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烷氧基丙胺类新型溶剂分子设计及其脱除高酸性天然气中硫醇

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化工进展 2024年

作者：刘传磊陈宇翔郭冠初赵起越姜豪孙辉沈本贤华东理工大学绿色能源化工国际联合研究中心新疆大学石油天然气精细化工教育部重点实验室华东理工大学化工学院

硫醇类化合物是酸性天然气中普遍存在的有害组分，相较于硫化氢和二氧化碳，硫醇类化合物的酸性和反应活性较低，难以通过传统的胺洗脱硫工艺实现深度脱除。本研究采用基于COSMO-RS理论的溶解度预测方法筛选了对甲硫醇具有理想溶解性能... 详细信息

硫醇类化合物是酸性天然气中普遍存在的有害组分，相较于硫化氢和二氧化碳，硫醇类化合物的酸性和反应活性较低，难以通过传统的胺洗脱硫工艺实现深度脱除。本研究采用基于COSMO-RS理论的溶解度预测方法筛选了对甲硫醇具有理想溶解性能的溶剂，然后在小试吸收实验装置上评价了其对甲硫醇的脱除效率，进一步借助量化计算揭示其高效吸收溶解甲硫醇的机制。结果表明，烷氧基丙胺化合物对甲硫醇具有较好的溶解性能；在气液比不高于250的吸收条件下，使用浓度不低于20wt%的烷氧基丙胺溶液可将原料气中5%的硫化氢和933 mg·S/Nm3的有机硫分别脱除至0和20 mg·S/Nm3以下，净化气硫含量满足天然气新国标(GB17820-2018)一类气指标要求；溶剂-溶质间弱相互作用分析表明，烷氧基丙胺通过较强的氢键作用和大面积范德华作用高效捕获甲硫醇分子。

关键词：天然气净化甲硫醇脱硫溶剂设计烷氧基丙胺相互作用

泡沫混凝土填充旋转薄壁多胞方管负泊松比结构面内压缩性能

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复合材料学报 2024年第2期41卷 839-857页

作者：刘浩周宏元王小娟张宏北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

为改善薄壁金属管件的力学及吸能性能,提出了一种泡沫混凝土填充旋转薄壁多胞方管负泊松比结构(RSTFC)。对薄壁多胞方管(TMST)、旋转薄壁多胞方管(RTMST)和RSTFC试件进行准静态面内压缩试验,研究了3类不同试件的变形模式、载荷-位移曲... 详细信息

为改善薄壁金属管件的力学及吸能性能,提出了一种泡沫混凝土填充旋转薄壁多胞方管负泊松比结构(RSTFC)。对薄壁多胞方管(TMST)、旋转薄壁多胞方管(RTMST)和RSTFC试件进行准静态面内压缩试验,研究了3类不同试件的变形模式、载荷-位移曲线和吸能性能。试验结果表明:TMST、RTMST和RSTFC试件均表现为压缩破坏;对比于TMST试件,RTMST试件因发生旋转变形可有效降低载荷峰值,同时吸收更多能量,压溃力效率和能量吸收分别增大了73.2%和33.6%;泡沫混凝土的存在促使铝管在试件旋转过程中发生了一定程度的变形及泡沫混凝土不断压缩变形,因此填充有200 kg/m^(3)泡沫混凝土RSTFC试件的压溃力效率和能量吸收较RTMST试件分别增大了22.5%和8.9%。基于试验验证的数值结果表明:铝管和泡沫混凝土之间承载能力的相互匹配决定了RSTFC试件的力学及吸能性能,可通过调整泡沫混凝土密度、铝管壁厚和泡沫混凝土填充方式等实现对RSTFC试件变形模式、载荷传递与吸能性能的调控。因两个周期性结构试件具有相对更高的比吸能和压溃力效率,建议在实际工程中应用。

关键词：负泊松比结构旋转薄壁多胞方管泡沫混凝土准静态压缩变形模式吸能性能载荷传递

电子级多晶硅原料中痕量硼磷杂质的脱除研究进展

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化工学报 2024年第1期75卷 83-94页

作者：闫可欣姜洪涛高维群郭晓晖孙伟振赵玲华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237 新疆协鑫新能源材料科技有限公司新疆昌吉831100

三氯氢硅和氢气中痕量硼磷杂质的含量是影响多晶硅品质的主要因素。提高硼磷杂质的脱除效率有利于电子级多晶硅的大规模生产,实现我国能源信息产业升级。综述了三氯氢硅和氢气中硼磷杂质脱除方法的研究进展,重点介绍了各类提纯方法的特... 详细信息

三氯氢硅和氢气中痕量硼磷杂质的含量是影响多晶硅品质的主要因素。提高硼磷杂质的脱除效率有利于电子级多晶硅的大规模生产,实现我国能源信息产业升级。综述了三氯氢硅和氢气中硼磷杂质脱除方法的研究进展,重点介绍了各类提纯方法的特点。其中,反应-吸附-精馏耦合技术集合了精馏法和化学提纯法的优点,是三氯氢硅精制过程中最具有发展前景的方法;吸附法凭借其负载的活性物质对硼磷杂质的高选择性,成为氢气精制最常使用的工艺。最后,系统探讨了吸附剂结构特点及与吸附性能的构效关系,在此基础上总结并展望了多晶硅原料中硼磷杂质脱除面临的挑战和发展方向。

关键词：硼磷杂质吸附蒸馏反应精馏三氯氢硅氢

再生粗骨料混凝土静动态抗压强度离散性试验研究

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复合材料学报 2024年第6期41卷 3092-3102页

作者：王小娟李润琳周宏元母崇元乔崎云北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

为研究再生粗骨料(RCA)替代率和应变率对再生粗骨料混凝土(RAC)抗压强度离散性的影响,制备了3种不同RCA替代率的RAC (0%、50%、100%),分别进行准静态压缩及霍普金森压杆(SHPB)试验,与概率统计分析理论,对RAC抗压强度结果进行分析讨论。... 详细信息

为研究再生粗骨料(RCA)替代率和应变率对再生粗骨料混凝土(RAC)抗压强度离散性的影响,制备了3种不同RCA替代率的RAC (0%、50%、100%),分别进行准静态压缩及霍普金森压杆(SHPB)试验,与概率统计分析理论,对RAC抗压强度结果进行分析讨论。结果表明:准静态压缩下,RAC抗压强度离散程度随RCA替代率增加变化不显著,但表现出先增加后减小的趋势;SHPB试验应变率为50~120 s-1时,受RCA替代率和应变率的共同影响,同一应变率下RAC动态抗压强度离散程度随RCA替代率增加而增加,同一RCA替代率下RAC动态抗压强度离散程度随应变率增加逐渐减小。此外,对传统Weibull分布模型引入替代率和应变率参数进行修正,考虑到抗压强度离散性可能影响结构设计的安全性,提出了在任意保证率下具有不同RCA替代率的RAC动态抗压强度预测公式。

关键词：再生混凝土离散性准静态压缩试验霍普金森压杆试验抗压强度

微重力条件下复杂等离子体中激光诱导马赫锥的三维模拟

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物理学报 2024年第8期73卷 218-226页

作者：黄渝峰贾文柱张莹莹宋远红大连理工大学物理学院三束材料改性教育部重点实验室大连116024 西南大学人工智能学院重庆400715

基于三维流体力学模型,研究了微重力条件下复杂等离子体中不同耦合参数形式、屏蔽参数、尘埃粒子表面带电量以及等离子体密度对激光诱导尘埃扰动密度形成马赫锥的影响情况.模拟发现,当屏蔽参数较大时,不同的耦合参数形式对尘埃颗粒扰动... 详细信息

基于三维流体力学模型,研究了微重力条件下复杂等离子体中不同耦合参数形式、屏蔽参数、尘埃粒子表面带电量以及等离子体密度对激光诱导尘埃扰动密度形成马赫锥的影响情况.模拟发现,当屏蔽参数较大时,不同的耦合参数形式对尘埃颗粒扰动密度产生较大影响.此外,激光辐射力平行或者垂直激光移动速度时,马赫锥在三维空间中呈对称或反对称形貌.并且,增大屏蔽参数、减小尘埃粒子表面带电量、减小等离子体密度,都会增强尘埃粒子之间的库仑屏蔽作用,进而使尘埃扰动密度形成的马赫锥更加局域在激光斑点附近,表现为扰动范围缩小,而扰动密度值增大.

关键词：复杂等离子体马赫锥三维流体力学耦合参数

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功能化透明质酸在生物医药领域的研究进展

石油化工 2024年第8期53卷 1080-1088页

作者：阿斯根奚桢浩岑莲赵玲华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237 华东理工大学化工学院上海市多相结构材料化学工程重点实验室上海200237

透明质酸(HA)是一种非硫酸化糖胺聚糖大分子,是细胞外基质的主要成分之一。由于独特的分子结构及生物活性,HA的应用领域广泛,并已有超过30年的应用历史。HA及其衍生物的分子特性,包括不同分子量范围对细胞、保湿和抗衰老的作用不同以及C... 详细信息

透明质酸(HA)是一种非硫酸化糖胺聚糖大分子,是细胞外基质的主要成分之一。由于独特的分子结构及生物活性,HA的应用领域广泛,并已有超过30年的应用历史。HA及其衍生物的分子特性,包括不同分子量范围对细胞、保湿和抗衰老的作用不同以及CD44靶向性,使其成为组织工程、伤口愈合、癌症治疗、眼科和化妆品等领域的热门原料之一。近年来,HA及其衍生物在生物医学领域中发挥着越来越重要的作用。重点介绍了近年来功能化HA应用在伤口愈合材料、软骨修复材料、药物载体、眼科材料、癌症治疗和化妆品方面的研究进展,HA多功能涂层、靶向纳米粒子和可注射水凝胶创新材料在前沿生物医用方向展现出巨大的应用前景。

关键词：透明质酸水凝胶支架组织工程学再生医学

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聚酰亚胺辅助制备高定向石墨烯基全炭泡沫及其在导热聚合物复合材料中的应用

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新型炭材料（中英文） 2024年第2期39卷 271-282页

作者：熊科孙智鹏胡吉辰马成王际童葛翔乔文明凌立成华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237 常州富烯科技股份有限公司江苏常州213144

石墨烯及其衍生物具有高纵横比的二维层状结构,在加工过程中通常倾向于水平排列。因此,石墨烯基复合热界面材料虽然具有较高的面内热导率,但其表现出的低面外热导率难以满足实际应用需求。本文通过定向冷冻策略制备了竖直排列的聚酰亚胺... 详细信息

石墨烯及其衍生物具有高纵横比的二维层状结构,在加工过程中通常倾向于水平排列。因此,石墨烯基复合热界面材料虽然具有较高的面内热导率,但其表现出的低面外热导率难以满足实际应用需求。本文通过定向冷冻策略制备了竖直排列的聚酰亚胺/石墨纳米片(PG)导热骨架以提高聚合物复合材料的面外热导率,其中石墨纳米片(GNs)为高导热石墨烯薄膜的粉体边角料。在该过程中,采用水溶性聚酰胺盐溶液直接分散疏水的GNs,热亚胺化后获得的聚酰亚胺在辅助GNs定向排列的同时经石墨化处理转变为人造石墨。同时,GNs的引入提高了PG骨架的有序度和密度,进一步提高了聚二甲基硅氧烷(PDMS)基复合材料的强度和导热性能。结果表明,所制备的PDMS/PG复合材料(PG:21.1%)的面外热导率达14.56 W·m^(−1)·K^(−1),是纯PDMS的81倍。这种简便的聚酰亚胺辅助二维疏水填料定向排列的方法为各向异性热界面材料的规模制备提供了思路,同时实现了石墨烯薄膜边角料的再利用。

关键词：石墨烯膜二次利用热导率各向异性泡沫热界面材料

内部结构非对称织构对材料表面的润滑性能分析

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中国表面工程 2024年第1期37卷 240-253页

作者：杨宇杨发展姜芙林黄珂刘朝伟青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛265200 青岛理工大学工业流体节能与污染控制教育部重点实验室青岛265200

织构对材料表面的减摩降磨具有积极效果,但内部结构对称织构在摩擦方向和润滑方式上较为单一。为研究内部结构非对称织构对加工润滑特性的影响以及在改善材料表面摩擦性能方面的激励机制,通过研究对称织构和两种内部结构非对称织构的正... 详细信息

织构对材料表面的减摩降磨具有积极效果,但内部结构对称织构在摩擦方向和润滑方式上较为单一。为研究内部结构非对称织构对加工润滑特性的影响以及在改善材料表面摩擦性能方面的激励机制,通过研究对称织构和两种内部结构非对称织构的正、反向摩擦行为,对比润滑油在各织构单元体的压力分布、流速和流迹线来分析织构内部结构的对称性对润滑性能的影响。利用飞秒激光以倾斜加工的工艺制备内部结构非对称织构,并进行摩擦磨损试验。结果证明:织构内部结构的对称特征直接影响润滑油的流速和流迹线状态,进而影响油膜的承载力,而流速越大空化效应越剧烈,且流迹线越向涡旋中心集中,惯性效应越强。在内部结构非对称织构正反两个方向的摩擦中,正向摩擦的润滑性能要优于反向摩擦的润滑性能,且无论是正向摩擦还是反向摩擦,织构沟槽呈现直角时的润滑性更加优异,内部结构非对称织构的加工工艺可以增加表面硬度,有利于降低摩擦因数。

关键词：非对称织构 Fluent仿真分析流体动压润滑倾斜加工工艺摩擦因数

磁场作用下水基磁流体对TC4与Si3N4摩擦学性能影响的实验研究

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机械工程学报 2024年第7期60卷 174-183页

作者：王优强徐莹莫君何彦赵涛倪陈兵青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520 青岛理工大学工业流体节能与污染控制教育部重点实验室青岛266520

钛合金(TC4)是一种航空航天中广泛应用的材料,其具有强度高、耐高温、耐腐蚀等优良特性,但其摩擦学性能限制了其进一步的应用。近年来水基磁流体作为一种智能环保型润滑剂在解决极端工况条件下的润滑问题发挥着巨大优势。利用摩擦磨损... 详细信息

钛合金(TC4)是一种航空航天中广泛应用的材料,其具有强度高、耐高温、耐腐蚀等优良特性,但其摩擦学性能限制了其进一步的应用。近年来水基磁流体作为一种智能环保型润滑剂在解决极端工况条件下的润滑问题发挥着巨大优势。利用摩擦磨损实验机研究了磁场作用下水基磁流体对钛合金摩擦学性能的影响。首先实验研究了水基磁流体的磁学性能。采用超声清洗机对原磁流体进行稀释,获得质量分数分别为0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、10%、20%、36%稳定的水基磁流体。利用振动样品磁强计(VSM)、场发射透射电镜(TEM)和静态接触角测量仪分别测试了磁性颗粒的大小和形貌,研究了不同质量分数的水基磁流体的润湿性,探讨了水基磁流体的磁学性能。实验结果表明:Fe3O4颗粒呈球形,平均粒径为14 nm,具有良好的顺磁性。水基磁流体的润湿性随质量分数的增大而增大。其次,研究了水基磁流体的摩擦学性能。以TC4钛合金与Si3N4陶瓷球为试件,利用UMT-3往复摩擦磨损试验机测定了不同磁场强度下不同质量分数水基磁流体润滑时钛合金表面的摩擦因数,并用高精度粗糙度仪对磨损量进行测量。结果表明,通过与基液实验结果进行对比发现,不同质量分数的水基磁流体都表现出一定的减摩效果,其中质量分数为1.2%的磁流体减摩效果最好,摩擦因数降低了16.99%。但在施加外磁场时,不同质量分数的水基磁流体的磨损量都会比基液水润滑时有所增加。但是,随着颗粒质量分数和磁场强度的增大,磨损量逐渐减少。最后,通过实验数据对不同磁场作用下不同质量分数水基磁流体的摩擦学性能的作用机理进行分析,为水基磁流体将来在润滑领域的应用提供了实验依据。

关键词：纳米添加剂水基磁流体磁场强度摩擦学减摩润滑性能