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Artificial intelligence optimization and controllable slow-release iron sulfide realizes efficient separation of copper and arsenic in strongly acidic wastewater

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Journal of Environmental Sciences 2024年第5期139卷 293-307页

作者： Xingfei Zhang chenglong lu Jia Tian Liqiang Zeng Yufeng Wang Wei Sun Haisheng Han Jianhua Kang School of Minerals Processing and Bioengineering Central South UniversityChangsha 410083China Centre for Mined Land Rehabilitation Sustainable Minerals InstituteThe University of QueenslandBrisbane 4072Australia

Iron sulfide(FeS)is a promising material for separating copper and arsenic from strongly acidic wastewater due to its S^(2-)slow-release effect.However,uncertainties arise because of the constant changes in wastewater composition,affecting the selection of operating parameters and FeS types.In this study,the aging method was first used to prepare various controllable FeS nanoparticles to weaken the arsenic removal ability without affecting the copper removal.Orthogonal experiments were conducted,and the results identified the Cu/As ratio,H_(2)SO_(4) concentration,and FeS dosage as the three main factors influencing the separation efficiency.The backpropagation artificial neural network(BP-ANN)model was established to determine the relationship between the influencing factors and the separation efficiency.The correlation coefficient(R)of overall model was 0.9923 after optimizing using genetic algorithm(GA).The BP-GA model was also solved using GA under specific constraints,predicting the best solution for the separation process in real-time.The predicted results show that the high temperature and long aging time of FeS were necessary to gain high separation efficiency,and the maximum separation factor can reached 1,400.This study provides a suitable sulfurizing material and a set of methods and models with robust flexibility that can successfully predict the separation efficiency of copper and arsenic from highly acidic environments.

关键词： FeS nanoparticles Aging Sulfide precipitation Orthogonal experiment Artificial neural network Prediction

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An in-situ generated composite solid-state electrolyte towards high-voltage lithium metal batteries

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Science China Chemistry 2022年第5期65卷 934-942页

作者： Qinglei Wang Tiantian Dong Qian Zhou Zili Cui Xuehui Shangguan chenglong lu Zhaolin Lv Kai Chen Lang Huang Huanrui Zhang Guanglei Cui Qingdao Industrial Energy Storage Research Institute Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess TechnologyChinese Academy of SciencesQingdao 266100China School of Materials Science and Engineering Linyi UniversityLinyi 276000China School of Materials Science and Engineering Ocean University of ChinaQingdao 266042China

The solid-state electrolyte(SSE) has promising applications in next-generation lithium(Li) metal batteries(LMBs) because of its significantly enhanced safety and more compatible interface characteristics than flammable traditional liquid electrolytes.However,only a few attempts have achieved high-performance high-voltage LMBs,which is attributed to the fact that both high ionic conductivity and good compatibility with electrodes can hardly be achieved simultaneously.Herein,a composite solid-state electrolyte(CSE) based on star-shaped siloxane-based polymer electrolyte coupled with Li_(6.75)La_(3)Zr_(1.75)Ta_(0.25)O_(12)(LLZTO)ceramic fillers is designed and prepared through a facile in-situ polymerization method.The obtained CSE exhibits high ionic conductivity(i.e.,1.68 × 10^(-4) S cm^(-1) at a temperature of 60 ℃),superior anodic stability,and high Li-ion transference number(i.e.,0.53) because of the multifunctional synergistic effect of the polymer electrolyte with LLZTO ceramic fillers.Moreover,the as-developed CSE shows excellent compatibility with Li anodes.As a result,the as-developed CSE enables the development of long-life 4.4-V-class solid-state LMBs with a Li CoO_(2) cathode,with 79.7% capacity retention and 99.74% average Coulombic efficiency after 500 cycles at a 0.5 C rate.Postmortem analysis of cycled batteries confirms that such superior battery performance can be mainly ascribed to the formation of a compatible electrode/electrolyte interface.Furthermore,excellent safety features can be observed in LiCoO_(2)/Li pouch batteries.This work provides an important guide for the rational design of SSEs for high-voltage LMBs.

关键词： composite solid-state electrolyte in-situ lithium metal batteries high-voltage

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A polymer electrolyte with a thermally induced interfacial ion-blocking function enables safety-enhanced lithium metal batteries

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eScience 2022年第2期2卷 201-208页

作者： Huanrui Zhang Lang Huang Hantao Xu Xiaohu Zhang Zhou Chen Chenhui Gao chenglong lu Zhi Liu Meifang Jiang Guanglei Cui Qingdao Industrial Energy Storage Research Institute Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess TechnologyChinese Academy of SciencesNo.189 Songling RoadQingdao266101China College of Chemistry and Chemical Engineering Yantai UniversityYantai264005China School of Future Technology University of Chinese Academy of SciencesChina

Lithium metal batteries(LMBs)have recently been revitalized as one of the most promising electrochemical energy storage systems,owing to the ultrahigh specific capacity(3860 mAh g^(-1))and ultralow potential(-3.04 V vs.standard hydrogen electrode)of lithium metal anodes.However,safety hazards originating from lithium dendrite growth and pulverization during cycling and thermal stimulation present significant challenges to the practical application of LMBs.To address this issue,we have developed an in situ polymer electrolyte with thermally induced interfacial ion-blocking ability.We demonstrate that the repolymerization and deposition of residual vinylene carbonate in the as-prepared electrolyte under thermal abuse predominantly results in thermally induced ion blocking at the solid electrolyte interface,thus achieving superior LMB safety.The developed polymer electrolyte also yields superior cyclability in LMBs.This design philosophy provides a good paradigm for improving the safety of LMBs.

关键词： Lithium metal battery Polymer electrolyte Interfacial ion-blocking ability Battery safety

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锈蚀对钢筋与混凝土之间粘结性能影响研究综述

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材料导报 2024年第S1期38卷 220-231页

作者：黄晋卢微然殷成龙付传清浙江树人学院城建学院杭州310015 浙江工业大学土木工程学院杭州310014

钢筋锈蚀导致横截面积减少,同时锈蚀产物体积膨胀导致混凝土开裂和剥落,影响混凝土与钢筋的粘结能力,对混凝土结构的承载能力和使用寿命产生影响。本文基于国内外广泛的研究成果,分析了不同钢筋锈蚀实验方法的优劣和适用性。对于锈蚀钢... 详细信息

钢筋锈蚀导致横截面积减少,同时锈蚀产物体积膨胀导致混凝土开裂和剥落,影响混凝土与钢筋的粘结能力,对混凝土结构的承载能力和使用寿命产生影响。本文基于国内外广泛的研究成果,分析了不同钢筋锈蚀实验方法的优劣和适用性。对于锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能,探讨了中心拉拔试验、偏心拉拔试验和梁式试验的优劣。分别研究了纵筋和箍筋锈蚀对粘结强度的影响,并构建了以钢筋锈蚀率为基础的粘结强度退化模型。锈蚀导致的表面裂缝宽度是评估粘结强度的理想参数,然而基于裂缝宽度的粘结强度退化模型仍然相对较少。在锈蚀钢筋粘结应力-滑移本构模型方面,对未锈蚀和锈蚀钢筋混凝土构件的粘结-滑移关系进行了阐述,然而由于锈蚀钢筋的粘结-滑移曲线测试数据有限,上述模型的可靠性尚未得到验证。本文综述了国内外有关钢筋锈蚀方法和锈蚀钢筋混凝土构件粘结性能的研究方法,分析了纵筋和箍筋锈蚀对粘结强度退化的影响,并归纳总结了基于钢筋锈蚀率和构件表面锈胀裂缝宽度的粘结强度退化模型、以及钢筋混凝土构件粘结-滑移本构关系的最新研究成果。同时,分析了现有研究的不足之处,旨在为未来的钢筋混凝土粘结性能研究提供参考。

关键词：钢筋锈蚀方法粘结强度试验方法粘结强度退化模型粘结应力-滑移本构关系

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A phase inversion based sponge-like polysulfonamide/SiO_2 composite separator for high performance lithium-ion batteries

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2018年第6期26卷 1292-1299页

作者： Xiao Wang Gaojie Xu Qingfu Wang chenglong lu Chengzhong Zong Jianjun Zhang Liping Yue Guanglei Cui School of Polymer Science and Engineering Qingdao University of Science and Technology Qingdao Industrial Energy Storage Research Institute Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess TechnologyChinese Academy of Sciences

In this work,a sponge-like polysulfonamide(PSA)/SiO_2 composite membrane is unprecedentedly prepared by the phase inversion method,and successfully demonstrated as a novel separator of lithium-ion batteries(LIBs).Compared to the commercial polypropylene(PP) separator,the sponge-like PSA/SiO_2 composite possesses better physical and electrochemical properties,such as higher porosity,ionic conductivity,thermal stability and flame retarding ability.The LiCoO_2/Li half-cells using the sponge-like composite separator demonstrate superior rate capability and cyclability over those using the commercial PP separator.Moreover,the sponge-like composite separator can ensure the normal operation of LiCoO_2/Li half-cell at an extremely high temperature of 90 °C,while the commercial PP separator cannot.All these encouraging results suggest that this phase inversion based sponge-like PSA/SiO_2 composite separator is really a promising separator for high performance LIBs.

关键词：锂离子电池海绵合成隔板倒置电气化学热稳定性 PSA

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An insight into failure mechanism of NASICON-structured Na3V2（PO4）3 in hybrid aqueous rechargeable battery

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Journal of Energy Chemistry 2019年第5期28卷 1-7页

作者： Xinxin Zhang Jun Ma Pu Hu Bingbing Chen chenglong lu Xinhong Zhou Pengxian Han Lihua Chen Guanglei Cui College of Chemistry and Molecular Engineering Qingdao University of Science & TechnologyQingdao 266042ShandongChina Qingdao Industrial Energy Storage Research Institute Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess TechnologyChinese Academy of SciencesQingdao 266101ShandongChina Department of Mechanical & Areospace Engineering University of FloridaGainesville 32611FLUSA

NASICON (Na-super-ionic-conductors)-structured materials have attracted extensive research interest due to their great application potential in secondary batteries. However, the mechanism of capacity fading for NASICON-structured electrode materials has been rarely studied. In this paper, we synthesized the NASICON-structured Na3V2(PO4)3/C composite by simple sol-gel and high-temperature solid-phase method and investigated its electrochemical performance in Na-Zn hybrid aqueous rechargeable batteries. After characterizing the structure, morphology and composition variations as well as the interfacial resistance changes of Na3V2(PO4)3/C cathode during cycling, we propose a mechanical and interfacial degradation mechanism for capacity fading of NASICON-structured Na3V2(PO4)3/C in Na-Zn hybrid aqueous rechargeable batteries. This work will shed light on enhancing the mechanical and in terfacial stability of NASICON-structured Na3V2(PO4)3/C in Na-Zn hybrid aqueous rechargeable batteries.

关键词： Mechanical degradation Na3V2(PO4)3 Zn metal anode Hybrid aqueous battery Failure mechanism

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双目成像技术在特种设备检验中的应用

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起重运输机械 2024年第6期 71-76页

作者：路成龙肖昀孙勇南京市特种设备安全监督检验研究院南京210002

针对传统特种设备检验方法存在效率低下、精度不高以及无法溯源记录的缺点,文中提出了一种基于双目成像技术的距离测量方法。该方法能够应用于场(厂)车制动距离检测以及电梯极限开关检测中,同时可以设计成音像记录装置进行记录特种设备... 详细信息

针对传统特种设备检验方法存在效率低下、精度不高以及无法溯源记录的缺点,文中提出了一种基于双目成像技术的距离测量方法。该方法能够应用于场(厂)车制动距离检测以及电梯极限开关检测中,同时可以设计成音像记录装置进行记录特种设备部件动作及检验过程,具有广阔的应用前景。

关键词：双目成像制动距离极限开关音像记录检验

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基于生物信息学分析COL1A1在脑胶质瘤中的表达及临床意义

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右江医学 2024年第4期52卷 296-302页

作者：曾叶旻虓蔡成龙陆潞右江民族医学院附属医院关节外科老年骨科广西百色533000 右江民族医学院研究生学院广西百色533000

目的研究COL1A1基因在脑胶质瘤中的表达情况并分析该基因与脑胶质瘤患者临床特征及预后的关系,同时探究COL1A1的免疫抑制靶点,为今后脑胶质瘤免疫治疗研究提供理论基础。方法从中国胶质瘤基因组图谱(CGGA)、癌症和肿瘤基因图谱(TCGA)官... 详细信息

目的研究COL1A1基因在脑胶质瘤中的表达情况并分析该基因与脑胶质瘤患者临床特征及预后的关系,同时探究COL1A1的免疫抑制靶点,为今后脑胶质瘤免疫治疗研究提供理论基础。方法从中国胶质瘤基因组图谱(CGGA)、癌症和肿瘤基因图谱(TCGA)官方数据库中下载脑胶质瘤的基因表达谱与临床资料数据。使用GraphPad Prism 9软件分析COL1A1与脑胶质瘤分期关系。使用R4.1.2软件及R Studio软件绘制Pheatmap、Heatmap、Ggplot2、Circos图分析COL1A1的表达与脑胶质瘤患者临床信息、预后以及免疫抑制靶点的关系。使用GO、KEGG富集分析研究COL1A1基因功能。使用GSVA富集方法分析脑胶质瘤中特定基因集的富集分数。使用STRING数据库分析与COL1A1基因相互作用的基因网格数。结果WHOⅢ期患者的COL1A1基因表达量显著高于WHOⅠ期和WHOⅡ期的患者,差异均有统计学意义(DataSetmRNAseq_325,Plular region)、内质网内腔(endoplasmic reticulum lumen)、细胞外间隙(extracellular space)、细胞外基质结构成分(extracellular matrix structural constituent)、细胞胶原结合(collagen binding)、整合素结合蛋白(integrin binding)发挥其生物学功能。GSVA富集分析结果符合GO、KEGG分析结果,COL1A1基因表达与上述基因功能呈正相关。Circos图提示,与脑胶质瘤最密切的免疫检查点是信号调节蛋白(SIRP)。STRING数据库结果显示,与COL1A1基因相互作用的基因共有10个。结论COL1A1基因与脑胶质瘤分期密切相关,与患者预后、疾病的恶性进展特征有关,可作为胶质瘤潜在的分子标志物。

关键词：脑胶质瘤 COL1A1基因生存预后

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交变电场对储藏中毛油氧化及酚酸的影响

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中国粮油学报 2024年第5期39卷 29-36页

作者：邹真王成龙庞林江路兴花尹丽卿浙江农林大学食品与健康学院杭州311300

为探索交变电场处理对食用毛油氧化的影响规律以及潜在的内在因素,采用交变电场处理大豆和菜籽毛油,研究其储藏期间的主要酚酸含量变化及其与氧化特征的关系。结果表明,与对照相比,交变电场处理可显著抑制油脂过氧化值(POV)升高,减缓氧... 详细信息

为探索交变电场处理对食用毛油氧化的影响规律以及潜在的内在因素,采用交变电场处理大豆和菜籽毛油,研究其储藏期间的主要酚酸含量变化及其与氧化特征的关系。结果表明,与对照相比,交变电场处理可显著抑制油脂过氧化值(POV)升高,减缓氧化;在储藏期间电场处理大豆和菜籽毛油的主要酚酸质量显著降低了20.1%和25.2%;大豆毛油中对羟基苯甲酸、丁香酸、香草醛和芥子酸质量分别降低了18.4%、6.5%、46.8%和21.4%,菜籽毛油中对羟基苯甲酸、丁香酸、香草醛和芥子酸质量分别降低了56.0%、42.5%、3.0%和23.6%。对照组大豆和菜籽毛油POV与各酚酸组分含量具有不同程度的正相关,而电场处理几乎相反,尤其是大豆毛油POV与芥子酸和香草醛含量呈显著负相关,菜籽毛油POV与芥子酸含量呈极显著负相关。交变电场处理促进了毛油中酚酸的消耗,延缓了油脂的氧化。

关键词：食用毛油储藏交变电场酚酸油脂氧化

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高校山地救援救护人员功能性体能训练指标构建与实证研究

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体育科技文献通报 2024年第1期32卷 262-264,276页

作者：史伟祝成龙陆涛贵州医科大学贵州贵阳550025

目的:依据山地救援救护专业的特点,对高校山地救援救护专业功能性体能训练指标体系进行实践研究。方法:运用文献资料法、专家访谈法、实验法和数理统计法等研究方法,以2019级山地救援救护方向男生36人为研究对象,构建17项功能性体能训... 详细信息

目的:依据山地救援救护专业的特点,对高校山地救援救护专业功能性体能训练指标体系进行实践研究。方法:运用文献资料法、专家访谈法、实验法和数理统计法等研究方法,以2019级山地救援救护方向男生36人为研究对象,构建17项功能性体能训练测试指标和5项技能素质测试指标,对实验中的数据进行组间独立样本配对t检验对比。结果显示:经过12周的实验,实验前17项体能指标和5项救援技能素质指标成绩与实验后测试成绩对比呈非常显著性差异(P<0.01)。功能性体能训练能够预防受伤,较好地提高救援人员动作效率、心肺功能、核心控制能力和柔韧性等方面的表现,提高动力链的能量传递效率;更加符合人体解剖学、生理学和生物力学特点,有助于提升救援人员的体能与技能水平。

关键词：山地救援救护功能性体能训练核心力量训练技能素质

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