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MOF-5上甲醇、乙醛和丙酮吸附机理的密度泛函理论研究

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化工学报 2013年第8期64卷 2891-2897页

作者：吴永标刘德飞吴颖奚红霞华南理工大学化学与化工学院广东广州510641

采用密度泛函理论对甲醇、乙醛和丙酮3种VOCs气体在MOF-5中的吸附机理进行了系统的理论研究,结果表明:3种气体分子在MOF-5中的吸附位置主要有4种,分别为大胞腔中的金属簇Zn4O、苯环BDC位置和小胞腔中的金属簇Zn4O、苯环BDC位置,其中在... 详细信息

采用密度泛函理论对甲醇、乙醛和丙酮3种VOCs气体在MOF-5中的吸附机理进行了系统的理论研究,结果表明:3种气体分子在MOF-5中的吸附位置主要有4种,分别为大胞腔中的金属簇Zn4O、苯环BDC位置和小胞腔中的金属簇Zn4O、苯环BDC位置,其中在金属簇Zn4O位置吸附能皆为最大。对比甲醇、乙醛和丙酮的结构特性和在MOF-5中的吸附能,结果预测:在有机配体苯环中引入吸电子基团有利于甲醇这类含有羟基基团的有机分子在MOF-5上的吸附,而引入给电子基团或更多含氧官能团,则有利于增强乙醛和丙酮这类含有羰基基团的有机分子与MOF-5的吸附作用。

关键词：金属-有机骨架材料密度泛函理论甲醇乙醛丙酮吸附 VOCs

MOFs材料上吸附分离过程的计算机模拟研究

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MOFs材料上吸附分离过程的计算机模拟研究

作者：吴永标华南理工大学

学位级别：硕士

金属-有机骨架材料（Metal-Organic Framework，MOFs）是一类新型晶体多孔材料，因其具有大孔体积和表面积，易于制备，使其相比传统的多孔材料有许多潜在的优势。目前已经合成的MOF材料种类繁多，而且结构非常复杂，这意味着在应用中... 详细信息

金属-有机骨架材料（Metal-Organic Framework，MOFs）是一类新型晶体多孔材料，因其具有大孔体积和表面积，易于制备，使其相比传统的多孔材料有许多潜在的优势。目前已经合成的MOF材料种类繁多，而且结构非常复杂，这意味着在应用中纯粹靠实验来筛选、设计MOF材料是很耗时且低效的，而计算机模拟技术则可补充实验技术在这方面的不足。计算化学（包括量子化学与分子模拟）不仅可以解释现有MOF材料的合成机理、应用机理，对已有的MOFs吸附性能进行预测，还可以为其改性和结构设计提供理论依据，从而可大大节省研究时间，进而促进MOF材料的实际应用。近年来，计算机模拟技术已被广泛应用到MOF材料的吸附研究中，工作主要集中在储氢、储天然气和二氧化碳捕集方面。由于MOFs具有不饱和的金属配位和表面可修饰性，可望在有机配体上引入一些基团，增加材料对挥发性有机化合物（volatile organiccompound，VOCs）的吸附性能和分离选择性，因此MOF材料是一种有潜在优势的VOCs吸附、分离材料。而目前关于MOFs吸附、分离VOCs的计算化学研究报道并不多，对小分子VOCs气体在MOFs中的吸附机理的解释还不清楚。目前，就量化研究存在的主要问题是泛函基组选择困难、缺乏MOFs模型的构建方法;就分子模拟研究存在的主要问题是缺乏准确的力场势能模型。因此，本论文基于分子模拟和量子化学这两种研究方法，对甲醇、乙醛、乙烯等气体分子在MOFs中的吸附行为、分离性能等展开了如下的一系列研究。本文首次采用量子化学中的密度泛函理论方法，计算了甲醇和乙醛分子在MOF-5中不同位置的吸附能，通过研究客体分子在MOF-5中的吸附位和优化构型来分析其吸附作用机理。结果表明吸附位置主要有大胞腔中的金属簇Zn4O、苯环BDC以及小胞腔中的金属簇Zn4O、苯环BDC四种，其中在金属簇Zn4O的吸附能比苯环位置大。研究表明在金属簇Zn4O处引进更多含氧官能团，增强电负性有益于提高乙醛这类含有羰基分子的吸附量，而在苯环中引入吸电子基团将有利于甲醇这类含有羟基分子的吸附。这一研究结果可为MOF-5的吸附机理研究和改性基团的选择提供理论指导。本文首次采用蒙特卡洛方法计算了甲醇分子在Cu-BTC中的吸附等温线，模拟结果与实验数据对比吻合，从而验证了醇类在Cu-BTC中的力场势能模型。在此基础上，本论文进一步预测了甲醇在Li物理掺杂Cu-BTC-Li上的吸附等温线，结果表明Li原子的掺杂有利于Cu-BTC对含醇类官能团分子吸附量的提高，为实验上Cu-BTC的Li离子的掺杂改性提供了理论支持。本论文，进一步通过密度图（定性）和密度分布曲线（定量）两种方式得到不同压力下甲醇分子在Cu-BTC及Cu-BTC-Li中的吸附位置，为其它不同金属离子掺杂改性性能的研究提供了方法和思路。本文还模拟研究了乙烷/乙烯在不同ZIFs中的吸附分离性能，计算结果表明：乙烷/乙烯在ZIFs中的吸附等温线吸附量大小依次为：ZIF-6>ZIF-10>ZIF-3>ZIF-8，因此实验上选择和设计高乙烷/乙烯吸附量的ZIFs材料，应该从高比表面积、大孔体积和高吸附热值这三方面进行考虑。本论文还采用IAST方法来预测乙烷/乙烯在其他ZIFs中的吸附分离系数，结果表明低压下ZIF-3对乙烷/乙烯的分离选择性是最好的（等摩尔条件下为4.8），低压下ZIFs材料孔径大小与对乙烷/乙烯的分离选择性呈现出反比例的性质，而到了较高压力下，则是孔体积和比表面积越大的ZIFs材料对乙烷/乙烯的分离选择性越好。

关键词：金属-有机骨架材料 VOCs分子量子化学分子模拟吸附分离

SBA-15介观相形成过程的耗散粒子动力学模拟

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化工学报 2009年第8期60卷 2024-2030页

作者：陈汇勇吴永标周碧红奚红霞夏启斌李忠钱宇华南理工大学化学与化学工程学院广东广州510640

采用耗散粒子动力学方法(dissipative particle dynamics,DPD),以介孔分子筛SBA-15的合成原料P123/TEOS/H2O为研究体系,模拟了P123/TEOS超分子自组装行为,及剪切力作用下介孔分子筛SBA-15六角介观相的形成过程。结果表明:在水溶液中,P12... 详细信息

采用耗散粒子动力学方法(dissipative particle dynamics,DPD),以介孔分子筛SBA-15的合成原料P123/TEOS/H2O为研究体系,模拟了P123/TEOS超分子自组装行为,及剪切力作用下介孔分子筛SBA-15六角介观相的形成过程。结果表明:在水溶液中,P123与TEOS两相能够发生协同作用自组装形成超分子聚集体(胶束),该胶束由疏水的PPO球核、亲水的PEO球壳以及聚集包裹在P123外部的TEOS组成;引入稳恒剪切力后,P123/TEOS超分子聚集体则会逐渐转变成规整的六角结构,并最终形成SBA-15六角介观相,这与实际材料的TEM电镜图片相吻合。可以说,DPD模拟方法是一个研究有序介孔分子筛SBA-15形成机理的有效手段,可为实验合成提供介观层面上的重要信息。此外,还拓展了DPD模拟在超分子自组装介观尺度研究方面的新应用。

关键词： SBA-15 P123 介观相耗散粒子动力学超分子自组装

有机模板剂和硅酸物种的电荷效应对SBA-15介观组装结构的影响

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化工学报 2010年第3期61卷 682-690页

作者：陈汇勇林东强周碧红吴永标奚红霞钱宇华南理工大学化学与化学工程学院广东广州510640

采用介观动力学(MesoDyn)方法模拟了硅基有序介孔分子筛SBA-15介观相的形成过程,并深入研究了有机模板剂、硅酸物种的电荷效应以及二者之间的电荷匹配相互作用对SBA-15介观相结构的影响。结果表明:当硅酸物种不带电或分配1e正电荷,同时... 详细信息

采用介观动力学(MesoDyn)方法模拟了硅基有序介孔分子筛SBA-15介观相的形成过程,并深入研究了有机模板剂、硅酸物种的电荷效应以及二者之间的电荷匹配相互作用对SBA-15介观相结构的影响。结果表明:当硅酸物种不带电或分配1e正电荷,同时有机模板剂P123的每个EO单元分配0.093e正电荷的时候得到的SBA-15介观组装结构具有较好的六角特性;硅酸物种和有机模板剂之间的电荷匹配相互作用对SBA-15介观组装结构影响很大,带电的硅酸物种促进了有机模板剂形成类液晶相,而质子化的有机模板剂不但使硅酸物种有序化,而且促进了硅酸物种在两相界面的浓缩。模拟研究结果很好地验证和解释了SBA-15的'有机模板剂与硅酸物种之间的协同相互作用'的形成机理。本文的研究提供了一种探索硅基有序介孔分子筛形成机理的新手段,弥补了现阶段实验表征手段的不足,同时也扩展了MesoDyn方法在超分子自组装方面的新应用。

关键词： SBA-15 P123 电荷匹配相互作用介观动力学超分子自组装

电能型-功率型混合储能日前-日内协同滚动调度策略

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 77-87页

作者：吴永飞包宇庆南京师范大学南瑞电气与自动化学院江苏省南京市210046

混合储能可以利用不同类型储能在电量和功率上的不同优势。然而,在滚动优化调度中,电能型储能资源(如电池储能)容易因较短的日内滚动时间窗而限制其削峰填谷的能力;而功率型储能资源(如超级电容)又容易因较长的日前时间窗而影响其平抑... 详细信息

混合储能可以利用不同类型储能在电量和功率上的不同优势。然而,在滚动优化调度中,电能型储能资源(如电池储能)容易因较短的日内滚动时间窗而限制其削峰填谷的能力;而功率型储能资源(如超级电容)又容易因较长的日前时间窗而影响其平抑风电波动的效果。针对以上两种问题,文中提出一种同时考虑电能型和功率型储能资源的日前-日内协同滚动调度策略。首先,针对电能型储能削峰填谷能力受限的问题,将日内滚动周期扩展到一天中的剩余时间,并将调度范围划分为时间分辨率不同的两个部分,从而使该部分储能资源尽可能参与削峰填谷,同时提升模型的求解效率。然后,针对功率型储能平抑波动能力受限的问题,通过对波动量的极值点统计分析,提出有限时间窗电量约束策略,从而避免该部分储能资源因过度参与削峰填谷而导致能量不足。算例表明,提出的调度策略能够发挥不同储能资源的调度潜力,在削峰填谷的同时平抑风电波动,提升风电消纳能力。

关键词：风电消纳储能削峰填谷滚动调度两阶段优化

半椭球堵流结构对窄通道流动传热特性的大涡模拟研究

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核动力工程 2024年第3期45卷 116-123页

作者：刘珺瑞熊进标上海交通大学核科学与工程学院上海200240

为研究半椭球堵流结构对窄通道内冷却剂流动传热特性的影响,针对高度为窄边宽1/2的半椭球堵流结构开展了大涡模拟,分析了堵流结构下游的时均速度场、湍动能和温度分布,研究了堵流结构附近的流动传热特征。半椭球堵流结构下游流场有显著... 详细信息

为研究半椭球堵流结构对窄通道内冷却剂流动传热特性的影响,针对高度为窄边宽1/2的半椭球堵流结构开展了大涡模拟,分析了堵流结构下游的时均速度场、湍动能和温度分布,研究了堵流结构附近的流动传热特征。半椭球堵流结构下游流场有显著的三维特性,存在绕流及边界层分离形成的回流区、剪切层、主流区和再发展区等特征区域。结合时均温度场及局部努塞尔数(Nu)的变化规律,研究了堵流结构对窄通道传热的影响机制。分析发现,半椭球底面侧壁面附近回流区及其顶部壁面再发展区内,由于热流体聚集,缺乏主流低温流体冲扫,出现局部Nu极小值和局部高温。总体上看,半椭球堵流结构对窄通道速度场和温度场的展向影响范围为5倍半椭球长半轴范围。

关键词：窄通道半椭球堵流结构流动结构传热不均匀性

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以协商民主促进乡村治理可持续创新的强化机制与实践进路

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西南民族大学学报（人文社会科学版） 2024年第4期45卷 190-199页

作者：吴永江李志重庆大学公共管理学院重庆400044

协商民主是实现中国式乡村治理现代化的重要形式,以协商民主促进乡村治理创新有利于弥合基层治理中“民主”与“有效”之间的张力。协商民主的导向价值、运作过程和实践效能为乡村治理创新提供了方向指引、内源动力和优选方案。典型实... 详细信息

协商民主是实现中国式乡村治理现代化的重要形式,以协商民主促进乡村治理创新有利于弥合基层治理中“民主”与“有效”之间的张力。协商民主的导向价值、运作过程和实践效能为乡村治理创新提供了方向指引、内源动力和优选方案。典型实践中的乡村协商治理创新之所以能够历久弥新,在于从议程触发、资源整合和动力维持等方面建立了强化机制。通过治理创新的问题导向与多元选择主体内生需求的持续满足,治理创新的制度化发展与多种参与力量内在优势的持续积聚,以及协商治理文化氛围的营造与多主体理性协商意识的持续强化,促进了协商治理的可持续创新。面向未来,协商治理创新需要进一步发挥党建引领的核心作用,促进民主和治理的互嵌共融,厚植协商民主的文化土壤,以数字技术赋能协商治理,接续探寻中国特色社会主义乡村善治之路。

关键词：协商民主乡村治理现代化乡村振兴可持续创新

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教育改革亟待回归常识

教育发展研究 2024年第2期44卷 1-6,15页

作者：吴永军南京师范大学教育科学学院南京210097 教育部基础教育课程改革南京师范大学研究中心

当前教育改革中由于人们过度求新,导致枉顾常识的现象时有发生。教育改革亟待回归常识,因为常识具有不可低估的重要价值,它一般葆有人类几千年积淀下的生活智慧及其相关知识,有利于人们在正常的教育秩序中快速而有效地应对和解决各种问... 详细信息

当前教育改革中由于人们过度求新,导致枉顾常识的现象时有发生。教育改革亟待回归常识,因为常识具有不可低估的重要价值,它一般葆有人类几千年积淀下的生活智慧及其相关知识,有利于人们在正常的教育秩序中快速而有效地应对和解决各种问题,并且构成了教育改革的底限。当下的教育改革尤其需要坚守五项常识。

关键词：教育改革常识

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育种项目的长期投资与财务报表反映研究

分子植物育种 2024年第14期22卷 4829-4834页

作者：吴永影福建农业职业技术学院福州350007

本研究深入探讨育种项目作为长期投资在财务报表中的反映及其对投资决策的影响,突出了育种项目的成本结构、收益模式及其投资风险与回报之间的复杂关系。通过分析资产负债表、利润表和现金流量表如何体现育种项目的长期投资特性,本研究... 详细信息

本研究深入探讨育种项目作为长期投资在财务报表中的反映及其对投资决策的影响,突出了育种项目的成本结构、收益模式及其投资风险与回报之间的复杂关系。通过分析资产负债表、利润表和现金流量表如何体现育种项目的长期投资特性,本研究强调了这些信息对于投资者和项目管理的重要性;同时,评价了比率分析和现金流量分析等财务报表分析方法的有效性与局限性,并探讨了在国际财务报告准则(IFRS)和美国通用会计准则(GAAP)下改进财务报告标准的可能性;通过案例研究,深入分析了育种项目财务表现的特殊问题及解决策略,为理论提供实证支持。本研究旨在为投资者和管理层提供科学的决策依据,帮助他们更加深入地理解和评估育种项目作为长期投资的价值和潜在风险,从而为农业领域的可持续发展贡献见解。

关键词：育种项目长期投资财务报表综合分析可持续发展