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化学链重整过程中LaFeO_(3)载氧体的CH_(4)部分氧化反应机理研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第4期52卷 586-594页

作者：王娜娜冯于川郭欣马素霞太原理工大学电气与动力工程学院山西太原030024 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074

本研究基于密度泛函理论(DFT)计算揭示了化学链重整过程中LaFeO_(3)载氧体的CH_(4)部分氧化反应机理,通过系统研究CH_(4)吸附活化、H_(2)和CO形成以及氧扩散等基元反应步骤,构建了CH_(4)部分氧化反应网络。研究发现,CH_(4)发生逐步脱氢... 详细信息

本研究基于密度泛函理论(DFT)计算揭示了化学链重整过程中LaFeO_(3)载氧体的CH_(4)部分氧化反应机理,通过系统研究CH_(4)吸附活化、H_(2)和CO形成以及氧扩散等基元反应步骤,构建了CH_(4)部分氧化反应网络。研究发现,CH_(4)发生逐步脱氢反应形成H原子,其中,CH3脱氢反应所需要克服的能垒(1.50 eV)最高,是CH_(4)逐步脱氢反应的限速步骤。载氧体表面H_(2)形成有两种路径,其中,H原子从O顶位迁移到Fe顶位,然后与另外O顶位的H原子成键形成H_(2)分子是主要途径。由于其相对较低的能垒(1.27 eV),CO的形成过程较易发生。氧扩散需要克服1.35 eV的能垒,表明氧扩散过程需要在高温下进行且扩散速率较低。通过比较各基元反应能垒,发现H_(2)形成是LaFeO_(3)载氧体CH_(4)部分氧化反应动力学的限速步骤,而H迁移是限制H_(2)形成的关键,加快H迁移是增强LaFeO_(3)载氧体性能的主要途径。基于DFT计算研究系列A/B位点掺杂LaFeO_(3)载氧体的H迁移过程,有望实现潜在A/B位点有效掺杂剂的快速筛选,指导高性能LaFeO_(3)载氧体的设计开发。

关键词：化学链重整 LaFeO_(3)载氧体 CH_(4)部分氧化反应机理密度泛函理论

茉莉酸在L-谷氨酸诱导的番茄果实抗性中的作用

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中国食品学报 2024年第2期24卷 210-217页

作者：杨佳丽韩笑王腾飞狄建兵刘亚平王愈山西农业大学食品科学与工程学院山西晋中030801 山西省果蔬贮藏保鲜与加工技术创新中心山西晋中030801

为解析植物激素茉莉酸在化学激发子L-谷氨酸诱导抗性机制中的作用,以番茄果实为对象,经0.1 mg/mL L-谷氨酸和0.1 mmol/L茉莉酸甲酯处理后接种链格孢菌孢子悬浮液,观察果实的发病率。采用实时荧光定量PCR方法从转录水平上分析L-谷氨酸对... 详细信息

为解析植物激素茉莉酸在化学激发子L-谷氨酸诱导抗性机制中的作用,以番茄果实为对象,经0.1 mg/mL L-谷氨酸和0.1 mmol/L茉莉酸甲酯处理后接种链格孢菌孢子悬浮液,观察果实的发病率。采用实时荧光定量PCR方法从转录水平上分析L-谷氨酸对果实茉莉酸合成路径和信号路径上关键基因表达的影响。结果显示:番茄果实经L-谷氨酸处理后其发病率较对照组下降了35%,而在茉莉酸甲酯处理组中,L-谷氨酸与对照组发病率无显著差异;茉莉酸路径上编码脂氧合酶、丙二烯氧化物合酶、丙二烯氧化物环化酶、冠菌素不敏感蛋白1、转录因子MYC2和蛋白酶抑制剂PI-II的基因不同程度地被L-谷氨酸下调表达,同时茉莉酸信号路径的负调控因子JAZ1则被诱导上调表达。综上,在番茄果实与链格孢菌互作中,L-谷氨酸可能通过抑制果实的茉莉酸路径来调控对病原菌的防御反应,这解析了L-谷氨酸作为激发子响应病原菌侵染的抗性机制,也为其商业化应用提供理论依据。

关键词： L-谷氨酸诱导抗性茉莉酸果实腐烂

计及组合区间不确定性分析的光伏出力动静态赋权搜索预测模型

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电网技术 2024年第6期48卷 2469-2479,I0056-I0059页

作者：蒋莹莹田建艳姬政雄郭恒宽太原理工大学电气与动力工程学院山西省太原市030024

针对目前光伏出力确定性预测缺乏考虑不确定性信息导致预测精度受限的问题,提出了一种计及组合区间不确定性分析的光伏出力动静态赋权搜索预测模型。首先分别构建卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)-注意力机制(attention)... 详细信息

针对目前光伏出力确定性预测缺乏考虑不确定性信息导致预测精度受限的问题,提出了一种计及组合区间不确定性分析的光伏出力动静态赋权搜索预测模型。首先分别构建卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)-注意力机制(attention)-双向长短期记忆网络(bidirectional long-short term memory,BiLSTM)(CNN-Attention-BiLSTM)和自然梯度提升(natural gradient boosting,NGBoost)模型进行确定性预测;然后通过分析2个模型的确定性预测值和真实值的分布揭示了组合区间相对可靠性规律,基于该规律提出一种动静态赋权搜索预测模型,利用NGBoost模型进行不确定性预测,并根据所提供的概率分布信息,动态区分确定性预测结果的重要性,结合模型历史静态的指标评价信息,实现组合区间内搜索预测结果;最后采用澳大利亚沙漠知识太阳能中心和宁夏某光伏电站的数据集进行仿真研究,验证了该文方法的有效性和适用性,可为光伏出力确定性组合预测提供新的研究思路。

关键词：光伏出力预测 CNN-Attention-BiLSTM NGBoost 组合区间相对可靠性规律动静态赋权搜索预测

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酿酒功能菌的基因组测序及基因功能注释

中国食品学报 2024年第5期24卷 214-222页

作者：麻静静李惠源高文静韩英贾丽艳山西农业大学食品科学与工程学院山西太谷030801 山西杏花村汾酒厂股份有限公司山西汾阳032209 山西省白酒生物工程研究生教育创新中心山西太谷030801

为挖掘库德毕赤酵母FJZ在清香型白酒酿造过程中的代谢机制,基于Illumina Novaseq和PacBio测序平台对菌株FJZ进行基因组测序,将测序数据在碳水化合物活性酶(CAZy)数据库进行比对,并通过GO、KOG和KEGG数据库进行基因功能注释。CAZy分析表... 详细信息

为挖掘库德毕赤酵母FJZ在清香型白酒酿造过程中的代谢机制,基于Illumina Novaseq和PacBio测序平台对菌株FJZ进行基因组测序,将测序数据在碳水化合物活性酶(CAZy)数据库进行比对,并通过GO、KOG和KEGG数据库进行基因功能注释。CAZy分析表明:菌株FJZ具有催化酚类化合物转化合成芳香化合物的香草醇氧化酶(VAO)活性,具有羧酸酯酶催化合成和分解乙酸乙酯、乳酸乙酯的能力,具有甘露糖转移酶催化甘露糖转移到底物生成多萜寡糖的前体的能力等。在GO数据库共注释分子功能类别的基因6320个,具有转移烷基或芳基、糖基、酰基等与酯合成相关的转移酶活性。在KEGG的7类功能数据库中共注释基因7815个,其中代谢相关的基因有1406个,萜类和聚酮类物质代谢相关的基因30个。在KOG共注释到基因3704个,辅酶运输和代谢相关的基因83个等。本研究为清香型白酒酿造过程中酶系的研究,以及白酒风味物质形成机理和酒醅功能菌结构探索提供参考依据。

关键词：库德毕赤酵母 CAZy分析功能注释酶活性

水滑石衍生CuMgFe-LDO催化剂协同净化氮氧化物和甲醇

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化工学报 2024年第5期75卷 1890-1902页

作者：徐欣欣冀芸丽武鲜凤安霞吴旭太原理工大学化学学院山西太原030024

NH_(3)-SCR催化剂同时去除NO_(x)和挥发性有机物(VOCs)引起了人们的广泛关注,然而,VOCs的存在会对脱硝反应产生负面影响,尤其在低温条件下。本研究选定水滑石衍生复合氧化物(Cu)MgFe-LDO催化剂探索协同脱除NO_(x)和甲醇性能,着重考察Cu... 详细信息

NH_(3)-SCR催化剂同时去除NO_(x)和挥发性有机物(VOCs)引起了人们的广泛关注,然而,VOCs的存在会对脱硝反应产生负面影响,尤其在低温条件下。本研究选定水滑石衍生复合氧化物(Cu)MgFe-LDO催化剂探索协同脱除NO_(x)和甲醇性能,着重考察Cu的引入以及CuO_(x)和FeO_(x)相互作用对协同反应的影响,并对所制备的催化剂进行表征测试。结果表明,含Cu催化剂的脱硝活性均高于MgFe-LDO催化剂,最佳催化剂Cu_(0.5)MgFe-LDO在230~300℃温窗内具有较好的脱硝活性和甲醇氧化性能。适量引入Cu加强了Cu、Fe物种间的相互作用,有利于氧化还原循环,从而产生更多的氧缺陷及活性氧,过量Cu掺杂会破坏催化剂结构,降低表面酸性,引入Cu可以减缓甲醇对SCR反应的抑制作用。这些结果可为实际应用SCR催化剂协同去除VOCs提供指导。

关键词：类水滑石 CuMgFe-LDO 甲醇氧化 NH3-SCR 协同脱除

基于大气成分观测网的山西省近地面O3体积分数分布特征

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环境科学 2024年第2期45卷 655-667页

作者：李莹王淑敏裴坤宁闫世明孙鸿娉张逢生高兴艾山西省气象科学研究所中国气象局温室气体及碳中和监测评估中心山西分中心太原030006 山西省人工增雨防雷技术中心太原030006

利用山西省6个大气成分观测站2019年3月至2020年2月的反应性气体O_(3)、NO、NO_(2)和NO_(x)连续观测资料以及同期气象资料,采用统计分析和后向轨迹分析等方法,对山西近地面O_(3)体积分数变化特征及影响因素进行了对比研究.结果表明,6个... 详细信息

利用山西省6个大气成分观测站2019年3月至2020年2月的反应性气体O_(3)、NO、NO_(2)和NO_(x)连续观测资料以及同期气象资料,采用统计分析和后向轨迹分析等方法,对山西近地面O_(3)体积分数变化特征及影响因素进行了对比研究.结果表明,6个站的O_(3)体积分数一般在4~9月较高,10月至翌年3月较低,研究期内山西南部的晋城和临汾2站的O_(3)日最大8h体积分数滑动平均值φ(MDA8O_(3))超标最严重,其次是北部的五台山、朔州和大同3站,中部的太原站O_(3)污染较轻.对比城市站和高山站发现,两类站点的O_(3)体积分数季节变化虽都表现为:夏季>春季>秋季>冬季,但前者主要受前体物NO_(x)光化学反应的影响,后者的NO_(x)并不是产生高体积分数O_(3)的主要来源;两类站点的O_(3)日变化谱型截然相反,城市站O_(3)小时平均体积分数的峰谷值分别出现在15:00和06:00,而高山站分别出现在20:00和10:00,分别比城市站滞后了约5 h;此外城市站的O_(3)日振幅明显大于高山站.就城市站而言,相较日照时数、降水量和总云量,气温对O_(3)体积分数的影响更为显著;白天的NO_(2)体积分数直接影响O_(3)的日振幅大小,尽管太原站O_(3)的光化学生成潜力也较高,由于被高体积分数的NO滴定消耗,O_(3)体积分数为城市站中最低;各城市站高体积分数的O_(3)对应低体积分数的NO_(x),低NO_(x)以NO_(2)为主,高NO_(x)的贡献则主要来自NO,在较高NO_(x)体积分数时,O_(3)基本上完全被消耗.影响全部站点O_(3)体积分数升高的地面风主要来自东南、南和西南方向,特定的风速条件将导致站点O_(3)体积分数增加.站点地理位置不同会引起大气污染物输送作用的差异,而来自华北平原和汾渭平原高浓度O_(3)的水平输送很可能是造成山西各站点O_(3)体积分数升高的共同原因.

关键词： O_(3)体积分数前体物NO_(x) 城市站高山站气团输送

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二维慢烤模型点火位置及其温度的理论推演

兵工学报 2024年第5期45卷 1564-1572页

作者：张坤智小琦肖游王帅罗锐恒张姚瑶黄云伟中北大学机电工程学院山西太原030051 中国兵器装备集团自动化研究所有限公司智能制造事业部四川绵阳621000 湖北航天化学技术研究所航天化学动力技术重点实验室湖北襄阳441003

为理论分析凝聚炸药慢速烤燃过程,并为慢速烤燃点火点位置研究奠定理论基础。根据炸药的热传导理论方程,利用叠加原理和分离变量法,将炸药非反应性热传导项与自热反应热传导项拆分,推导得到凝聚炸药二维慢速烤燃模型的温度分布解析解。... 详细信息

为理论分析凝聚炸药慢速烤燃过程,并为慢速烤燃点火点位置研究奠定理论基础。根据炸药的热传导理论方程,利用叠加原理和分离变量法,将炸药非反应性热传导项与自热反应热传导项拆分,推导得到凝聚炸药二维慢速烤燃模型的温度分布解析解。计算并分析了自热反应温度场随时间和炸药尺寸的变化规律。根据慢烤试验结果,对理论计算得出的点火点位置、点火温度及时间进行了验证。研究结果表明:理论确定的点火时间、点火点位置与试验测量的点火时间、点火点位置相符。炸药自热反应最高温度所在位置随其尺寸的增加,由中心移动至边缘角落。随着试验时间的增加,自热反应温度分布趋于稳定。就尺寸为∅76×190 mm的RDX炸药而言,发生点火时自热反应温度分布与点火前80000 s时的自热反应温度分布一致。

关键词：弹药慢速烤燃点火点位置热传导解析解

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轻质高熵合金微观组织及力学性能研究进展

材料导报 2024年第18期38卷 190-199页

作者：郭晖曹晓卿孙逸舟林鹏刘亚玲李培友太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 陕西理工大学材料科学与工程学院陕西汉中723001

高熵合金是由五种或更多种金属元素等原子比例或者非等原子比例构成的新型合金,具有优异的物理化学性能。近年来,高熵合金已成为材料界的研究热点,各种高性能高熵合金的研究取得了重大进展。轻质高熵合金作为一种特殊的类别,具有优良的... 详细信息

高熵合金是由五种或更多种金属元素等原子比例或者非等原子比例构成的新型合金,具有优异的物理化学性能。近年来,高熵合金已成为材料界的研究热点,各种高性能高熵合金的研究取得了重大进展。轻质高熵合金作为一种特殊的类别,具有优良的综合性能和低密度的特点,因此受到越来越多的关注。在航空航天、交通运输及核电工业领域,通常需要密度低、强度高、塑性好、室温高温力学性能优异的材料,使得此类轻质高熵合金的研究显得尤为重要。本文综述了轻质高熵合金的微观组织及力学性能的研究进展,并列举了两种典型轻质高熵合金体系的组织性能特点,最后对轻质高强高熵合金的发展趋势进行了展望。

关键词：高熵合金低密度微观组织力学性能

镍基Al_(x)CoCrFeNi高熵合金涂层升温摩擦性能的原子尺度分析

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摩擦学学报（中英文） 2024年第4期44卷 530-541页

作者：吴灿孙虎儿杨超毅中北大学机械工程学院山西太原030051 山西师范大学现代文理学院转设筹备处山西临汾041000

高熵合金(HEAs)具有较高的硬度、耐磨性和抗氧化性,是1种有前景的高温涂层材料.采用分子动力学仿真,分析了在300~1500 K温度条件下,Ni基板上Al_(x)CoCrFeNi(x=0,3,6,10)高熵合金涂层在划伤过程中的力学特性和摩擦磨损行为.结果表明:Al_(... 详细信息

高熵合金(HEAs)具有较高的硬度、耐磨性和抗氧化性,是1种有前景的高温涂层材料.采用分子动力学仿真,分析了在300~1500 K温度条件下,Ni基板上Al_(x)CoCrFeNi(x=0,3,6,10)高熵合金涂层在划伤过程中的力学特性和摩擦磨损行为.结果表明:Al_(x)CoCrFeNi HEA涂层法向和切向摩擦力随着Al含量增加和温度的升高而逐渐减小,摩擦系数波动幅度较小,随着Al含量增加而先减小后增大,在1500 K时,Al_(10)CoCrFeNi涂层的摩擦系数最大,为0.529.损伤原子位移及剪切应变与Al含量和温度呈正相关,Al含量的增加或温度的升高降低了摩擦表面的剪切强度,使损伤原子数目增加,材料形变均匀性降低.相结构、位错缺陷等特性与Al含量及温度密切相关,随着Al含量增加和温度上升,FCC相原子含量减少,材料塑性降低,涂层中BCC相和其他相结构原子的比例增多.在高温下缺陷产生的深度更深,但位错密度降低,这表明在高温下位错的迁移难度降低,位错对材料的强化程度降低,材料亚表层的破坏程度逐渐严重.Al_(x)CoCrFeNi涂层与Ni基板界面的结合强度随着Al含量的增加而降低,随着温度的上升而逐渐增大,HEA涂层与Ni基底界面处的应力是影响界面结合强度的因素之一,x=0时涂层界面应力明显高于其他3种情况.

关键词：高熵合金涂层摩擦磨损界面结合强度分子动力学