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(AlMnCoNiZn)3O4高熵氧化物基纳米复合材料的制备及储锂应用

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(AlMnCoNiZn)3O4高熵氧化物基纳米复合材料的制备及储锂应用

作者：李懋锐西安工业大学

学位级别：硕士

锂离子电池因其高能量密度、自放电低、无记忆效应和环境友好等优点,广泛应用于日常电子产品、储能设备以及动力装备。现今,商用锂离子电池以石墨材料为主。然而,石墨材料低的理论比容量(372 m Ah g-1)无法满足人类对锂离子电池更高能... 详细信息

锂离子电池因其高能量密度、自放电低、无记忆效应和环境友好等优点,广泛应用于日常电子产品、储能设备以及动力装备。现今,商用锂离子电池以石墨材料为主。然而,石墨材料低的理论比容量(372 m Ah g-1)无法满足人类对锂离子电池更高能量密度、更高功率密度等性能的要求,因此具有更优异储锂性能的锂离子电池负极材料的研究和开发是必要的。高熵氧化物（HEO）因其具有较高的理论比容量以及具有稳定的构型熵晶体结构,从而备受关注。本文使用溶液燃烧法制备出两种具有尖晶石结构的高熵氧化物（AlMnCoNiZn）3O4、（AlCrMnCoNiZn）3O4纳米材料,并通过对其复合碳纳米管（CNTs）、聚吡咯（PPy）,提高其电化学性能。（1）(AlMnCoNiZn)3O4纳米材料的制备及储锂性能研究。使用溶液燃烧法制备出一种具有尖晶石结构的高熵氧化物纳米材料（AlMnCoNiZn）3O4（HEO）。并将其应用于锂离子电池负极材料,并有着较高的循环性能。HEO在100 m A g-1下循环100圈后的比容量是437 m Ah g-1;在1 A g-1下循环1000圈后比容量是344 m Ah g-1;在2 A g-1下的倍率性能达到157 m Ah g-1,并且具有较高的回复性能。该材料优异的电化学性能是因为其独特的高熵效应,能够更好的形成单相结构并且相结构稳定,有利于更好的循环性能。（2）(AlMnCoNiZn)3O4纳米复合材料的制备及储锂性能研究。使用气相沉积法制备（AlMnCoNiZn）3O4/CNTs复合材料,其储锂性能以及稳定性比（AlMnCoNiZn）3O4得到了大幅度提高。采用乙炔作为碳源,以（AlMnCoNiZn）3O4为催化剂,在（AlMnCoNiZn）3O4纳米颗粒表面生长碳纳米管。复合材料在100 m A g-1循环100圈后的比容量为542 m Ah g-1,比纯样品提高24%。在2 A g-1下的倍率性能为237 m Ah g-1,比纯样品提高57%。碳纳米管的加入不仅提高材料的导电性以及稳定性,而且缓冲了高熵氧化物在充放电过程中体积的变化,因此也为高熵氧化物应用于电化学方面提供了思路。使用原位聚合法制备（AlMnCoNiZn）3O4/PPy复合材料,使用吡咯单体作为原料,在（AlMnCoNiZn）3O4纳米颗粒表面原位聚合形成聚吡咯（PPy）,研究其对储锂性能的影响。结果表示,HEO/PPy-0.2复合材料表现出最佳电化学性能。HEO/PPy-0.2材料在100 m A g-1下循环100圈后的比容量为675 m Ah g-1,在1 A g-1下循环1000圈后的比容量为340 m Ah g-1,在2 A g-1下的倍率性能为410 m Ah g-1。性能提高的原因在于聚吡咯有效缓冲了高熵氧化物纳米颗粒的体积膨胀,并且其具有较高的导电性能,有效的提高了材料的储锂性能。（3）(AlCrMnCoNiZn)3O4/PPy复合材料的制备及储锂性能研究。使用溶液燃烧法制备出（AlCrMnCoNiZn）3O4（HEO）纳米材料,使用原位聚合法制备（AlCrMnCoNiZn）3O4/PPy复合材料,并且探究其储锂性能。HEO样品在100 m A g-1下循环100圈后的比容量为192 m Ah g-1,在1 A g-1下循环1000圈后的比容量为145 m Ah g-1。复合材料HEO/PPy-0.2表现出最佳电化学性能。HEO/PPy-0.2材料的可逆比容量以及首次库伦效率较高,循环稳定性和倍率性能较为优异,在100 m A g-1下循环100圈后的比容量为1108 m Ah g-1,在2 A g-1下的倍率性能为470 m Ah g-1,并且其具有较高的回复率。

关键词：锂离子电池负极材料高熵氧化物纳米复合材料电化学性能

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车内辐射噪声计算的非连续等几何边界元法

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 94-101页

作者：孙毅卢炽华刘志恩申存锐武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 汽车零部件技术湖北省协同创新中心湖北武汉430070 佛山仙湖实验室(先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心) 广东佛山528200

针对车内辐射噪声计算中几何和边界条件不连续的角点,连续等几何边界元法无法实现精准模拟,在角点处会有较大的计算误差问题,提出了一种非连续等几何边界元法.基于边界元中的“双节点”思想建立非连续单元,避免了法向量或变量值不连续... 详细信息

针对车内辐射噪声计算中几何和边界条件不连续的角点,连续等几何边界元法无法实现精准模拟,在角点处会有较大的计算误差问题,提出了一种非连续等几何边界元法.基于边界元中的“双节点”思想建立非连续单元,避免了法向量或变量值不连续的现象,解决了角点问题.利用非连续单元的特性将原包含强奇异积分的边界积分方程降为弱奇异,并使用并行技术加速计算.数值算例表明:与连续边界元和等几何边界元法相比,非连续等几何边界元法在计算精度和效率上均有显著提高.声压响应实验结果表明数值计算和实验结果高度一致,验证了该方法的正确性.

关键词：振动噪声车内辐射声学等几何边界元法角点问题非连续单元

柱形障板条件下声矢量圆阵相位模态域目标方位估计

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声学学报 2024年第2期49卷 274-285页

作者：朱晓春朱中锐张旭时胜国哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

提出了基于横向、纵向和对角排列的声压振速联合处理协方差矩阵构造的相位模态域最小方差无畸变响应(MVDR)目标方位估计方法。该方法利用弹性柱障散射声场模型,根据声矢量圆阵相位模态变换理论,构造声压与不同振速分量的互协方差矩阵,... 详细信息

提出了基于横向、纵向和对角排列的声压振速联合处理协方差矩阵构造的相位模态域最小方差无畸变响应(MVDR)目标方位估计方法。该方法利用弹性柱障散射声场模型,根据声矢量圆阵相位模态变换理论,构造声压与不同振速分量的互协方差矩阵,并进行相加、纵向、横向和对角排列得到扩展互协方差矩阵,将扩展互协方差矩阵分解重构后进行MVDR目标方位估计。理论分析与仿真结果表明,纵向排列互协方差矩阵具有更好的方位估计性能,相加互协方差矩阵具有较低的背景谱,对角和横向排列相对纵向排列较差。水池试验和湖试结果进一步验证了纵向排列互协方差矩阵具有较其他3种方法更好的方位估计性能。

关键词：声矢量圆阵柱障相位模态域声压振速联合处理波达方位估计

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芦荟治疗便秘的研究进展

中草药 2024年第11期55卷 3874-3885页

作者：黄炜锐余祥彬余越福建医科大学药学院福建福州350122 福建省新药安全评价中心福建福州350122

便秘是临床上常见的、多发病性消化系统疾病,严重影响患者的生活质量。目前化学药虽然在短期内能够取得显著的成效,但长期使用却往往存在疗效逐渐减弱的问题,可能与人体对化学药的耐受性逐渐增强,及对人体的不良反应逐渐显现有关。相比... 详细信息

便秘是临床上常见的、多发病性消化系统疾病,严重影响患者的生活质量。目前化学药虽然在短期内能够取得显著的成效,但长期使用却往往存在疗效逐渐减弱的问题,可能与人体对化学药的耐受性逐渐增强,及对人体的不良反应逐渐显现有关。相比之下,芦荟Aloe作为一种历史悠久的天然药物,在治疗便秘方面具有悠久的历史和广泛的应用。研究表明,芦荟具有治疗胃溃疡、泻下通便、调节肠道菌群组成和改善肠黏膜屏障功能等作用,可以有效治疗便秘。通过对芦荟治疗便秘的研究进展进行综述,旨在更全面地展示芦荟在治疗便秘方面的潜在应用价值,为今后芦荟的深入研究应用与治疗便秘相关药物的研发提供一定的参考价值。

关键词：芦荟好望角芦荟库拉索芦荟便秘泻下芦荟大黄素芦荟苷水通道蛋白肠神经系统肠道菌群芦荟制剂

钢混组合梁栓钉锈胀下混凝土板开裂行为数值分析

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吉林大学学报（工学版） 2024年第7期54卷 1958-1965页

作者：肖林魏欢博卫星康志锐西南交通大学土木工程学院成都610031

为研究腐蚀环境中钢-混组合梁栓钉锈胀引发的混凝土板开裂行为,本文利用ABAQUS有限元分析软件建立混凝土板塑性损伤模型。采用环向均匀位移模拟栓钉锈胀作用,选用基于牵引力-分离法则(Traction-separation law)的粘聚区模型模拟混凝土开... 详细信息

为研究腐蚀环境中钢-混组合梁栓钉锈胀引发的混凝土板开裂行为,本文利用ABAQUS有限元分析软件建立混凝土板塑性损伤模型。采用环向均匀位移模拟栓钉锈胀作用,选用基于牵引力-分离法则(Traction-separation law)的粘聚区模型模拟混凝土开裂,计算分析3种不同约束边界、4种不同栓钉间距及4种栓钉直径条件下,混凝土板锈胀应力分布及开裂行为。研究结果表明:随着边界约束的增加,栓钉需要更大的腐蚀深度才会引起混凝土板开裂。栓钉横向间距从50 cm增加到80 cm,使混凝土边缘开裂需要锈蚀深度增加到1.59倍。栓钉直径从16 mm增加到25 mm,使混凝土边缘开裂需要锈蚀深度减小到0.87倍。

关键词：桥梁工程栓钉连接件锈胀混凝土板开裂数值分析

半月板部分切除和关节腔注射对退行性半月板撕裂患者骨性关节炎进展的研究

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半月板部分切除和关节腔注射对退行性半月板撕裂患者骨性关节炎进...

作者：张海锐吉林大学

学位级别：硕士

背景:关节内注射皮质类固醇药物(Intra-articular corticosteroid injection,IACI)和关节镜下半月板部分切除术(Arthroscopic partial meniscectomy,APM)作为治疗退行性半月板撕裂的重要手段,目前被广泛应用于临床实践中。然而,在较长... 详细信息

背景:关节内注射皮质类固醇药物(Intra-articular corticosteroid injection,IACI)和关节镜下半月板部分切除术(Arthroscopic partial meniscectomy,APM)作为治疗退行性半月板撕裂的重要手段,目前被广泛应用于临床实践中。然而,在较长随访期内,接受两种治疗方式的退行性半月板撕裂患者的长期预后结果和骨关节炎(Osteoarthritis,OA)进展情况依然存在争议。研究目的:本研究通过公开数据库的患者数据,探究退行性半月板撕裂后接受APM治疗的患者与接受IACI治疗的患者术后OA发展的影像学和临床症状差异。方法:使用骨关节炎倡议数据库(Osteoarthritis Initiative,OAI),筛选出63名患者接受了IACI治疗的退行性半月板撕裂患者。根据年龄,性别,身体质量指数(Body mass index,BMI),Kellgren-Lawrence(KL)分级,与IACI组进行配对筛选,最终筛选出包括63名患者的APM组和63名患者的无处置组。患者在基线时期和随访时间点接受了影像检查,包括核磁共振检查和X线检查,同时接受了西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数(The Western Ontario and Mc Master Universities Osteoarthritis Index,WOAMC)和膝关节损伤和骨关节炎结果评分(The Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score,KOOS)的评估。通过经过验证的自动化测量软件计算最小关节间隙宽度(Minimum joint space width,MJSW),同时收集患者的年度WOMAC评分和KOOS评分。建立线性混合效应模型,年龄、种族、性别、BMI、吸烟情况、KL分级和基线MJSW用于调整模型,研究MJSW随时间下降与不同治疗方法之间的联系。另外建立一个广义估算方程,在经过年龄、种族、性别、BMI、吸烟情况、KL分级和基线MJSW调整后,研究单次IACI与多次IACI对MJSW下降影响的差异。结果:各研究组基线时期MJSW平均为4.1±1.3mm,各组基线MJSW相似,没有统计学差异。前12个月,IACI组和APM组患者的MJSW快速下降,分别从4.1±1.4mm下降到3.7±1.5mm和3.9±1.2mm下降到3.4±1.2mm。12-48月,两组膝关节MJSW下降速度放缓,在随访结束时分别为MJSW分别为3.2±1.3mm和3.2±1.1mm。IACI组的膝关节MJSW下降速率最快,达到-0.020 mm/mo,而无处置组的膝关节MJSW下降速率最慢,为-0.013 mm/mo。但是IACI组和APM组的膝关节MJSW下降速率没有统计学差异(P=0.60)。同时相较于单次IACI组的患者,多次IACI组患者的膝关节OA进展明显(P=0.04)。在随访结束时,IACI组和APM组患者的WOAMC评分和KOOS评分均呈现好转。在WOAMC评分方面,IACI组评分降低速度稍快于APM组,但两组间没有统计学差异(P=0.89)。BMI是退行性半月板撕裂的重要预后影响因素,在影响膝关节MJSW(P=0.03)和WOAMC总评分(P=0.04)方面发挥重要作用。结论:在研究的前12个月,IACI组和APM组患者的膝关节MJSW出现明显的下降,在12个月后,这种MJSW高下降率的情况得到了好转。IACI组的膝关节MJSW下降率最大,但是各组间的MJSW下降率没有显著差异。在随访结束时,接受IACI和APM治疗患者的临床症状均呈现好转趋势。同时,BMI作为重要的预后影响因素,在退行性半月板撕裂患者的预后中发挥重要作用。

关键词：退行性半月板撕裂关节内注射皮质类固醇关节镜下半月板部分切除术关节炎

基于SDF-1/CXCR4轴的防己牛膝汤抗痛风研究

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基于SDF-1/CXCR4轴的防己牛膝汤抗痛风研究

作者：侯俊锐吉林大学

学位级别：硕士

高尿酸血症(Hyperuricemia,HUA)和痛风性关节炎(Gouty arthritis,GA)是与嘌呤代谢紊乱相关的疾病,在全球范围内广泛存在且发病率逐年增加。高尿酸血症是由于尿酸产生过多或排泄不足,导致血液中尿酸浓度升高而引起的一系列代谢紊乱,其中... 详细信息

高尿酸血症(Hyperuricemia,HUA)和痛风性关节炎(Gouty arthritis,GA)是与嘌呤代谢紊乱相关的疾病,在全球范围内广泛存在且发病率逐年增加。高尿酸血症是由于尿酸产生过多或排泄不足,导致血液中尿酸浓度升高而引起的一系列代谢紊乱,其中痛风是高尿酸血症最常见的临床表现之一。尽管目前有一些治疗HUA和GA的药物,如非甾体抗炎药、尿酸合成抑制剂和尿酸排泄增加剂等,但这些药物在长期使用时存在一定的副作用和局限性。一些中药复方虽然在临床治疗痛风时疗效显著,但因缺少用现代医学研究方法在分子水平阐述其作用机制,限制了中药复方的应用和推广。防己牛膝汤(Traditional Chinese Medicine,FND),由防己、牛膝、薏苡仁等五味中药组成,临床应用中发现其可以降低尿酸产生并增加尿酸的排出,对由高尿酸引起的痛风性关节炎有很好的治疗作用,但其治疗高尿酸血症及痛风的分子机制还不清楚。目的:本研究以防己牛膝汤(FND)作为研究目标,以HUA小鼠、GA大鼠为动物模型,检测FND对小鼠嘌呤代谢关键酶黄嘌呤氧化酶、大鼠关节滑膜组织中SDF-1/CXCR4轴和p38MAPK信号通路干预作用,探讨该FND治疗HUA及GA的机制。方法:1.实验动物随机分组,建立小鼠HUA模型及大鼠GA模型。2.通过降尿酸、大鼠步态评价、抗炎、镇痛等药效学实验确立中药降尿酸、抗GA及抗炎镇痛的初步药效学作用。3.利用H&E染色检测大鼠关节损伤情况、免疫组织化学法研究GA大鼠关节滑膜中SDF-1、CXCR4和p38MAPK蛋白的表达趋势;ELISA检测大鼠关节滑膜炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表达;Western blot检测大鼠关节滑膜中p38MAPK、p-p38MAPK、ERK、p-ERK、SDF-1和CXCR4蛋白的表达。4.利用PCR手段检测FND对GA中SDF-1、CXCR4、VEGF和MMP3基因的表达。结果:1.成功建立小鼠HUA和大鼠GA模型。***可以抑制黄嘌呤氧化酶表达、降低血尿酸水平,并对尿酸钠结晶引起的炎症反应具有抑制作用,中、高剂量组FND的疗效更为显著。3.免疫组化结果:与空白组相比,模型组p38MAPK、SDF-1和CXCR4蛋白的表达均有较为显著的增高(P<0.05);与模型组比,FND给药组的p38MAPK、SDF-1和CXCR4蛋白表达均有不同程度的下降(P<0.05);ELISA结果显示:FND能够降低GA大鼠膝关节滑膜组织中IL-1β、IL-6和TNF-α的表达;Western blot结果:与空白组相比,模型组中p38MAPK、p-p38MAPK、ERK、p-ERK、SDF-1和CXCR4蛋白的表达均明显增高(P<0.05);与模型组比,FND给药组的p38MAPK、SDF-1和CXCR4蛋白的表达均有不同程度的下降(P<0.05或P<0.01)。4.经过PCR检测后发现,与空白组相比,模型组的CXCR4、SDF-1、VEGF和MMP3的表达均显著提升(P<0.05或P<0.01);与模型组相比,中药复方给药组的CXCR4、SDF-1、VEGF和MMP3m RNA的表达水平均显著下降(P<0.05或P<0.01)。结论:***对小鼠的HUA与大鼠的GA均具有良好的治疗作用。2.在GA发展过程中,FND对SDF-1/CXCR4生物学轴的表达具有抑制作用。***可以抑制p38MAPK信号通路在大鼠GA模型的信号转导。***可能是通过抑制SDF-1/CXCR4轴,抑制VEGF、MMP3的生成来发挥作用的。

关键词：痛风性关节炎中药复方汤剂基质细胞衍生因子 p38丝裂原活化蛋白激酶

关中平原城市群土地利用演变及其对碳储量影响

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关中平原城市群土地利用演变及其对碳储量影响

作者：孙洋锐西安理工大学

学位级别：硕士

陆地生态系统碳储量在全球气候变化和碳循环中起着举足轻重的作用。土地利用通过影响陆地生态系统中的土壤和植被碳储量,影响整个区域中的碳储量动态及空间格局。城市群作为中国重要战略发展区域,分析和预测土地利用变化对碳储量的影响... 详细信息

陆地生态系统碳储量在全球气候变化和碳循环中起着举足轻重的作用。土地利用通过影响陆地生态系统中的土壤和植被碳储量,影响整个区域中的碳储量动态及空间格局。城市群作为中国重要战略发展区域,分析和预测土地利用变化对碳储量的影响,有利于合理进行国土空间规划的同时实现综合效益最大化,为可持续发展目标提供科学建议。以关中平原城市群为研究对象,在分析土地利用时空演变的基础上,对土地利用变化驱动机制进行探究。运用Logistic-CA-Markov模型预测自然发展、生态保护和城镇发展情景下土地利用变化趋势。利用In VEST模型进行碳储量模拟,揭示关中平原城市群在土地利用演变影响下的碳储量变化特征,讨论碳储量发展趋势。主要研究结论如下:（1）分析了关中平原城市群土地利用时空演变特征。从数量上看,主要土地利用类型为耕地、林地和草地。2000-2020年,耕地主要分布在以农业为支撑的中东部地区,面积持续减少,建设用地面积由点状式趋于片状式持续扩张。从空间上看,区域土地利用空间结构的演化具有朝着多中心和趋于网络化的特点。受到城市扩张和“退耕还林（草）”等政策影响,土地类型的转移主要表现为耕地转向建设用地和草地。20年间,区域整体土地利用程度变化率为0.290,表明城市群资源开发利用处于中等水平,大部分区县处于土地资源开发利用的发展期。（2）探究土地利用变化驱动力机制,预测了自然发展、生态保护和城镇发展情景下的土地利用变化。对驱动因子进行地理探测器识别,结果表明人口密度、年均降水量和DEM是主要驱动力。因子回归对各地类空间分布有较好的解释。根据预测结果,2030年和2040年典型情景均表现出耕地面积连续减少,建设用地面积持续增加。自然发展情景下,2020-2040年耕地将减少2240 km2,建设用地持续增加1480 km2;生态保护情景下,耕地减少速度得到了一定的控制,林地面积增长最为显著;城镇发展情景下,建设用地面积大幅增加,导致城市周边耕地被大量占用。（3）阐明了关中平原城市土地利用演变对碳储量的影响。2000、2010和2020年碳储量呈连续下降趋势,分别为2595.746×10～6 Mg、2583.435×10～6 Mg和2567.052×10～6 Mg,其空间分布格局具有中心低、四周高的特点。碳储量模拟结果显示,自然发展情景下,2030年碳储量为2553.452×10～6 Mg,预计到2040年继续减少8.536×10～6 Mg;尤其是城镇发展情景,区域将经历最快速的碳储量流失。2020-2040年,碳储量减少33.835×10～6 Mg;而生态保护情景在一定程度上能有效减缓碳储量流失,但无法改变碳储量持续减少的趋势。最后,就提高区域固碳能力和优化国土空间开发,对关中平原城市群提出了相关对策与建议。

关键词：关中平原城市群土地利用驱动力机制 Logistic-CA-Markov模型碳储量

海洋环境下钢钝化膜的腐蚀和力学性质演化的分子动力学研究

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海洋环境下钢钝化膜的腐蚀和力学性质演化的分子动力学研究

作者：陈祥锐西南科技大学

学位级别：硕士