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EAA及致孔剂PEG400改性PVDF膜的结构及其渗透性能

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精细化工 2024年第7期41卷 1606-1614页

作者：薛禹谭妍妍张道海罗筑秦舒浩武晓贵州民族大学化学工程学院贵州贵阳550025 贵州省材料产业技术研究院国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心贵州贵阳550014 贵州大学材料与冶金学院贵州贵阳550025

为了调控聚偏氟乙烯(PVDF)膜的孔状结构和性能,以乙烯丙烯酸(EAA)为添加剂、PEG400为致孔剂,通过浸入沉淀相转换法制备了PVDF/EAA复合膜。采用SEM、FTIR表征了其结构和成分;对复合膜的渗透性能和抗污染性能进行了测试,考察了不同EAA、PE... 详细信息

为了调控聚偏氟乙烯(PVDF)膜的孔状结构和性能,以乙烯丙烯酸(EAA)为添加剂、PEG400为致孔剂,通过浸入沉淀相转换法制备了PVDF/EAA复合膜。采用SEM、FTIR表征了其结构和成分;对复合膜的渗透性能和抗污染性能进行了测试,考察了不同EAA、PEG400质量分数对复合膜结构和性能的影响。结果表明,与未加EAA的PVDF膜(E-0)相比,PVDF/EAA复合膜表现出更高的渗透性能、分离性能和抗污染性能。EAA可以改善复合膜表面的亲水性,PEG400可以提高铸膜液和凝固浴之间的亲和性,加快成膜速率,从而在膜表面形成更多的孔洞。当EAA质量分数为3%,PEG400的质量分数为4%时,PVDF/EAA复合膜(E-3)的纯水渗透通量和牛血清白蛋白截留率分别为271.57L/(m^(2)·h)和64.83%,比E-0分别提高了486.42%和116.10%;通量恢复率和总污染率分别为75.97%和46.51%,比E-0分别提升了19.37%和降低了26.92%。当EAA的质量分数为3%,PEG400的质量分数为3%时,PVDF/EAA复合膜(P-3)的孔隙率为53.33%,平均孔径为4.55 nm,比未加PEG400的PVDF/EAA复合膜(P-0)的孔隙率和平均孔径分别提高了33.33%和88.02%。

关键词：聚偏氟乙烯聚乙烯丙烯酸致孔剂渗透性能抗污染性能水处理技术

贵州省煤层气井压裂改造对产气量的影响及开发建议——以盘关向斜为例

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煤炭科学技术 2024年第S01期52卷 116-126页

作者：胡海洋颜智华娄毅杜志刚李全中陈捷高为贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心贵州贵阳550081 贵州省煤田地质局地质勘察研究院贵州贵阳550081 贵州省煤炭流态化开采重点实验室贵州贵阳550014 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221008 贵州盘江煤层气开发利用有限责任公司贵州贵阳550081 洛阳理工学院土木工程学院河南洛阳471023 山西工程技术学院矿业工程系山西阳泉045000

贵州省含煤构造单元多、煤层层数多、厚度薄,多为低渗储层,宜采取“分段压裂、合层排采”工艺进行煤层气开发。研究以盘关向斜煤层气井为例,在分析2口直井压裂改造规模的基础上,分析其压裂效果,进而研究了压裂改造效果对煤层气井气水产... 详细信息

贵州省含煤构造单元多、煤层层数多、厚度薄,多为低渗储层,宜采取“分段压裂、合层排采”工艺进行煤层气开发。研究以盘关向斜煤层气井为例,在分析2口直井压裂改造规模的基础上,分析其压裂效果,进而研究了压裂改造效果对煤层气井气水产出的影响,最后总结了盘关向斜煤层气井高效改造压裂施工参数的合理阈值。结果表明:水力压裂是低渗储层增渗的有效途径,增渗倍数与压裂改造规模密切相关,盘关向斜2口井每米煤层的加砂量、加液量及单孔排量的差异,导致压裂改造后与改造前的渗透率比值为55∶1,改造后渗透率差异较大;提高每米煤层的加液量、加砂量及单孔排量,对提高煤层的改造效果及产气量有利,建议每米煤层加液量不宜低于400 m^(3),每米煤层加砂量不宜低于20 m^(3),压裂施工排量不低于8 m^(3)/min,且单孔排量宜控制在0.2 m^(3)/min以上;根据压裂改造后的煤层渗透率,针对改造效果好的煤层气井,可以适当快排降压,反之则应控制排采强度,降低快排降压可能引起的储层敏感性伤害。研究成果可以为该区块低渗煤层增渗增能改造提供技术参考。

关键词：煤层气井分层压裂排采控制气水产出开发建议

MXene/PVDF复合膜的制备、性能调控及其应用研究进展

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精细化工 2024年第2期41卷 292-301页

作者：薛禹谭妍妍徐余欢武晓张道海贵州民族大学化学工程学院贵州贵阳550025 贵州省材料产业技术研究院贵州贵阳550014 贵州大学材料与冶金学院贵州贵阳550025

二维过渡金属碳(氮)化物(MXene)是一种新型二维碳化纳米材料,具有横向比率大、传输途径短和纳米通道多等独特优点。该文综述了MXene/聚偏氟乙烯(PVDF)膜的制备工艺,并分析了MXene与PVDF膜的电性能、机械性能、热性能、抗菌性能、环境稳... 详细信息

二维过渡金属碳(氮)化物(MXene)是一种新型二维碳化纳米材料,具有横向比率大、传输途径短和纳米通道多等独特优点。该文综述了MXene/聚偏氟乙烯(PVDF)膜的制备工艺,并分析了MXene与PVDF膜的电性能、机械性能、热性能、抗菌性能、环境稳定性等性能之间的调控关系;综述了MXene/PVDF复合膜在分离膜、高介电膜、电磁屏蔽膜等领域中的应用进展;最后,对MXene/PVDF膜的发展方向进行了展望:在当前研究阶段中,对PVDF膜进行抽滤处理仍是发挥MXene优异性能的有效途径之一;进一步深入研究MXene对PVDF膜定向调控的多功能性机制,有助于更好地理解MXene与PVDF膜之间的相互作用规律;此外,应该加强应用型研究,形成较完善的实际应用体系,有助于更好地理解MXene/PVDF复合膜的自身性质和性能,推动MXene/PVDF复合膜在各领域的应用研究和实际发展。

关键词： MXene 二维材料 MXene/PVDF复合膜聚偏氟乙烯电磁屏蔽膜

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地面与地下深部地震背景噪声对比分析

地球物理学报 2024年第2期67卷 793-808页

作者：万文涛陈畅王赟穆朝民贺永胜汪超中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院"多波多分量"地震研究组北京100083 中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001 军事科学院国防工程研究院工程防护研究所河南洛阳471000 中国科学院地球化学研究所贵阳550081

深部地下空间具有低于地面的噪声环境,为开展高精度多物理场观测提供了绝佳平台.通过淮南潘一东矿区海拔-848 m的井下巷道和地面的地震联测,我们分析了深部地下与地面的地振动背景噪声特征.对比结果显示,大于1.0 Hz的高频段,地面噪声功... 详细信息

深部地下空间具有低于地面的噪声环境,为开展高精度多物理场观测提供了绝佳平台.通过淮南潘一东矿区海拔-848 m的井下巷道和地面的地震联测,我们分析了深部地下与地面的地振动背景噪声特征.对比结果显示,大于1.0 Hz的高频段,地面噪声功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)值高出地下20~40 dB,并呈现随人类活动变化的昼夜模式;而井下观测不存在这一时变规律,地下巷道上覆870 m厚的沉积层有效衰减了浅层或地表的人文噪声.0.1~1.0 Hz频段二者差异相对减小,地面PSD值平均高出地下10 dB.小于0.1 Hz的低频噪声差异较小,或与井下气流干扰和仪器本底噪声有关.在第二地脉动谱的对比中,可发现明显的场地放大效应和地脉动峰的分裂现象.此外,深部地下低噪声环境突显了若干高频非时变信号,根据频域极化分析可厘定这些稳定噪声为井下的固定振动源.上述结果说明深部地下可以为高精度地震观测和震源定位提供优良环境,同时也给深地实验室的后续建设以及相关深地研究提供重要参考.

关键词：地下深部地震观测背景噪声时变偏振分析

改性碳系填料填充聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究进展

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高分子材料科学与工程 2024年第2期40卷 182-190页

作者：占晓谭妍妍杜婧羽杨人元张道海邹凯翔贵州民族大学化学工程学院贵州贵阳550025

为了满足电子设备轻量化和高度集成化发展的趋势和社会健康需求,轻量化、低成本、耐腐蚀的电磁屏蔽材料日益受到青睐。碳系导电填料,尤其是碳纳米管和石墨烯,在聚合物基电磁屏蔽复合材料中应用广泛。但碳系导电填料颗粒的应用通常因其... 详细信息

为了满足电子设备轻量化和高度集成化发展的趋势和社会健康需求,轻量化、低成本、耐腐蚀的电磁屏蔽材料日益受到青睐。碳系导电填料,尤其是碳纳米管和石墨烯,在聚合物基电磁屏蔽复合材料中应用广泛。但碳系导电填料颗粒的应用通常因其在聚合物基中有限的分散性使得它们与聚合物基体的相互作用受到障碍,从而对电磁屏蔽效能产生不利影响。文中综述了碳纳米管和石墨烯及相关复合材料的典型改性方式及其电磁屏蔽性能,旨在为其在聚合物基电磁屏蔽复合材料中的应用提供良好的设计思路。

关键词：碳系填料石墨烯碳纳米管电磁屏蔽复合材料

基于改进A^(*)-DWA算法的移动机器人路径规划

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计算机集成制造系统 2024年第1期30卷 158-171页

作者：刘钰铭黄海松范青松朱云伟陈星燃韩正功贵州大学现代制造技术教育部重点实验室贵州贵阳550025 重庆机电职业技术大学信息工程学院重庆402760

为在能量有限或补给不足的情况下,降低移动机器人的能耗,提高在动态环境下给定任务的完成率,提出一种改进A*算法与动态窗口法相融合的路径规划方法。首先,考虑地面坡度、摩擦等因素,构建机器人能耗模型,提出基于能耗成本的路径搜索新准... 详细信息

为在能量有限或补给不足的情况下,降低移动机器人的能耗,提高在动态环境下给定任务的完成率,提出一种改进A*算法与动态窗口法相融合的路径规划方法。首先,考虑地面坡度、摩擦等因素,构建机器人能耗模型,提出基于能耗成本的路径搜索新准则。其次,针对路径冗余、多转折造成能量损耗的问题,提出基于动态基准转折惩罚、三角剪枝与弦定弧过渡法相结合的路径优化方法,保证全局路径能耗最优。接着,针对动态窗口法狭窄环境下灵活性差的问题,融合改进A*和动态窗口法并提出航向角自调整策略,增强动态避障能力。最后,设计了全局节能路径偏离评价与能耗评价子函数用于局部节能路径的规划。仿真结果表明,所提方法在能耗、平滑性和动态避障等方面有明显的提升,在复杂、狭窄的场景中应用更具优越性。

关键词：移动机器人路径规划 A*算法动态窗口法动态避障

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天然植物纤维增强热塑性复合材料的研究进展

精细化工 2024年第8期41卷 1658-1664,1678页

作者：杨人元周腾王宏伟龙雪彬张道海秦舒浩贵州民族大学化学工程学院贵州贵阳550025 国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心贵州贵阳550014

由石油化工原料制备的纤维材料的广泛应用导致环境污染问题日益严峻,研发绿色环保的新型纤维材料迫在眉睫。天然植物纤维具有可再生和可降解的特点,在当前强调绿色发展的背景下备受关注,在增强热塑性复合材料领域具有广阔的应用前景,使... 详细信息

由石油化工原料制备的纤维材料的广泛应用导致环境污染问题日益严峻,研发绿色环保的新型纤维材料迫在眉睫。天然植物纤维具有可再生和可降解的特点,在当前强调绿色发展的背景下备受关注,在增强热塑性复合材料领域具有广阔的应用前景,使用天然植物纤维复合热塑性高分子聚合物制备性能优异的复合材料已经逐步发展为一项成熟的技术。该文总结了天然植物纤维结构和改性对复合材料性能的影响,综述了近年来天然植物纤维增强可降解和不可降解热塑性复合材料性能的应用进展,展望了天然植物纤维与可降解塑料复合材料的工业化前景。

关键词：植物纤维热塑性复合材料高分子聚合物可降解

复合压电薄膜生物相容性及电输出性能与兔骨髓间充质干细胞的成骨分化

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中国组织工程研究 2024年第13期28卷 1969-1975页

作者：王桢许顺恩汤耿罗四维滕建祥谢孟利何佳林叶川贵州医科大学附属医院骨科贵州省贵阳市550004 贵州医科大学贵州省贵阳市550004 组织工程与干细胞实验中心贵州省贵阳市550004 贵州师范大学机械与电气工程学院贵州省贵阳市550025

背景:可控的压电效应能促进组织的再生与修复,压电材料在负重组织工程领域应用广泛。目的:制备一种可促进骨组织再生的压电薄膜材料,探究其结构表征、电输出性能、生物相容性及其电输出对兔骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:以聚3... 详细信息

背景:可控的压电效应能促进组织的再生与修复,压电材料在负重组织工程领域应用广泛。目的:制备一种可促进骨组织再生的压电薄膜材料,探究其结构表征、电输出性能、生物相容性及其电输出对兔骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:以聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrateco/4-hydroxybutyrate,P34HB)为原料,加入质量比分别为0%,5%,10%,15%,20%的锡钛酸钡钙(Ba0.94Ca0.06Sn0.08Ti0.92O3,BCST)粉末,以二氯甲烷为溶剂,通过真空干燥方法制得150-200μm厚度BCST/P34HB压电薄膜材料,经油浴极化后,检测其表面形貌、物相组成、压电系数和开路电压,以及BCST/P34HB在110 Hz、0.25 N力幅度下的电输出对兔骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化的影响。结果与结论:①扫描电镜、X射线衍射、水接触角、压电系数检测及电输出性能测试显示,当BCST质量比增加至20%时,BCST/P34HB压电薄膜有着良好的压电性能(d33=5.9 pC/N)及电输出性能(180 mV),更接近500 mV的合适电刺激成骨范围;②活死染色显示,与兔骨髓间充质干细胞共培养第1天,15%组与20%组显示出较少的红色荧光;当培养到第5天时,各组绿色荧光数量较第1天明显增多,10%组、15%组和20%组未见红色荧光,仅0%组和5%组有少量的红色荧光;③阿尔玛蓝染色显示,与兔骨髓间充质干细胞共培养第1,3,5天,随着时间的增加,各组细胞都呈现出增长的趋势,当培养到第5天时,20%组的细胞量明显高于0%组(P<0.05);④成骨诱导第10天,碱性磷酸酶染色结果显示20%组的染色阳性率明显高于0%组(P=0.0001);成骨诱导第21天,茜素红染色和钙结节定量分析显示出了与碱性磷酸酶染色相似的趋势,与0%组相比,15%组和20%组均显示出明显的差异(P<0.01,P<0.0001);⑤结果表明,20%BCST/P34HB薄膜具有良好的压电性能、电输出性能、生物相容性及促骨髓间充质干细胞成骨分化能力。

关键词：骨组织工程 P34HB 压电材料薄膜材料成骨分化

分级化学沉淀法从酸性矿山废水中回收稀土元素试验研究

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中国稀土学报 2024年第2期42卷 360-370,I0006页

作者：谢义曦吴攀李学先黄家琰陈雪贵州大学农学院贵州贵阳550025 贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550025 喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室贵州贵阳550025

酸性矿山废水(AMD)因含有较高浓度的溶解稀土元素(REY)而倍受关注,从AMD中回收REY是极具潜力的稀土补充来源。为探究从AMD中回收REY的可行性,本研究从贵州某废弃煤矿井采集REY含量为29.8×10^(-6)的AMD作为原料,采用分级化学沉淀-酸溶解... 详细信息

酸性矿山废水(AMD)因含有较高浓度的溶解稀土元素(REY)而倍受关注,从AMD中回收REY是极具潜力的稀土补充来源。为探究从AMD中回收REY的可行性,本研究从贵州某废弃煤矿井采集REY含量为29.8×10^(-6)的AMD作为原料,采用分级化学沉淀-酸溶解-草酸选择性沉淀法回收AMD中的REY。试验结果表明,以NaOH作为pH调节剂,在去除AMD中99.8%的Fe^(3+)和67.1%的Al^(3+)等主要污染离子后,获得高度富集REY(含量约1.0%)的沉淀物。沉淀物经HNO_(3)溶解后得到富含REY的预浓缩液,加入草酸溶液,最优pH为2时,回收了浓缩液中95%的REY。将最终产物煅烧氧化后得到纯度为97%的稀土氧化物。

关键词：酸性矿山废水稀土元素分级化学沉淀稀土回收