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同轴静电共喷纺及其在锂离子电池复合隔膜改性中的应用

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 125-132页

作者：任婕刘太奇郑玄之安雪谢成西吴飞翔北京石油化工学院环境材料研究中心北京102617 北京化工大学材料科学与工程系北京100029

文中介绍了一种制备纳米复合膜的方法——同轴静电共喷纺。首先组装了由外喷嘴和内喷嘴构成的同轴共喷纺装置,将静电纺丝与静电喷涂结合起来,利用该技术制备纳米纤维/颗粒复合膜。将聚偏氟乙烯(PVDF)/SiO_(2)溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)... 详细信息

文中介绍了一种制备纳米复合膜的方法——同轴静电共喷纺。首先组装了由外喷嘴和内喷嘴构成的同轴共喷纺装置,将静电纺丝与静电喷涂结合起来,利用该技术制备纳米纤维/颗粒复合膜。将聚偏氟乙烯(PVDF)/SiO_(2)溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,从外喷口制备颗粒;PVDF溶于DMF和丙酮混合物中,从内喷口制备纤维,成功制备了同时含颗粒和纤维的PVDF&PVDF/SiO_(2)复合膜,复合膜中颗粒的平均粒径为2.01μm,纤维平均直径为0.43μm。然后将PVDF&PVDF/SiO_(2)复合膜原位涂覆在商用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)隔膜上,从而制备了一种新型锂离子电池复合隔膜。测试结果表明,该复合隔膜的孔隙率为85.96%,比UHMWPE基材膜的37.85%有明显的提高,纵向收缩率由7.28%降低到5.26%,复合隔膜接触角由48.55°降低到14.93°。与未改性的商用隔膜相比,同轴静电共喷纺制备的复合隔膜首次充放电比容量由107.8 mAh/g提高到122.4 mAh/g,经50次循环后,仍具有良好的循环稳定性。

关键词：同轴静电共喷纺复合隔膜孔隙率

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聚合物合成工艺学课程思政教学探索

高教学刊 2024年第32期10卷 193-196页

作者：张建华任相魁董岸杰邓联东天津大学化工学院高分子科学与工程系天津300350

课程思政是高校教改的方向之一,即以立德树人为根本任务,将思政工作、价值引领贯穿于教学全过程。聚合物合成工艺学是工科高分子专业的基础核心课程。该文针对聚合物合成工艺学的课程内容,深度挖掘专业知识中蕴含的思政元素,将思政元素... 详细信息

课程思政是高校教改的方向之一,即以立德树人为根本任务,将思政工作、价值引领贯穿于教学全过程。聚合物合成工艺学是工科高分子专业的基础核心课程。该文针对聚合物合成工艺学的课程内容,深度挖掘专业知识中蕴含的思政元素,将思政元素由点到面地融入各章节的专业知识讲授中,从而实现全员全程全方位育人,为高分子合成工业培养具有“家国情怀、国际视野、创新思维、工匠精神”的高素质应用型高级专门人才。

关键词：课程思政高分子科学与工程教育改革聚合物合成工艺学家国情怀工匠精神

冲击载荷下单晶铁塑性变形与相变的分子动力学模拟

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冲击载荷下单晶铁塑性变形与相变的分子动力学模拟

作者：周孟谦北京石油化工学院

学位级别：硕士

自铁的α(?)ε相变现象被发现以来,深入探究这一相变在冲击作用下的具体转变过程与机制便成为该领域的重点议题。现有的实验技术仍无法观测到BCC相转变为HCP相的细节,因此,结合模拟手段成为解释实验现象的重要手段。但是近年来的模拟研... 详细信息

自铁的α(?)ε相变现象被发现以来,深入探究这一相变在冲击作用下的具体转变过程与机制便成为该领域的重点议题。现有的实验技术仍无法观测到BCC相转变为HCP相的细节,因此,结合模拟手段成为解释实验现象的重要手段。但是近年来的模拟研究也未能展现出相变与塑性的耦合机理。这些问题的存在提醒我们,未来研究需要进一步结合实验与理论方法,深入探讨相变机制,为解决实际应用中的问题提供更为可靠的理论支持。本论文工作所有的数值模拟都是基于开源分子动力学软件LAMMPS,首先介绍了分子动力学基本原理、势函数的选取以及数据处理所用的软件和方法。利用活塞冲击法,探讨了沿[110]晶向冲击作用下单晶铁的塑性与相变的耦合机理。通过对相分数,位错密度,径向分布函数等的量化分析,发现单晶铁在不同晶向冲击下会出现不同的塑性变形行为。单晶铁在[110]晶向的冲击下表现出了独特的弹塑性或相转变临界状态。位错的运动会阻碍相变过程,相变会使得应力减小,与位错产生密切相关的滑移系得以确定,它们分别是(11(?))[111]和(112)[11(?)]。这两个滑移系代表着位错在材料内部滑移的主要路径和方向。在[110]晶向冲击下,原子间的失配位错和位错融合是主要的塑性变形机制。为探究铁的各向异性是如何影响冲击作用下塑性与相变的耦合,本论文研究了沿[100]、[111]晶向冲击作用下单晶铁试样的响应行为。模拟结果表明,在[100]晶向下的冲击过程中,也观察到塑性变形现象,滑移是主要的塑性变形机制且BCC相大部分转变为HCP相,沿[111]晶向冲击,原子间的堆垛错和面内原子的再分布是主要的塑性变形机制,BCC相大部分转变为FCC相。最后本文总结了论文的主要结论和创新贡献,并提出了未来研究的前景。

关键词：单晶铁分子动力学冲击波塑性相变

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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一类区间时滞忆阻神经网络的稳定性控制

北京石油化工学院学报 2024年第2期32卷 60-68页

作者：赵一飞曹梦亭褚佳奕崔铠亭章联生北京石油化工学院新材料与化工学院北京102617 北京石油化工学院数理系北京102617

鉴于忆阻神经网络(memristive neural network,MNN)的数学模型是一种右端不连续的微分方程,经典的微分方程理论不再适用。借助微分包含理论和Filippov解的框架,将这一神经网络系统转化为通常的神经网络系统,并建立了时滞一次函数形式的... 详细信息

鉴于忆阻神经网络(memristive neural network,MNN)的数学模型是一种右端不连续的微分方程,经典的微分方程理论不再适用。借助微分包含理论和Filippov解的框架,将这一神经网络系统转化为通常的神经网络系统,并建立了时滞一次函数形式的新型李雅普诺夫-克拉索夫斯基泛函(Lyapunov-Krasovskii functional,LKF),运用积分不等式和倒数凸组合不等式估计其导数,得到了该系统渐近稳定的充分条件并以线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMIs)形式给出,便于用MATLAB软件验证。数值仿真结果表明,所得到结论正确且可实现。

关键词：忆阻神经网络全局渐进稳定时变时滞线性矩阵不等式

异源CYP450酶的表达优化促进工程酿酒酵母合成熊果酸

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化工学报 2024年第7期75卷 2624-2632页

作者：那雪梅王雨姜尧竹贾男王颖李春北京理工大学化学与化工学院医药分子科学与制剂工程工信部重点实验室北京100081 清华大学化学工程系工业生物催化教育部重点实验室北京100084

熊果酸(UA)是具有多种生理及药理活性的植物来源五环三萜类羧酸,尽管在酿酒酵母中已经实现了UA的从头合成,但仍存在产量低、副产物积累、营养供给冗余等问题,无法实现工业化生产。为了提高酿酒酵母合成熊果酸的能力,通过多种方法优化了U... 详细信息

熊果酸(UA)是具有多种生理及药理活性的植物来源五环三萜类羧酸,尽管在酿酒酵母中已经实现了UA的从头合成,但仍存在产量低、副产物积累、营养供给冗余等问题,无法实现工业化生产。为了提高酿酒酵母合成熊果酸的能力,通过多种方法优化了UA合成途径中异源CYP450酶的表达。探究了位置效应对CYP450基因表达的影响,初步筛选到CYP450的基因组最佳整合位点(HO位点),通过单独增加CYP450的拷贝数或同时增加CYP450及CPR的拷贝数,确定了同时存在3个CYP450和CPR拷贝时CYP450酶具有最佳催化活性,进行培养基优化后UA摇瓶产量达到(266.54±6.50)mg/L,最终在5 L发酵罐进行放大培养UA产量达到(2825.58±36.26)mg/L。本研究可为在酿酒酵母中通过表达优化策略调控其他三萜类化合物的合成提供参考。

关键词：位置效应熊果酸酿酒酵母代谢发酵合成生物学

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分子筛骨架铝原子分布研究进展

石油炼制与化工 2024年第2期55卷 36-42页

作者：吴一鹏段绘州任朝秀侯春生吴韬北京石油化工学院新材料与化工学院恩泽生物质精细化工北京市重点实验室北京102617 首都医科大学中国石油塔里木油田塔中采油气管理区

分子筛由于具有大量可调变的酸性位点以及良好的择形性和水热稳定性等优点而被广泛应用于石油化工领域的酸催化反应。分子筛骨架铝原子的位置决定了其酸位点的分布,因而骨架铝原子的分布(包括所处的空腔体积、化学环境以及两个铝原子的... 详细信息

分子筛由于具有大量可调变的酸性位点以及良好的择形性和水热稳定性等优点而被广泛应用于石油化工领域的酸催化反应。分子筛骨架铝原子的位置决定了其酸位点的分布,因而骨架铝原子的分布(包括所处的空腔体积、化学环境以及两个铝原子的距离)对其酸催化性能(反应路径及反应速率)影响很大。由于分子筛的合成涉及一个复杂晶化的过程,影响骨架铝原子分布的因素众多,如起始物料的种类和浓度、晶化条件、杂原子以及后处理方法等,科研人员对骨架铝原子调控方法展开了大量的研究。基于此,综述了相关研究成果,以期推动实现以功能为导向的特定铝原子分布分子筛的定向合成。

关键词：分子筛骨架铝原子酸位点晶化定向合成

统一动力学三维分区模型预测含能材料的晶体生长

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含能材料 2024年第7期32卷 702-710页

作者：宋亮陈博聪张泳苏浩龙侯方超叶婧佘冲冲淮阴工学院化学工程学院江苏淮安223003 南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

为了研究黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)和六硝基茋(HNS)晶体的形貌特征,采用了统一动力学三维分区方法对这3种含能材料晶体的实时生长形貌进行了模拟,研究了结晶生长条件对晶体外形和晶面拓扑结构的影响。研究结果表明,RDX预测的晶形呈现... 详细信息

为了研究黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)和六硝基茋(HNS)晶体的形貌特征,采用了统一动力学三维分区方法对这3种含能材料晶体的实时生长形貌进行了模拟,研究了结晶生长条件对晶体外形和晶面拓扑结构的影响。研究结果表明,RDX预测的晶形呈现类菱形,主要晶面包括(010)、(100)和(110)面;HMX晶体呈柱状,主要晶面包括(011)、(010)和(11−1)面;而HNS晶体呈薄片状,其中(100)面的显露面积最大,所预测的含能材料晶体外形与实验结果吻合。当RDX、HMX和HNS晶体呈现二维成核和外延生长模式时,较高的驱动力(Δμ=418.59 kJ·mol^(−1))导致晶体的分子层不断堆叠,呈现分层生长;而温度较低时,生长单元首先附着在晶面平台区域,逐渐形成“岛状”集聚,随后进行外延生长;当晶面足够大时,可能出现多个大小不同的“岛状”结构,并随时间增长逐渐合并。在较低驱动力下(Δμ=27.21 kJ·mol^(−1)),HNS晶体呈现螺旋位错生长,其中(100)晶面通过一个螺旋轴引发片层生长,形成“梯田”型晶面。通过附着能力分析发现,螺旋的扭结位和台阶面具有较强的吸附能力,而平台上的位点吸附能力较弱。

关键词：动力学 Voronoi三维分区黑索今(RDX) 奥克托今(HMX) 六硝基茋(HNS) 晶体生长形貌预测

基于镧系金属-有机骨架材料的比率型荧光探针研究进展

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化工新型材料 2024年第3期52卷 34-38页

作者：杨建东张曼吴丹王晓晴中北大学化学与化工学院太原030051

荧光探针能够快速、可靠的识别目标物,因此备受人们关注。与传统单发射中心型荧光探针相比,比率型荧光探针具有更高的灵敏度、高可靠性及可视化传感等优点。镧系金属-有机框架物(Ln-MOFs)具有优异的发光性质,在荧光传感、生物成像等方... 详细信息

荧光探针能够快速、可靠的识别目标物,因此备受人们关注。与传统单发射中心型荧光探针相比,比率型荧光探针具有更高的灵敏度、高可靠性及可视化传感等优点。镧系金属-有机框架物(Ln-MOFs)具有优异的发光性质,在荧光传感、生物成像等方面具有广阔应用前景。通过合理选择镧系金属离子、有机配体及客体分子可以构筑具有优异发光性能的Ln-MOFs基双发射比率型荧光探针。对Ln-MOFs基双发射比率型荧光探针的构建方法、荧光传感机理及应用领域的最新进展进行综述,并对其未来发展进行了展望,以期为构筑Ln-MOFs基双发射比率型荧光探针提供借鉴。

关键词：镧系金属金属-有机框架物荧光检测比率型荧光探针

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电化学谱学表征方法的应用与发展

物理化学学报 2024年第3期40卷 1-19页

作者：朱越洲王琨郑世胜汪弘嘉董金超李剑锋厦门大学化学化工学院固体表面物理化学国家重点实验室福建厦门361005 北京大学深圳研究生院新材料学院广东深圳518000

经历两个多世纪的发展,电化学表征方法的理论和实验研究不断完善,在表界面精细结构表征、电化学反应机理研究等方面起到重要作用。电化学谱学表征技术的出现,填补了传统电化学表征方法在分子水平上鉴定电化学反应活性位点及中间物种的... 详细信息

经历两个多世纪的发展,电化学表征方法的理论和实验研究不断完善,在表界面精细结构表征、电化学反应机理研究等方面起到重要作用。电化学谱学表征技术的出现,填补了传统电化学表征方法在分子水平上鉴定电化学反应活性位点及中间物种的空白。本文总结了近年来红外光谱(IR)、表面增强拉曼光谱(SERS)及和频振动光谱(SFG)三种经典分子振动光谱电化学表征技术的研究进展。首先介绍了三种光谱的基本原理和电化学联用电解池的设计,然后从基础电化学理论出发,介绍其在模型单晶体系及界面水机理研究中的应用,进一步重点介绍了其在锂离子电池和燃料电池领域的相关研究进展,最后展望了电化学谱学表征技术的未来发展方向。

关键词：光谱电化学傅里叶变换红外光谱表面增强拉曼光谱和频振动光谱