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利用可再生原料生物合成脂肪族短链二元胺与醇的研究进展

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化工进展 2025年

作者：冯娇刘明明刘耀王昕陈可泉南京工业大学生物与制药工程学院

绿色生物制造是以生物质等可再生原料通过生物过程和生物系统生产生物基材料、化学品、能源、医药和食品等，其绿色清洁的生产工艺有助于改善传统化工行业对化石资源“高依赖”以及工艺“高能耗”、“高排放”等问题。脂肪族短链二元胺... 详细信息

绿色生物制造是以生物质等可再生原料通过生物过程和生物系统生产生物基材料、化学品、能源、医药和食品等，其绿色清洁的生产工艺有助于改善传统化工行业对化石资源“高依赖”以及工艺“高能耗”、“高排放”等问题。脂肪族短链二元胺和醇是重要的大宗化学品，可作为聚合单体应用于合成聚酯、聚氨酯、聚酰胺等高分子材料，同时在化妆品、制药等领域具有广泛应用。本文全面探讨了利用可再生原料生物合成1， 3-丙二胺、1， 4-丁二胺、1， 5-戊二胺以及1， 3-丙二醇、1， 4-丁二醇、1， 5-戊二醇的研究进展，包括概况了可再生原料生物制造的碳循环和代谢途径，总结了脂肪族短链二元胺和二元醇的从头生物合成路线，阐述了利用木质纤维素水解糖、甘油、一碳化合物原料合成短链二元胺和醇的研究现状。并对脂肪族短链二元胺和醇生物制造面临的主要挑战进行了相关讨论和展望。

关键词：合成生物学生物工程生物质生物催化

基于非局部理论的Hoek-Brown软化塑性模型

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防灾减灾工程学报 2025年第1期45卷 13-20页

作者：周鑫于佳佳吴文杰路德春杜修力清华大学土木系北京100184 北京工业大学岩土与地下工程研究所北京100124 景泰新能源(上海)有限公司上海200050

由于缺失材料特征长度,局部应变软化模型在模拟结构层面的失效破坏时,会出现网格依赖性问题,严重影响计算结果的准确性与可靠性。本研究提出了非局部的Hoek-Brown软化塑性模型,该模型基于光滑的Hoek-Brown强度准则构造屈服函数,并利用... 详细信息

由于缺失材料特征长度,局部应变软化模型在模拟结构层面的失效破坏时,会出现网格依赖性问题,严重影响计算结果的准确性与可靠性。本研究提出了非局部的Hoek-Brown软化塑性模型,该模型基于光滑的Hoek-Brown强度准则构造屈服函数,并利用过非局部公式将等效塑性剪应变发展为非局部变量,有效规避了结构失效破坏模拟时的网格依赖性问题。利用隐式返回映射应力更新算法求解非局部塑性模型的微分方程组,详细介绍了该模型的有限元实现流程。最后,以经典的缺陷板受压破坏问题和条形基础承载力问题为例,对模型的有效性进行验证。结果表明,在网格细化过程中,非局部Hoek-Brown软化塑性模型的模拟结果对网格尺寸不敏感,预测的剪切带宽度和荷载位移曲线基本不随网格尺寸变化。所提模型可为岩石工程的失效破坏分析提供具有网格客观性的计算工具。

关键词：非局部积分方法软化塑性模型 Hoek-Brown强度准则应力更新算法

PVDF及其改性物对锂离子电池电化学性能的影响与作用机理的研究进展

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化工新型材料 2025年第2期53卷 21-27页

作者：刘紫鹏伍小波姚洁丽蒋历辉高平平高美连湖南工业大学材料与先进制造学院株洲412000 湖南钰晨新能源有限公司长沙410000 中南大学化学与化工学院长沙410000

在锂离子电池中,正极材料是决定电池能量密度和循环寿命的关键因素之一,而粘结剂作为连接正极材料、导电材料和集流体的组分之一,对电极的结构稳定性和电化学性能发挥着重要的作用。聚偏氟乙烯(PVDF)是锂离子电池中使用的重要粘结剂,在... 详细信息

在锂离子电池中,正极材料是决定电池能量密度和循环寿命的关键因素之一,而粘结剂作为连接正极材料、导电材料和集流体的组分之一,对电极的结构稳定性和电化学性能发挥着重要的作用。聚偏氟乙烯(PVDF)是锂离子电池中使用的重要粘结剂,在充放电过程中,电极中脱锂和嵌锂的行为导致结构承受应力,引起PVDF粘结剂体积发生变化,这不仅导致了电池容量衰减,而且由于其相对较低的离子传导性,高倍率条件下性能表现不佳。总结了PVDF粘结剂在锂离子电池中的最新科研成果,深入分析了改性PVDF对锂电池电性能和电解质/活性物质界面形成的影响机制,系统阐述PVDF改性方式对提高锂离子电池性能的作用机理,展望了高性能PVDF粘结剂的发展方向。

关键词：粘结剂聚偏氟乙烯改性方式电性能

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锂离子电池自修复材料的研究现状

化工新型材料 2025年

作者：李俊豪何倩李军广东工业大学轻工化工学院

锂离子电池在消费电子、储能和新能源汽车等领域得到广泛应用，但仍存在一些问题，导致其使用寿命和续航里程不能满足日益增长的需求，如何提升电池的循环性能非常重要，研究自修复材料在锂离子电池中的应用是近年来的热点方向。主要介... 详细信息

锂离子电池在消费电子、储能和新能源汽车等领域得到广泛应用，但仍存在一些问题，导致其使用寿命和续航里程不能满足日益增长的需求，如何提升电池的循环性能非常重要，研究自修复材料在锂离子电池中的应用是近年来的热点方向。主要介绍了本征型和外援型两种自修复材料的结构和作用机理，综述了其在锂离子电池中的应用进展，总结了该领域近几年的研究成果及存在的问题，并展望了未来研究发展方向。

关键词：锂离子电池自修复材料本征型外援型

微量Hf对增材制造316L不锈钢的组织及力学性能影响

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原子能科学技术 2025年

作者：胡文艳刘禄鹏宋淼杜东海西北工业大学重庆科创中心西北工业大学太仓长三角研究院中船黄埔文冲船舶有限公司上海交通大学机械与动力工程学院

得益于其内部特有的微观组织结构，激光增材制造316L不锈钢具有更高的抗辐照损伤性能，然而打印316L不锈钢存在晶粒粗大、各向异性、热稳定性较差等缺点。向合金中添加微量大原子尺寸元素Hf有望进一步提升合金的抗辐照损伤性能并减少组... 详细信息

得益于其内部特有的微观组织结构，激光增材制造316L不锈钢具有更高的抗辐照损伤性能，然而打印316L不锈钢存在晶粒粗大、各向异性、热稳定性较差等缺点。向合金中添加微量大原子尺寸元素Hf有望进一步提升合金的抗辐照损伤性能并减少组织缺陷。为研究Hf在增材制造316L不锈钢中的效果和机理，本文对添加Hf增材制造316L不锈钢的原始态和重结晶态试样的微观组织和力学性能进行细致的表征与分析。实验结果显示，微量Hf添加降低了增材制造316L不锈钢的晶粒尺寸，减小了铁素体相的比例和材料的各向异性，增加了合金成分的均匀性，引起亚晶粒/位错胞消失和材料显微维氏硬度提高。细化的晶粒组织与固溶Hf和富Hf颗粒将共同提高合金的抗辐照损伤性能。

关键词：增材制造 Hf元素晶粒位错胞显微维氏硬度

油棕树叶柄制备氮掺杂多孔炭纳米片用于高性能锂硫电池

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新型炭材料(中英文) 2025年第01期40卷 222-230页

作者：刘于斯赵星赫王开学上海交通大学国家电投智慧能源创新学院上海交通大学化学化工学院

锂硫电池宿主材料的成份与结构区别，是引起电池性能差异的重要原因。经济性好且环保的碳基宿主材料是实现锂硫电池实用化的最有效策略之一。本研究利用油棕树叶柄为原料，采用尿素浸泡和化学活化的方法，制备出具有堆叠纳米片层结构的... 详细信息

锂硫电池宿主材料的成份与结构区别，是引起电池性能差异的重要原因。经济性好且环保的碳基宿主材料是实现锂硫电池实用化的最有效策略之一。本研究利用油棕树叶柄为原料，采用尿素浸泡和化学活化的方法，制备出具有堆叠纳米片层结构的氮掺杂多孔炭材料（N-PPCNs）用作硫正极宿主材料，显著提高了电池的性能。N-PPCNs实现了N元素的均匀掺杂，作为硫的宿主材料，增加了对多硫化物的吸附能，加速了多硫化物的转化动力学。复合多孔结构和氮的有效掺杂共同作用，抑制了“穿梭效应”，使复合电极达到1257 mAh g-1的高比容量，在1 C倍率下循环500圈仍可保持490 mA h g-1的比容量。这项工作充分证明了废弃生物质再利用的潜力。

关键词：锂硫电池废弃资源再利用多孔炭纳米片转化反应动力学高性能

来源：博看期刊

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带槽径向轮缘密封结构对封严性能的影响

热能动力工程 2025年第1期40卷 10-18页

作者：程舒娴杜昆李昆阳中国航发商用航空发动机有限责任公司上海201100 西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072

为降低封严冷气量,提高涡轮效率,优化轮缘密封结构,采用数值求解三维URANS方程和SST湍流模型的方法,对比了不同径向轮缘密封结构的封严性能。设计了7种带槽径向轮缘密封结构,包括4种横向槽结构、1种轴向槽结构和2种斜向槽结构。数值计... 详细信息

为降低封严冷气量,提高涡轮效率,优化轮缘密封结构,采用数值求解三维URANS方程和SST湍流模型的方法,对比了不同径向轮缘密封结构的封严性能。设计了7种带槽径向轮缘密封结构,包括4种横向槽结构、1种轴向槽结构和2种斜向槽结构。数值计算结果表明:与传统的简单径向轮缘密封结构相比,所设计的横向、轴向和斜向槽结构在本文计算的冷气量范围内,通过增长流动路径和增强涡流两种方式来增加流动阻力,均可使封严效率提高0.17~0.31;在4种横向槽结构中,双槽结构的封严效果优于其他结构,槽数过少和槽宽过窄都会降低封严性能;在轴向和斜向槽结构中,轴向槽结构所需封严冷气量最少,斜向槽倾斜方向影响封严性能,顺向槽结构封严性能更好。

关键词：轮缘密封封严效率数值模拟

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木基光热转换功能材料的应用研究进展

材料导报 2025年第1期39卷 51-63页

作者：党奔陈志俊东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040

随着工业的发展和化石燃料的消耗,气候变化、能源短缺、环境污染等问题日益严峻。目前,使用绿色、环保的能源和资源开发可持续的新型材料已成为全球发展的共同趋势。光热转换技术可以将太阳能转换成热能并应用于诸多领域,已成为解决这... 详细信息

随着工业的发展和化石燃料的消耗,气候变化、能源短缺、环境污染等问题日益严峻。目前,使用绿色、环保的能源和资源开发可持续的新型材料已成为全球发展的共同趋势。光热转换技术可以将太阳能转换成热能并应用于诸多领域,已成为解决这些问题的重要途径之一。木材是地球上极丰富的可再生资源之一,凭借储量丰富、可再生、可降解、简单易得等特点得到了研究人员的广泛关注。在“双碳”战略目标的背景下,将光热转换技术和木材进行有效结合,不仅可以提高太阳能的利用效率,还能实现林木资源低碳、高效的利用。本文介绍了木基光热转换材料的作用机理,简述了光热转换技术、木材构建光热转换材料在当前取得的进展,概述了木基光热转换材料在水处理、产电、产氢、相变储能等领域的应用研究现状,以期为相关研究提供参考和借鉴,推动可持续发展。

关键词：木材太阳能光热转换功能材料水处理

焊接电流对H1000/GMW2异种钢电阻点焊接头组织与力学性能的影响

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热加工工艺 2025年第1期54卷 45-50页

作者：王杰冯巧波王春亮聂宇雷海洋上海电力大学能源与机械工程学院上海200090 上海电力大学上海市电力材料防护与新材料重点实验室上海200090 上海治嵘工业装备有限公司上海200131

对厚度均为1.2 mm的H1000不锈钢和GMW2低碳钢进行电阻点焊试验研究,分析了焊接电流对接头组织、力学性能以及拉剪断裂模式的影响规律。结果表明:随着焊接电流增大,接头拉剪力先增大再逐渐减小,当焊接电流为8.5 kA时,接头拉剪力达到最大... 详细信息

对厚度均为1.2 mm的H1000不锈钢和GMW2低碳钢进行电阻点焊试验研究,分析了焊接电流对接头组织、力学性能以及拉剪断裂模式的影响规律。结果表明:随着焊接电流增大,接头拉剪力先增大再逐渐减小,当焊接电流为8.5 kA时,接头拉剪力达到最大,约为6800 N。当电流达到9.0 kA及以上时,接头内部产生缩孔和裂纹等缺陷,严重影响接头质量。接头存在明显的熔核偏移现象,熔核大部分位于H1000钢侧,组织为奥氏体和少量的马氏体,熔核区硬度介于两种母材之间,约为300 HV。接头的断裂方式随着熔核直径增大而改变,当焊接电流在6.5 kA及以下时,接头拉剪断裂模式为界面断裂,而当电流在7.0 kA及以上时,接头发生纽扣断裂。

关键词：电阻点焊异种金属 H1000不锈钢