAM(EDA/DETA/TETA)-H2PO_(3)],并对其阻垢性能和阻垢机理进行研究。结果表明:超支化聚酰胺-胺的阻垢率未达到标准,而改性后的端膦酸基超支化聚酰胺-胺具有优异的阻垢性能,其中在高矿度下加药浓度为500 mg·L^(-1),PAMAM(EDA)-H2PO_(3)对CaSO_(4)、CaCO_(3)垢的阻垢率分别达到98.5%和90.1%,而且还发现此类型的阻垢剂具有耐高温、pH值应用范围广、持续时间长等优点。再结合分散性能测试和垢样分析,发现其阻垢机理主要与支化分子结构、聚合物的高分散性和引入的官能团有关。

关键词：超支化聚酰胺-胺羟基亚乙基二膦酸阻垢性能阻垢机理

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名校生退学现象的分析与反思

中国青年研究 2025年第1期 62-70页

作者：李济沅浙江大学德育与学生发展研究中心

在高手云集、高竞争性的知名大学中，存在一批正在遭遇边缘化困境的学生群体，即学业困难学生，而退学无疑是最为严峻的边缘化情形之一。本文秉持生命历程研究的理论取向，通过对名校退学生及相关群体的深度访谈，着重溯源该群体自进入... 详细信息

在高手云集、高竞争性的知名大学中，存在一批正在遭遇边缘化困境的学生群体，即学业困难学生，而退学无疑是最为严峻的边缘化情形之一。本文秉持生命历程研究的理论取向，通过对名校退学生及相关群体的深度访谈，着重溯源该群体自进入大学后从边缘化到人生重启的成长轨迹。研究发现，名校退学生在学业竞争、人际交往以及心态调节等方面经历了大致相似的边缘化轨迹，且任何一种类型的边缘化都可能首先发生，成为引发其他类型边缘化走势的肇因，并最终导向学业、交往和心态的共同坠落。退学既是一次与过去的了断，也是一次“置之死地而后生”的人生重启。名校退学生的自我救赎之路，往往需要经过意义世界重构、心理机能完善、社会功能复建以及胜任能力修炼等历程。名校生退学现象值得从社会、学校、家庭、个人等层面进行系统性反思。

关键词：名校学困生退学自我救赎反思

V2G主动支撑的输配协同日前-实时优化调度

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电力系统自动化 2025年

作者：姜涛吴成昊李雪张儒峰付麟博现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学)

新能源发电与电动汽车的广泛应用使电力系统运行更加复杂，输电网面临功率平衡挑战，亟须挖掘各类资源的有功、无功支撑潜力。考虑到主动配电网对电动汽车等分布式资源的聚合作用，提出了一种车-网互动(vehicle-to-grid,V2G)主动支撑的... 详细信息

新能源发电与电动汽车的广泛应用使电力系统运行更加复杂，输电网面临功率平衡挑战，亟须挖掘各类资源的有功、无功支撑潜力。考虑到主动配电网对电动汽车等分布式资源的聚合作用，提出了一种车-网互动(vehicle-to-grid,V2G)主动支撑的输配协同日前-实时优化调度方法。首先，考虑能量市场、灵活性市场和无功辅助服务市场机制，构建市场环境下电动汽车V2G响应模型，分析电动汽车有功、无功支撑潜力；然后，计及不同利益主体的信息隐私，构建输配协同日前-实时分布式优化调度模型，通过协调各类有功、无功调节资源来满足系统功率供需平衡要求；最后，在T30-D33测试系统与T118-D69+85测试系统中对所提优化调度方法进行分析验证，结果表明，所提方法可实现分布式可调控资源的优化调度，提高系统运行经济性和灵活性。

关键词：车网互动输配协同日前能量市场灵活性市场无功辅助服务分布式资源