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疏水性离子液体的设计合成及应用基础研究

疏水性离子液体的设计合成及应用基础研究

作者：李江纳昆明理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着工业和社会的发展,所产生的环境问题越来越严重,并且得到社会各界的广泛关注,尤其是大气污染所导致的雾霾天气,已经给人们的生产生活和身体健康带来一系列严重问题,不仅制约着社会经济的发展,而且危害到人类的可持续发展,因... 详细信息

近年来,随着工业和社会的发展,所产生的环境问题越来越严重,并且得到社会各界的广泛关注,尤其是大气污染所导致的雾霾天气,已经给人们的生产生活和身体健康带来一系列严重问题,不仅制约着社会经济的发展,而且危害到人类的可持续发展,因此大气污染控制势在必行,其中又以有毒有害气体成分最难处理。大气污染中磷、硫的污染由来已久,也已经有一些治理方法,但是这些方法多多少少都有些问题,或成本很高,或效果不理想,或腐蚀设备等等。近年来,离子液体开始受到人们的广泛关注,其中一些是关于将离子液体用于气体吸收净化的应用研究。离子液体由于其自身的特性引起了人们广泛的关注,作为一种新型有机溶剂,可以通过合成的单体来控制离子液体的阴阳离子,进而控制其性质和用途。这篇论文拟在寻找一种或几种疏水性离子液体与水形成双液相,再配以金属离子形成双液相催化氧化净化体系。因此,我们总结了适合本实验的疏水性离子液体的设计原则,并将其应用于PH3和H2S的净化实验。主要研究结果如下： (1)适合本实验的疏水性离子液体的设计合成原则我们所需要的疏水性离子液体首先要有很好的疏水性,其次对需要净化的两种气体以及氧气有尽可能大的溶解度,根据这些因素提出了具体的原则： a、影响离子液体疏水性的因素有官能团种类与数量,阴离子种类(这是决定性因素,决定着离子液体的亲水性、疏水性),阳离子侧链长度等因素。在已知的离子液体中只有极少数是疏水性离子液体,决定其疏水性的阴离子种类,比如FP6、BF4、[Tf2N]-等,同时增大离子液体的不对称性可以增强其疏水性,此外增加阳离子上所连接侧链的碳原子数也可以增强其疏水性;b、使气体在离子液体中的溶解度尽可能大：根据前人的实验结果可知1)气体在离子液体中的溶解度与普通溶剂相同,都是随温度的升高而减小,压力升高会使其溶解度增大。但是H2在离子液体中的溶解度随温度的升高而增大,且几乎不随压强变化而变化。2)离子液体的极性也会影响气体在其中的溶解度,气体在离子液体中溶解度一般随着离子液体极性的增大而减小。3)气体在离子液体中的溶解度受其阴离子影响较大,而受阳离子的影响较小,并且随其阴离子体积的增大而增大。4)此外离子液体的熔点和黏度也会影响其对气体的溶解能力,要使其熔点和黏度尽可能低。综合上述因素,我们选择了阴离子为[Tf2N]-的离子液体作催化剂。 (2)本实验合成了[Hmim]PF6、[Bmim][Tf2N]、[Hmim][Tf2N]、[Omim][Tf2N]、[eamim]PF6和[Amim]PF6几种离子液,对他们进行了红外和核磁表征分析,并进行了热稳定性分析,结合这些结果并根据合成原则和溶解度的大小,将吸收液最终定为[Hmim][Tf2N]离子液体。 (3)首先通过实验发现[][Hmim][Tf2N]离子液体本身对H2S、 PH3没有净化效果。此后,将多种金属离子与Hmim][Tf2N]离子液体在磷酸三丁酯的作用下螯合,测定他们对磷化氢、硫化氢的净化效果,发现钯基离子液体的催化效果最好,因此将吸收液定为钯基[Hmim][Tf2N]离子液体。 (4)钯基离子液体/水形成的双液相体系对磷化氢、硫化氢的净化效果很明显,净化效率能长时间维持在99%以上。钯基[Bmim][Tf2N]离子液体净化磷化氢的最优反应条件为：混合气体流速为110mL/min,反应温度为40℃,进口处磷化氢气体浓度为1000ppm,取10mL吸收液(钯基[Bmim][Tf2N]和水的体积比为1：1),[Bmim][Tf2N]:PdCl2:磷酸三丁酯摩尔比为1：0.075：1;钯基[Bmim][Tf2N]离子液体净化磷化氢的最优反应条件为：11OmL/min,反应温度为40℃,进口处磷化氢气体浓度为1000ppm,取10mL吸收液(钯基[Hmim][Tf2N]和水的体积比为1：1),[Hmim][Tf2N]:PdCl2:磷酸三丁酯摩尔比为1：0.068：1。所做实验中钯基[Hmim][Tf2N]对H2S的净化效果最好的实验条件为：气体流量为11OmL/min,氧含量为9.09%,反应温度为50℃,添加6mL吸收液(钯基[Hmim][Tf2N]和蒸馏水体积比为1：1),[Hmim][Tf2N]:PdCl2:磷酸三丁酯摩尔比为1：0.05：1。因为整个催化氧化净化硫化氢的时间很短,最好的仅能维持在1h以内,所以没有进一步寻找最优条件。通过实验研究发现影响净化效率的因素与净化效率并不成正比关系,比如随着催化剂添加量的增大,净化效率先增大后降低,所有这些因素均表现出相同规律。 (5)通过对催化剂溶液进行鼓氧18h,再生后的吸收液净化效率有着明显上升,说明Pd-IL催化剂具有可再生性;(6)对钯基[Hmim][Tf2N]催化氧化磷化氢机理进行初探,猜想合成的催化剂的三种物质生成配位体而不发生

关键词： PH3 H2S 疏水性离子液体催化氧化净化

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识别高阶网络传播中最有影响力的节点

物理学报 2024年第4期73卷 314-323页

作者：李江刘影王伟周涛西南石油大学计算机科学学院成都610500 弗里堡大学物理系弗里堡1700 重庆医科大学公共卫生学院重庆400016 电子科技大学大数据研究中心成都611731

识别网络传播中最有影响力的节点是控制传播速度和范围的重要步骤,有助于加速有益信息扩散,抑制流行病、谣言和虚假信息的传播等.已有研究主要基于描述点对交互的低阶复杂网络.然而,现实中个体间的交互不仅发生在点对之间,也发生在3个... 详细信息

识别网络传播中最有影响力的节点是控制传播速度和范围的重要步骤,有助于加速有益信息扩散,抑制流行病、谣言和虚假信息的传播等.已有研究主要基于描述点对交互的低阶复杂网络.然而,现实中个体间的交互不仅发生在点对之间,也发生在3个及以上节点形成的群体中.群体交互可利用高阶网络来刻画,如单纯复形与超图.本文研究单纯复形上最有影响力的传播者识别方法.首先,提出单纯复形上易感-感染-恢复(SIR)微观马尔可夫链方程组,定量刻画单纯复形上的疾病传播动力学.接下来利用微观马尔可夫链方程组计算传播动力学中节点被感染的概率.基于网络结构与传播过程,定义节点的传播中心性,用于排序节点传播影响力.在两类合成单纯复形与4个真实单纯复形上的仿真结果表明,相比于现有高阶网络中心性和复杂网络中最优的中心性指标,本文提出的传播中心性能更准确地识别高阶网络中最有影响力的传播者.

关键词：高阶网络单纯复形节点影响力排序微观马尔可夫链复杂网络

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亚铜基离子液体催化氧化净化PH_3

中南大学学报（自然科学版） 2013年第3期44卷 1283-1289页

作者：瞿广飞施玉琨李江纳宁平张军冯辉昆明理工大学环境科学与工程学院云南昆明650500

以自主筛选的亚铜基离子液体为催化剂及反应介质,对含PH3的混合气进行液相催化氧化净化研究。采用FT-IR对单体[bmim]Cl进行构象分析,测定亚铜基离子液体的热分解温度,考察混合气中温度、O2浓度、[bmin]Cl与CuCl摩尔比对磷化氢净化效率... 详细信息

以自主筛选的亚铜基离子液体为催化剂及反应介质,对含PH3的混合气进行液相催化氧化净化研究。采用FT-IR对单体[bmim]Cl进行构象分析,测定亚铜基离子液体的热分解温度,考察混合气中温度、O2浓度、[bmin]Cl与CuCl摩尔比对磷化氢净化效率的影响,探讨离子液体催化氧化净化PH3的可能机理。研究结果表明:合成的选择性好、稳定性高的亚铜基离子液体催化剂对PH3的净化效率长时间保持在100%。较适宜的反应温度为60℃;随着混合气中O2含量的增加,吸收液对PH3的净化效率有所提高,在氧含量为7.8%时净化效果最好;亚铜基离子液体催化体系对PH3氧化有很好的催化作用,[bmim]Cl与CuCl最佳摩尔比为1:3。失活的催化剂经鼓氧再生后,效率依然长时间保持在97%,再生恢复性能较好。

关键词：磷化氢过渡金属离子离子液体催化氧化

移动社交时代的信任重构:社会互动与信息传播视角的双重考察

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系统工程理论与实践 2024年第1期44卷 166-189页

作者：李江一荔迪四川大学经济学院成都610065 中国人民大学劳动人事学院北京100872

社会信任作为一种重要的社会资本,是推动社会进步与经济增长的润滑剂.传统理论普遍认为社会互动和信息传播在很大程度上决定了社会信任,而移动社交网络的使用与普及深刻地改变了社会互动和信息传播的方式,但目前关于其是否会以及如何影... 详细信息

社会信任作为一种重要的社会资本,是推动社会进步与经济增长的润滑剂.传统理论普遍认为社会互动和信息传播在很大程度上决定了社会信任,而移动社交网络的使用与普及深刻地改变了社会互动和信息传播的方式,但目前关于其是否会以及如何影响社会信任仍不清楚,这为移动社交时代的信任重构带来了挑战.本文使用具有全国代表性的微观家庭与社区数据,利用社区建立微信群构建准实验,采用双重差分(DID)与三重差分(DDD)模型识别了移动社交网络与社会信任之间的因果联系.研究发现,在本文样本覆盖期间,社区建立微信群可使群成员的社会信任水平提高0.109个标准差,约使该期间社会信任下降幅度减缓了27%.进一步的机制分析发现,移动社交网络对社会信任的提升作用并没有通过促进社会互动这一渠道产生,而是通过扩大正面和负面信息传播所产生的叠加效应,这与社区微信群作为一种弱关系型社交网络而主要发挥信息供给作用的功能特征十分契合.研究还发现,重视移动社交网络中信息传播的监督和管理不仅有助于发挥其对社会信任的“助推器”作用,而且有利于减少社会分割,实现社会的和谐稳定发展.

关键词：移动社交网络社会信任社会资本社会互动信息传播

贝加尔裂谷构造发育的主控因素:基于地球动力学数值模拟

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地球科学 2024年第1期49卷 29-39页

作者：王盟楠李江海北京大学地球与空间科学学院北京100871

贝加尔裂谷位于西伯利亚克拉通和萨彦-贝加尔造山带的拼合部位,两侧岩石圈结构及流变性存在明显差异,区域构造演化过程复杂.通过数值模拟方法,正演贝加尔裂谷区岩石圈形变过程,探讨下地壳流变性及先存薄弱缝合带对贝加尔裂谷构造发育的... 详细信息

贝加尔裂谷位于西伯利亚克拉通和萨彦-贝加尔造山带的拼合部位,两侧岩石圈结构及流变性存在明显差异,区域构造演化过程复杂.通过数值模拟方法,正演贝加尔裂谷区岩石圈形变过程,探讨下地壳流变性及先存薄弱缝合带对贝加尔裂谷构造发育的影响.结果显示:裂谷伸展中心两侧岩石圈下地壳流变学性质差异导致应力向造山带一侧传递,裂谷两侧发育不对称的构造样式,其中造山带一侧主要为大区域的铲状断层,而在克拉通一侧主要为小范围的高角度正断层;当岩石圈拼合部位存在先存薄弱缝合带时,会限制应力向造山带一侧传递,导致造山带一侧断裂的发育规模减小,裂谷呈现“窄且深凹陷”的不对称构造特征.

关键词：贝加尔裂谷下地壳流变性薄弱缝合带构造发育数值模拟构造地质

基于多目标灰狼优化算法与RBF神经网络的真空灭弧室触头结构优化设计

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高电压技术 2024年第2期50卷 543-550页

作者：丁璨王周琳袁召李江三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点试验室武汉430074

在真空灭弧室触头开断过程中,合适的磁场分布有利于提高其开断性能;在合闸过程中,动、静触头间存在的电动斥力会导致触头出现弹跳现象。针对以上问题,首先建立了带铁芯式杯状纵磁触头的三维模型,进行了磁场分布与电动力的计算;为了进一... 详细信息

在真空灭弧室触头开断过程中,合适的磁场分布有利于提高其开断性能;在合闸过程中,动、静触头间存在的电动斥力会导致触头出现弹跳现象。针对以上问题,首先建立了带铁芯式杯状纵磁触头的三维模型,进行了磁场分布与电动力的计算;为了进一步提高触头的性能,然后构建了以触头片开槽长度、开槽宽度、径向偏转角度、杯座斜槽高度及单个斜槽上下旋转角度为输入,电流峰值时刻触头间隙中心平面纵向磁场强度最大值、过零时刻中心点处磁滞时间、合闸时动静触头间的电动斥力分别为输出的RBF神经网络模型;最后结合RBF神经网络模型与多目标灰狼优化算法(MOGWO)对触头结构进行了优化。结果表明:与初始结构参数相比,当触头片开槽长度为19.74mm、宽度为3.94mm、径向偏转角为19.9°、杯座斜槽高度为18.0mm、斜槽上下旋转角为119.2°时,触头具有更好的磁场分布特性,且动、静触头间的电动斥力明显减小,有利于提高触头的工作性能。

关键词：真空灭弧室触头电动斥力 RBF神经网络磁场特性多目标灰狼优化算法

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基于SEM-MIP状态估计的配电网拓扑辨识方法

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电力系统保护与控制 2024年第13期52卷 69-77页

作者：刘博陈佳漩李江上海电力大学电气工程学院上海200090

配电网拓扑辨识是配电系统操作的关键问题和重要前提。由于缺乏足够的量测设备和配电系统拓扑的频繁变化,导致实际的配电网拓扑辨识问题十分具有挑战性。为此提出了基于同步量测数据状态估计的实时拓扑辨识方法。该方法可以利用少量相... 详细信息

配电网拓扑辨识是配电系统操作的关键问题和重要前提。由于缺乏足够的量测设备和配电系统拓扑的频繁变化,导致实际的配电网拓扑辨识问题十分具有挑战性。为此提出了基于同步量测数据状态估计的实时拓扑辨识方法。该方法可以利用少量相量测量单元的测量数据准确估计配电网拓扑结构。首先,在配电网中引入结构方程模型(structural equation model,SEM),用于捕捉拓扑与支路电流的关系。然后,针对拓扑辨识问题提出了混合整数规划(mixed integer programming,MIP)方法,通过复数方程的虚实部解耦,利用泰勒展开与等效松弛等手段对复数方程和约束条件进行线性化。此外,将配电网运行方式约束以节点为单位进行了重新规划。最后,所提基于结构方程模型的混合整数规划方法(SEM-MIP)可以使用现有的商业求解器求解,并通过一个实际12节点配电系统和IEEE 33节点测试系统验证了所提方法的有效性。

关键词：拓扑辨识配电网结构方程模型图论混合整数规划方法

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断裂岩石排替压力预测方法的改进及其应用

石油与天然气地质 2024年第3期45卷 866-872页

作者：徐海轩李江海北京大学地球与空间学学院北京100871 造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

为了解决目前断裂岩石排替压力预测方法尚存在的问题,以便更准确、科学地反映地下实际情况,根据断裂岩石和围岩排替压力与压实成岩程度之间的正相关关系,利用断裂岩石与相同埋深围岩排替压力之比应等于断裂岩石与相同埋深围岩压实成岩... 详细信息

为了解决目前断裂岩石排替压力预测方法尚存在的问题,以便更准确、科学地反映地下实际情况,根据断裂岩石和围岩排替压力与压实成岩程度之间的正相关关系,利用断裂岩石与相同埋深围岩排替压力之比应等于断裂岩石与相同埋深围岩压实成岩程度之比的关系,推导出了断裂岩石与相同埋深围岩排替压力之间关系,进而改进了目前断裂岩石排替压力的预测方法。利用该方法预测海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁背斜带F1断裂在大磨拐河组一段下亚段区域性泥岩盖层内的断裂岩石排替压力,结果表明改进后方法的预测结果明显小于改进前方法的预测结果,更符合F1断裂处南屯组二段油气仅分布在构造高部位的实际情况。改进后的断裂岩石排替压力预测方法适用于碎屑岩含油气盆地张性断裂在脆性地层中的断裂岩石排替压力预测。

关键词：围岩盖层排替压力断裂岩石海拉尔盆地

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中国台湾岛流域地貌对构造活动的响应

北京大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 464-474页

作者：郭晓非李江海造山带与地壳演化教育部重点实验室北京大学地球与空间科学学院北京100871

基于SRTM DEM 30m数据和ArcGIS软件,提取台湾岛的水系和流域盆地,计算得到台湾岛的地貌参数(坡度、地形起伏度和面积-高程积分(HI)值),并分析台湾岛水系分布对活动断裂的响应情况,得到以下结论:1)台湾岛河流受构造活动控制,以中央山脉... 详细信息

基于SRTM DEM 30m数据和ArcGIS软件,提取台湾岛的水系和流域盆地,计算得到台湾岛的地貌参数(坡度、地形起伏度和面积-高程积分(HI)值),并分析台湾岛水系分布对活动断裂的响应情况,得到以下结论:1)台湾岛河流受构造活动控制,以中央山脉为分水岭,西侧河流的南部水系为纵向流动,北部水系为横向流动,中央山脉以东的河流均为东西流向;2)台湾岛的HI值整体上呈现中间高、两边低的趋势,与海拔大体上呈正相关关系,沿逆冲断层边界,不同构造地质单元的HI值东西两侧差异明显;3)HI值可以反映台湾岛造山带的生成时序,流域盆地受构造抬升运动影响时间越长,HI值越大。

关键词：台湾岛水系分布流域盆地地貌特征面积-高程积分(HI) 构造活动