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Advances in Mn‑Based Electrode Materials for Aqueous Sodium‑Ion Batteries

纳微快报:英文版 2023年第11期15卷 19-60页

作者： changsheng ding Zhang Chen Chuanxiang Cao Yu Liu Yanfeng Gao School of Materials Science and Engineering Shanghai UniversityShanghai 200444People’s Republic of China Shanghai Institute of Ceramics Chinese Academy of SciencesShanghai 200050People’s Republic of China Key Laboratory of Comprehensive and Highly Efficient Utilization of Salt Lake Resources Qinghai Institute of Salt LakesChinese Academy of SciencesXining 81000People’s Republic of China

Aqueous sodium-ion batteries have attracted extensive attention for large-scale energy storage applications,due to abundant sodium resources,low cost,intrinsic safety of aqueous electrolytes and eco-friendliness.The electrochemical performance of aqueous sodium-ion batteries is affected by the properties of electrode materials and electrolytes.Among various electrode materials,Mn-based electrode materials have attracted tremendous attention because of the abundance of Mn,low cost,nontoxicity,eco-friendliness and interesting electrochemical performance.Aqueous electrolytes having narrow electrochemical window also affect the electrochemical performance of Mn-based electrode materials.In this review,we introduce systematically Mn-based electrode materials for aqueous sodium-ion batteries from cathode and anode materials and offer a comprehensive overview about their recent development.These Mn-based materials include oxides,Prussian blue analogues and polyanion compounds.We summarize and discuss the composition,crystal structure,morphology and electrochemical properties of Mn-based electrode materials.The improvement methods based on electrolyte optimization,element doping or substitution,optimization of morphology and carbon modification are highlighted.The perspectives of Mn-based electrode materials for future studies are also provided.We believe this review is important and helpful to explore and apply Mn-based electrode materials in aqueous sodium-ion batteries.

关键词： Sodium-ion batteries Aqueous electrolytes Mn-based electrode materials Electrochemical performance Improvement methods

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Mechanical Behavior Based on Aggregates Microstructure of Ultra-high Performance Concrete

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2024年第3期39卷 673-681页

作者：丁庆军 ZHOU changsheng 张高展 GUO Hong LI Yang ZHANG Yongyuan GUO Kaizheng School of Materials Science and Engineering Wuhan University of TechnologyWuhan 430070China Advanced Building Materials Key Laboratory of Anhui Province School of Material Science and Chemical EngineeringAnhui Jianzhu UniversityHefei 230601China China Railway 17th Bureau Group Co. Ltd.Taiyuan 030006China

We developed ultra-high performance concrete(UHPC)incorporating mullite sand and brown corundum sand(BCS),and the quartz sand UHPC was utilized to prepare for comparison.The properties of compressive strength,elastic modulus,ultrasonic pulse velocity,flexural strength,and toughness were investigated.Scanning electron microscopy and nanoindentation were also conducted to reveal the underlying mechanisms affecting macroscopic performance.Due to the superior interface bonding properties between mullite sand and matrix,the compressive strength and flexural toughness of UHPC have been significantly improved.Mullite sand and BCS aggregates have higher stiffness than quartz sand,contributing to the excellent elastic modulus exhibited by UHPC.The stiffness and volume of aggregates have a more significant impact on the elastic modulus of UHPC than interface performance,and the latter contributes more to the strength of UHPC.This study will provide a reference for developing UHPC with superior elastic modulus for structural engineering.

关键词： ultra-high performance concrete mechanical properties fine aggregates microstructure nanoindentation

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环鄱阳湖城市群“三生”用地转型的生态环境效应及其地形梯度分析

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水土保持研究 2024年第1期31卷 315-326页

作者：丁孝媛叶长盛东华理工大学地球科学学院南昌330013

[目的]准确评估“三生”用地转型对生态环境质量的影响,可为国土空间优化和区域高质量发展提供科学依据。[方法]基于环鄱阳湖城市群2000年、2010年、2020年的土地利用数据,使用土地转移矩阵、生态环境质量指数、地形分布指数等方法,分... 详细信息

[目的]准确评估“三生”用地转型对生态环境质量的影响,可为国土空间优化和区域高质量发展提供科学依据。[方法]基于环鄱阳湖城市群2000年、2010年、2020年的土地利用数据,使用土地转移矩阵、生态环境质量指数、地形分布指数等方法,分析了“三生”用地转型过程、生态环境效应及其梯度分异特征。[结果](1) 2000—2020年环鄱阳湖城市群生活用地大幅增长(1 063.45 km^(2)),生态用地持续减少(997.41 km^(2)),生产用地总体上保持稳定,主要的用地转型模式为城镇生活用地和工矿生产用地对农业生产用地和林地生态用地的侵占。(2)时序变化上,2000—2010年,随着工矿生产用地和城乡生活用地的扩张,生态环境质量指数由1.428下降至1.424;2010—2020年,伴随着生态用地的恢复以及城镇生活用地和工矿生产用地内部格局的不断优化,生态环境质量指数由1.424升至1.447。(3)空间分布上,整体上呈现“东西高、中部低”的空间分布格局,形成了以南昌大都市圈为中心的中部生态环境质量低值区和以宜春市、景德镇市、上饶市为中心的东西部生态环境质量高值区。(4)随着地形梯度的上升,低质量区的分布指数下降,高等级质量区逐渐呈优势分布;2000—2020年,低质量区趋向于向高地形梯度转移,较高质量区和高质量区的下移趋势明显。[结论]20年间研究区的生态环境质量整体向好,空间分布差异较大。土地利用转型导致了用地属性及其空间格局的双重变化,建议在布局各类用地时,既要注重对生产、生活用地的“总量控制”,又要保证生态用地的完整性和连通性。

关键词：土地利用转型生态环境质量梯度分异环鄱阳湖城市群

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环鄱阳湖城市群土地利用功能转型及其驱动机制

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农业工程学报 2024年第7期40卷 298-308页

作者：丁孝媛叶长盛胡海平肖蔚刘金花东华理工大学地球科学学院南昌330013

快速城镇化背景下,推进土地利用高质量转型是实现区域可持续协同发展的重要路径。该研究基于土地利用主导功能,运用综合指数法、耦合协调度模型和时空地理加权回归模型(geographically and temporally weighted regression,GTWR)等方法... 详细信息

快速城镇化背景下,推进土地利用高质量转型是实现区域可持续协同发展的重要路径。该研究基于土地利用主导功能,运用综合指数法、耦合协调度模型和时空地理加权回归模型(geographically and temporally weighted regression,GTWR)等方法,分析了环鄱阳湖城市群土地利用功能转型的时空演变特征、耦合协调水平及其驱动机制。结果表明:1)2000—2020年,环鄱阳湖城市群土地利用功能指数从0.20上升到0.55,持续优化提升,但总体上处于中低水平,土地利用功能水平表现为阶段性的变化特征;土地利用功能指数逐渐呈现出中西高、东部低的空间格局。2)生产-生活-生态功能及生产-生活功能的协调度指数持续上升,其余耦合度及协调度指数均呈波动发展的趋势,耦合协调度指数呈现中部和西南部高、东北和西北部低的空间分布格局;以低质量转型为主,平均占比约为50%,功能转型质量有所提升,中西部区县的土地利用功能转型质量要明显优于北部和东部区县。3)不同影响因子的驱动作用存在显著的空间差异。人口密度和城镇化水平的正向驱动作用持续增强,二三产业占比的负向驱动作用增强,人均GDP、人均固定资产投资和人均粮食产量的影响力趋于减弱。应根据各区县土地利用功能的转型阶段,实行差别化的发展政策,补齐区县发展短板,提升功能系统间的耦合协调度。研究结果可为提高区域用地效率,促进土地利用多功能协同发展提供参考和决策依据。

关键词：土地利用功能转型时空格局耦合协调关系驱动机制环鄱阳湖城市群

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艾司氯胺酮复合不同剂量瑞马唑仑用于患儿麻醉诱导的效果

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中华麻醉学杂志 2024年第3期44卷 349-352页

作者：姬乐婷杜宁宁丁宁董正华刘博李长生郑州大学第三附属医院麻醉科郑州450052

目的评价艾司氯胺酮复合不同剂量瑞马唑仑用于患儿麻醉诱导的效果。方法择期行喉罩全身麻醉患儿160例,年龄3~6岁,性别不限,ASA分级Ⅰ或Ⅱ级,体质量指数13~20 kg/m2,采用随机数字表法将患儿分为4组(n=40):艾司氯胺酮复合丙泊酚组(KP组)... 详细信息

目的评价艾司氯胺酮复合不同剂量瑞马唑仑用于患儿麻醉诱导的效果。方法择期行喉罩全身麻醉患儿160例,年龄3~6岁,性别不限,ASA分级Ⅰ或Ⅱ级,体质量指数13~20 kg/m2,采用随机数字表法将患儿分为4组(n=40):艾司氯胺酮复合丙泊酚组(KP组)和艾司氯胺酮复合不同剂量瑞马唑仑(0.2、0.3、0.4 mg/kg)组(KR1组、KR2组和KR3组)。患儿在预麻间静脉注射艾司氯胺酮0.8 mg/kg。入手术室后KP组静脉注射丙泊酚2.5 mg/kg,KR1组、KR2组和KR3组分别静脉注射瑞马唑仑0.2、0.3和0.4 mg/kg,待患儿意识消失,改良警觉镇静评分(MOAA/S评分)0.05)。4组呃逆发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论艾司氯胺酮0.8 mg/kg复合瑞马唑仑0.4 mg/kg可安全有效地用于患儿麻醉诱导,对呼吸、循环抑制作用较艾司氯胺酮复合丙泊酚减轻。

关键词：苯二氮䓬类儿童艾司氯胺酮麻醉诱导

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瑞马唑仑和丙泊酚用于宫腔镜检查术镇静效应的相互作用

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中华麻醉学杂志 2024年第2期44卷 204-208页

作者：姬乐婷郝佩佩丁宁杜宁宁朱广超李长生魏晓永郑州大学第三附属医院麻醉科郑州450052

目的评价瑞马唑仑和丙泊酚用于宫腔镜检查术镇静效应的相互作用。方法拟行宫腔镜检查术患者,年龄20~45岁,BMI 18~28 kg/m^(2),ASA分级Ⅰ或Ⅱ级,试验分两步进行,用序贯法确定A组(瑞马唑仑)和B组(丙泊酚)的半数有效剂量(ED_(50));以A组和... 详细信息

目的评价瑞马唑仑和丙泊酚用于宫腔镜检查术镇静效应的相互作用。方法拟行宫腔镜检查术患者,年龄20~45岁,BMI 18~28 kg/m^(2),ASA分级Ⅰ或Ⅱ级,试验分两步进行,用序贯法确定A组(瑞马唑仑)和B组(丙泊酚)的半数有效剂量(ED_(50));以A组和B组获得的ED_(50)为标准确定C组(0.25×瑞马唑仑ED_(50)+0.75×丙泊酚ED_(50)为起始剂量)、D组(0.5×瑞马唑仑ED_(50)+0.5×丙泊酚ED_(50)为起始剂量)和E组(0.75×瑞马唑仑ED_(50)+0.25×丙泊酚ED_(50)为起始剂量)复合用药方案,用序贯法确定C组、D组和E组丙泊酚和瑞马唑仑复合用药时丙泊酚的ED_(50)。采用等辐射分析法分析两药镇静效应的相互作用,计算相互作用系数及两者协同作用剂量配比。结果 A组瑞马唑仑ED_(50)为0.180 mg/kg,B组丙泊酚ED_(50)为1.167 mg/kg,等辐射分析结果显示,瑞马唑仑和丙泊酚具有协同作用,当瑞马唑仑0.045、0.090、0.135 mg/kg与丙泊酚0.546、0.288、0.160 mg/kg复合使用时,相互作用系数分别为:1.393、1.339、1.127,瑞马唑仑和丙泊酚协同作用剂量配比为1.0∶(3.2~12.0)。结论瑞马唑仑和丙泊酚用于宫腔镜检查术的镇静效应具有协同作用,剂量配比为1.0∶(3.2~12.0)。

关键词：苯二氮类二异丙酚宫腔镜检查催眠药和镇静药药物相互作用

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颗粒级配对重结晶SiC蜂窝陶瓷显微结构与力学性能的影响

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耐火材料 2024年第2期58卷 127-131页

作者：闵昌胜董博余超邓承继邢广超丁军刘浩祝洪喜武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081

以不同粒径(0.5、25、38和45μm)α-SiC粉末为原料,采用重结晶烧结工艺制备碳化硅蜂窝陶瓷,探究了颗粒级配对重结晶碳化硅(R-SiC)显微形貌、孔径分布及物理性能的影响。结果表明:1)经2200℃保温1 h烧成后,与仅添加25、0.5μm双粒径颗粒... 详细信息

以不同粒径(0.5、25、38和45μm)α-SiC粉末为原料,采用重结晶烧结工艺制备碳化硅蜂窝陶瓷,探究了颗粒级配对重结晶碳化硅(R-SiC)显微形貌、孔径分布及物理性能的影响。结果表明:1)经2200℃保温1 h烧成后,与仅添加25、0.5μm双粒径颗粒级配相比,随着38和45μm粒径α-SiC的逐步引入,R-SiC蜂窝陶瓷的烧结致密度无明显变化,但R-SiC粗颗粒间的平均烧结颈面积增大,中位孔径提高且孔径分布更为集中。2)当α-SiC原料的颗粒级配为25、0.5、38μm三种粒径时,R-SiC蜂窝陶瓷力学性能达到最优,其常温抗压强度、体积密度、显气孔率分别为18.0 MPa、1.81 g·cm^(-3)、40.8%。

关键词：重结晶碳化硅蜂窝陶瓷烧结颈气孔特性力学性能

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Wheel Setting Error Modeling and Compensation for Arc Envelope Grinding of Large-Aperture Aspherical Optics

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2022年第5期35卷 87-99页

作者： changsheng Li Lin Sun Zhaoxiang Chen Jianfang Chen Qijing Lin Jianjun ding Zhuangde Jiang State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China School of Mechanical Engineering Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China Shaanxi Qinchuan Precision CNC Machine Tool Engineering Research Co Xi’an 710018China

Precision grinding is a key process for realizing the use of large-aperture aspherical optical elements in laser nuclear fusion devices,large-aperture astronomical telescopes,and high-resolution space cameras.In this study,the arc envelope grinding process of large-aperture aspherical optics is investigated using a CM1500 precision grinding machine with a maximum machinable diameter ofΦ1500 mm.The form error of the aspherical workpiece induced by wheel setting errors is analytically modeled for both parallel and cross grinding.Results show that the form error is more sensitive to the wheel setting error along the feed direction than that along the lateral direction.It is a bilinear function of the feed-direction wheel setting error and the distance to the optical axis.Based on the error function above,a method to determine the wheel setting error is proposed.Subsequently,grinding tests are performed with the wheels aligned accurately.Using a newly proposed partial error compensation method with an appropriate compensation factor,a form error of 3.4μm peak-to-valley(PV)for aΦ400 mm elliptical K9 glass surface is achieved.

关键词： Aspherical optics Wheel setting Arc envelope grinding Form error Large aperture

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Pressure and flowrate distribution in central exhaust shaft with multiple randomly operating range hoods

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Building Simulation 2022年第1期15卷 149-165页

作者： Lingjie Zeng Leqi Tong Jun Gao Bowen Du Chengquan Zhang Lipeng Lv changsheng Cao Xihui ding College of Environmental Science and Engineering Tongji UniversityShanghai 200092China School of Mechanical Engineering Tongji UniversityShanghai 200092China Department of civil and mineral engineering University of TorontoTorontoCanada

Central flues are now commonly adopted in high-rise residential buildings in China for cooking oil fumes(COF)exhaust.Range hoods of all floors are connected to the central shaft,where oil fumes were gathered and exhausted through the outlet at the building roof.As households may cook and use their range hood at random periods,there is great uncertainty of the amount of COF being exhausted.In addition,users can often adjust the exhaust rate of the range hood according to their needs.As a result,thousands of possible operating conditions consisting of distinct combinations of on/off conditions and fan speed occur randomly in the central COF exhaust system,causing the exhaust performance to vary considerably from condition to condition.This work developed a mathematical model for characterizing the operation of the central COF exhaust system in a high-rise residential building as well as its iterative solving method.Full-scale tests coupled with CFD simulation referring to a real 30-floor building were conducted to validate the proposed model.The results show that the model agreed well with the CFD and experimental data under various system operating conditions.Moreover,the Monte-Carlo method was introduced to simulate the random operating characteristics of the system,and a hundred thousand cases corresponding to distinct system operating conditions were sampled and statistically analyzed.

关键词： central exhaust shaft building ventilation range hood high-rise residential building randomly operating Monte-Carlo simulation

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A Broad Range Triboelectric Stiffness Sensor for Variable Inclusions Recognition

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Nano-Micro Letters 2023年第12期15卷 298-309页

作者： Ziyi Zhao Zhentan Quan Huaze Tang Qinghao Xu Hongfa Zhao Zihan Wang Ziwu Song Shoujie Li Ishara Dharmasena changsheng Wu Wenbo ding Tsinghua‑Berkeley Shenzhen Institute Institute of Data and InformationShenzhen International Graduate SchoolTsinghua UniversityShenzhen 518055People’s Republic of China Institute of Ocean Engineering Shenzhen International Graduate SchoolTsinghua UniversityShenzhen 518055People’s Republic of China Wolfson School of Mechanical Electrical and Manufacturing Engineering Loughborough UniversityLoughborough LE113TUUK Department of Materials Science and Engineering National University of SingaporeSingapore 117575Singapore RISC-V International Open Source Laboratory 518055 ShenzhenPeople’s Republic of China

With the development of artificial intelligence,stiffness sensors are extensively utilized in various fields,and their integration with robots for automated palpation has gained significant attention.This study presents a broad range self-powered stiffness sensor based on the triboelectric nanogenerator(Stiff-TENG)for variable inclusions in soft objects detection.The Stiff-TENG employs a stacked structure comprising an indium tin oxide film,an elastic sponge,a fluorinated ethylene propylene film with a conductive ink electrode,and two acrylic pieces with a shielding layer.Through the decoupling method,the Stiff-TENG achieves stiffness detection of objects within 1.0 s.The output performance and characteristics of the TENG for different stiffness objects under 4 mm displacement are analyzed.The Stiff-TENG is successfully used to detect the heterogeneous stiffness structures,enabling effective recognition of variable inclusions in soft object,reaching a recognition accuracy of 99.7%.Furthermore,its adaptability makes it well-suited for the detection of pathological conditions within the human body,as pathological tissues often exhibit changes in the stiffness of internal organs.This research highlights the innovative applications of TENG and thereby showcases its immense potential in healthcare applications such as palpation which assesses pathological conditions based on organ stiffness.

关键词： Stiffness sensor Decoupling method Heterogeneous stiffness Variable inclusions Healthcare applications

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