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气力分级粉体团聚表征及其影响因素的研究

北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 66-75页

作者：曹迎妮李兴帅焦志伟刘家祥杨卫民于源北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学材料电化学过程与技术北京市重点实验室北京100029

粉体团聚对气力分级设备的分级性能有着重要的影响,是制约机械法制备超细粉体的瓶颈问题。为表征气力分级制备超细粉体时的粉体团聚特性并分析其影响因素,利用筛分法和激光粒度分析法测得的粉体平均粒径比值,提出了团聚参数F,并以此为... 详细信息

粉体团聚对气力分级设备的分级性能有着重要的影响,是制约机械法制备超细粉体的瓶颈问题。为表征气力分级制备超细粉体时的粉体团聚特性并分析其影响因素,利用筛分法和激光粒度分析法测得的粉体平均粒径比值,提出了团聚参数F,并以此为基础分析了粉体颗粒形貌、平均粒径、粒度分布以及粉体流动性对粉体团聚的影响。结果表明:当不同粉体之间的形貌(包括长扁度、球度、棱角度和粗糙度)差异不显著时,颗粒形貌不是引起粉体团聚有所差异的主要因素。粉体平均粒径越大,团聚程度越小;粒度分布指数对团聚的影响取决于粉体整体粗细程度,粗颗粒占比较高的情况下,颗粒不易团聚。因此,对于形貌相似的不同粉体而言,粉体平均粒径和粒度分布是影响粉体团聚的主要因素。此外,通过分析休止角和Hausner值发现,粉体流动性越差,团聚程度越强。

关键词：粉体团聚平均粒径粒度分布颗粒形貌

浇注PBX替代材料的准静态压缩力学行为及本构模型标定与开发

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含能材料 2024年

作者：李思涵王克俭牛余雷黄翰哲马梓煜北京化工大学机电工程学院西安近代化学研究所

为研究高聚物粘结炸药(PBX)的准静态压缩行为，对两种典型配方(含铝粉与否)的浇注PBX替代材料在不同应变率下进行单轴准静态压缩试验，并对其力学性能进行了对比分析。同时基于朱-王-唐(ZWT)模型提出一种新模型来描述材料的准静态压缩... 详细信息

为研究高聚物粘结炸药(PBX)的准静态压缩行为，对两种典型配方(含铝粉与否)的浇注PBX替代材料在不同应变率下进行单轴准静态压缩试验，并对其力学性能进行了对比分析。同时基于朱-王-唐(ZWT)模型提出一种新模型来描述材料的准静态压缩行为，通过遗传算法获取本构模型参数，并使用Fortran语言在Abaqus有限元软件的用户材料子程序(UMAT)接口中进行本构模型的建立。结果表明：浇注PBX替代材料的准静态压缩过程可分为弹性压缩、应力衰减以及失稳破坏3个阶段；准静态压缩力学行为与应变率有明显的相关性，随着应变率的提高，材料的有效压缩应变基本不变，而压缩模量、屈服强度和压缩强度的对数与应变率对数近似呈现出线性关系；铝粉的加入使浇注PBX替代材料压缩模量、屈服强度和压缩强度均有所提升。新构建的本构模型能较好描述浇注PBX替代材料的准静态压缩行为，使用有限元软件对本构模型普适性进行验证，得到仿真计算结果与试验结果间可决系数R2均大于0.98，吻合程度较高。

关键词：浇注高聚物粘结炸药(PBX)替代材料准静态压缩本构模型 UMAT

炭材料在电解水制氢耦合有机氧化方面的研究进展

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新型炭材料（中英文） 2024年第1期39卷 64-77页

作者：王治栋夏天栗振华邵明飞北京化工大学北京100029 衢州资源化工创新研究院浙江衢州324000

利用可再生能源(太阳能、风能)发电进行电解水制氢是获取“绿氢”的必经之路。然而,目前电解水制氢仍面临电解效率低和能耗高的巨大挑战。通过将电解水体系与热力学上更有利的有机氧化反应耦合是解决上述问题的重要途径,在有效提升阴极... 详细信息

利用可再生能源(太阳能、风能)发电进行电解水制氢是获取“绿氢”的必经之路。然而,目前电解水制氢仍面临电解效率低和能耗高的巨大挑战。通过将电解水体系与热力学上更有利的有机氧化反应耦合是解决上述问题的重要途径,在有效提升阴极产氢效率的同时还可以在阳极获得高附加值化学品(用于进一步分摊并降低制氢成本)。这一新兴领域的发展关键在于制备具有高选择性和高稳定性的催化材料。碳基材料具有来源丰富、比表面积高、孔隙率高等优点,在高性能有机电氧化和电解水析氢催化剂方面引起了科研人员的广泛关注。本研究总结了碳基材料在电解水制氢耦合有机氧化方面的最新研究进展,并讨论了该材料在这一新兴电催化领域的发展前景和面临挑战,以推进新型炭材料的发展。

关键词：炭材料氢气电解水有机物氧化电催化

高通量合成装置强化金属催化剂制备过程的研究进展

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化工进展 2024年第1期43卷 246-259页

作者：衡霖宇邓卓然程道建魏彬赵利强北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室北京100029 北京化工大学化学工程学院北京100029 北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

催化剂性能受制备过程多种因素影响,为优化催化剂制备配方与工艺条件,通常需要大量人工操作的实验试错过程,由此造成的低效率与低精度不可避免。在机械自动化控制水平不断发展的背景下,高通量合成装置的研发与投用将提升实验制备催化剂... 详细信息

催化剂性能受制备过程多种因素影响,为优化催化剂制备配方与工艺条件,通常需要大量人工操作的实验试错过程,由此造成的低效率与低精度不可避免。在机械自动化控制水平不断发展的背景下,高通量合成装置的研发与投用将提升实验制备催化剂过程的效率、精度与安全性。本综述从金属催化剂常用的合成方法(包括浸渍法、离子交换法、化学气相沉积法和沉淀沉积法)出发,阐述了薄膜沉积法、微流控技术、自动合成机器人、喷墨打印法等高通量合成装置如何协助强化催化材料制备过程和加速催化剂配方优化进程。本文将着重分析金属催化剂制备工艺的需求与高通量合成装置特征之间的一一对应关系。金属催化剂合成过程对高通量合成技术的需求日益增加,构建一种与合成工艺相适配、实用的金属催化剂高通量合成平台,可以为催化剂的研究带来巨大的推动力。

关键词：催化剂制备优化设计合成装置高通量

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车用气雾剂中VOCs检测方法的研究

分析测试学报 2024年第4期43卷 630-636页

作者：李思陈攀金田丁炜杜振霞北京化工大学化学学院北京100029

为准确测量气雾剂产品中挥发性有机化合物(VOCs)的成分及含量,设计了特定装置将气雾剂中推进剂和非推进剂进行分离,利用采集袋收集气雾剂中的推进剂,通过液液萃取法对非推进剂中的VOCs进行提取。以所建立的气相色谱-质谱/氢火焰离子化... 详细信息

为准确测量气雾剂产品中挥发性有机化合物(VOCs)的成分及含量,设计了特定装置将气雾剂中推进剂和非推进剂进行分离,利用采集袋收集气雾剂中的推进剂,通过液液萃取法对非推进剂中的VOCs进行提取。以所建立的气相色谱-质谱/氢火焰离子化检测器(GC-MS/FID)联用方法对样品进行分析,其中推进剂气体组分含量用归一化法进行测定,非推进剂的VOCs依据检出种类,选择8种VOCs建立标准曲线。各物质在对应质量浓度范围呈良好的线性关系,相关系数(r^(2))均大于0.99;检出限和定量下限分别为0.25~0.50 mg/L和0.50~1.00 mg/L;回收率为90.5%~105%,相对标准偏差(RSD)为1.8%~9.3%。应用建立的方法分析6种不同功能的气雾剂产品,并计算其臭氧生成潜势。结果表明,推进剂部分主要检出丙烷、丁烷、二甲醚,非推进剂部分检出苯系物、烷烃、环烷烃、单萜类、羧酸衍生物、醚类,其中苯系物和单萜类含量较高。该方法可为企业改进产品配方提供参考,也可为监管部门提供技术支持。

关键词：液液萃取气相色谱-质谱/氢火焰离子化检测器联用气雾剂 VOCs

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硼氮共掺杂海藻酸钠基多孔炭及其快速高效储锌

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新型炭材料（中英文） 2024年第3期39卷 506-514页

作者：卢亚平王红星刘澜涛庞伟伟陈晓红北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室材料电化学过程与技术北京市重点实验室北京100029 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102206

近年来,锌离子电容器(ZIHCs)因其环境友好性和优异的电化学性能而备受关注。然而,ZIHCs的研究体系尚不成熟,为改善ZIHCs的储能动力学和循环稳定性等问题,亟需研发出低成本和高性能的碳基电极材料。本工作以海藻酸钠为碳前驱体,五硼酸铵... 详细信息

近年来,锌离子电容器(ZIHCs)因其环境友好性和优异的电化学性能而备受关注。然而,ZIHCs的研究体系尚不成熟,为改善ZIHCs的储能动力学和循环稳定性等问题,亟需研发出低成本和高性能的碳基电极材料。本工作以海藻酸钠为碳前驱体,五硼酸铵为氮源和硼源,采用一步水热活化策略合成了氮/硼含量较高的分级多孔炭(NBSPC)。这种策略可以有效重塑炭的多孔结构,产生大量的活性位点,贡献额外的赝电容,从而提高其电化学性能。以NBSPC为正极构建了锌离子电容器,其在40 A g^(-1)的超高电流密度下,可以实现85.4 mAh g^(-1)优异的倍率性能,并在10 A g^(-1)的电流密度下可以稳定循环15000次,容量保持率高达94.5%。

关键词：海藻酸钠衍生多孔炭氮/硼共掺杂一步水热活化锌离子电容器

基于温度和频率的橡胶本构模型及减振器振动性能研究

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振动与冲击 2024年第16期43卷 256-262,294页

作者：段成红王福军罗翔鹏刘晶北京化工大学机电工程学院北京100029 航天材料及工艺研究所北京100076

随着我国航天事业的高速发展,特种电子通信设备等各类电子设备被广泛应用于航天器中。由于在发射过程中的剧烈振动,以及在太空中可能遇到的各种冲击和压力变化,这类电子设备的振动问题需重点关注,常采用橡胶减振器进行减振。针对橡胶减... 详细信息

随着我国航天事业的高速发展,特种电子通信设备等各类电子设备被广泛应用于航天器中。由于在发射过程中的剧烈振动,以及在太空中可能遇到的各种冲击和压力变化,这类电子设备的振动问题需重点关注,常采用橡胶减振器进行减振。针对橡胶减振器,首先考虑橡胶材料的频率相关性与温度相关性,推导了修正六参数分数导数模型;其次对带橡胶减振器的电子设备进行了正弦与随机振动试验;再次对结构进行有限元分析,并将有限元分析结果与试验结果对比;最后通过有限元分析预测不同温度的减振性能。结果表明,修正六参数分数导数模型能够较好地表征橡胶振动性能,且橡胶减振器具有良好的减振性能,但其减振效果随着温度降低而下降。

关键词：橡胶本构频率与温度振动有限元分析

航天用氟塑料/金属密封件模压工艺的数值模拟

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高分子材料科学与工程 2024年第5期40卷 87-98页

作者：楼爽马秀清任子初孔祥号安瑛北京化工大学机电工程学院北京100029 航天材料及工艺研究所北京100076

氟塑料/金属密封件在航天系统中应用广泛,氟塑料与金属间的连接质量决定了其密封效果,影响系统运行的可靠性。文中基于航天液氧阀密封件,分别简化得到氟塑料/金属密封件的压力场和温度场数值计算模型。对氟塑料填充燕尾槽过程中氟塑料... 详细信息

氟塑料/金属密封件在航天系统中应用广泛,氟塑料与金属间的连接质量决定了其密封效果,影响系统运行的可靠性。文中基于航天液氧阀密封件,分别简化得到氟塑料/金属密封件的压力场和温度场数值计算模型。对氟塑料填充燕尾槽过程中氟塑料的中心压力、燕尾槽周边压力及温度场进行分析,得到不同熔体温度时氟塑料的压力变化及不同初始熔体温度时氟塑料与金属模具的温度场变化。结果表明,氟塑料优先填充远离中心区域的燕尾槽外侧区域,最后填充靠近中心的燕尾槽内侧区域,导致燕尾槽区域的熔体压力场分布不均;各区域填充压力随熔体温度升高均有不同程度下降,结合实际加工情况,文中基于数值模拟方法对现有模压工艺进行完善,得到了模具压力从初始的2.2 MPa逐步提升至12.5 MPa的施压曲线。

关键词：氟塑料模压成型数值模拟燕尾槽

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基于壳聚糖的搭载光源可溶性微针的制备与评价

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生物工程学报 2024年第2期40卷 562-572页

作者：刘俸溢庄俭薛庆隆许红黄尧孙靖尧张笑宁李明北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所北京100029

光动力疗法与给药微针(microneedle,MN)相结合为治疗肿瘤提供了一种安全有效的途径。本文设计了一种基于壳聚糖搭载高能光子的可控缓释型载药微针贴片(LED-losartan-HEMA/CS-MN,LLH-CSMN),重点研究了其制备工艺,并且以氯沙坦为模型药物... 详细信息

光动力疗法与给药微针(microneedle,MN)相结合为治疗肿瘤提供了一种安全有效的途径。本文设计了一种基于壳聚糖搭载高能光子的可控缓释型载药微针贴片(LED-losartan-HEMA/CS-MN,LLH-CSMN),重点研究了其制备工艺,并且以氯沙坦为模型药物对微针阵列的形貌尺寸进行了表征,探究了LLH-CSMN的力学性能、皮肤穿刺性能、缓释性能以及高能光子在长时间工作下的光热性能。结果表明,基于壳聚糖搭载高能光子的微针贴片能够有效地在皮肤表面打开通道进行药物递送,并进行光动力治疗。同时,体外透皮扩散试验表明,以氯沙坦为模型药物制备的微针在1 h内释放了约30%的药物,在1 d内总共释放了约60%的药物,随后进行缓慢释放,在6d后最终释放了93%的药物,LLH-CSMN具有可控缓释特性以及良好的长效光辅助治疗效果,为肿瘤治疗提供了一个新的安全有效途径。

关键词：光动力治疗壳聚糖微针药物缓释肿瘤

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