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压电-光催化材料的研究进展

现代化工 2025年第1期45卷 24-28页

作者：张悦刘鹏霄张旭柳李雨洋刘宁中北大学环境与安全工程学院山西太原030051

基于压电光催化技术的发展背景总结了其工作原理;对几种不同的压电光催化材料进行了介绍,并综述了其在环境水处理、气体净化、能源析氢等领域的研究进展;阐明了压电-光催化材料面临的问题并对其未来发展提出了建议,为压电光催化材料的... 详细信息

基于压电光催化技术的发展背景总结了其工作原理;对几种不同的压电光催化材料进行了介绍,并综述了其在环境水处理、气体净化、能源析氢等领域的研究进展;阐明了压电-光催化材料面临的问题并对其未来发展提出了建议,为压电光催化材料的设计和深入研究提供参考。

关键词：压电光催化基本原理环境修复能源析氢

Estane/F2602对HMX/FOX-7基PBX的包覆改性研究

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兵器装备工程学报 2025年

作者：范董倩崔小娜李小东武文瑜徐璐中北大学环境与安全工程学院河南北方红阳机电有限公司

为了研究奥克托今/1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯（HMX/FOX-7）基高聚物粘结炸药（PBX）的性能，以热塑性聚酯胺（Estane）和氟橡胶（F2602）为包覆剂，使用水悬浮法制备了三种不同质量比的HMX/FOX-7基PBXs造型粉。采用扫描电镜（SEM）、... 详细信息

为了研究奥克托今/1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯（HMX/FOX-7）基高聚物粘结炸药（PBX）的性能，以热塑性聚酯胺（Estane）和氟橡胶（F2602）为包覆剂，使用水悬浮法制备了三种不同质量比的HMX/FOX-7基PBXs造型粉。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）、撞击感度和摩擦感度测试仪以及小型烤燃实验装置对造型粉的形貌、结构、热分解特性、机械感度和烤燃特性进行测定。结果表明，HMX/FOX-7基PBXs造型粉包覆效果较好，粒径在1-2?mm之间，且HMX和FOX-7均未发生转晶。三种造型粉的表观活化能较原料FOX-7分别提高了85.53、39.68和66.92?kJ·mol-1，撞击能量较原料HMX分别提高了1、2.5、4.5?J，摩擦荷重则提高了44、84、108?N，表明HMX/FOX-7基PBXs具有更好的热稳定性和更明显的钝感特性。当配方中FOX-7的含量为60%时，烤燃反应等级为燃烧，此配方实测爆速为8453?m·s-1，表明该配方在满足能量要求的同时能够具有更好的安全性。

关键词： HMX/FOX-7基PBX 水悬浮法形貌结构热性能机械感度烤燃爆速

基于改进附着能量模型的TNBA晶体在二元溶剂中的形貌预测

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 137-142页

作者：都吉航王保国陈亚芳李鑫懿赵文虎张彦亮中北大学环境与安全工程学院太原030051 山西北方晋东化工有限公司阳泉045000

TNBA作为一种新型含能材料,其具有高爆速,低敏感性的特点,为了研究TNBA在二元溶剂中的生长形貌,本研究采用附着能(AE)模型来预测TNBA在真空中的晶体形貌,同时采用改进附着能(MAE)模型和分子动力学(MD)方法,预测了TNBA晶体在四种不同二... 详细信息

TNBA作为一种新型含能材料,其具有高爆速,低敏感性的特点,为了研究TNBA在二元溶剂中的生长形貌,本研究采用附着能(AE)模型来预测TNBA在真空中的晶体形貌,同时采用改进附着能(MAE)模型和分子动力学(MD)方法,预测了TNBA晶体在四种不同二元溶剂中二甲基甲醇(IPA)/丙酮(AC)、IPA/二甲基亚砜(DMSO)、IPA/乙酸乙酯(EA)和IPA/水(H_(2)O)的晶体形貌.结果表明,TNBA晶体在真空中的形态为不规则的多面体,由六个重要的主生长晶面构成,分别为(100)、(110)、(011)、(11-1)、(10-2)和(002),其中(100)面所占比例最大,达到33.766%.在IPA/DMSO和PA/EA溶剂中重结晶得到的晶体为块状,在IPA/AC和IPA/H_(2)O为棒状.总而言之,IPA/DMSO和IPA/EA溶剂更适合TNBA晶体重结晶选择.

关键词： TNBA晶体改进附着能量模型二元溶剂形貌预测分子动力学模拟

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多障碍环境下巡检机器人路径规划优化研究

现代电子技术 2025年第1期48卷 130-134页

作者：乔道迹张艳兵中北大学计算机科学与技术学院山西太原030051 中北大学电气与控制工程学院山西太原030051

针对大规模、密集的障碍物分布,高效地搜索最佳路径是一个挑战,为规划出更短的巡检路线,并实现多障碍环境下的灵活避障,文中提出一种多障碍环境下巡检机器人路径规划优化方法。使用二维矩阵构建巡检环境模型,应用D*算法在巡检环境模型... 详细信息

针对大规模、密集的障碍物分布,高效地搜索最佳路径是一个挑战,为规划出更短的巡检路线,并实现多障碍环境下的灵活避障,文中提出一种多障碍环境下巡检机器人路径规划优化方法。使用二维矩阵构建巡检环境模型,应用D*算法在巡检环境模型中进行巡检机器人路径规划,并将传统D*算法中的扩展步长方式改变为自适应扩展步长,使机器人在面积较大的巡检场地能够更快地完成巡检;将代价函数由欧氏距离替换为切比雪夫诺距离和曼哈顿距离融合的代价函数,并引入了平滑度函数优化线路规划结果,使规划的路径更为平滑,在遇到由于多种原因产生的新障碍物时可以重新规划路径。通过实验结果可知,无论是静态地图还是动态地图,该方法均可以快速准确地规划出一条最佳路线,并且在多种环境中应用该方法能够高效获取路径规划结果。

关键词：多障碍巡检机器人路径规划 D*算法动态环境扩展节点代价函数扩展步长

双阴膜流动电极电容去离子净化含铬废水的机制与效能

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中国环境科学 2025年

作者：刘翰隆张春鹏张思瑶张洋任学志杜雅琳张爽马语璠王彧洋地下水资源与环境教育部重点实验室吉林大学吉林大学新能源与环境学院环境工程系石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室吉林大学

六价铬(Cr（VI）)作为水环境中的I类致癌物，对人体健康和生态系统构成严重威胁，其高效去除是工业废水处理的核心难题.本研究开发了一种完全对称的“双阴膜”流动电极电容去离子（SFCDI）装置，采用双阴离子交换膜和短路闭合模式，无... 详细信息

六价铬(Cr（VI）)作为水环境中的I类致癌物，对人体健康和生态系统构成严重威胁，其高效去除是工业废水处理的核心难题.本研究开发了一种完全对称的“双阴膜”流动电极电容去离子（SFCDI）装置，采用双阴离子交换膜和短路闭合模式，无需高浓度背景离子，即可实现高效Cr（VI）去除这一构型的显著特点是避免了传统FCDI中因使用阳离子交换膜而导致的Cr3+回渗与总铬浓度反弹问题.在1.2V电压、初始pH5.0条件下，SFCDI在150分钟内将Cr（VI）浓度从50mgL-1降低至0.41mgL-1，总铬去除效率达97.55%，能耗仅为0.12kWhm-3.与传统FCDI相比，SFCDI显著提高了总铬去除效率并有效阻止Cr3+回流.进一步研究分析了电压、活性炭含量、pH值及共存阴离子对处理性能的影响，并验证了SFCDI在连续运行及实际电镀废水处理中的适用性和稳定性.在180分钟内，对实际电镀废水的Cr（VI）去除率达 97.68%，展现出绿色、高效、低能耗的应用潜力.

关键词：双阴膜设计流动电极电容去离子六价铬含铬废水电镀废水

ZIF-67/g-C3N4室温活化过硫酸盐高效降解亚甲基蓝

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化工新型材料 2025年

作者：刘冬梅李喆周星辰赵贵连徐杰姜淮莉南京师范大学中北学院生命科学与环境工程学院南京师范大学中北学院环境生物技术研究中心

沸石咪唑骨架材料ZIF-67与石墨相氮化碳(g-C3N4)形成的复合材料具有一定的催化活性。为了进一步提升其活化过硫酸盐降解亚甲基蓝（MB）的性能，在复合过程中加入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）合成新复合材料ZIF-67/g-C3N4。通过傅立叶... 详细信息

沸石咪唑骨架材料ZIF-67与石墨相氮化碳(g-C3N4)形成的复合材料具有一定的催化活性。为了进一步提升其活化过硫酸盐降解亚甲基蓝（MB）的性能，在复合过程中加入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）合成新复合材料ZIF-67/g-C3N4。通过傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、场发射扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）和比表面分析仪（BET）对材料进行表征。结果表明：ZIF-67/g-C3N4结构和形貌相较于ZIF-67发生较大变化，最可几孔径从2.58nm增至4.17nm，活性位点的结合能数值减小0.32eV。当MB浓度为20mg/L，降解温度25℃，pH为7，复合材料投加量为0.1g/L时，PMS浓度为0.3g/L，反应10min后MB的降解率高达99.2%。其降解过程符合准一级动力学模型且催化剂具有良好的稳定性和可回收性。

关键词： ZIF-67 g-C N ZIF-67/g-C N 过硫酸盐亚甲基蓝

基于引导滤波慢特征热成像的复合材料缺陷检测

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测试技术学报 2025年

作者：钟昕刘凯新陈平中北大学信息与通信工程学院中北大学电子测试技术国家重点实验室

复合材料在生产制造过程中容易产生缺陷，通过无损检测技术来评估其安全性是必要的。红外热成像技术有着成本低廉和易于设置的优点，然而，红外热成像单次测试采集的多张热图像常含有环境噪声和不均匀加热背景，肉眼直接检视热图像中的... 详细信息

复合材料在生产制造过程中容易产生缺陷，通过无损检测技术来评估其安全性是必要的。红外热成像技术有着成本低廉和易于设置的优点，然而，红外热成像单次测试采集的多张热图像常含有环境噪声和不均匀加热背景，肉眼直接检视热图像中的缺陷非常困难。鉴于此，提出一种用于复合材料缺陷无损评估的引导滤波慢特征热成像方法。首先采用引导滤波算法对采集的热图像数据进行平滑降噪，然后对滤波后的热图像时间序列进行慢特征分析，以提取其时间上变化最慢的特征（时间序列数据中不变或缓慢变化的特征），从而增强热图像缺陷的可识别性。在碳纤维增强聚合物热图像数据集上的测试结果验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：无损检测红外热成像碳纤维增强聚合物引导滤波慢特征分析

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装置参数对125 kg燃料成雾性能的影响

爆炸与冲击 2025年

作者：王晔白春华刘文杰华北科技学院研究生部北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室中北大学环境与安全工程学院

云雾的起爆状态决定爆轰威力，装置结构和比药量是影响云雾形态的主要因素。基于装置结构与云雾形状相似性的原理，研究了不同轴向强度装置结构和比药量对云雾特征的影响规律，通过对125 kg云雾成雾性能的试验研究，利用高速摄像进行全... 详细信息

云雾的起爆状态决定爆轰威力，装置结构和比药量是影响云雾形态的主要因素。基于装置结构与云雾形状相似性的原理，研究了不同轴向强度装置结构和比药量对云雾特征的影响规律，通过对125 kg云雾成雾性能的试验研究，利用高速摄像进行全过程记录，获取了装置结构和比药量对云雾特征的影响规律。结果表明：大体积燃料抛撒试验成雾稳定性较好；轴向约束强的复合结构形成的云雾直径具有优势，相同比药量下，复合结构的云雾直径可以达到25.5 m，较强结构的云雾覆盖面积增加13%；在0.8%比药量下复合结构燃料的成雾性能最佳，对于125 kg燃料，确定二次起爆延迟时间为240 ms，此时云雾瞬时计算浓度为64 g/m3，当量比为0.54。

关键词：云雾形成爆炸抛撒装置结构比药量

HTPB对PYX耐热炸药性能微观影响的分子动力学模拟

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原子与分子物理学报 2025年第1期42卷 8-12页

作者：毛舰森王保国陈亚芳田鑫赵文虎张彦亮康建成中北大学环境与安全工程学院太原030051 山西北方晋东化工有限公司阳泉045000 空军装备部驻太原地区军事代表室太原030006

为了研究聚合物粘结剂羟基封端聚丁二烯(HTPB)对2,6-双(苦氨基)-3,5-二硝基吡啶(PYX)耐热炸药性能微观影响,基于分子动力学(MD)方法,在PYX的(011)晶面建立了PYX/HTPB的高聚物粘结炸药(PBX)模型,并对其结合能、内聚能密度、径向分布函数... 详细信息

为了研究聚合物粘结剂羟基封端聚丁二烯(HTPB)对2,6-双(苦氨基)-3,5-二硝基吡啶(PYX)耐热炸药性能微观影响,基于分子动力学(MD)方法,在PYX的(011)晶面建立了PYX/HTPB的高聚物粘结炸药(PBX)模型,并对其结合能、内聚能密度、径向分布函数和力学性能进行了模拟.结果表明:PBX在298K时拥有最高的结合能,随着温度升高,结合能总体呈下降趋势;PYX和PBX的内聚能密度随着温度的升高而降低,且PBX的内聚能密度比PYX低20%左右;径向分布函数显示,PYX和HTPB分子间存在氢键和范德华力的共同作用;添加HTPB降低了PYX的刚度,并提高了其延展性.

关键词： PYX/HTPB 耐热炸药分子动力学感度力学性能