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便携式电化学传感平台灵敏检测偶氮类染料日落黄和柠檬黄

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分析化学 2024年第1期52卷 62-71页

作者：常雪晴王子棋鲁理平北京工业大学环境科学系区域大气复合污染防治北京市重点实验室

构建了一种聚蛋氨酸（p-Met）修饰的激光诱导石墨烯（LIG）电极（p-Met/LIG），与便携式电化学工作站和掌上电脑应用程序一体化集成，实现了现场同时检测环境水体中的偶氮染料日落黄（SY）和柠檬黄（Tz）。优化了激光加工参数，制备了... 详细信息

构建了一种聚蛋氨酸（p-Met）修饰的激光诱导石墨烯（LIG）电极（p-Met/LIG），与便携式电化学工作站和掌上电脑应用程序一体化集成，实现了现场同时检测环境水体中的偶氮染料日落黄（SY）和柠檬黄（Tz）。优化了激光加工参数，制备了导电性能最佳的传感界面；在LIG表面电聚合Met，提高了SY和Tz的电化学响应；通过将p-Met/LIG便携式电化学传感器、小型电化学工作站和掌上电脑应用程序一体化集成，搭建了便携式电化学传感平台用于检测SY和Tz。采用差分脉冲伏安法（DPV）测定两种染料，检测SY的线性范围为0.2～20μmol/L和20～100μmol/L，检出限低至0.001μmol/L；检测Tz的线性范围为0.3～40μmol/L和40～100μmol/L，检出限为0.005μmol/L。p-Met/LIG具有优良的抗干扰性能、稳定性和重现性。将此便携式传感平台用于实际水样检测，结果表明，此平台适用于实际环境水体中SY和Tz的即时现场检测。

关键词：激光诱导石墨烯电化学传感器便携式偶氮染料日落黄柠檬黄

Fe改性分子筛催化剂CH选择性催化还原NO

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化工环保 2024年

作者：温鹏刘宁陈标华代成娜北京工业大学环境科学与工程学院

针对N2O的CH4选择性催化还原(CH4-SCR)，采用浸渍法制备了系列Fe改性分子筛(BEA、ZSM-5、SSZ-13)催化剂。实验结果表明：2%Fe-BEA(负载量2%(w))具有较高的催化活性，在进气(N2O 40%(φ)，CH410%，N250%)总流量为50 mL/min、反应器气时... 详细信息

针对N2O的CH4选择性催化还原(CH4-SCR)，采用浸渍法制备了系列Fe改性分子筛(BEA、ZSM-5、SSZ-13)催化剂。实验结果表明：2%Fe-BEA(负载量2%(w))具有较高的催化活性，在进气(N2O 40%(φ)，CH410%，N250%)总流量为50 mL/min、反应器气时空速为12 000 h–1的条件下，250 ℃时的N2O转化率达99.5%，CH4转化率达94.6%；反应器连续运行20 h，N2O转化率基本保持不变，CH4转化率仅略有下降。表征结果显示，2%Fe-BEA较高的催化活性与其易形成大量离子态Fe3+活性物种密切相关，而2%Fe-SSZ-13更易形成大量FeOx物种，故在3种分子筛催化剂中催化活性最低。2%Fe-BEA上N2O的CH4-SCR遵循自由基反应机理，形成羟基自由基和甲氧基自由基，并可经进一步氧化，通过甲酸盐路径生成CO2和H2O。

关键词： N O CH 选择性催化还原(CH -SCR) Fe-BEA分子筛反应机理

离子液体深度脱除低浓度氯乙烯的实验与流程模拟研究

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中国环境科学 2024年

作者：鲜婧王沭颖慕明利代成娜北京工业大学环境科学与工程学院

为探究离子液体深度脱除尾气中氯乙烯的可行性，提出了离子液体高效吸收氯乙烯的技术.通过等体积饱和法测定了三种离子液体([BMPYR][Tf2N]，[BMIM][Tf2N]和[EMIM][Tf2N])对低浓度氯乙烯模拟气(50000 ppm)的饱和吸收量，并在填料塔中进... 详细信息

为探究离子液体深度脱除尾气中氯乙烯的可行性，提出了离子液体高效吸收氯乙烯的技术.通过等体积饱和法测定了三种离子液体([BMPYR][Tf2N]，[BMIM][Tf2N]和[EMIM][Tf2N])对低浓度氯乙烯模拟气(50000 ppm)的饱和吸收量，并在填料塔中进行了超低浓度氯乙烯模拟气(100 ppm)吸收实验，随后采用Aspen Plus流程模拟软件对离子液体吸收氯乙烯的工艺进行了概念设计和流程优化.结果表明氯乙烯的亨利常数远低于氮气，且温度的影响较小.吸收塔的实验结果表明在25℃，常压，进气流速100 mL·min-1的条件下，三种离子液体均可实现对超低浓度氯乙烯模拟气(100 ppm)的高效捕集(吸收率＞94%)，其中[BMPYR][Tf2N]表现出最大的吸收率97%，通过提高吸收压力，吸收率可达99%以上.对[BMPYR][Tf2N]吸收氯乙烯尾气(10000 ppm，进气流量100 kg·h-1)的流程优化结果表示:在给定的最佳操作条件，即吸收塔板数为6，吸收塔相对压力为0.25 MPa，吸收质流量2600 kg·h-1，二级闪蒸罐温度为160℃压力为0.001 bar时，出口排放氯乙烯浓度能达到设定标准(15 ppm).研究表明离子液体可用于尾气中氯乙烯深度脱除，推广应用可降低尾气中有毒有害组分的污染.

关键词：离子液体氯乙烯吸收流程模拟

Fe改性分子筛催化剂CH_(4)选择性催化还原N_(2)O

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化工环保 2024年第3期44卷 398-404页

作者：温鹏刘宁陈标华代成娜北京工业大学环境科学与工程学院北京100124

针对N_(2)O的CH_(4)选择性催化还原(CH_(4)-SCR),采用浸渍法制备了系列Fe改性分子筛(BEA、ZSM-5、SSZ-13)催化剂。实验结果表明:2%Fe-BEA(负载量2%(w))具有较高的催化活性,在进气(N_(2)O 40%(φ,下同),CH_(4)10%,N250%)总流量为50 mL/min、反应器气时空速为12000 h^(–1)的条件下,250℃时的N_(2)O转化率达99.5%,CH_(4)转化率达94.6%;反应器连续运行20 h,N_(2)O转化率基本保持不变,CH_(4)转化率仅略有下降。表征结果显示,2%Fe-BEA较高的催化活性与其易形成大量离子态Fe^(3+)活性物种密切相关,而2%Fe-SSZ-13更易形成大量FeOx物种,故在3种分子筛催化剂中催化活性最低。2%Fe-BEA上N_(2)O的CH_(4)-SCR遵循自由基反应机理,形成羟基自由基和甲氧基自由基,并可经进一步氧化,通过甲酸盐路径生成CO_(2)和H2O。

关键词： N_(2)O CH_(4)选择性催化还原(CH_(4)-SCR) Fe-BEA分子筛反应机理

3D打印连续纤维复合材料工艺、结构优化研究进展

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力学进展 2024年第2期54卷 391-425页

作者：叶红玲董永佳毛鹏琪肖扬解佳琳北京工业大学力学系

连续纤维增强复合材料由于优异的比强度、比刚度、可设计性和轻量化特质,日益受到航空航天等高端装备制造领域的青睐. 3D打印技术的发展改变了连续纤维复合材料结构的生产制造流程,使复杂结构的自由成型成为可能,为先进结构材料提供了... 详细信息

连续纤维增强复合材料由于优异的比强度、比刚度、可设计性和轻量化特质,日益受到航空航天等高端装备制造领域的青睐. 3D打印技术的发展改变了连续纤维复合材料结构的生产制造流程,使复杂结构的自由成型成为可能,为先进结构材料提供了巨大的设计空间.为充分发挥先进材料性能优势和3D打印成型灵活性,研究人员分别从材料性能和结构设计出发,探索与3D打印连续纤维复合材料相适应的设计制造一体化解决方案,实现产品创新设计和性能提升.本文系统性地回顾了面向连续纤维复合材料性能分析、工艺改进和结构优化的研究工作,结合研究实践对连续纤维复合材料的结构多尺度优化方法进行总结分析,并对未来先进材料结构设计实时化、功能化、智能化的发展趋势进行探讨和展望.

关键词：连续纤维复合材料 3D打印力学性能工艺优化多尺度优化

镁硅比和养护温度对硅酸镁水泥电磁性能的影响

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建筑材料学报 2024年第2期27卷 139-145页

作者：李悦李洪文金彩云林辉罗晓北京工业大学重庆研究院重庆401121 北京工业大学城市建设学部北京100124 北京工业大学理学部北京100124

采用波导法测定硅酸镁水泥的电磁性能,分析镁硅比和养护温度的影响,并基于微观测试结果进行机理分析.结果表明:提高养护温度可以显著增强硅酸镁水泥的早期强度;硅酸镁水泥的复介电常数实部随着镁硅比和养护温度的提高逐渐增大;提高养护... 详细信息

采用波导法测定硅酸镁水泥的电磁性能,分析镁硅比和养护温度的影响,并基于微观测试结果进行机理分析.结果表明:提高养护温度可以显著增强硅酸镁水泥的早期强度;硅酸镁水泥的复介电常数实部随着镁硅比和养护温度的提高逐渐增大;提高养护温度使硅酸镁水泥的复介电常数虚部和损耗角正切值增大;与镁硅比相比,养护温度对硅酸镁水泥的透射率、反射率和吸收率的影响更为明显.微观测试结果显示含水量和孔结构对硅酸镁水泥的电磁性能有重要影响.

关键词：硅酸镁水泥镁硅比养护温度电磁性能

MOF基单原子催化剂用于CO_(2)还原的研究进展

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北京工业大学学报 2024年第2期50卷 216-229页

作者：贾宇桐周阿武赵琛张岩张更新谢亚勃李建荣北京工业大学环境与生命学部北京100124 北京工业大学材料与制造学部北京100124

CO_(2)资源化利用是实现“双碳”目标的重要途径之一。金属有机框架(metal-organic frameworks,MOF)材料具有高孔隙率、可调节的功能、丰富的活性位点和潜在锚定位点等优点;单原子催化剂(single-atom catalysts,SAC)有独特的电子结构和... 详细信息

CO_(2)资源化利用是实现“双碳”目标的重要途径之一。金属有机框架(metal-organic frameworks,MOF)材料具有高孔隙率、可调节的功能、丰富的活性位点和潜在锚定位点等优点;单原子催化剂(single-atom catalysts,SAC)有独特的电子结构和最大化金属利用率的优点。结合二者的优势,MOF基单原子催化剂在光/电催化CO_(2)还原反应中表现出良好的应用前景。系统地总结了MOF基单原子催化剂在光/电催化CO_(2)还原中的最新研究进展,主要分为2个部分:纯MOF固定的SAC和MOF衍生的SAC,分别探讨了各种制备策略和原理及在光/电催化CO_(2)还原中展现的独特优势,并从理化特性上分析了材料性能优势的成因。最后对以MOF基材料为光/电催化CO_(2)还原催化剂的研究进行了总结和展望。

关键词：二氧化碳还原金属有机框架(MOF) 单原子催化剂(SAC) MOF衍生物光催化电催化

CuZn/CeO催化剂在CO加氢制甲醇中的应用研究

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低碳化学与化工 2024年

作者：张兰陈标华王宁北京工业大学环境科学与工程学院

CO2加氢制甲醇反应过程中产生的大量副产物水会加速催化剂中CuZn物种的聚集和烧结，导致催化剂严重失活。而CeO2亲水性较弱，具有较高的水热稳定性，可以增强CuZn物种的分散。因此，通过水热合成法制备了一系列CeO2载体晶面可调控的CuZ... 详细信息

CO2加氢制甲醇反应过程中产生的大量副产物水会加速催化剂中CuZn物种的聚集和烧结，导致催化剂严重失活。而CeO2亲水性较弱，具有较高的水热稳定性，可以增强CuZn物种的分散。因此，通过水热合成法制备了一系列CeO2载体晶面可调控的CuZn基催化剂，并在其中引入了适当浓度的氧空位。采用TEM、XRD和H2-TPR等表征手段研究了合成的CeO2载体及CuZn/CeO2-y催化剂（y为rod、cube或otca）的形貌、晶面结构等物理化学性质，并考察了CuZn/CeO2-y催化剂在CO2加氢制甲醇反应中的催化性能。结果表明，暴露（110）晶面的纳米棒结构的CeO2载体（CeO2-rod）更有利于CuZn基物种的分散，并且CeO2-rod与Cu物种形成了Cu—O—Ce界面，增强了催化剂同时吸附和活化CO2和H2的性能。因此，CuZn/CeO2-rod表现出较高的CO2转化率和甲醇选择性，在260℃、3 MPa的条件下，甲醇时空收率为433.4 g/（kg·h），甲醇选择性高达68.5%。同时，利用原位漫反射傅立叶变换红外光谱对CO2加氢制甲醇的反应路径和重要中间物种的演变进行了详细研究，发现在CuZn/CeO2催化剂的作用下，反应主要遵循甲酸盐路径，载体的晶面效应没有改变反应路径，但是提高了重要中间物种达到平衡的速率。

关键词： CuZn/CeO 催化剂 CO 加氢甲醇选择性氧空位

基于超声透射特性的复合材料粘接结构粘接质量预测

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机械工程学报 2024年第4期60卷 230-238页

作者：宋国荣宋协宏吕炎刘兵何存富吴斌北京工业大学材料与制造学部北京100124

以非接触式超声检测方法为基础,对复合材料粘接结构的粘接质量进行仿真与试验探究。首先,建立复合材料粘接结构的超声透射特性时域仿真模型,提取其频域透射系数谱,并着重分析界面弱化及内聚弱化对粘接结构中超声透射特性的影响规律。同... 详细信息

以非接触式超声检测方法为基础,对复合材料粘接结构的粘接质量进行仿真与试验探究。首先,建立复合材料粘接结构的超声透射特性时域仿真模型,提取其频域透射系数谱,并着重分析界面弱化及内聚弱化对粘接结构中超声透射特性的影响规律。同时,仿真所得不同粘接状态的超声透射系数频谱与平面波理论的计算结果吻合良好。此外,制备具有不同粘接界面状态及胶层内聚弱化状态特征的纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)粘接结构。基于水浸超声测量系统,试验探究不同粘接界面状态及内聚弱化状态对超声透射系数谱的影响,分析粘接结构中超声透射特性随其粘接质量的变化关系,并与仿真结果一致。此外,根据复合材料粘接结构中粘接质量与超声透射特性之间的映射关系,亦为复合材料粘接结构的无损表征与评价奠定了坚实基础。

关键词：粘接结构复合材料弱粘接超声透射水浸试验