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超低酸催化纤维素醇解制备乙酰丙酸乙酯

可再生能源 2024年第5期42卷 592-600页

作者：陈一航梁轩宇郝金波赵浩然徐桂转河南农业大学机电工程学院河南郑州450002 农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室河南郑州450002

乙酰丙酸乙酯(EL)是极具潜力的生物质燃料和添加剂,利用产量丰富的生物质生产EL有利于EL的产业化、大规模化生产。文章利用超低浓度硫酸催化纤维素制备EL,研究了硫酸用量、反应时间、反应温度和底物浓度对EL产率的影响,并利用响应面Box-... 详细信息

乙酰丙酸乙酯(EL)是极具潜力的生物质燃料和添加剂,利用产量丰富的生物质生产EL有利于EL的产业化、大规模化生产。文章利用超低浓度硫酸催化纤维素制备EL,研究了硫酸用量、反应时间、反应温度和底物浓度对EL产率的影响,并利用响应面Box-Behnken模型研究各因素对EL产率的影响。优化EL制取工艺,得到了超低浓度硫酸催化纤维素制取EL的最优工艺条件:硫酸用量为0.5%,反应温度为204℃,反应时间为240 min,底物浓度为29 g/L,EL实际平均产率为66.70%,与理论预测值相对误差为3.25%。利用GC-MS分析了不同反应时间下超低浓度硫酸催化纤维素的醇解产物分布,提出了可能的反应路径。研究结果可为纤维素生物质醇解转化提供借鉴和参考。

关键词：纤维素超低酸乙酰丙酸乙酯响应面醇解

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春季浮游生物群落分布特征及其影响因子分析——以九江市赤湖为例

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环境保护科学 2024年

作者：陈捷李冬梅王万忠陈一航徐志鹏沈文天李双营昆山市水利设计院有限公司江苏润城排水有限公司生态环境部南京环境科学研究所南京大学盐城环保技术与工程研究院

赤湖是江西省第五大天然湖泊，研究其浮游生物分布特征能够为湖泊科学管理提供依据。2022年3月在赤湖设置10个采样点位，探究浮游生物分布特征及环境因子对其影响。共鉴定浮游植物9门64种(属)，平均密度37.28×105个/L、平均生物量2.102... 详细信息

赤湖是江西省第五大天然湖泊，研究其浮游生物分布特征能够为湖泊科学管理提供依据。2022年3月在赤湖设置10个采样点位，探究浮游生物分布特征及环境因子对其影响。共鉴定浮游植物9门64种(属)，平均密度37.28×105个/L、平均生物量2.102 mg/L，颗粒直链藻极狭变种(Melosira granulata var. angustissima)优势度较高，为32.8%；共采集到浮游动物3类20种，平均密度257.908 ind./L，平均生物量1.033 mg/L(针簇多肢轮虫优势度较高，为24.8%)。RDA和Person相关性分析结果显示，影响浮游植物群落分布的主要环境因子为总氮和氨氮，两者呈显著相关关系(p＜0.05)；浮游动物中轮虫类、桡足类与TP(总磷)、TN(总氮)、CODMn(高锰酸盐指数)、NH3-N(氨氮)均呈正相关，枝角类与NH3-N、CODMn呈负相关，但均未表现出显著影响。

关键词：赤湖浮游生物群落结构环境因子冗余分析

稀酸催化纤维素生物质醇解合成液体燃料乙酰丙酸乙酯试验研究

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稀酸催化纤维素生物质醇解合成液体燃料乙酰丙酸乙酯试验研究

作者：陈一航河南农业大学

学位级别：硕士

乙酰丙酸乙酯(Ethyl levulinate,EL)是一种绿色生物燃料和燃料添加剂,还可作为增塑剂、制药原料,将纤维素生物质基转化为EL既有利于废弃生物质资源化利用,又有助于碳中和以及生态环境保护。本论文以纤维素和玉米秸秆为原料,在稀酸和混... 详细信息

乙酰丙酸乙酯(Ethyl levulinate,EL)是一种绿色生物燃料和燃料添加剂,还可作为增塑剂、制药原料,将纤维素生物质基转化为EL既有利于废弃生物质资源化利用,又有助于碳中和以及生态环境保护。本论文以纤维素和玉米秸秆为原料,在稀酸和混酸催化作用下合成EL。论文首先利用超低浓度硫酸催化纤维素醇解合成EL,在此基础上,研究了混酸催化蒸汽爆破预处理后的玉米秸秆直接转化生成EL,得到了如下结论:1.研究了硫酸用量、反应时间、反应温度和底物浓度对超低浓度硫酸催化纤维素制备EL的影响,并应用响应面Box-Behnken模型优化了EL合成工艺,得到了超低浓度硫酸催化纤维素制取EL的较优工艺条件:硫酸用量0.5%、反应温度204℃、反应时间240min、底物浓度29g/L,EL产率为66.7%,与理论预测值相对误差为2.24%;利用气相色谱-质谱仪(GC-MS)分析了醇解产物分布,提出了超低酸催化纤维素醇解的可能反应路径。2.利用蒸汽爆破技术对玉米秸秆进行了预处理,考察了爆破压力和保压时间对玉米秸秆预处理的影响,利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)和热重分析(TG)等方法进行了表征,结果发现:蒸汽爆破预处理能有效打破纤维素、半纤维素和木质素的缠绕结构,促进玉米秸秆中半纤维素的降解和木质素的重组,降低了玉米秸秆的转化难度。爆破预处理压力1.5MPa,保压时间10min,玉米秸秆爆破后纤维素相对含量提升30.4%,半纤维素降解率为47.3%。3.以超低浓度硫酸与金属盐和杂多酸组成的混酸体系为催化剂,研究了蒸汽爆破预处理后的玉米秸秆醇解合成EL的工艺,考察了反应温度、底物浓度、反应时间、催化剂用量对EL产率的影响,得到了较优的反应条件为:底物浓度30g/L,反应温度205℃,反应时间90min,Br?nsted酸/Lewis酸=20:1,EL产率为24.55%。反应动力学结果表明,秸秆转化为EL的活化能E(110.45 k J·mol)高于副产物(葡萄糖、果糖和腐殖质)的活化能E(56.80k J·mol),且K/K随温度的升高而增大。结果表明,纤维素降解为葡萄糖和果糖需要的能量较低,而EL的生成则需要较高的温度。通过对液相产物GC-MS进行分析,提出了硅钨酸和硫酸催化玉米秸秆醇解合成EL的反应路径。

关键词：乙酰丙酸乙酯纤维素玉米秸秆醇解稀酸汽爆

Er3+,Yb3+共掺锗酸盐上转换荧光粉的制备与温度传感性能

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Er3+,Yb3+共掺锗酸盐上转换荧光粉的制备与温度传感性能

作者：陈一航浙江师范大学

学位级别：硕士

近年来,锗酸盐因其对稀土离子的高溶解度以及低声子能等优异性能,受到了广泛的关注与研究。然而,关于稀土离子掺杂的锗酸盐上转换荧光粉的报道却非常少。因此,制备以锗酸盐为基质材料的上转换荧光粉并研究其发光特性以及潜在的应用价值... 详细信息

近年来,锗酸盐因其对稀土离子的高溶解度以及低声子能等优异性能,受到了广泛的关注与研究。然而,关于稀土离子掺杂的锗酸盐上转换荧光粉的报道却非常少。因此,制备以锗酸盐为基质材料的上转换荧光粉并研究其发光特性以及潜在的应用价值是非常有意义的。另外,微晶玻璃同时具备普通玻璃及晶体的优点,被广泛研究。基于此,本论文的主要工作就是探究Er,Yb共掺杂锗酸盐上转换荧光粉的发光性质与温度传感性能,以及稀土离子掺杂的微晶玻璃的发光性质。本论文的研究内容概括如下:(1)利用高温固相法成功制备了一系列不同掺杂浓度的YGeO:Er,Yb荧光粉。利用X射线衍射图谱、扫描电子显微镜图、漫反射光谱、980 nm激发下的上转换发射谱对制得的样品的结构形貌与发光性质做了系统性的研究。在980nm激光的激发下,单掺Er离子和Er,Yb共掺的荧光粉都发出525、545和656 nm的光,这源自Er的激发态H、S与F到基态I的电子跃迁。当Yb掺入以后,由于在980 nm附近的有效吸收大大增强,Er的上转换发射增强了15倍以上。通过功率依赖关系以及荧光衰减曲线的测试,讨论了上转换发光机制。此外,基于Er的H/S的荧光强度比(FIR),研究了荧光粉样品的温度传感性能。YGO:Er,Yb荧光粉展现出合适的热耦合能级的能级差(725cm),良好的相对灵敏度(在303 K下达到1.152%K)以及较小的温度分辨率(303 K时最小值为0.03 K)。同时荧光粉样品具备优异的热稳定性。以上结果表明我们制备的YGeO:Er,Yb样品可能在测温领域具有潜在的应用前景。(2)通过高温固相法制备了一种新型的组分为LaGeO:Er,Yb的上转换荧光粉。LaGeO:Er,Yb样品的发射光谱以绿光为主,这归因于Er离子的H、S这一对热耦合能级。在引入Yb离子后,Er离子的上转换发光强度增大了23倍以上。通过功率依赖光谱以及荧光衰减曲线,研究了上转换发光机制。样品基于FIR技术的测温性能非常优异。最大相对灵敏度为1.136%K(303 K)。温度分辨率的最小值是0.03 K。所有结果表明,LaGeO:Er,Yb荧光粉可能在高灵敏性光学温度传感领域具有应用前景。(3)通过熔融淬冷法及热处理成功制备了Dy掺杂的YPO微晶玻璃。在348nm激发下,YPO:Dy微晶玻璃发射出483 nm的蓝光与575 nm的黄光。经过热处理之后,Dy离子的吸收强度和发射强度显著增强,表明YPO微晶的析出有利于玻璃的发光增强。此外,热处理以后Dy离子的H能级的荧光寿命也变长了。样品的黄色发射比蓝色发射强,且不同热处理温度对YPO:Dy微晶玻璃的色坐标及色温影响不大。上述结果表明,该微晶玻璃可能在黄色发光二极管中有潜在的应用前景。

关键词： Er3+ Yb3+ 锗酸盐上转换荧光粉温度传感微晶玻璃

β-环糊精多孔材料的制备及其模拟印染废水中亚甲基蓝的吸附性能

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现代纺织技术 2023年第3期31卷 172-181页

作者：郝星陈一航李妮马明波刘银丽浙江理工大学纺织科学与工程学院杭州310018 浙江理工大学绍兴柯桥研究院有限公司浙江绍兴312030 浙江省清洁染整技术研究重点实验室浙江绍兴312000

为了开发新型高效的吸附材料以实现对印染废水的高效处理,采用β-环糊精(β-CD)、甲基丙烯酸酐(MA)、对苯乙烯磺酸钠(SS)为原料,通过脱水缩合反应及碳碳双键加成反应制备含有磺酸基团(—SO_(3)H)多孔结构的β-环糊精基交联聚合物(S-M-β... 详细信息

为了开发新型高效的吸附材料以实现对印染废水的高效处理,采用β-环糊精(β-CD)、甲基丙烯酸酐(MA)、对苯乙烯磺酸钠(SS)为原料,通过脱水缩合反应及碳碳双键加成反应制备含有磺酸基团(—SO_(3)H)多孔结构的β-环糊精基交联聚合物(S-M-β-CD)。测试分析S-M-β-CD的微观结构特性以及对模拟印染废水中亚甲基蓝(MB)的吸附性能,结果表明:S-M-β-CD为表面粗糙的多孔纳米微球,表面富含羟基(—OH)和磺酸基团(—SO_(3)H),可以为MB提供大量的结合位点。S-M-β-CD对亚甲基蓝(MB)的吸附过程符合拟二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型,对MB表现出良好的循环吸-脱附性,经7次循环吸-脱附后,S-M-β-CD对MB的吸附效率可达98.15%。S-M-β-CD作为新型吸附材料,对实现印染废水的低成本、高效处理具有重要意义。

关键词： β-环糊精多孔材料印染废水吸附循环

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海上风电事故应急响应与处置技术研究

中国设备工程 2023年第24期 208-210页

作者：夏功辉陈一航揭阳前詹风电有限公司广东揭阳515225

本文通过对海上风电事故的分类和特点进行分析,总结了海上风电事故应急响应与处置的关键技术,并提出了一些改进和创新的建议,以提高海上风电事故应急响应与处置的效率和安全性。

关键词：海上风电事故应急响应事故处置技术研究

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红河油田地面常温集输技术

石化技术 2022年第6期29卷 85-89页

作者：陈俊亮陈一航中国石油化工股份有限公司华北油气分公司河南郑州450007 长江大学石油与天然气工程学院湖北武汉430199

红河油田面积2500km^(2),属致密低渗低产油田,采用水平井开发,单井产能初期平均10t/d,开发后期单井产能平均2.1t/d。油田所处位置沟、梁、塬、壑交错,地形地貌复杂,油田多采用单井单平台开发,为地面集输带来一定难度。为解决单井少产递... 详细信息

红河油田面积2500km^(2),属致密低渗低产油田,采用水平井开发,单井产能初期平均10t/d,开发后期单井产能平均2.1t/d。油田所处位置沟、梁、塬、壑交错,地形地貌复杂,油田多采用单井单平台开发,为地面集输带来一定难度。为解决单井少产递减快,井位相对分散的问题,利用原油为轻质—中质原油物性较好的特点,通过小井区试验和水力计算,选择了单井采用示功图计量、单管串接、常温密闭混输的集输工艺,原油在凝固点10℃左右输至增压站经加热输至转油站(联合站)再进联合站集中处理的三级布站与二级布站相结合的方式,较好地解决了红河油田开发原油地面集输的问题。

关键词：常温集输功图计量增压站转油站联合站

双锥型凹穴微通道超临界CO_(2)流动传热特性研究

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低温工程 2022年第4期 6-13页

作者：陈一航张引弟黄纪琛鞠慧心路达李颖楠司梦婷长江大学石油工程学院武汉430100 油气钻采工程湖北省重点实验室武汉430100

为实现印刷电路板式换热器(Printed circuit heat exchanger,PCHE)中超临界CO_(2)(Supercritical-CO_(2),S-CO_(2))高效低阻强化换热,提出一种基于处理表面强化换热技术的双锥型凹穴矩阵微通道模型。通过数值模拟不同锥体凹穴高径比、... 详细信息

为实现印刷电路板式换热器(Printed circuit heat exchanger,PCHE)中超临界CO_(2)(Supercritical-CO_(2),S-CO_(2))高效低阻强化换热,提出一种基于处理表面强化换热技术的双锥型凹穴矩阵微通道模型。通过数值模拟不同锥体凹穴高径比、环绕型与对称型排列方式对流动传热特性的影响,得到S-CO_(2)在500—850 K范围下,各通道范宁摩阻系数、对流传热系数和综合强化指数等参数随入口流速的变化规律,并引入壁面平均涡强对局部流动与换热机理进行分析。结果发现:对流传热系数随壁面平均涡强的增大而增大,且增加速率随入口速度的增加而增大;环绕型矩阵排列相较于对称型更有利于通道换热;结合综合强化指数,双锥型凹穴结构能实现通道高效低阻强化换热,高径比为2的模型换热性能最优;通过壁面平均涡强对凹穴流动与换热机理的分析,由于双锥型凹穴结构内涡流的增强,平均对流传热系数得到增强,且主要影响边界层附近的流动与换热。

关键词：印刷电路板式换热器超临界 CO_(2) 强化换热数值模拟壁面平均涡强

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多标记学习中基于交互表示的深度森林方法

软件学报 2024年第4期35卷 1934-1944页

作者：吕沈欢陈一赫姜远计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023 软件新技术与产业化协同创新中心(南京大学) 江苏南京210023

在多标记学习中,每个样本都与多个标记关联,关键任务是如何在构建模型时利用标记之间的相关性.多标记深度森林算法尝试在深度集成学习的框架下使用逐层的表示学习来挖掘标记之间的相关性,并利用得到的标记概率表示提升预测精度.然而,一... 详细信息

在多标记学习中,每个样本都与多个标记关联,关键任务是如何在构建模型时利用标记之间的相关性.多标记深度森林算法尝试在深度集成学习的框架下使用逐层的表示学习来挖掘标记之间的相关性,并利用得到的标记概率表示提升预测精度.然而,一方面标记概率表示与标记信息高度相关,这会导致其多样性较低.随着深度森林的深度增加,性能会下降.另一方面,标记概率的计算需要我们存储所有层数的森林结构并在测试阶段逐一使用,这会造成难以承受的计算和存储开销.针对这些问题,提出基于交互表示的多标记深度森林算法(interactionrepresentation-based multi-label deep forest,iMLDF).iMLDF从森林模型的决策路径中挖掘特征空间中的结构信息,利用随机交互树抽取决策树路径中的特征交互,分别得到特征置信度得分和标记概率分布两种交互表示.iMLDF一方面充分利用模型中的特征结构信息来丰富标记间的相关信息,另一方面通过交互表达式计算所有的表示,从而使得算法无需存储森林结构,大大地提升了计算效率.实验结果表明:在交互表示基础上进行表示学习的i MLDF算法取得了更好的预测性能,而且针对样本较多的数据集,计算效率比MLDF算法提升了一个数量级.

关键词：深度森林多标记学习特征交互标记相关性表示学习