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剪切增稠液增强高发泡率废纸缓冲材料的制备及性能

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材料导报 2024年第1期38卷 278-287页

作者：张斌陶文轩裴爽任子铭潘政苟进胜北京林业大学材料科学与技术学院木材科学与工程北京市重点实验室北京100083 中国林业科学院林产化学工业研究所南京210042

随着经济的快速增长和人们环保意识的不断增强,植物纤维类环保型发泡缓冲材料逐渐成为研究热点。为改善植物纤维发泡材料发泡率低、缓冲吸能效果差等问题,本研究设计半密闭型发泡模具,成功制备了具有高发泡率和优异吸能性的废纸缓冲材... 详细信息

随着经济的快速增长和人们环保意识的不断增强,植物纤维类环保型发泡缓冲材料逐渐成为研究热点。为改善植物纤维发泡材料发泡率低、缓冲吸能效果差等问题,本研究设计半密闭型发泡模具,成功制备了具有高发泡率和优异吸能性的废纸缓冲材料并对制备工艺进行了优化。结果表明:使用质量分数为0.5%的氢氧化钠溶液预处理废纸浆,不仅可以有效去除废纸中的杂质,而且能在不降低纤维长度的情况下对废纸纤维进行适当改性,有利于提高废纸缓冲材料的发泡率和整体性能。以正交优化试验研究原料配比对废纸缓冲材料性能的影响,并据此确定了最优配方。通过设计全新半密闭型发泡模具,成功制备高发泡率的废纸缓冲材料,其膨胀率相较传统制备方式提高了3~4倍。本研究首次引入剪切增稠液(STF)增强废纸纤维,考察了STF含量对废纸缓冲材料力学性能、发泡倍率和回弹性能的影响,分析了STF对废纸缓冲材料的增强机理。结果表明:STF能够提高单根废纸纤维的强度并增强纤维之间的连结,从而提升缓冲材料吸能性,且随着STF含量的增加,材料的吸能性逐渐增强,发泡率逐渐降低,当STF含量为10%(质量分数,下同)时,STF增强废纸缓冲材料的综合性能达到最优。

关键词：废纸纤维剪切增稠液缓冲包装材料高发泡率

CFD-DEM-IBM方法探究流化床倾斜挡板内构件受力特性

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化工学报 2024年第1期75卷 255-267页

作者：赵碧丹代伊杨王军武张永民中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

在密相床层内安装内构件可显著改善工业流化床的流化质量、强化气固传质和提高化学反应效率。由于长时间受气体和颗粒的挤压和冲击,流化床内构件可能会发生变形或断裂。为实现流化床内构件设计的科学性,确保其长周期可靠性,需要明确其... 详细信息

在密相床层内安装内构件可显著改善工业流化床的流化质量、强化气固传质和提高化学反应效率。由于长时间受气体和颗粒的挤压和冲击,流化床内构件可能会发生变形或断裂。为实现流化床内构件设计的科学性,确保其长周期可靠性,需要明确其受力机理与不同操作条件下受力特性。利用粗粒化CFD-DEM-IBM方法,实现了利用笛卡儿网格模拟流化床中倾斜挡板内构件受力特性的定量模拟,该方法拓展原有挡板应力统计方法,获得了不同倾斜角度对挡板所受应力的定量影响规律。模拟所得挡板受力随时间的演化曲线与实验报道较为一致,在流化床启动阶段会出现较大的峰值,同时成功复现在启动阶段的峰值受力总体与挡板在水平面上的投影面积成正比。模拟结果显示,在启动阶段,挡板受力中颗粒挤压作用力占主导,但在流化阶段,除颗粒作用力达到极大值外的大部分时间中挡板受到的气相压差力要大于颗粒作用力。当挡板倾斜角度较小时,挡板受力较大但抑制床内返混效果较好,因此在工业流化床内构件设计中应兼顾强化传递及长周期可靠性的需求,当挡板倾斜角度较小时应选择强度大的挡板材料。

关键词：气泡流化床数值模拟挡板内构件固相应力

磺酰氯促进金属氯化物插层石墨以实现高效钠存储

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新型炭材料（中英文） 2024年第3期39卷 538-548页

作者：兰淑琴任伟成王钊于畅余金河刘迎宾谢远洋张秀波王健健邱介山大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室辽宁大连116024 山东农业大学化学与材料科学学院山东泰安271018 北京化工大学化工学院化学资源工程国家重点实验室北京100029

金属氯化物-石墨插层化合物具有导电性优异,石墨层间距大等特点,可用作钠离子电池负极材料。然而,在传统金属氯化物插层石墨过程中,不可避免地用到氯气,既增加了实验操作的风险,也对实验设备提出更高要求。基于上述原因,本文创新性地使... 详细信息

金属氯化物-石墨插层化合物具有导电性优异,石墨层间距大等特点,可用作钠离子电池负极材料。然而,在传统金属氯化物插层石墨过程中,不可避免地用到氯气,既增加了实验操作的风险,也对实验设备提出更高要求。基于上述原因,本文创新性地使用SO_(2)Cl_(2)作为氯源来促进BiCl_(3)插层石墨。该方法不仅有效提高了BiCl_(3)插层效率,也避免了直接使用氯气带来的安全性风险。采用该方法所合成的三氯化铋-石墨插层化合物(BiCl_(3)-GICs)的层间距为1.26 nm,BiCl_(3)插层含量高达42%。以其为负极材料,组装的钠离子电池具有高的比容量(213 mAh g^(-1)at 1 A g^(-1))和优异的倍率性能(170 mAh g^(-1)at 5 A g^(-1))。此外,原位拉曼光谱测试结果表明,首圈放电后石墨与插层的BiCl_(3)相互作用减弱,该过程有效促进了钠离子在石墨层内的存储。采用该方法可成功制备多种类型金属氯化物-石墨插层化合物,为开发高性能储能材料提供了可行思路。

关键词：磺酰氯金属氯化物-石墨插层化合物插层强化过程负极材料钠离子电池

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RNA 8-羟基鸟嘌呤修饰:旧貌新颜

中国生物化学与分子生物学报 2024年第6期40卷 731-739页

作者：李虎杰曹正岳郑晓飞河北大学化学与材料科学学院药物化学与分子诊断教育部重点实验室河北省化学生物学重点实验室河北保定071002 军事科学院军事医学研究院辐射医学研究所实验血液学与生物化学研究室放射生物学北京市重点实验室北京100850

细胞内存在多种类型的RNA分子,在调控细胞进程中各自发挥着重要的作用。RNA修饰是在RNA分子上添加化学基团,修饰基团可以改变RNA稳定性、结构和功能,RNA修饰使RNA的功能和作用具有多样性。在氧化应激条件下,8-羟基鸟嘌呤是一种标志性的... 详细信息

细胞内存在多种类型的RNA分子,在调控细胞进程中各自发挥着重要的作用。RNA修饰是在RNA分子上添加化学基团,修饰基团可以改变RNA稳定性、结构和功能,RNA修饰使RNA的功能和作用具有多样性。在氧化应激条件下,8-羟基鸟嘌呤是一种标志性的RNA氧化修饰形式。RNA的结构与功能都可能会受到8-羟基鸟嘌呤修饰的影响,RNA 8-羟基鸟嘌呤修饰发生可以通过诱导RNA链断裂、碱基脱落等方式影响RNA的结构与功能。研究表明,RNA中8-羟基鸟嘌呤修饰水平可以作为疾病发展的评估指标。随着RNA修饰研究的深入,对RNA 8-羟基鸟嘌呤修饰的研究也日益受到重视。本文主要对RNA 8-羟基鸟嘌呤修饰的生成、RNA 8-羟基鸟嘌呤修饰的生物学功能、RNA 8-羟基鸟嘌呤修饰修复调控相关蛋白质分子、8-羟基鸟嘌呤修饰RNA分子检测技术,以及RNA 8-羟基鸟嘌呤与神经性疾病和癌症等疾病的关系研究进展进行综述,旨在为RNA修饰的生物学功能和8-羟基鸟嘌呤修饰RNA在疾病中的潜在作用研究提供思路和启示。

关键词： RNA氧化 8-羟基鸟嘌呤氧化应激修复疾病

异质金属激光增材制造研究及应用进展(特邀)

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中国激光 2024年第10期51卷 48-69页

作者：马毅管迎春北京航空航天大学机械工程与自动化学院北京100083 北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室北京100191

极端服役环境对空天等核心构件可靠性和集成性提出了严峻挑战。传统单一材料体系和制造工艺难以满足复杂性能需求。激光增材制造技术是实现异质金属结构-功能一体化的有效途径,但异质材料兼容问题(易诱发缺陷、加工参数响应不一等)限制... 详细信息

极端服役环境对空天等核心构件可靠性和集成性提出了严峻挑战。传统单一材料体系和制造工艺难以满足复杂性能需求。激光增材制造技术是实现异质金属结构-功能一体化的有效途径,但异质材料兼容问题(易诱发缺陷、加工参数响应不一等)限制了高质量异质界面的形成,这对制造装备与连接工艺提出了更高挑战。本文基于异质金属激光增材制造的最新研究进展,聚焦异质金属成型的关键问题及解决方案,回顾了近年来异质金属体系的发展及空天领域应用,从送粉方式、复合制造等方面介绍了激光增材装备的改进策略,总结了近年来激光增材技术在连接方式、参数调控、监测预测和前后端处理方面的研究进展,并针对这一技术的共性及难点问题给出了展望与思考。

关键词：激光技术异质金属空天应用增材装备增材制造工艺

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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

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电催化两电子水氧化制备过氧化氢的研究进展

物理化学学报 2024年第4期40卷 11-25页

作者：林柳孙泽民陈华添赵莲孙明月杨逸涛廖振升吴鑫宇李欣欣唐城北京师范大学文理学院先进材料研究中心广东珠海519087 清华大学化学工程系绿色反应工程与工艺北京市重点实验室北京100084

过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种环境友好的化学氧化剂,广泛应用于水处理、医疗消毒、化学合成等工业领域。电催化两电子水氧化反应(2e^(-)WOR)是一种可以在温和条件下直接从水中生产H_(2)O_(2)的方法。然而,受限于反应机理认识和催化材料... 详细信息

过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种环境友好的化学氧化剂,广泛应用于水处理、医疗消毒、化学合成等工业领域。电催化两电子水氧化反应(2e^(-)WOR)是一种可以在温和条件下直接从水中生产H_(2)O_(2)的方法。然而,受限于反应机理认识和催化材料设计的不足,2e^(-)WOR的催化选择性和活性仍然较低。本文综述了近年来通过2e^(-)WOR反应路径电合成H_(2)O_(2)的研究进展,首先介绍了2e^(-)WOR的催化机理和研究方法,强调了理论计算加速高选择性、高活性和高稳定性催化剂研究的作用,并讨论了电合成H_(2)O_(2)的不同定量方法和原位表征手段;然后详细总结了高性能2e^(-)WOR电催化剂的调控策略,包括缺陷、掺杂、晶面和界面工程,同时指出了反应器创新设计的重要性;最后展望了电合成H_(2)O_(2)的研究挑战和机遇。

关键词：水氧化反应过氧化氢催化剂设计电化学机理理论研究

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基于热流密度的石墨烯发热膜电路设计

材料导报 2024年第S1期38卷 100-103页

作者：张晋豪袁英才李恒王鑫李文浩郭淼胡乃奇张宇朋数字化印刷装备北京市重点实验室北京102600 印刷装备北京市高等学校工程研究中心北京102600 北京市印刷电子工程技术研究中心北京102600 北京印刷学院机电工程学院北京102600

在石墨烯发热膜功能需要的基础上,通过热传导分析,提出热流密度计算公式。基于热流密度分析结果和石墨烯原膜电学特性,提出石墨烯加热膜电路设计方法。对丝网印制石墨烯原膜,在导电特性测试的基础上,运用基于热流密度的电路设计方法,制... 详细信息

在石墨烯发热膜功能需要的基础上,通过热传导分析,提出热流密度计算公式。基于热流密度分析结果和石墨烯原膜电学特性,提出石墨烯加热膜电路设计方法。对丝网印制石墨烯原膜,在导电特性测试的基础上,运用基于热流密度的电路设计方法,制备出石墨烯加热膜。设计实例的理论计算与实测结果基本一致,表明该设计方法切实可行。

关键词：石墨烯电路设计电热性能发热膜

MOCVD生长的中红外高功率量子级联激光器

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发光学报 2024年第5期45卷 794-799页

作者：杨鹏昌李曼孙永强程凤敏翟慎强刘峰奇张锦川中国科学院半导体研究所固态光电信息重点实验室北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 电磁空间安全全国重点实验室天津300308

量子级联激光器(QCL)是中远红外波段的优质光源,具有体积小、重量轻、电光转化效率高等诸多优势,在传感、通信和国防等领域有重要的应用前景。金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术作为更高效的外延方式,应发展适用于QCL的MOCVD外延生长... 详细信息

量子级联激光器(QCL)是中远红外波段的优质光源,具有体积小、重量轻、电光转化效率高等诸多优势,在传感、通信和国防等领域有重要的应用前景。金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术作为更高效的外延方式,应发展适用于QCL的MOCVD外延生长技术以满足快速增长的市场需求。本文报道了全结构由MOCVD技术外延的QCL,通过将传统的“双声子共振”有源区结构修订为“单声子共振结合连续态抽取”结构,减少了电子的热逃逸,改善了器件的温度特性。针对该结构,进一步改变了有源区的掺杂浓度,并对比了不同掺杂浓度对器件性能的影响。腔长8 mm、平均脊宽约6.7μm的较高掺杂有源区器件在20℃下连续输出功率达3.43 W,中心波长约4.6μm,电光转化效率达13.1%;8 mm腔长的较低掺杂有源区器件在20℃下连续输出功率达2.73 W,中心波长约4.5μm,阈值电流仅0.56 A,峰值电光转化效率达15.6%。器件的输出功率和电光转化效率较之前文献报道的MOCVD制备的QCL有明显提高。该结果表明,MOCVD完全具备生长高功率QCL的能力,这对推动QCL的技术进步具有重要意义。

关键词：量子级联激光器中红外高功率金属有机物化学气相沉积