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Leaching kinetics of fluorine during the aluminum removal from spent li-ion battery cathode materials

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Journal of Environmental Sciences 2024年第4期138卷 312-325页

作者： Shengjie li Jianxin Zhu Research Center for Eco-Environmental Sciences Chinese Academy of SciencesBeijing 100085China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

The high content of aluminum(Al)impurity in the recycled cathode powder seriously affects the extraction efficiency of Nickel,Cobalt,Manganese,and lithium resources and the actual commercial value of recycled materials,so Al removal is crucially important to conform to the industrial standard of spent li-ion battery cathode materials.In this work,we systematically investigated the leaching process and optimum conditions associated with Al removal from the cathode powder materials collected in a wet cathode-powder peeling and recycling production line of spent li-ion batteries(liBs).Moreover,we specifically studied the leaching of fluorine(F)synergistically happened along with the removal process of Al,which was not concerned about in other studies,but one of the key factors affecting pollution prevention in the recovery process.The mechanism of the whole process including the leaching of Al and F from the cathode powder was indicated by using NMR,FTIR,and XPS,and a defluoridation process was preliminarily investigated in this study.The leaching kinetics of Al could be successfully described by the shrinking core model,controlled by the diffusion process and the activation energy was 11.14 kJ/mol.While,the leaching of F was attributed to the dissolution of liPF6and decomposition of PVDF,and the kinetics associated was described by Avrami model.The interaction of Al and F is advantageous to realize the defluoridation to some degree.It is expected that our investigation will provide theoretical support for the large-scale recycling of spent liBs.

关键词： Al removal F leaching Cathode powder Heating alkali leaching Leaching kinetics

Overproduction of nitrate and S-nitrosothiols in diabetic patients

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Journal of Geriatric Cardiology 2008年第1期5卷 25-27页

作者： Junping Zhao Chengbin Wang Hongli Tong Yuzhen li chunxi Zhou Yaping Tian Shiwei liu General Hospital of Chinese PLA Beijing 100853China General Hospital of Chinese PLABeijing 100853China General Hospital of Chinese PLABeijing 100853China General Hospital of Chinese PLABeijing 100853China General Hospital of Chinese PLABeijing 100853China General Hospital of Chinese PLABeijing 100853China General Hospital of Chinese PLABeijing 100853China

Objective The present study was designed to investigate changes in serum or plasma concentrations of nitric oxide and its derivatives in diabetic patients.Methods Serum nitrate concentration of 84 diabetic patients was measured by using an enzyme kinetic method,and the plasma S-nitrosothiols concentration of 10 cases was measured by using HPLC technique.Results Serum nitrate concentration and plasma S-nitrosothiols concentration in the diabetics were significantly higher than in control group (P＜0.01 andP＜0.05,respectively).The serum nitrate concentration in diabetics also had a significant positive correlation with the serum glucose concentration (R=0.7256,P＜0.05),but this correlation was not found in control group.Conclusion These data showed that NO and its derivatives are overproduced in the diabetic patients.(J Geriatr Cardiol 2008;5:25-27)

关键词： S-nitrosothiols nitric oxide diabetics

溶质Marangoni效应对降膜流动稳定性的影响

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化工学报 2022年第12期73卷 5405-5413页

作者：刘成治李春曦周静宜叶学民华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

降膜流动的稳定性对于提高涂膜质量、保障降膜换热器换热性能和促进药物吸收具有重要作用。基于液膜厚度与活性剂浓度的二维非线性演化方程,研究了含表面活性剂的液膜在倾斜平板上流动的稳定性,提出了包括壁面倾角θ、Marangoni数M、We... 详细信息

降膜流动的稳定性对于提高涂膜质量、保障降膜换热器换热性能和促进药物吸收具有重要作用。基于液膜厚度与活性剂浓度的二维非线性演化方程,研究了含表面活性剂的液膜在倾斜平板上流动的稳定性,提出了包括壁面倾角θ、Marangoni数M、Weber数S和Peclet数Pe在内的临界Reynolds数表达式,分析了溶质Marangoni效应、倾角和扰动波数对线性稳定性的影响,探究了溶质Marangoni效应作用下表面波的时空演化特征。结果表明:初始扰动在溶质Marangoni效应影响下分离出快波与慢波,慢波在演化后期发展为多峰波状结构的表面波。增强溶质Marangoni效应可提高临界Reynolds数,扩大液膜流动稳定区并抑制失稳区的扰动增长,削弱表面波的色散效应。提高S和降低Pe均可抑制慢波的演化,而对快波演化基本无影响。

关键词：表面活性剂稳定性流体动力学数值模拟

集成有机朗肯循环与碳捕集的太阳能-燃煤发电系统的变工况热力性能研究

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中国电机工程学报 2022年第1期42卷 177-186页

作者：宋睿哲叶学民董志坚李春曦电站能量传递转化与系统教育部重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003

构建了集成有机朗肯循环(organicRankinecycle,ORC)与碳捕获和封存(carboncaptureandstorage,CCS)的660MW太阳能-燃煤发电系统,利用凝结水回收CO_(2)压缩过程的余热、后经太阳能集热场气化、为再沸器提供能量,同时利用中压缸抽汽作为再... 详细信息

构建了集成有机朗肯循环(organicRankinecycle,ORC)与碳捕获和封存(carboncaptureandstorage,CCS)的660MW太阳能-燃煤发电系统,利用凝结水回收CO_(2)压缩过程的余热、后经太阳能集热场气化、为再沸器提供能量,同时利用中压缸抽汽作为再沸器热源,再沸器冷凝水的经ORC回收余热后返回至H9低压加热器出口。分析了该系统的经济指标及变工况时热力性能、㶲性能,研究了ORC和CCS中参数变化和太阳能系统运行特性对集成系统热力性能的影响。研究表明:该系统的热力性能及经济性均优于目前常见的抽汽式燃煤碳捕集机组。随λ(中压缸抽汽热量占再沸器所需热量之比)增大,机组热力性能有所下降,汽轮机㶲效率增加。随负荷降低,汽轮机㶲效率有所升高。再沸器冷凝水经ORC回收余热后,可以在变工况时更好的匹配凝结水的温度,减少能量损失,且返回H9低压加热器出口时,ORC循环热效率最高,机组热力性能也较好。在春分、夏至、秋分时,太阳辐射强度(directnormalirradiance,DNI)稳定后系统能以较低λ运行,机组热力性能有较大提升;在冬至,DNI波动较大,此时只能保持较高λ运行,机组热力性能提升较为有限。

关键词： CO_(2)压缩太阳能-燃煤碳捕集发电系统有机朗肯循环变工况热力性能辅助系统运行特性

660 MW燃煤发电机组的碳捕集系统余热利用和集成系统性能评估

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太阳能学报 2022年第7期43卷 203-211页

作者：董志坚叶学民宋睿哲李春曦华北电力大学动力工程系保定071003 华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室保定071003

碳捕集与封存(CCS)技术能有效捕获燃煤电厂排放的CO_(2)但再生能耗大且效率低。为提高燃煤电厂能源利用效率,提出集成有机朗肯循环(ORC)与CCS的太阳能-燃煤发电系统,利用热力学、[火用]和经济性分析模型对集成系统进行参数敏感性分析。... 详细信息

碳捕集与封存(CCS)技术能有效捕获燃煤电厂排放的CO_(2)但再生能耗大且效率低。为提高燃煤电厂能源利用效率,提出集成有机朗肯循环(ORC)与CCS的太阳能-燃煤发电系统,利用热力学、[火用]和经济性分析模型对集成系统进行参数敏感性分析。基于外部燃料[火用]矩阵模型,分析再沸器所需热量中CO_(2)压缩过程和太阳能集热器的热量占比及集成ORC系统对外部燃料[火用]贡献度的影响。研究表明:当热源比θ=0.4时的集成系统热经济性能最优且具有较合理的不可逆性;集成ORC系统后锅炉燃煤[火用]、一、二次再热燃煤[火用]对系统产品的贡献度均有所提高;随着θ增加,锅炉燃煤[火用]和一、二次再热燃煤[火用]对碳捕集系统产品的贡献度逐渐降低;压缩余热[火用]和太阳能[火用]的贡献度逐渐增加。

关键词：碳捕集与封存太阳能余热利用 CO_(2)压缩有机朗肯循环外部燃料[火用]贡献度

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离子液体的溶液热力学模型研究进展

化工学报 2020年第1期71卷 81-91页

作者：李春喜北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京化工大学化学工程学院北京化工大学能源环境催化北京市重点实验室

离子液体是近年来发展起来的一种绿色介质,在化工反应和分离过程中具有广泛的应用前景。离子液体的溶液热力学性质和相平衡数据是其相关工艺过程设计的基础。本文从如下几个方面综述了离子液体溶液热力学模型的研究进展,即溶液热力学研... 详细信息

离子液体是近年来发展起来的一种绿色介质,在化工反应和分离过程中具有广泛的应用前景。离子液体的溶液热力学性质和相平衡数据是其相关工艺过程设计的基础。本文从如下几个方面综述了离子液体溶液热力学模型的研究进展,即溶液热力学研究方法、溶液热力学模型的构建、离子液体的结构和分子间作用力、离子液体的溶液热力学模型及其在相平衡计算中的应用。重点分析了适用于离子液体溶液热力学性质计算的状态方程模型和过量Gibbs自由能模型或活度系数模型,离子液体的电解质和非电解质溶液模型,以及这些模型对ILs结构、氢键和静电作用的处理方法。分析了这些模型的优缺点,并对今后离子液体的溶液热力学研究提出了建议。

关键词：热力学活度系数状态方程相平衡静电作用氢键

叶顶开槽-小翼结构对轴流风机性能和噪声影响的数值研究

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动力工程学报 2023年第9期43卷 1123-1131页

作者：杨天康叶学民刘洋李春曦华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

以某两级动叶可调轴流风机为对象,提出了在叶顶加装吸力面小翼并开设斜槽的新型叶顶结构,采用Fluent模拟了改型前后风机的气动性能,并引入大涡模拟得到了风机噪声和涡结构的变化,进而分析了不同叶顶结构对风机性能、内流特征、噪声及叶... 详细信息

以某两级动叶可调轴流风机为对象,提出了在叶顶加装吸力面小翼并开设斜槽的新型叶顶结构,采用Fluent模拟了改型前后风机的气动性能,并引入大涡模拟得到了风机噪声和涡结构的变化,进而分析了不同叶顶结构对风机性能、内流特征、噪声及叶顶涡结构的影响。结果表明:在吸力面加装小翼后风机全压和效率均有提升,在小翼上开设顺流向斜槽后性能更优;泄漏涡和叶顶间隙为主要噪声源,吸力面小翼可有效降低风机噪声,在小翼开槽后总声压级增大;综合考虑风机性能和噪声变化,方案2为最佳改型方案,该方案下叶顶泄漏涡涡量减小,风机噪声较低,涡结构分布较为离散,大尺度涡发生破碎,涡核位置远离主流道,因此叶顶损失较小。

关键词：泄漏涡叶顶改型气动性能噪声涡结构

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齿形襟翼结构尾缘轴流风机性能仿真研究

动力工程学报 2022年第5期42卷 450-457页

作者：郑楠叶学民杨天康李春曦华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

以某两级动叶可调轴流风机为例,采用大涡模拟(LES)对不同齿长的齿形襟翼结构下的风机性能、涡结构和气动噪声进行了计算,分析了其内流特征、噪声源分布和降噪机理。结果表明:齿形襟翼可有效提升风机性能,且全压增幅与齿长成反比;齿形襟... 详细信息

以某两级动叶可调轴流风机为例,采用大涡模拟(LES)对不同齿长的齿形襟翼结构下的风机性能、涡结构和气动噪声进行了计算,分析了其内流特征、噪声源分布和降噪机理。结果表明:齿形襟翼可有效提升风机性能,且全压增幅与齿长成反比;齿形襟翼风机全压效率最高点向大体积流量侧移动,运行高效区变宽;随着齿长的增加,齿形襟翼的静压均值呈现先减小后增大的趋势,其中方案4的静压均值较原风机下降402 Pa,高频降噪最为显著;齿形襟翼可降低湍流脉动强度,尾迹涡的大小和分布区域减小,同时前缘分离涡数量也减少;齿形襟翼尾缘处产生了2对反向对称涡,其相互作用强烈,能量耗散加快,是齿形襟翼结构尾缘能降噪的主要原因。

关键词：动叶可调轴流风机齿形襟翼风机性能噪声源分布降噪机理

Additives strategies to improving cycling stability of li metal batteries by modifying electrode electrolyte interphases

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Progress in Natural Science:Materials International 2024年第2期34卷 338-344页

作者： Yuan li Pengfei Huang Chunyu Cui Xiaoyuan Ma li Chen Zekun li linhai li Yuhong Tian School of Biological and Chemical Engineering Guangxi University of Science and Technology School of College of Chemistry and Chemical Engineering Hunan University Isky Future Energy Institute

li metal batteries（LMBs） have attracted much attention due to the ultra-high theoretical capacity of the li metal anode（LMA）.However,the uncontrollable dendrites growth and low coulombic efficiency hinder their practical application.Here,we explore 3,5-difluoropyridine（2F-BD） as a novel electrolyte additive to enable highperformance LMBs.The 2F-BD additive participates in and modifies the solvation structure of li ions by reducing the coordinated number of PF6-at the electrode surface,leading to the formation of a liF and li3N-rich solid electrolyte interphase（SEI）.The liF component increases the robustness of SEI and suppresses the formation of li dendrites,while the li3N component facilitates the transportation and reaction kinetics of li ions.As a result,the li‖li symmetric cell presents a stable cycling performance of up to 500 h at a current density of 1 mA cm-2.After coupling with liFePO4cathode,the obtained full cell achieves high specific capacities of 106.06 mA h g-1and 84.98 mA h g-1at 2.55 mA cm-2and 5.10 mA cm-2,respectively,and maintains a high capacity retention of84.0% after 1000 cycles at 0.13 mA cm-2,with an average cycling CE of 99.58%.

关键词： Electrolyte additive li dendrites li metal batteries liF and li3N-Rich electrode-electrolyte interphase liFePO4 cathode