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微孔几何轮廓对浮环气膜密封动压润滑特性的影响

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表面技术 2024年第13期53卷 139-150,174页

作者：王世鹏丁雪兴丁俊华张兰霞江安迪兰州理工大学石油化工学院兰州730050

目的充分研究微织构几何轮廓对浮环气膜密封润滑特性的影响,调节微尺度流动,提高密封综合性能,为气膜浮环密封的优化设计提供理论基础。方法基于气膜润滑理论,建立表面织构化浮环密封的润滑模型,以圆形、正方形、椭圆形、三角形4种轮廓... 详细信息

目的充分研究微织构几何轮廓对浮环气膜密封润滑特性的影响,调节微尺度流动,提高密封综合性能,为气膜浮环密封的优化设计提供理论基础。方法基于气膜润滑理论,建立表面织构化浮环密封的润滑模型,以圆形、正方形、椭圆形、三角形4种轮廓微织构孔为研究对象,采用有限差分法对流体动压控制方程进行数值求解,获得密封间隙内气膜压力分布,通过试验验证理论模型的正确性和有效性,并考察不同几何轮廓的微织构孔对浮环密封性能的影响规律。结果微织构孔均可产生显著的流体动压效应,具有三角形轮廓特征的微织构孔在综合密封性能上表现出最佳效果,其次是椭圆形、正方形,最后是圆形。在相同工况条件下,不同几何轮廓的微织构孔对密封性能参数的影响具有相似的规律。其中,转速、压力和偏心率的增大均可提高气膜浮升力;随着压力和偏心率的增加,泄漏率迅速升高,随着转速的升高而缓慢下降;气体摩擦力随着转速、压力和偏心率的升高而升高。结论在轴套表面合理设计微纹理,并对不同几何轮廓微孔所适应的工况参数进行了研究,明确了不同工况下织构类型的选择和优化。研究结果可为浮环气膜密封的轴套加工制造提供理论依据,具有实际应用价值。

关键词：浮环密封表面微织构气膜润滑密封性能有限差分法

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浸渍石墨在陶瓷摩擦副下的摩擦腐蚀行为研究

摩擦学学报（中英文） 2024年第6期44卷 775-788页

作者：宋伟李凯民丁雪兴马荣荣陈昊翔兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050

研究不同介质环境中浸渍石墨的摩擦腐蚀特性,采用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜分别表征了表面磨痕形貌、磨痕轮廓和磨损体积,通过分析在纯水与海水中的开路电位、极化曲线与电化学阻抗图及其相关参数,对浸渍石墨与2种陶瓷对偶球的... 详细信息

研究不同介质环境中浸渍石墨的摩擦腐蚀特性,采用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜分别表征了表面磨痕形貌、磨痕轮廓和磨损体积,通过分析在纯水与海水中的开路电位、极化曲线与电化学阻抗图及其相关参数,对浸渍石墨与2种陶瓷对偶球的摩擦磨损情况与机理进行评估分析.结果表明:浸渍石墨与陶瓷球Si_(3)N_(4)相对摩擦时自腐蚀电流密度更低,容抗弧度与相位角较大,极化电阻值更高,具有更好的耐腐蚀性能和耐磨性.随着载荷的增大,开路电位负移耐腐蚀性增强.纯水中石墨磨损表面存在明显的犁沟现象,以摩擦磨损为主.海水中腐蚀产物与磨屑混合在接触表面形成转移膜,表现较为光滑.摩擦过程中磨损体积、摩擦耗散能与载荷呈正相关性,而磨损率与载荷呈负相关性.海水中黏着现象较为明显,伴有磨粒磨损和轻微的氧化磨损.纯水中接触区以磨粒磨损为主,伴有轻微的黏着磨损和疲劳磨损.

关键词：浸渍石墨电化学腐蚀摩擦磨损磨损机制转移膜

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离子液体热合成法制备钒酸铁及其电化学性能

精细化工 2024年第6期41卷 1354-1361页

作者：赵鹬李忠英雷福红张宇婷李世友兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑酸溴盐([Bmim]Br)为反应溶剂,采用离子液体热合成法制备了钒酸铁前驱体,通过煅烧和后处理成功地合成了粒径均一、排布密集的FeVO_(4)纳米颗粒。采用SEM、XRD、XPS、TEM、N_(2)吸附-脱附对材料的结构和形貌... 详细信息

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑酸溴盐([Bmim]Br)为反应溶剂,采用离子液体热合成法制备了钒酸铁前驱体,通过煅烧和后处理成功地合成了粒径均一、排布密集的FeVO_(4)纳米颗粒。采用SEM、XRD、XPS、TEM、N_(2)吸附-脱附对材料的结构和形貌进行了表征。以FeVO_(4)纳米颗粒为负极材料构建了锂离子电池,采用恒流充电放电测试、循环伏安法(CV)和电化学阻抗对电池进行了电化学性能评价。结果表明,Fe VO_(4)电极作为锂离子电池负极材料在高电流密度下表现出优异的循环性能和电化学性能,其在300 mA/g电流密度下的初始放电比容量为1471.58 mA·h/g,在300 mA/g下循环100次后,仍获得783.00 mA·h/g的高比容量,其优异的电化学性能可能归因于电极材料的纳米级尺寸。

关键词：钒酸铁离子液体热合成法锂离子电池负极材料有机电化学

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吸附式大气集水技术的探讨、优化与应用突破

精细化工 2024年第9期41卷 1877-1886,1897页

作者：李吉焱邢郭宇谯敏孙寒雪兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050

吸附式大气集水技术利用吸湿材料从空气中吸附水蒸气,通过太阳能驱动解吸,经冷凝收集生产新鲜液态水,已被公认为是干旱地区分散供水的一种有前途的技术。为尽快实现该技术在日常生活、工农业生产等方面的实际应用,进行了大量的探索和实... 详细信息

吸附式大气集水技术利用吸湿材料从空气中吸附水蒸气,通过太阳能驱动解吸,经冷凝收集生产新鲜液态水,已被公认为是干旱地区分散供水的一种有前途的技术。为尽快实现该技术在日常生活、工农业生产等方面的实际应用,进行了大量的探索和实践,并取得了一些突破。该文在简要介绍了吸附式大气集水的吸附、解吸、冷凝收集的技术过程基础上,针对解吸阶段进行了着重探讨;详细总结了吸湿材料的吸湿和解吸机理;基于材料结构和集水器设计,阐明了提高解吸能力和冷凝效果的优化策略;最后,从基础研究和实际应用方面概述太阳能驱动吸附式大气集水技术目前面临的挑战,并对其未来发展方向进行了展望。

关键词：大气集水吸湿材料解吸行为结构优化

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锂离子电池硬炭负极的储锂机理及储锂性能优化进展

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材料导报 2024年第13期38卷 1-10页

作者：舒琦琪连斐梁陈利张庆堂兰州理工大学石油化工学院兰州730050

硬炭负极因其高比容量、高倍率快充和不析锂无膨胀等特性而具有良好的研究价值和应用前景,其对锂离子电池(LIBs)的性能起到关键作用。近年来,众多学者对硬炭负极展开了大量研究,尤其是硬炭的储锂机理和储锂性能的优化策略。本文首先概... 详细信息

硬炭负极因其高比容量、高倍率快充和不析锂无膨胀等特性而具有良好的研究价值和应用前景,其对锂离子电池(LIBs)的性能起到关键作用。近年来,众多学者对硬炭负极展开了大量研究,尤其是硬炭的储锂机理和储锂性能的优化策略。本文首先概述了硬炭的形成过程和储锂机理,为设计高性能硬炭负极提供理论基础和科学依据;其次分别基于生物质和聚合物两类前驱体,综述了硬炭负极在制备工艺、结构调控、形貌设计和杂原子掺杂等改性策略上的最新进展,并提出共轭微孔聚合物硬炭有望作为未来硬炭储锂性能优化的方向之一;最后探讨了硬炭作为LIBs负极面临的挑战和未来的研究方向。

关键词：锂离子电池硬炭负极储锂机理性能优化

基于位置特征和螺旋方向的柱面气膜密封槽型控漏能力评价

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 268-276页

作者：张伟政任娅南赵志宏兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050 兰州理工大学温州泵阀工程研究院浙江温州325105

为探究轴套侧开槽新型柱面气膜密封在控制泄漏方面的能力,首先,采用有限差分法对不同位置特征和螺旋方向的新型柱面气膜密封槽型建立数值模型,通过对比各槽型气膜压力分布和密封性能参数,揭示位置特征和螺旋方向对不同槽型密封特性的影... 详细信息

为探究轴套侧开槽新型柱面气膜密封在控制泄漏方面的能力,首先,采用有限差分法对不同位置特征和螺旋方向的新型柱面气膜密封槽型建立数值模型,通过对比各槽型气膜压力分布和密封性能参数,揭示位置特征和螺旋方向对不同槽型密封特性的影响机理。然后,针对反向“人”字槽型进行了参数化分析,探究螺旋槽角度、槽长坝长比、槽宽台宽比、槽深比对反向“人”字槽泄漏量、浮升力、摩擦力等密封性能参数的影响规律,同时对特定结构参数组合的反向“人”字槽逆流泵送控制泄漏的能力进行评价。结果表明:气膜厚度阶梯变化和偏心收敛楔效应在密封面形成高压气膜区域,有效阻止轴向泄漏,实现轴套侧开槽柱面气膜密封主泄漏通道的密封,且随着转速的增加,新型柱面气膜密封沿轴向间隙的泄漏量呈现下降趋势,该特性对于泄漏控制具有重要意义,特别是在高速运转的工况下。此外,通过合理的槽型参数调控可以使压差流造成的沿轴向间隙密封气体泄漏正好被反向“人”字槽逆流泵送作用导致的密封气体流动补偿,从而实现反向“人”字槽型柱面气膜密封的气体零泄漏甚至负泄漏,为柱面气膜密封槽型结构设计提供理论参考。

关键词：新型柱面气膜密封不同槽型泵送特性性能分析

手性金属有机骨架构筑的电化学传感器对色氨酸对映体的识别

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化学通报 2024年第1期87卷 104-109页

作者：韩雨佳赵睿韩莎闫思梦牛小慧李红霞王坤杰兰州理工大学石油化工学院兰州730050

本文以Cu(Ⅱ)、1,10-菲咯啉(Phen)和L-谷氨酸(L-Glu)为原料,通过一锅法合成了手性金属有机骨架L-Glu-Phen-Cu(Ⅱ),其作为一种新型的电化学传感界面具有良好的对映体选择性(I_(L)/I_(D)=2.24),被用于色氨酸(Trp)对映体的手性识别。Cu(Ⅱ)... 详细信息

本文以Cu(Ⅱ)、1,10-菲咯啉(Phen)和L-谷氨酸(L-Glu)为原料,通过一锅法合成了手性金属有机骨架L-Glu-Phen-Cu(Ⅱ),其作为一种新型的电化学传感界面具有良好的对映体选择性(I_(L)/I_(D)=2.24),被用于色氨酸(Trp)对映体的手性识别。Cu(Ⅱ)和L-Glu配位实现了L-Glu-Phen-Cu(Ⅱ)立体选择性的构建,Cu(Ⅱ)和Phen配位增强了电化学信号。本研究不仅为高效的Trp对映体检测提供了一种易于调节、低成本的传感界面,而且为直接合成用于手性识别的手性MOFs提供了一种可行的新思路。

关键词：金属有机骨架手性识别配位结合对映体检测电化学传感器

多孔材料用于废水中放射性核素吸附的研究进展

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化工进展 2024年

作者：焦芮周涛孙寒雪李吉焱朱照琪李安兰州理工大学石油化工学院

针对传统吸附剂对放射性元素的去除，存在吸附时间较长以及吸附效果不理想等不足之处；新型多孔吸附材料如共价有机框架（COFs）、金属有机框架（MOFs）和共轭微孔聚合物（CMPs）等，由于优异的物理化学特性，高比表面积、高孔隙率、快... 详细信息

针对传统吸附剂对放射性元素的去除，存在吸附时间较长以及吸附效果不理想等不足之处；新型多孔吸附材料如共价有机框架（COFs）、金属有机框架（MOFs）和共轭微孔聚合物（CMPs）等，由于优异的物理化学特性，高比表面积、高孔隙率、快速的电荷载流子迁移率和可调的功能性，对于放射性核素的分离有着更高的分离效率。本文针对多种新型多孔吸附材料如共价有机框架（COFs）、金属有机框架（MOFs）和超高交联聚合物（HCPs）等对放射性元素的去除，通过总结新型多孔吸附材料用于放射性核素吸附分离的最新研究进展；着重讨论了新型多孔吸附材料的设计制备、放射性元素去除性能以及放射性元素去除机理；最后基于上述分析提出目前新型多孔吸附材料用于放射性核素吸附分离存在的问题如难以处理粉末状的新型多孔吸附材料，以及在极端化学条件下容易出现结构不稳定的问题，并对未来的相关研究方向进行了展望，例如将研究从纯粹的基础研究扩展到更实用的方面和大力开发有效的合成方法，以获得高产率且无副产物的产品。

关键词：多孔材料放射性核素量子筛分动态扩散高效分离

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长焰煤粉爆炸特性及微观机理研究

煤炭科学技术 2024年

作者：李珍宝赵唯辰李超樊梓晨鲜亮陈明能兰州理工大学石油化工学院

在煤炭的生产、运输、加工及使用过程中容易产生粉尘云，遇到点火源容易发生爆炸事故。以海则庙煤矿长焰煤为研究对象，采用TG-DSC测试和20 L爆炸球实验，研究了煤粉的氧化及爆炸特性参数；利用FTIR测试了爆炸前后煤粉官能团的变化；结... 详细信息

在煤炭的生产、运输、加工及使用过程中容易产生粉尘云，遇到点火源容易发生爆炸事故。以海则庙煤矿长焰煤为研究对象，采用TG-DSC测试和20 L爆炸球实验，研究了煤粉的氧化及爆炸特性参数；利用FTIR测试了爆炸前后煤粉官能团的变化；结合Chemkin-pro模拟了煤粉爆炸反应路径、不同当量比下压力敏感性及自由基产率变化，揭示了煤粉爆炸反应机理。结果表明：煤粉氧化300 ℃时加速失重，总损失为93.1%。煤粉浓度为500 g/m3时最大爆炸压力达到0.57 MPa，最大爆炸压力上升速率为318.38 MPa/s。煤粉爆炸过程中，含氧官能团和脂肪烃化学键断裂，释放可燃气体和生成自由基片段。爆炸过程中，三种自由基耦合反应：·HO2+·H=·OH。自由基产率影响着Pmax和(dp/dt)max。煤粉产生可燃气体与自由基发生链式反应，产生能量加速爆炸反应进程。研究结果对煤粉爆炸事故分析提供了参考依据。

关键词：长焰煤粉爆炸特性官能团变化自由基爆炸机理