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掺杂功能高分子材料的铁基催化剂在常温常压合成氨领域的开发与应用

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掺杂功能高分子材料的铁基催化剂在常温常压合成氨领域的开发与应...

作者：管银涛山东师范大学

学位级别：硕士

氨（NH）在人类的生产生活中有着广泛的用途和十分重要的应用价值。在农业领域,氨作为一种高效的氮肥原料,广泛应用于生产（如尿素等的）各种类型的肥料。在工业领域,氨可用于生产制冷剂、清洁剂和除臭剂等。氨也是一种极好的配体,可以... 详细信息

氨（NH）在人类的生产生活中有着广泛的用途和十分重要的应用价值。在农业领域,氨作为一种高效的氮肥原料,广泛应用于生产（如尿素等的）各种类型的肥料。在工业领域,氨可用于生产制冷剂、清洁剂和除臭剂等。氨也是一种极好的配体,可以与金属形成稳定的络合物。除此之外,氨还具有良好的溶解性,可以溶解许多有机和无机化合物。目前工业合成氨的主流方法还是由Fritz Haber和Carl Bosch于20世纪初发明的Haber-Bosch（H-B）工艺。该生产工艺主要使用铁基催化剂,同时加入少量其他金属催化剂进行协同催化,这与自然界中固氮酶的固氮原理相似。在该工艺中,氮气和氢气在高温高压的条件下进行一系列反应,最终生成氨。但是该工艺存在成本高、反应条件严苛、反应原料之一的氢气易燃易爆、难运输、生产过程中会消耗许多化石燃料并产生大量温室气体等问题。时至今日,该工艺的这些缺点仍未完全解决。因此,相关研究人员一直致力于开发一种条件温和、环境友好、操作便捷的合成氨新方法来代替H-B工艺。电催化合成氨和光催化合成氨作为绿色合成氨新工艺,从被提出并证明了其可行性以来,就一直是合成氨领域的研究热点。与H-B工艺相比,这两种新工艺有着能耗低、可调控性强、环境友好、催化剂选择性高等优点,也都面临着催化效率不高、难以大规模生产等的挑战。因此,选择合适的催化剂活性物种,并对催化剂进行合理调控来提高催化效率就成了电催化合成氨和光催化合成氨工艺首先要攻克的难题。本文在不同价态的铁的氧化物材料的基础上,掺杂功能高分子材料,制备了两种合成氨催化剂,并探究了他们的电催化性能和光催化性能,并对催化剂的物相成分和外观形貌等进行了分析,相关研究如下:（1）通过化学氧化法制备出了导电高分子材料聚吡咯,然后将聚吡咯与FeO通过原位聚合法进行复合,得到FeO/PPy复合物,以此作为电催化合成氨的催化剂,通过XRD、XPS、FT-IR等技术手段表征证明合成的材料确为FeO/PPy,用SEM,HRTEM对催化剂的表面形貌进行了表征,证明FeO在PPy表面包裹良好。用电化学工作站测试了其电催化合成氨的性能,结果表明,该催化剂具有良好的电催化合成氨的表现和稳定性,在-***的反应电位下,1 M的KPO水体系电解液中,NH的产率为991.97 mg·h·m,法拉第效率（FE）为6.45%。（2）设计并合成了一种高分子材料苯并噁嗪（BZST）,然后将BZST和FeO用原位聚合法进行复合,制备出了FeO/BZST复合物,使其既有电催化作用又有光催化作用,并将其作为本工作光电协同催化氮气合成氨的催化剂。同样用XPS、XRD、FT-IR对其物相组成进行了表征,证明合成出的材料确实是FeO/BZST。用SEM,HRTEM对该材料的外观形样貌进行了表征,结果证明FeO均匀包裹在BZST表面。通过UV-Vis测试证明该催化剂具有光催化合成氨的能力,通过电化学性能测试证明该催化剂具有电催化氮气合成氨的能力,并进一步证明该催化剂可以用于光电协同催化氮气合成氨,在1 M的KPO水体系电解液中,在-1.4 V ***电压下,在有光源照射的条件下,能得到1223.91 mg·h·m的NH产率和12.91%的FE。

关键词：功能高分子材料电催化光电协同催化合成氨

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基于SSA-ELM算法的基坑地表沉降预测

桂林理工大学学报 2024年

作者：刘银涛任超桂林理工大学测绘地理信息学院桂林理工大学广西空间信息与测绘重点实验室

针对传统的极限学习机算法(ELM)在进行深基坑的地表沉降预测时易陷入局部极小、网络结构中参数选取不准确以及预测精度不佳等问题,提出了一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化极限学习机算法的基坑的地表沉降预测模型,根据麻雀搜索算法收敛速... 详细信息

针对传统的极限学习机算法(ELM)在进行深基坑的地表沉降预测时易陷入局部极小、网络结构中参数选取不准确以及预测精度不佳等问题,提出了一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化极限学习机算法的基坑的地表沉降预测模型,根据麻雀搜索算法收敛速度快、寻优能力与稳定性较强等特点,对极限学习机算法中的连接权值与阈值进行优化,并将优化后的模型应用于基坑的地表沉降预测。将麻雀搜索算法优化后的极限学习机算法(SSA-ELM)与传统的ELM算法、 GA-ELM、 PSO-ELM算法进行预测精度对比。实验结果表明:SSA-ELM算法的预测精度高于传统的ELM算法、 GA-ELM算法、 PSO-ELM三组算法,且SSA-ELM算法稳定性更强,在基坑的地表沉降预测方面效果更好,实现了提高预测精度的目的,具有一定的可行性和实用性。

关键词：极限学习机基坑沉降预测麻雀搜索算法优化

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聚叠氮缩水甘油醚GAP热分解特性研究

工程热物理学报 2024年第9期45卷 2839-2846页

作者：周银涛初庆钊廖丽涓毛倩石保禄北京理工大学宇航学院北京100081 爆炸科学与技术国家重点实验室北京理工大学北京100081 流固耦合系统力学重点实验室中国科学院力学研究所北京100190 北京理工大学重庆创新中心重庆401151

掌握聚叠氮缩水甘油醚(GAP)的高温热解特性对提高固体推进剂能量释放水平具有重要意义。本文采用ReaxFF分子动力学方法在原子尺度上对GAP的热解过程进行研究,获得了高温高压下的热解动力学参数。通过原子追踪手段发现了主要气相产物存... 详细信息

掌握聚叠氮缩水甘油醚(GAP)的高温热解特性对提高固体推进剂能量释放水平具有重要意义。本文采用ReaxFF分子动力学方法在原子尺度上对GAP的热解过程进行研究,获得了高温高压下的热解动力学参数。通过原子追踪手段发现了主要气相产物存在的两种生成路径,即N_(2)、CO、CH_(2)O和HCN主要通过逐步分解反应得到,大部分H_(2)O和NH_(3)由GAP分解产生的H、OH和NH_(x)自由基间的结合反应生成。对不同密度GAP热解的计算结果显示,初始密度越大,分解反应越弱,自由基结合反应越强。

关键词：分子动力学 ReaxFF反应力场聚叠氮缩水甘油醚热分解机理

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盐水层地质参数对CO封存效果的评价

煤炭学报 2024年

作者：张琳琳赖枫鹏董银涛戴玉婷中海油研究总院有限责任公司中国地质大学(北京)能源学院中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院 “非常规天然气能源地质评价与开发工程”北京市重点实验室

在二氧化碳捕集、利用与封存技术中，盐水层封存CO2由于具有分布面积广和封存潜力大等多重优势，逐渐成为应对全球气候变暖、实现2050年世界净零目标、减少CO2排放的有效方法。为提高盐水层中CO2的封存效果，以国内外现有的相关地质封... 详细信息

在二氧化碳捕集、利用与封存技术中，盐水层封存CO2由于具有分布面积广和封存潜力大等多重优势，逐渐成为应对全球气候变暖、实现2050年世界净零目标、减少CO2排放的有效方法。为提高盐水层中CO2的封存效果，以国内外现有的相关地质封存项目数据为基础，采用Petrasim软件中的TOUGHREACT/ECO2N模块，选取CO2溶解质量和气态CO2饱和度为评价指标，通过数值模拟方法，从盐溶液体系和储层物性参数两方面，揭示地层盐水盐度、地层盐水组分、地层压力、地层温度和渗透率五个地质参数对盐水层CO2封存的影响机制，并定量评价CO2封存效果。结果表明：(1)各地质参数主要通过改变CO2、地层盐水的密度和粘度、CO2溶解度以及CO2-盐水-岩石的化学反应等，进而控制地层流体的溶解度、流动性和传质性；(2)CO2的溶解度和地层盐水密度分别随盐度的增加而降低、增大，但前者受其影响程度更大，从而盐度对CO2的溶解表现出抑制作用，因此低盐度的盐水层更有助于增加CO2封存量及提高埋存安全性；(3)根据苏林分类法得到的四种盐溶液组分中，CaCl2水型对应的CO2溶解质量略低于其他三种水型，但整体上不同盐溶液组分对CO2封存效果影响不大；(4)在CO2溶解度和气液两相粘度比的共同作用下，CO2溶解质量随压力和温度的增大而减少，气态CO2饱和度变化相反；渗透率对气体流动性和运移距离起直接控制作用，因此地层压力和温度越低，渗透率越大的盐水层越有利于CO2封存。

关键词：盐水储层 CO 地质封存地质参数 CO 溶解质量气态CO 饱和度

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缝洞型碳酸盐岩储层地质建模研究进展

海相油气地质 2024年第1期29卷 99-112页

作者：王琦张银涛张晶姚超张琪中国石油勘探开发研究院油田开发研究所中国石油塔里木油田公司勘探开发研究院

缝洞型碳酸盐岩储层空间分布复杂、非均质性强,建立准确可靠的三维地质模型,是该类油藏高效开发的基础和前提。总结了缝洞型碳酸盐岩储层建模技术方法的发展历程,可分为3个阶段:第1阶段提出了“分区分带”和“岩溶相控”等储集体建模方... 详细信息

缝洞型碳酸盐岩储层空间分布复杂、非均质性强,建立准确可靠的三维地质模型,是该类油藏高效开发的基础和前提。总结了缝洞型碳酸盐岩储层建模技术方法的发展历程,可分为3个阶段:第1阶段提出了“分区分带”和“岩溶相控”等储集体建模方法,以基于变差函数的两点统计学为主要模拟算法;第2阶段提出了溶洞内部结构建模方法,划分了溶洞类型,总结出不同类型溶洞组合方式,通过成因约束构建不同的岩溶相控模式,建模算法以基于目标与多点地质统计学为主;第3阶段进一步细化储集体成因,针对地下暗河等特定成因的溶洞储集体,通过野外露头与溶洞数据构建训练图像,将先验地质成因模式和后验地震响应相整合,构建综合约束概率体,建立的模型更加精细,能表征出暗河储集体的内部结构要素。对未来缝洞型碳酸盐岩储层地质建模的技术发展进行展望,指出断控岩溶储层建模方法亟需进一步研究,基于深度学习的人工智能地质建模方法是未来的主攻方向。

关键词：碳酸盐岩缝洞型储层地质建模概率融合塔河油田

幼年到成年斑马鱼大脑的OCT活体三维可视化

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中国激光 2020年第12期47卷 283-289页

作者：毛广娟林燕萍陈婷如张艺晴邱婷蓝银涛向湘傅洪波张建广州医科大学基础医学院生物医学工程系广东广州511436 广州医科大学国家呼吸系统疾病临床医学研究中心呼吸疾病国家重点实验室广东广州510120

作为一种新型的模型动物,斑马鱼被广泛应用到大脑相关的研究中,但目前缺乏高分辨率活体评估幼年(>7日龄)到成年阶段斑马鱼大脑的成像技术。利用光学相干层析术(OCT)对孵化21,45,100 d的斑马鱼大脑进行活体成像,并与切片染色的结果进行... 详细信息

作为一种新型的模型动物,斑马鱼被广泛应用到大脑相关的研究中,但目前缺乏高分辨率活体评估幼年(>7日龄)到成年阶段斑马鱼大脑的成像技术。利用光学相干层析术(OCT)对孵化21,45,100 d的斑马鱼大脑进行活体成像,并与切片染色的结果进行对比。结果说明:OCT的成像深度和分辨率足以显示三个年龄段的斑马鱼大脑,OCT图像显示的大脑结构特征与切片染色结果匹配较好。二维和三维OCT结果都定量显示斑马鱼大脑在80 d内显著增大,但切片染色结果由于组织萎缩,不能准确地评估大脑发育情况。研究结果表明,OCT作为一种高效的活体成像工具,可用于基于斑马鱼的脑发育研究。

关键词：生物技术光学相干层析术斑马鱼脑发育

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计算领域的论文数据共享与可重复性问题分析

图书情报工作 2024年第17期 3-15页

作者：于倩倩孟银涛钱力刘会洲中国科学院文献情报中心中国科学院大学经济与管理学院信息资源管理系国家新闻出版署学术期刊新型出版与知识服务重点实验室国际关系学院图书馆中国科学院过程工程研究所

[目的/意义]计算可重复是可靠和可信研究的基石，对计算领域的论文数据共享政策、数据可用性和可重复性方法进行调查分析，为促进数据共享及解决计算可重复问题提供参考。[方法/过程]采用网站调研法和内容分析法，分析期刊、会议的数据... 详细信息

[目的/意义]计算可重复是可靠和可信研究的基石，对计算领域的论文数据共享政策、数据可用性和可重复性方法进行调查分析，为促进数据共享及解决计算可重复问题提供参考。[方法/过程]采用网站调研法和内容分析法，分析期刊、会议的数据共享政策；采用网络爬虫法，获取期刊论文数据的可用性声明，对数据可用性进行分析；并梳理和总结计算可重复的方法。[结果/结论 ]计算领域大多数期刊、超半数会议有数据共享政策，但数据共享态度的强度还有待提升。越是高水平的期刊或会议，越可能有数据共享政策。相较于期刊关注数据共享问题，会议更关注计算可重复问题。数据可用性声明促进了数据共享，但数据共享实践与数据共享政策要求还存在差距。计算可重复方法包括鼓励或要求数据共享、专家审查、设置奖励、设置论文提交清单、征集可重复性论文等。

关键词：期刊论文会议论文数据共享计算可重复

直观与抽象并举归纳与演绎同行——以一节圆锥曲线信息技术融合课为例

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数学教学研究 2024年第1期43卷 44-50页

作者：银涛甘肃省兰州市第二十七中学 730030

以工程中绘制抛物线拱形结构和折纸等数学探究活动为依托,发挥GeoGebra优势,将原本抽象的数学知识变得生动、形象和直观,有助于发展学生的动手能力、观察能力、想象能力和创新能力.在实验中观察,归纳中猜想,探究中论证,模仿中创新,变“... 详细信息

以工程中绘制抛物线拱形结构和折纸等数学探究活动为依托,发挥GeoGebra优势,将原本抽象的数学知识变得生动、形象和直观,有助于发展学生的动手能力、观察能力、想象能力和创新能力.在实验中观察,归纳中猜想,探究中论证,模仿中创新,变“听数学”为“做数学”,变“单向软件演示”为“操作兼顾原理”,变“被动接受”为“主动探究”,变“数学解题”为“模型设计”.让学生在动手操作和动脑思考的过程中积淀数学活动的经验.由折痕切线发现抛物线和椭圆的光学性质,应用其设计手电筒3D模型,促进学生学习方式的转变,发展学生的直观想象、逻辑推理等素养,提升信息技术能力.

关键词：折纸信息技术数学探究 3D模型

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基于空间约束的裂缝密度反演方法

石油地球物理勘探 2024年第2期59卷 299-310页

作者：袁敬一蔡振忠张银涛谢舟孙冲张小红中国石油塔里木油田公司新疆库尔勒841000

常规利用法向弱度、切向弱度间接预测裂缝密度的方法存在较大误差。为此,提出一种针对碳酸盐岩(HTI介质)裂缝密度直接反演的方法。在振幅随炮检距和方位角变化(AVAZ)反演的基础上,引入反距离加权插值法(IDW)以优化传统各向异性全变分(A... 详细信息

常规利用法向弱度、切向弱度间接预测裂缝密度的方法存在较大误差。为此,提出一种针对碳酸盐岩(HTI介质)裂缝密度直接反演的方法。在振幅随炮检距和方位角变化(AVAZ)反演的基础上,引入反距离加权插值法(IDW)以优化传统各向异性全变分(ATV)多道反演的横向差分算子,充分利用相邻多个地震道之间的相关性,提高反演算法的横向连续性和稳定性;将横向约束、低频约束及稀疏约束共同用于构建反演目标函数,采用交替方向乘子法(ADMM)优化求解。利用裂缝密度直接反演和反距离加权插值的优点,先对Marmousi II模型测试,验证了该方法的有效性和抗噪性;再将该方法应用于塔里木盆地YM区块的实际数据,验证了该方法的可行性。该方法对裂缝密度预测结果更准确、可靠,可在类似地区推广应用。

关键词：各向异性裂缝密度反距离加权横向约束 ADMM