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氮掺杂对环境空气中TiO_(2)纳米催化剂抗甲醛光催化矿化的影响

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 303-323页

作者： Dae-Hwan Lim Aadil Bathla Hassan Anwer Sherif AYounis Danil WBoukhvalov Ki-Hyun Kim 汉阳大学土木与环境工程系韩国首尔国立科技大学环境工程系巴基斯坦伊斯兰堡埃及石油研究所分析与评估部埃及开罗南京林业大学材料物理与化学研究所理学院江苏南京乌拉尔联邦大学物理与技术研究所俄罗斯叶卡捷琳堡

通过氮掺杂TiO_(2)(N-TiO_(2))浸渍蜂窝过滤器构建了一系列原型光催化空气净化器(AP(N_(x)-C_(y)))系统,并用于在UV-LED光(1 W)照射条件下光催化分解0.5-5 ppm甲醛(CH_(2)O)蒸汽.在上述催化过滤器系统中,Nx和Cy分别代表N/Ti摩尔比(0-20)... 详细信息

通过氮掺杂TiO_(2)(N-TiO_(2))浸渍蜂窝过滤器构建了一系列原型光催化空气净化器(AP(N_(x)-C_(y)))系统,并用于在UV-LED光(1 W)照射条件下光催化分解0.5-5 ppm甲醛(CH_(2)O)蒸汽.在上述催化过滤器系统中,Nx和Cy分别代表N/Ti摩尔比(0-20)和N-TiO_(2)浓度(2-20 mg mL^(-1)).光催化分解实验结果表明,AP(N_(10)-C_(10))的性能最好,其催化CH2O转化为CO_(2)的转化率最高,循环反应10次后CO_(2)产率仍达到89.2%,在干燥空气中的清洁空气输送速率为9.45 L min^(-1).N10-C10的电荷载流子寿命(τa:1.70 ns)优于其他样品(如纯TiO_(2)的电荷载流子寿命为1.37 ns),这表明N缺陷(No)有助于降低带隙(3.10 eV)和产生氧空位OVs-Ti^(3+),这与密度泛函理论(DFT)模拟结果一致.采用原位漫反射红外傅里叶变换、电子顺磁共振和DFT分析等多种方法研究了CH_(2)O的光催化氧化途径.结果表明,氧化过程涉及多个能量有利的中间步骤(例如CH2O以CH_(2)O_(2)的形式在TiO_(2)-OV{110}表面的桥连O/OH基团上发生放热共价吸附,随后通过催化脱氢/氧化反应直接生成CO_(2):CH_(2)O_(2)/HCOO^(-)+•OH→H_(2)O+CO_(2)).这些步骤与具有N杂质的{101}表面上化学活性Ti原子的态密度计算结果一致.预计No缺陷和OVs的存在将通过降低活化能垒来影响反应能量和中间产物,从而在加湿条件下实现有效的矿化.综上,本文为设计和构建先进的光催化系统,并用于环境空气中醛类挥发性有机物(VOCs)的有效矿化提供了新思路.

关键词：光催化蜂窝过滤器甲醛氮掺杂TiO_(2) 密度泛函理论计算催化反应途径空气净化

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碱改性铜锰尖晶石室温催化氧化空气中甲醛

Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 337-350页

作者： Yongbiao Hua Kumar Vikrant Ki-Hyun Kim Philippe M.Heynderickx Danil W.Boukhvalov 汉阳大学土木与环境工程系韩国首尔根特大学国际校区环境与能源研究中心催化与表征材料工程韩国仁川根特大学生物科学工程学院绿色化学与技术系比利时根特京林业大学理学院材料物理与化学研究所江苏南京210037 拉尔联邦大学物理与技术研究所俄罗斯叶卡捷琳堡

甲醛(FA)作为一种有致癌风险的有害污染物,在室内环境中普遍存在.为了高效去除甲醛,催化氧化技术成为了一种既经济又节能的选择,它不仅能降低材料成本(例如避免使用贵金属),也能在无光和室温的条件下进行.本文制备了一种成本效益高的碱... 详细信息

甲醛(FA)作为一种有致癌风险的有害污染物,在室内环境中普遍存在.为了高效去除甲醛,催化氧化技术成为了一种既经济又节能的选择,它不仅能降低材料成本(例如避免使用贵金属),也能在无光和室温的条件下进行.本文制备了一种成本效益高的碱改性锰酸铜尖晶石(CuMn^(2)O_(4))催化剂,并用于甲醛催化氧化反应中.实验结果表明,采用碱(1 mol L^(-1)氢氧化钾)改性的CuMn^(2)O_(4)(1-CuMn^(2)O_(4))作为催化剂,在室温条件下,当甲醛浓度为50 ppm,气体空速为4777 h^(-1)时,甲醛转化率(XFA)达到100%;此外,在甲醛转化率为10%时,其稳态反应速率达到了8.18×10^(-2) mmol g^(-1) h^(-1).原位漫反射红外傅立叶变换光谱结果表明,在催化剂的作用下,甲醛分子经过二氧亚甲基和甲酸酯中间体的转化,最终被氧化为水和二氧化碳.进一步结合密度泛函理论模拟发现,1-CuMn^(2)O_(4)具有较高的催化氧化甲醛性能,可归因于甲醛分子更牢固地吸附在1-CuMn^(2)O_(4)表面,甲醛吸附所需的能量较低,以及最终产物从催化剂表面脱附所需的能量也较低的综合效应.本研究为在无光和室温条件下,高效去除空气中甲醛提供了新型高效、成本效益高且无需贵金属的催化剂,从而为室内空气净化提供了新的科学见解.

关键词：甲醛碱修饰锰酸铜尖晶石催化氧化室内空气

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赋能纳米碳提高原油采收率研究进展

西南石油大学学报（自然科学版） 2024年第1期46卷 64-75页

作者：刘锐陈泽洲高石蒲万芬杜代军油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学四川成都610500 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 中国石油大港油田分公司采油工艺研究院天津滨海新区300280 俄罗斯喀山联邦大学石油工程学院俄罗斯喀山420008

赋能纳米碳由于高横纵比和两亲化结构,体现出表面活性剂、分子薄膜、胶体、液晶分子和聚合物的多面特性,在纳米化学提高原油采收率领域独具优势和应用潜力。调研总结了一维碳纳米管、二维石墨烯等纳米碳结构和性质的共性与特性,全面归... 详细信息

赋能纳米碳由于高横纵比和两亲化结构,体现出表面活性剂、分子薄膜、胶体、液晶分子和聚合物的多面特性,在纳米化学提高原油采收率领域独具优势和应用潜力。调研总结了一维碳纳米管、二维石墨烯等纳米碳结构和性质的共性与特性,全面归纳了纳米碳的起源、制备方法与赋能路径;提出了油藏高温、高矿化度条件纳米碳的精细调控赋能策略,剖析了赋能纳米碳在水-油和水-岩石界面吸附和组装机制,多维度精细表征手段及信息化物理模拟方法。以水驱油藏波及系数和波及区内驱油效率均低的普遍性问题为导向,基于纳米的分子—粒子跨尺度特征和水-油-岩界面效应提炼了赋能纳米碳大幅扩大波及系数和提高驱油效率的协同耦合机制。最后,提出了赋能纳米碳提高原油采收率规模应用存在的问题和低碳、高效的发展路径。

关键词：纳米碳赋能路径界面自组装表征物理模拟提高原油采收率

基于γ-Al_(2)O_(3)载体的高孔隙率Ni-Mo催化剂制备及催化特超稠油降黏效果评价

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油田化学 2023年第3期40卷 503-508页

作者：袁成东刘磊 IL’YASOV Il’dar R 丁保东曹畅周晓冬 VARFOLOMEEV Mikhail A 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 俄罗斯喀山联邦大学石油工程系喀山420008俄罗斯中国石油化工集团公司碳酸盐岩缝洞型油藏提高采收率重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司新疆乌鲁木齐830011 俄罗斯喀山联邦大学物理化学系俄罗斯喀山420008

塔河油田特超稠油在井筒掺稀降黏开采过程中掺稀比高、频繁上返异常,难以实现经济有效开采。针对塔河特超稠油高沥青质含量的特点,以1,3-丙二醇、仲钼酸铵和硝酸镍为原料,研发了一种基于γ-Al_(2)O_(3)载体的高孔隙度Ni-Mo催化剂,评价... 详细信息

塔河油田特超稠油在井筒掺稀降黏开采过程中掺稀比高、频繁上返异常,难以实现经济有效开采。针对塔河特超稠油高沥青质含量的特点,以1,3-丙二醇、仲钼酸铵和硝酸镍为原料,研发了一种基于γ-Al_(2)O_(3)载体的高孔隙度Ni-Mo催化剂,评价了其地面改质降黏效果。结果表明,三叶形γ-Al_(2)O_(3)催化剂载体具有圆柱形孔隙结构,孔隙直径以5~11 nm为主。Ni-Mo催化剂可以将特超稠油的黏度(50℃)从28 200 mPa·s降至298 mPa·s,降黏率为98.94%,密度从1.0070 g/mL降至0.8724 g/mL;同时,饱和烃的含量显著增加,胶质和沥青质的含量大幅降低。地面催化改质降黏与改质稀油回掺相结合的开采技术能有效降低特超稠油黏度,地面催化改质效果良好,可有效节约掺稀油用量,提升开采效果。

关键词：特超稠油氧化铝 Ni-Mo催化剂催化改质降黏

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分布式融雪径流模型研究进展

陕西水利 2024年第4期 9-11页

作者：张义鑫于淼戴长雷张天太程俊晖黑龙江大学水利电力学院黑龙江哈尔滨150080 黑龙江大学寒区地下水研究所黑龙江哈尔滨150080 黑龙江省寒区水文和水利工程联合实验室黑龙江哈尔滨150080 东北联邦大学地质勘探系俄罗斯雅库茨克677000 俄罗斯科学院西伯利亚分院麦尔尼科夫冻土研究所冻土区地下水和地球化学实验室俄罗斯雅库茨克677010

融雪径流在寒区、干旱区对当地的水资源起着十分重要的作用,但融雪同样也会带来融雪性洪水、山体滑坡等自然灾害,因此对融雪径流的模拟一直是寒旱区的重要热点,针对近些年来融雪径流模拟研究的发展趋势,介绍融雪径流模拟的主要类型,一... 详细信息

融雪径流在寒区、干旱区对当地的水资源起着十分重要的作用,但融雪同样也会带来融雪性洪水、山体滑坡等自然灾害,因此对融雪径流的模拟一直是寒旱区的重要热点,针对近些年来融雪径流模拟研究的发展趋势,介绍融雪径流模拟的主要类型,一类是基于能量平衡的物理模型,另一类是基于气温指标的度日模型。重点阐述分布式融雪径流模型的应用情况及其进展,并对分布式融雪径流模型进行讨论与展望。

关键词：分布式水文模型融雪径流水文模拟能量平衡寒区

分数阶Duffing系统在图像加密中的应用

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计算机工程与科学 2012年第6期34卷 18-22页

作者：张海英张卫刘金梅 Nigmatullin R R 暨南大学信息科学技术学院广东广州510632 暨南大学-喀山联邦大学信息技术分形信号处理联合实验室广东广州510632 俄罗斯喀山联邦大学物理系

混沌图像加密技术是近年来发展起来的一种新的图像加密技术,但目前采用的混沌系统大都是整数阶的一维、二维或三维混沌系统,很少使用分数阶的混沌系统。以Duffing系统为例,对分数阶Duffing系统和整数阶Duffing系统进行分析,当两个系统... 详细信息

混沌图像加密技术是近年来发展起来的一种新的图像加密技术,但目前采用的混沌系统大都是整数阶的一维、二维或三维混沌系统,很少使用分数阶的混沌系统。以Duffing系统为例,对分数阶Duffing系统和整数阶Duffing系统进行分析,当两个系统取相同参数并都达到混沌状态时,对混沌序列的伪随机性进行分析比较,可得到分数阶的混沌系统的伪随机性更强,并且分数导数的阶数也可以作为密钥,理论上比整数阶系统的密钥空间大得多,分数阶Duffing系统更适用于图像加密,并具有很好的加密效果。

关键词：混沌分数算子Duffing 伪随机性图像加密

火山灰对富有机质页岩形成的影响——以西西伯利亚盆地中生界巴热诺夫组为例

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石油与天然气地质 2021年第1期42卷 201-211页

作者：梁新平金之钧刘全有 Shpilman Alexander 李鹏 Morozov Vladimir Uspensky Boris 北京大学能源研究院北京100871 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083 中国石化石油勘探开发研究院北京100083 俄罗斯汉特-曼西斯克州国有地下资源合理利用分析研究中心俄罗斯秋明625026 俄罗斯喀山联邦大学地质与石油技术研究院俄罗斯喀山420008

西西伯利亚盆地上侏罗统-下白垩统巴热诺夫组硅质-钙质富有机质泥页岩总有机碳(TOC)含量高且有机质成熟度适中,是俄罗斯目前页岩油的勘探首选目的层系。近年研究表明,该套富有机质页岩层段发育数套厘米-毫米级的火山灰夹层,具黄色荧光,... 详细信息

西西伯利亚盆地上侏罗统-下白垩统巴热诺夫组硅质-钙质富有机质泥页岩总有机碳(TOC)含量高且有机质成熟度适中,是俄罗斯目前页岩油的勘探首选目的层系。近年研究表明,该套富有机质页岩层段发育数套厘米-毫米级的火山灰夹层,具黄色荧光,岩心薄片见大量沸石等火山灰蚀变矿物,使该区火山灰与富有机质形成的相互关系引起关注。以该盆地的巴热诺夫组为例,介绍了火山灰对该区富有机质页岩形成的影响。巴热诺夫组的地质-地球化学分析表明,在火山灰发育同期沉积的富有机质层段中不仅硅、磷等营养元素含量高,而且钡、锰、钼、铀等藻类繁殖催化元素含量也高,推测火山灰携带物质促进了巴热诺夫页岩沉积时期古生物的大量繁殖甚至爆发,为富有机质的形成奠定了物质基础;同时,在火山灰发育层段之上的富有机质泥页岩中大量发育草莓状黄铁矿,且呈层状分布,Co/Ni比值小于1,S/Fe比值偏高,指示火山灰喷发之后形成缺氧的强还原环境,有利于泥页岩中有机质的保存;火山灰发育井区TOC含量高(多>7%),有机质成熟度与邻近火山灰不发育区相比偏高(R o=0.7%~1.1%),生烃潜力高且已达到生油高峰,推测可能火山灰携带的钼、镍等元素促进了热催化生油阶段干酪根的成烃演化;火山灰发育的富有机质页岩层段常见藻类纹层与碳酸盐岩纹层互层,多见层间孔缝,利于页岩油气的运移。因此,火山灰与巴热诺夫组富有机质页岩的形成具有一定的内在联系,火山灰不仅能够提高沉积时期的古生产力和保存条件,促进有机质的成烃演化,而且利于形成富有机质交互纹层,易于后期压裂开发。

关键词：藻类勃发还原环境成烃演化富有机质形成火山灰页岩巴热诺夫组中生界西西伯利亚盆地

嫦娥五号等着陆区的月壤微波热辐射特性及地质意义分析

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中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第3期53卷 101-117页

作者：孟治国唐天琦董学纲常文清邹猛张洪波王明常蔡占川平劲松郑永春张渊智 GUSEV Alexander 吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室中国澳门999078 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022 中国科学院国家天文台北京100101 中国科学院大学天文与空间科学学院北京100049 喀山联邦大学地质学院喀山420008俄罗斯

嫦娥三、四和五号的原位月壤探测为基于嫦娥一、二号卫星微波辐射计数据的月球科学研究提供了重要参考.本文基于嫦娥二号卫星微波辐射计数据,生成了着陆区亮温图;为了消除亮温随纬度变化的影响,突出亮温与月壤成分之间的关系,定义和制... 详细信息

嫦娥三、四和五号的原位月壤探测为基于嫦娥一、二号卫星微波辐射计数据的月球科学研究提供了重要参考.本文基于嫦娥二号卫星微波辐射计数据,生成了着陆区亮温图;为了消除亮温随纬度变化的影响,突出亮温与月壤成分之间的关系,定义和制作了规则亮温图和亮温差图;基于Kaguya MI数据,制作了研究区氧化亚铁、氧化钛、单斜辉石和橄榄石含量图;结合原位月壤探测成果,系统分析了嫦娥三、四和五号着陆区月壤的微波热辐射特性.主要研究发现包括以下三点:(1)嫦娥五号着陆区具有稳定的亮温表现,表明该地区月壤成分随深度的变化不明显,可以作为微波热辐射异常研究的重要参考;(2)嫦娥三号着陆区微波数据探测范围内月壤存在分层结构,以低频数据为代表的深层、以高频数据探测为代表的浅层和以可见光成果为代表的表层,成分变化很大;(3)在嫦娥四号着陆区发现并提出了微波冷异常的存在,并初步分析了微波冷异常的成因机制.研究发现,微波辐射计数据可用于月海玄武岩的识别,可以为深化未来的月海岩浆演化研究提供重要的科学参考.

关键词：嫦娥计划月壤原位探测微波辐射计微波热辐射特性岩浆演化微波冷异常

新型植物补光用远红光(La,Gd,Y)_(2)MgTiO_(6)∶Cr^(3+)荧光粉的光谱调控

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发光学报 2022年第1期43卷 58-68页

作者：高培鑫董鹏周泽云张晓娟李亚男杨建奎黎倩陈可 MOLOKEEV Maxim S 周智夏茂湖南省作物种质创新与资源利用重点实验室湖南长沙410128 湖南农业大学化学与材料科学学院湖南长沙410128 湖南农业大学湖南省光学农业工程技术研究中心湖南长沙410128 俄罗斯联邦研究中心克伦斯基物理研究所晶体物理实验室克拉斯诺亚尔斯克660036 西伯利亚联邦大学克拉斯诺亚尔斯克660041

Cr^(3+)激活荧光粉因其具有远红光和近红外光发射的特性而受到广泛关注。本研究合成了一系列(La,Gd,Y)_(2)MgTiO_(6)∶Cr^(3+)荧光粉,在345 nm紫外光激发下,其发射波段为700~900 nm。采用离子取代策略对其光谱进行了调谐,通过Gd或Y取代L... 详细信息

Cr^(3+)激活荧光粉因其具有远红光和近红外光发射的特性而受到广泛关注。本研究合成了一系列(La,Gd,Y)_(2)MgTiO_(6)∶Cr^(3+)荧光粉,在345 nm紫外光激发下,其发射波段为700~900 nm。采用离子取代策略对其光谱进行了调谐,通过Gd或Y取代La位点,发射主峰从766 nm分别蓝移至737 nm和757 nm;150℃下的热稳定性从41.7%分别提升至69.1%和67%。系统研究了荧光粉的晶体结构、微观形貌、荧光寿命、热稳定性能和带隙变化等。Gd和Y离子取代会导致晶格收缩,引起电子云重排效应变化,最终导致发射光谱蓝移。改性后荧光粉的发射光谱与光敏色素FR(P_(FR))的吸收(730 nm)具有更好的匹配性,表明其在植物生长照明中的应用前景,这也证明通过阳离子取代策略调控Cr^(3+)的发光性能可为未来植物生长灯用荧光粉的研发提供思路。

关键词：荧光粉双钙钛矿结构光谱可调性能远红光 Cr^(3+)