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Comprehensive reutilization of herbal waste:Coproduction of magnolol,honokiol,and β-amyrin from Magnolia officinalis residue

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Green Energy & Environment 2024年第2期9卷 403-412页

作者： Lukun Xiao Anyi Zhao Jie Qiu An Liu Sha Chen Jinzhu Jiang Jun Zhang Cong Guo jipeng Di Jintang cheng Chang Chen Kangxin Hou Aiping Zhang Yan Liu Caixia Wang Institute of Chinese Materia Medica China Academy of Chinese Medical SciencesBeijing100700China School of Pharmacy Shanxi Medical UniversityTaiyuan030001China

Herbal extraction residues(HERs)cause serious environmental pollution and resource waste.In this study,a novel green route was designed for the comprehensive reutilization of all components in HERs,taking Magnolia officinalis residues(MOR)as an example.The reluctant structure of MOR was first destroyed by alkali pretreatment to release the functional ingredients(magnolol and honokiol)originally remaining in MOR and to make MOR more accessible for hydrolysis.A metal–organic frame material MIL-101(Cr)with a maximum absorption capacity of 255.64 mg g^(-1)was synthesized to absorb the released honokiol and magnolol from the pretreated MOR solutions,and 40 g L^(-1)reducing sugars were obtained with 81.8%enzymatic hydrolysis rate at 10%MOR solid loading.Finally,382 mg L-1β-amyrin was produced from MOR hydrolysates by an engineered yeast strain.In total,1 kg honokiol,8 kg magnolol,and 7.64 kg β-amyrin could produce from 1 ton MOR by this cleaner process with a total economic output of 170,700 RMB.

关键词： Magnolia officinalis residues(MOR) Comprehensive utilization Metal-organic frame material Biosynthesis

Layered manganese phosphorus trisulfides for high-performance lithium-ion batteries and the storage mechanism

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Carbon Energy 2023年第3期5卷 160-169,170,171页

作者： Hailin Shen Yueling Cai Zhongtao Ma Peng Wang Bingkun Guo jipeng cheng Qianqian Li Hongtao Wang Zhongyuan Liu Anmin Nie Jinsong Wu Materials Genome Institute Shanghai UniversityShanghaiChina Shanghai Key Laboratory of Mechanics in Energy Engineering School of Mechanics and Engineering ScienceShanghai Institute of Applied Mathematics and MechanicsShanghai UniversityShanghaiChina State Key Laboratory of Silicon Materials School of Materials Science and EngineeringZhejiang UniversityHangzhouChina Center for X‐mechanics Zhejiang UniversityHangzhouChina State Key Laboratory of Metastable Materials Science and Technology Center for High Pressure ScienceYanshan UniversityQinhuangdaoChina State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Wuhan University of TechnologyWuhanChina Nanostructure Research Center Wuhan University of TechnologyWuhanChina

Although advanced anode materials for the lithium-ion battery have been investigated for decades,a reliable,high-capacity,and durable material that can enable a fast charge remains elusive.Herein,we report that a metal phosphorous trichalcogenide of MnPS_(3)(manganese phosphorus trisulfide),endowed with a unique and layered van der Waals structure,is highly beneficial for the fast insertion/extraction of alkali metal ions and can facilitate changes in the buffer volume during cycles with robust structural stability.The few-layered MnPS_(3)anodes displayed the desirable specific capacity and excellent rate chargeability owing to their good electronic and ionic conductivities.When assembled as a half-cell lithium-ion battery,a high reversible capacity of 380 mA h g^(−1)was maintained by the MnPS_(3)after 3000 cycles at a high current density of 4 A g^(−1),with a capacity retention of close to or above 100%.In full-cell testing,a reversible capacity of 450 mA h g^(−1)after 200 cycles was maintained as well.The results of in-situ TEM revealed that MnPS_(3)nanoflakes maintained a high structural integrity without exhibiting any pulverization after undergoing large volumetric expansion for the insertion of a large number of lithium ions.Their kinetics of lithium-ion diffusion,stable structure,and high pseudocapacitance contributed to their comprehensive performance,for example,a high specific capacity,rapid charge-discharge,and long cyclability.MnPS_(3)is thus an efficient anode for the next generation of batteries with a fast charge/discharge capability.

关键词： cyclic stability in‐situ TEM MnPS3 pseudocapacitance rate performance

Unraveling the reaction reversibility and structure stability of nickel sulfide anodes for lithium ion batteries

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Journal of Energy Chemistry 2023年第5期80卷 392-401,I0010页

作者： Yu Huang Chunyuan Liang Yueling Cai Yi Zhou Bingkun Guo jipeng cheng Heguang Liu Peng Wang Qianqian Li Anmin Nie Hongtao Wang Jinsong Wu Tongyi Zhang Materials Genome Institute Shanghai UniversityShanghai 200444China Center for X-mechanics Zhejiang UniversityHangzhou 310027ZhejiangChina School of Materials Science and Engineering Zhejiang UniversityHangzhou 310027ZhejiangChina School of Materials Science and Engineering Xi'an University of TechnologyXi'an 048ShaanxChin Shanghai Key Laboratory of Mechanics in Energy Engineering Shanghai Institute of Applied Mathematics and MechanicsSchool of Mechanics and Engineering ScienceShanghai UniversityShanghai 200444China Center for High Pressure Science State Key Laboratory of Metastable Materials Science and TechnologyYanshan UniversityQinhuangdao 066004HebeiChina State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Nanostructure Research CenterWuhan University of TechnologyWuhan 430070HubeiChina

The electrochemical performance of lithium-ion batteries,i.***.specific capacity and cyclability,is primarily determined by chemical reversibility and structural stability of the electrodes in cycling.Here we have investigated the fundamental reaction behaviors of nickel sulfide(NixSy)as lithium-ion battery anodes by in-situ TEM.We find that Ni_(3)S_(2)is the electrochemically stable phase,which appears in the first cycle of the NixSyanode.From the second cycle,conversion between Ni_(3)S_(2)and Li_(2)S/Ni is the dominant electrochemical reaction.In lithiation,the NixSynanoparticles evolve into a mixture of Ni nanocrystals embedded in Li_(2)S matrix,which form a porous structure upon full lithiation,and with the recrystallization of the Ni_(3)S_(2)phase in delithiation,a compact and interconnected network is built.Structural stability in cycles is susceptible to particle size and substrate restraint.Carbon substrate can certainly improve the tolerance for size-dependent pulverization of NixSynanoparticles.When NixSynanoparticle exceeds the critical size value,the morphology of the particle is no longer well maintained even under the constraints of the carbon substrate.This work deepens the understanding of electrochemical reaction behavior of conversiontype materials and helps to rational design of high-energy density battery anodes.

关键词： Nickel sulfide anodes Reaction reversility Structure rebuilding In-situ TEM Lithium-ion battery

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连铸过程长水口理论吹氩流量分析

中国冶金 2024年第3期34卷 75-83页

作者：张育萌程树森冯永平李积鹏北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司碳钢薄板厂甘肃嘉峪关735100

连铸过程水口间接缝容易吸入空气,使得钢液二次氧化。生产中采用长水口吹氩来防止空气吸入,但吹氩流量控制不当会导致铸坯缺陷。水口吸入空气是由于水口内部压力低于大气压,目前水口吹氩流量控制与工艺参数调整并未建立联系。基于连续... 详细信息

连铸过程水口间接缝容易吸入空气,使得钢液二次氧化。生产中采用长水口吹氩来防止空气吸入,但吹氩流量控制不当会导致铸坯缺陷。水口吸入空气是由于水口内部压力低于大气压,目前水口吹氩流量控制与工艺参数调整并未建立联系。基于连续性方程和伯努利方程建立钢包到中间包的质量-能量守恒数学物理模型,研究长水口钢液流动时水口内压力分布,总结不同出口条件及吹氩流量下水口内流体分布状态,同时计算不同条件下的理论吹氩流量;探究浇注时间、拉坯速度、滑动水口及长水口直径、长水口浸入深度、吹氩流量对水口内压力分布的影响。研究发现,提高拉速、增加长水口浸入深度、减小滑动水口和长水口直径以及提高水口吹氩流量有利于减小水口内负压;当提高拉速、增加长水口浸入深度或增大水口直径时应当加大吹氩流量;使用喇叭型长水口可以降低出口钢液速度,其内部压力小于直筒型长水口,吹氩时其水口出口钢液速度增加量比直筒型长水口小。研究结果为制定长水口吹氩量提供了理论基础。

关键词：长水口伯努利方程连续性方程压力分布吹氩流量

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铝粒尺寸及入炉高度对运动轨迹的影响

炼钢 2024年第3期40卷 39-49页

作者：张勇刘勇彭集棚程树森北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

二次精炼过程中,铝是钢液进行脱氧及合金化的主要物料之一,但纯铝的密度小于钢液,能否穿越渣层与钢液接触及接触时间对铝的脱氧效果和钢中溶解铝的含量有直接影响。在忽略铝的熔化、溶解及化学反应的情况下,通过对铝粒运动过程受力分析... 详细信息

二次精炼过程中,铝是钢液进行脱氧及合金化的主要物料之一,但纯铝的密度小于钢液,能否穿越渣层与钢液接触及接触时间对铝的脱氧效果和钢中溶解铝的含量有直接影响。在忽略铝的熔化、溶解及化学反应的情况下,通过对铝粒运动过程受力分析,建立铝粒在气-渣-钢相内的三维运动数学模型,明晰铝粒尺寸及入炉高度对铝粒运动轨迹的影响。结果表明:在渣层厚度为70 mm且入炉高度为1~1.5 m的情况下,1 mm和5 mm的铝粒在渣钢界面处波动;入炉高度为1 m时,粒径为10 mm的铝粒停留在渣钢界面处,但在入炉高度为1.5 m及以上时可以进入钢液;20 mm及以上尺寸的铝粒可以进入钢液。在入炉高度为1 m时、30 mm尺寸的铝粒在钢液中的停留时间与深度相较于20 mm的基础上分别增加22.86%和50.00%;在铝粒尺寸为20 mm时、入炉高度为1.5 m时的铝粒在钢液中的停留时间与深度在1 m的基础上分别增加5.71%和10.00%。增加钢渣界面张力、减小钢铝界面张力或增加渣铝界面张力有利于铝粒进入钢液,而铝粒的尺寸大于20 mm,界面张力对铝块运动几乎没有影响;增大密度会使钢芯铝在钢液中停留更长时间,有利于钢液脱氧。

关键词：铝粒运动数学模型渣钢界面曳力模型界面张力

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考虑晶圆驻留时间约束的双臂组合设备群调度

制造技术与机床 2024年第2期 59-66页

作者：马利平刘玉敏赵艳平王际鹏承姿辛河南工业大学漯河工学院河南漯河462000 湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 湖北工业大学现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068

组合设备群代表了当前晶圆制造装备发展的新趋势,其调度控制水平直接攸关半导体芯片制造企业的整体经济效益。针对半导体芯片制造中考虑晶圆驻留时间约束的双臂组合设备群,文章提出了一种基于特征转换的调度控制方法。首先,引入一种概... 详细信息

组合设备群代表了当前晶圆制造装备发展的新趋势,其调度控制水平直接攸关半导体芯片制造企业的整体经济效益。针对半导体芯片制造中考虑晶圆驻留时间约束的双臂组合设备群,文章提出了一种基于特征转换的调度控制方法。首先,引入一种概念型晶圆制造系统,即特征双臂组合设备,并给出相应的稳态调度方法。其次,采用特征转换方法,将线性/树形结构的双臂组合设备群转换为特征双臂组合设备。随后,根据转换后的特征双臂组合设备重新调整双臂组合设备群的机械手作业序列,并求解可行的稳态调度方案。最后,通过实例验证了所提方法的有效性。

关键词：半导体设备晶圆制造组合设备时间约束调度

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市区驾驶人横向避险特性研究

小型内燃机与车辆技术 2024年第1期53卷 17-21,30页

作者：贾丙硕雷嘉豪程吉鹏陕西工业职业技术学院陕西咸阳712000

针对市区复杂多变的行车环境致使避险难度提高的问题,结合真实的市区道路环境,利用驾驶模拟器搭建了6个典型市区行车危险场景并进行了仿真试验。采集不同驾驶人的眼动反应及驾驶操作数据,对驾驶人避险过程中的总体视线分布、感知-制动... 详细信息

针对市区复杂多变的行车环境致使避险难度提高的问题,结合真实的市区道路环境,利用驾驶模拟器搭建了6个典型市区行车危险场景并进行了仿真试验。采集不同驾驶人的眼动反应及驾驶操作数据,对驾驶人避险过程中的总体视线分布、感知-制动时间、制动持续时间、方向盘转角时间、车辆横向位置变化情况进行了分析。结果表明:6个典型市区行车危险场景下,驾驶人的视野注视点大多数时间都集中于中央偏右视野区。在视野开阔的危险场景中,大多数驾驶人会采取制动避险。反之,在存在遮挡的侧向冲突危险场景中,大部分驾驶人采用转向和制动相结合的方式避险。驾驶人在十字路口处的感知-制动时间普遍偏长且数据波动性较大。

关键词：市区道路环境驾驶模拟器场景避险

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电磁直线悬架主动控制研究

小型内燃机与车辆技术 2024年第1期53卷 5-10页

作者：陈晨雷嘉豪程吉鹏刘波陕西工业职业技术学院汽车工程学院陕西咸阳712000

为了提高以直线电机为作动器的电磁直线悬架的动态特性,提出了一种由主环与内环构成的主动控制策略。其中,主环采用通过粒子群算法优化的LQG控制计算出理想主动控制力,内环采用基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的直接推力控制策略跟踪... 详细信息

为了提高以直线电机为作动器的电磁直线悬架的动态特性,提出了一种由主环与内环构成的主动控制策略。其中,主环采用通过粒子群算法优化的LQG控制计算出理想主动控制力,内环采用基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的直接推力控制策略跟踪理想主动控制力。建立了电磁悬架动力学模型及直线电机数学模型,并通过试验验证了直线电机数学模型的正确性。同时,为了降低传统直接推力控制中的磁链、电磁推力波动,采用磁链、电磁推力双闭环控制器替换滞环比较器,利用SVPWM模块代替开关选择模块。在此基础上,针对PI控制器鲁棒性差、精度低的缺点,设计了速度环滑模控制器以提高电机系统控制特性。最后对电机控制性能及悬架动态特性进行了仿真分析。结果表明:相较于无控制策略,所设计的主动控制策略使电磁直线悬架车身加速度、悬架动挠度及轮胎动载荷分别降低了21.8%、9.8%及17.6%,有效改善了悬架的动态特性。

关键词：电磁悬架直线电机主动控制

菌酶协同发酵对奶牛发酵全价混合日粮营养成分、发酵品质、体外消化率的影响

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江苏农业学报 2024年第6期40卷 1038-1044页

作者：刘蓓一赵冉冉田吉鹏宦海琳程云辉许能祥张文洁韩冰峰丁成龙江苏省农业科学院畜牧研究所/农业农村部种养结合重点实验室江苏南京210014 瑞粮饲料(徐州)有限公司江苏徐州221600

为研究菌酶协同发酵对奶牛发酵全价混合日粮的营养成分、发酵品质、体外消化率的影响,设置5个处理,分别为空白对照(CK)、添加2×10^(5)CFU/g乳酸菌处理(J)、添加2×10^(5)CFU/g乳酸菌+0.025%纤维素酶处理(JX1)、添加2×10^(5)CFU/g乳酸... 详细信息

为研究菌酶协同发酵对奶牛发酵全价混合日粮的营养成分、发酵品质、体外消化率的影响,设置5个处理,分别为空白对照(CK)、添加2×10^(5)CFU/g乳酸菌处理(J)、添加2×10^(5)CFU/g乳酸菌+0.025%纤维素酶处理(JX1)、添加2×10^(5)CFU/g乳酸菌+0.050%纤维素酶处理(JX2)、添加2×10^(5)CFU/g乳酸菌+0.100%纤维素酶处理(JX3)。所有处理均进行厌氧发酵,在发酵3 d、7 d、15 d、30 d检测发酵品质,发酵30 d检测营养成分含量、酸溶蛋白含量、体外消化率。结果表明,JX3处理发酵全价混合日粮中的中性洗涤纤维含量显著低于对照(P<0.05)。JX3处理发酵全价混合日粮的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、纤维素、半纤维素的含量最低,酸溶蛋白、粗蛋白、乳酸含量最高。JX3处理发酵全价混合日粮的体外干物质消化率和体外中性洗涤纤维消化率最高,分别为84.00%和21.61%。综上所述,2×10^(5)CFU/g乳酸菌+0.100%纤维素酶协同发酵的全价混合日粮营养成分、发酵品质、体外消化率最优。

关键词：发酵全价混合日粮菌酶协同发酵发酵品质营养品质体外消化率