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高效太阳能驱动海水淡化的最新研究进展

材料导报 2024年第13期38卷 27-42页

作者：李雪周明宇韩朋戚桂村高达利陶胜洋王玉超中国石油化工股份有限公司北京化工研究院北京100013 大连理工大学化学学院辽宁大连116024

由于淡水资源时空分布的不均一性,部分国家和地区的发展严重受制于淡水资源短缺,海水淡化已成为沿海地区应对淡水紧张问题的重要途径。受自然界水循环启发,利用太阳能驱动水蒸发,直接从海水中分离出清洁水,是一种可持续的低成本海水淡... 详细信息

由于淡水资源时空分布的不均一性,部分国家和地区的发展严重受制于淡水资源短缺,海水淡化已成为沿海地区应对淡水紧张问题的重要途径。受自然界水循环启发,利用太阳能驱动水蒸发,直接从海水中分离出清洁水,是一种可持续的低成本海水淡化技术。针对传统太阳能蒸发较低的能量利用率和蒸发效率,研究人员基于界面蒸发基本理论,利用光热转化材料选择性地加热空气-水界面,以提高太阳能利用率。本文结合前沿的工作介绍了实现高效太阳能驱动界面水蒸发的关键因素,概述了已报道的常用光热材料,讨论了光热蒸发器结构设计对体系能量管理和物质传输的调控,分析质能传递过程对蒸发系统性能的影响。除此之外,本文对长时间海水蒸发过程中盐析出污染问题及其应对策略进行了综述,最后探讨了目前太阳能界面蒸发面临的挑战并展望了其在海水淡化应用的发展前景。

关键词：界面蒸发太阳能光热材料光热蒸发器海水淡化

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CO_(2)-海水水合物生成强化方法研究

化工学报 2024年第8期75卷 2939-2948页

作者：杨明军宋维张磊凌铮陈兵兵宋永臣大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116081

海水中的盐离子成分阻碍水合物成核进程,使得水合物法海洋碳封存耗时长、封存比率低。结合水合物非均相成核特征考虑,认为在局部区域内实现水合物优先成核,进而带动大片海域内水合物扩展生成的封存方法极具工业可行性。因而,开展海水水... 详细信息

海水中的盐离子成分阻碍水合物成核进程,使得水合物法海洋碳封存耗时长、封存比率低。结合水合物非均相成核特征考虑,认为在局部区域内实现水合物优先成核,进而带动大片海域内水合物扩展生成的封存方法极具工业可行性。因而,开展海水水合物强化生成方法基础研究是推进水合物法海洋碳封存应用落地的基础。基于此,以高效、高转化率生成水合物为目标,在实验室尺度分别探究了高过冷度、添加剂四丁基溴化铵(TBAB)以及变温速率对海水水合物生成特性的影响。结果表明,受到盐离子抑制作用,400 m深度海水中水合物自然生成难度极大,而提高生成过程的过冷度可增强水合物生成驱动力;热力学添加剂TBAB难以显著改善海水水合物的生成条件,但可使生成速率有所提高;0.3 K/min降温速率下的水合物转化率分别是过冷度作用和添加剂作用下的1.28倍和1.19倍。在后续研究中,应考虑多种强化生成方法的耦合作用效果,开发更能缓解海水水合物生成难题的技术手段。

关键词：二氧化碳水合物成核相平衡

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Cr/Mo/W元素对镍基高温合金γ/γ′共格组织热稳定性的影响

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金属学报 2024年第4期60卷 453-463页

作者：凡莉花李金临孙九栋吕梦甜王清董闯大连理工大学材料科学与工程学院三束材料改性教育部重点实验室大连116024

近年来,随着航空航天发动机的持续发展,对其关键热端部件的承温能力要求越来越高,而高温合金共格组织热稳定性是影响其力学性能的关键因素,本工作在团簇成分式[Al-Ni_(12)](Al_(1)(Ti,Nb,Ta)_(0.5)(Cr,Mo,W)_(1.5))基础上,保持其他元素... 详细信息

近年来,随着航空航天发动机的持续发展,对其关键热端部件的承温能力要求越来越高,而高温合金共格组织热稳定性是影响其力学性能的关键因素,本工作在团簇成分式[Al-Ni_(12)](Al_(1)(Ti,Nb,Ta)_(0.5)(Cr,Mo,W)_(1.5))基础上,保持其他元素含量不变,改变Cr、Mo、W的含量设计了系列镍基高温合金(含Cr_(1.0)Mo_(0.5)的S1-CM、Cr_(1.0)W_(0.5)的S2-CW和含Cr_(0.7)Mo_(0.4)W_(0.4)的S3-CMW),研究Cr、Mo、W含量变化对合金γ/γ′共格组织热稳定性的影响。采用非自耗真空电弧炉制备合金铸锭,并对其在1300℃固溶15 h后在900℃下进行长期时效处理,并对时效态样品进行微观组织表征和力学性能测试。结果表明,这3个合金的微观组织均表现为高体积分数(f>70%)的γ′粒子均匀地分布在fcc-γ基体中。其中,S1-CM和S2-CW合金在900℃、50 h时效后γ′粒子形貌均呈椭球形,而S3-CMW合金则表现为方形,这是由于后者具有更负的γ/γ′点阵错配度(后者δ=-0.47%,前者δ=-0.25%~-0.33%)。500 h长期时效后,各合金中的γ′粒子形貌没有发生变化,且都具有较慢的粗化速率(K=10~18 nm^(3)/s);尤其S3-CMW合金表现出最高的γ/γ′共格组织稳定性(γ′粒子的粗化速率K=10.02 nm^(3)/s),且晶界处的第二相粒子析出明显低于其他合金。系列合金的硬度基本不随时效时间发生变化,也进一步表明了共格组织的稳定性;其中S3-CMW合金的显微硬度为397~418 HV,时效200 h后的室温压缩屈服强度为818 MPa。

关键词：镍基高温合金共格组织 γ′粒子粗化第二相析出

矩形沟槽结构参数对水润滑轴承润滑性能的影响

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船舶工程 2024年第2期46卷 90-98页

作者：汪骥于鹏法李瑞刘玉君王天广柳丛大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116000

为了研究矩形沟槽结构参数对水润滑轴承弹流润滑性能的影响,建立水润滑轴承流固耦合(FSI)分析模型,采用有限元法,通过比对轴承周向水膜压力、最大水膜压力、摩擦系数、承载力、偏位角和轴承最大径向变形等参数,阐述了矩形沟槽结构参数... 详细信息

为了研究矩形沟槽结构参数对水润滑轴承弹流润滑性能的影响,建立水润滑轴承流固耦合(FSI)分析模型,采用有限元法,通过比对轴承周向水膜压力、最大水膜压力、摩擦系数、承载力、偏位角和轴承最大径向变形等参数,阐述了矩形沟槽结构参数对轴承润滑性能的变化规律。结果表明,沟槽宽度或深度越大的轴承,其承载性能越差。通过合理调整沟槽的宽深比,可以有效地改善轴承的润滑状态。在相同流水槽总断面积下,沟槽宽深比过大或过小均不是轴承弹流润滑的最好状态,沟槽宽度对轴承承载性能的影响要高于沟槽深度对轴承的影响。

关键词：水润滑轴承流固耦合弹流润滑矩形沟槽

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自主船舶与有人驾驶船舶动态博弈避碰决策

中国舰船研究 2024年第1期19卷 238-247页

作者：崔浩张新宇王警王程博郑康洁大连海事大学航海学院辽宁大连116026

[目的]为实现船舶的高效避碰与安全航行,针对自主船舶与有人驾驶船舶混合航行环境下的交互避碰问题展开研究,提出一种多智能体交互的船舶动态博弈避碰决策方法。[方法]依据驾驶实践,理解并分析混行环境下的船舶避碰问题,基于《国际海上... 详细信息

[目的]为实现船舶的高效避碰与安全航行,针对自主船舶与有人驾驶船舶混合航行环境下的交互避碰问题展开研究,提出一种多智能体交互的船舶动态博弈避碰决策方法。[方法]依据驾驶实践,理解并分析混行环境下的船舶避碰问题,基于《国际海上避碰规则》量化船舶会遇态势及碰撞危险,引入动态博弈理论,将存在碰撞危险的船舶个体建模为博弈中具有独立思想的参与者,并以船舶的航向改变量为博弈策略,在船舶安全性收益、社会性收益及经济性收益约束下求解船舶的最优行动序列,以及将船舶驾驶员风格的差异化引入仿真实验中以验证避碰决策的有效性。[结果]结果显示,所提方法能够在自主船舶与有人驾驶船舶混行场景下实现多船的安全会遇;各船在面对不同驾驶风格的目标船舶时均能类人地调整自身的行为策略,从而实现安全避让。[结论]所做研究可为自主船舶及有人驾驶船舶的避碰决策提供参考。

关键词：混行场景船舶避碰驾驶风格博弈论

利用转录组测序技术在大连地区发现类鼻疽伯克霍尔德菌感染病例

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中国微生态学杂志 2024年第7期36卷 813-816页

作者：栾明春王越郎兴莹薄志坚大连市疾病预防控制中心辽宁116035

目的利用转录组测序技术直接检测疑似感染患者标本中的未知病原体,为感染的诊断、治疗和预警提供依据。方法对大连地区疑似感染的一名患者的标本进行RNA提取,直接用于RNA文库构建和测序,对测序获得数据进行生物信息学分析,与微生物数据... 详细信息

目的利用转录组测序技术直接检测疑似感染患者标本中的未知病原体,为感染的诊断、治疗和预警提供依据。方法对大连地区疑似感染的一名患者的标本进行RNA提取,直接用于RNA文库构建和测序,对测序获得数据进行生物信息学分析,与微生物数据库进行比对。为验证可疑病原体,对标本进行分离培养和特异性PCR扩增。结果经分析,该患者标本有2216条序列reads与类鼻疽伯克霍尔德菌同源,验证结果显示从标本中分离到鼻疽/类鼻疽伯克霍尔德菌,并从标本中特异扩增出类鼻疽伯克霍尔德菌的序列而未扩增出鼻疽伯克霍尔德菌的序列,提示患者体内存在类鼻疽伯克霍尔德菌感染。结论首次在大连地区检出类鼻疽病例。转录组测序技术可直接检测疑似感染患者体内未知病原体,可为传染病等突发公共卫生事件的预警、监测和处置提供有力手段。

关键词：转录组测序类鼻疽伯克霍尔德菌未知病原体

大连地区2022—2023年冬春季呼吸道感染病原谱分析

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中国微生态学杂志 2024年第1期36卷 56-60页

作者：栾明春郎兴莹王越韩焱滕雪张腾大连市疾病预防控制中心辽宁116035

目的了解大连地区2022—2023年冬春季呼吸道感染病原体分布情况,为呼吸道传染病防控提供实验室依据。方法收集2022年10月至2023年3月的流感样病例咽拭子标本,采用荧光定量PCR对每月的10份标本进行22种急性呼吸道感染常见病原体核酸检测... 详细信息

目的了解大连地区2022—2023年冬春季呼吸道感染病原体分布情况,为呼吸道传染病防控提供实验室依据。方法收集2022年10月至2023年3月的流感样病例咽拭子标本,采用荧光定量PCR对每月的10份标本进行22种急性呼吸道感染常见病原体核酸检测,并对检测结果进行分析。结果60份标本中病原体阳性共54份(90.00%),分别检出12种呼吸道病原体,包括肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、甲型流感病毒、呼吸道合胞病毒、新型冠状病毒、铜绿假单胞菌、人偏肺病毒、呼吸道腺病毒、肺炎克雷伯菌、人鼻病毒、肠道病毒、人博卡病毒,其中肺炎链球菌阳性31份,检出率最高(51.67%)。60份标本中同时检出2种以上病原体的有21份(35.00%),其中肺炎链球菌和流感嗜血杆菌同时阳性的10份,在混合感染标本中占比最高(47.62%)。按时间顺序,2022年10月至2023年3月各月检出率最高的病原体依次是肺炎链球菌、呼吸道合胞病毒、新型冠状病毒、肺炎链球菌、肺炎链球菌、甲型流感病毒,各月均有肺炎链球菌和流感嗜血杆菌检出。结论大连地区2022—2023年冬春季除了有新型冠状病毒和流感病毒流行外,还存在肺炎链球菌、呼吸道合胞病毒等多种病原体引起的单一病原感染和混合感染,其中混合感染占比较高。

关键词：呼吸道病原体感染

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具有板式基底结构的界面蒸发系统性能模拟

浙江大学学报（工学版） 2024年第7期58卷 1498-1504,1515页

作者：李思彤葛洪宇康培森穆林刘晓华大连理工大学能源与动力学院海洋能源利用与节能教育部重点实验室辽宁大连116024

针对具有板式基底结构的太阳能界面蒸发系统建立三维数学模型,利用Ansys Fluent软件求解该系统的蒸发过程,研究板缝宽度及料液质量分数对界面蒸发过程的影响.结果表明:蒸发速率随板缝宽度和料液质量分数的增大而减小;当基底输水量小于... 详细信息

针对具有板式基底结构的太阳能界面蒸发系统建立三维数学模型,利用Ansys Fluent软件求解该系统的蒸发过程,研究板缝宽度及料液质量分数对界面蒸发过程的影响.结果表明:蒸发速率随板缝宽度和料液质量分数的增大而减小;当基底输水量小于蒸发需求时,蒸发界面出现干涸现象,干涸现象出现后蒸发速率显著降低;当板缝宽度为0.5 mm时,与最大蒸发速率对应的料液质量分数为3.5%~5.0%;当料液质量分数为3.5%时,与最大蒸发速率对应的板缝宽度为0.5~0.6 mm;系统能量利用率变化规律与蒸发速率基本一致.蒸发过程中蒸发量与料液供给量的匹配是影响板式基底结构的太阳能界面蒸发系统性能的重要因素.

关键词：基底结构界面蒸发板缝宽度料液质量分数蒸发速率

Co-YPO_(4)双功能催化剂促进乙醇高值转化制丁二烯

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第1期56卷 166-175页

作者：周百川李文翠王嘉孙丹卉向诗煜高新芊陆安慧大连理工大学化工学院辽宁省低碳资源高值化利用重点实验室精细化工国家重点实验室辽宁大连116024

丁二烯是重要的化工原料,主要用于生产树脂、合成橡胶、丁二醇和己二腈等大宗化学品,还可以用于制备蒽醌、四氢苯酐等精细化学品.目前,工业上制备丁二烯的方法主要是乙烯副产抽提法.近年来,随着生物乙醇技术大力发展,催化乙醇制丁二烯... 详细信息

丁二烯是重要的化工原料,主要用于生产树脂、合成橡胶、丁二醇和己二腈等大宗化学品,还可以用于制备蒽醌、四氢苯酐等精细化学品.目前,工业上制备丁二烯的方法主要是乙烯副产抽提法.近年来,随着生物乙醇技术大力发展,催化乙醇制丁二烯成为很有吸引力的生产丁二烯的路线之一.目前催化乙醇制丁二烯的催化剂种类较多,合理设计具有活性位点结构和功能的催化新材料是提升催化剂活性的关键.稀土金属元素如Y,La和Ce等具有独特的电子层结构,并且具有中等强度的Lewis酸性,本文尝试将稀土磷酸盐与具有乙醇脱氢活性的过渡金属位点结合起来,设计过渡金属改性的稀土磷酸盐催化剂并用于乙醇转化制丁二烯.本文开发了Co-YPO_(4)双功能催化剂,应用于乙醇转化制丁二烯反应,所制材料表现出较高的催化活性与稳定性.在YPO4催化剂上,乙醇主要发生脱水反应,生成大量的乙烯和乙醚,且丁二烯选择性不超过5%;而在Co-YPO_(4)催化剂上,乙醇转化产物分布出现明显改变,丁二烯选择性增加.在乙醇重时空速和反应温度分别为1.0 gC2H5OH×gCat.‒1×h^(‒1)和350℃的条件下,乙醇转化率为78.2%,丁二烯选择性为68.5%.原位紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱以及H_(2)^(-)程序升温还原表征结果表明,Co2+中心与PO_(4)^(3‒)基团存在强的配位相互作用,形成稳定且高度分散的[Co-O-P]物种.通过NH_(3)^(-)程序升温脱附(TPD)和吡啶探针分子吸附红外对YPO4和Co-YPO4进行酸性表征,结果表明,YPO_(4)和Co-YPO4表面均是典型的Lewis酸性位点;结合CO_(2)-TPD表征发现,Co^(2+)与YPO4表面部分Y3+位点发生置换,即引入适量的Co会减弱酸性同时增强表面碱性.进一步通过停留时间、乙醇程序升温表面反应和原位乙醇吸附反应漫反射红外光谱测试对反应机理进行详细研究.结果表明,乙醇首先在Co^(2+)位发生脱氢生成乙醛和H_(2),随后乙醛迁移至Y^(3+)位点吸附活化,两分子乙醛依次发生C‒C偶联、加氢以及脱水反应生成丁二烯.动力学测试结果表明,乙醇脱氢是整个反应过程的关键步骤,整体反应路径如下:乙醇→乙醛→丁烯醛→丁烯醇→丁二烯.综上所述,以乙醇作为平台分子合成丁二烯能够丰富可持续发展的新能源结构体系.本文揭示了磷酸根基团通过配位作用稳定Co^(2+)物种,Co^(2+)和Y^(3+)位点协同催化乙醇选择性生成丁二烯,为乙醇高值转化催化剂设计提供了新思路.

关键词：乙醇丁二烯脱氢碳碳偶联磷酸盐