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富氮多孔碳纳米片的氮掺杂构型调控及其储锌性能

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化工进展 2024年第5期43卷 2673-2683页

作者：刘思宇杨卷陈培陈祖田闫斌刘育红邱介山西安交通大学化学工程与技术学院北京化工大学化学工程学院

基于多孔碳正极和锌金属负极构建的水性锌离子电容器（ZICs）具有成本低、环境友好、安全性高和长期耐用等优点，近年来受到广泛关注。本文以具有共价有机框架结构（COF）的富氮聚合物为碳源前体，通过简单的炭化自活化策略，合成了富... 详细信息

基于多孔碳正极和锌金属负极构建的水性锌离子电容器（ZICs）具有成本低、环境友好、安全性高和长期耐用等优点，近年来受到广泛关注。本文以具有共价有机框架结构（COF）的富氮聚合物为碳源前体，通过简单的炭化自活化策略，合成了富氮多孔碳纳米片（NPCN-x）。研究表明，基于聚合物前体丰富的COF结构特点，炭化温度对所制备碳材料的氮含量和氮掺杂构型有显著影响，且碳材料表面的吡咯氮含量与其储锌性能呈现高度线性相关。优化后的NPCN-800其吡咯氮原子分数高达2.15%，作为ZICs的正极材料，在0.5A/g的电流密度下，展现出158mAh/g的高比容量和优异的循环稳定性。结合密度泛函理论计算发现，碳材料表面的吡咯氮构型具有优异的电化学活性，能够显著增强Zn离子的化学吸脱附过程。该研究为高性能ZICs用碳基电极材料的设计构建提供了新思路。

关键词：多孔碳纳米片氮掺杂调控锌离子存储电化学优化设计

来源：博看期刊

致密砂岩气藏注CO_(2)提高天然气采收率微观机理

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天然气工业 2024年第4期44卷 135-145页

作者：朱清源吴克柳张晟庭程诗颖王田多奕刘琦琦李靖陈掌星油气资源与探测国家重点实验室•中国石油大学(北京) 卡尔加里大学化学与石油工程系

中国致密砂岩气藏资源储量丰富,复杂的气水渗流关系和气水同产特征制约了单井产能的发挥和天然气采收率提高,注CO_(2)是提高气藏采收率(EGR)和实现碳埋存的双赢途径。为明确致密砂岩气藏CO_(2)驱替微观渗流和提高天然气采收率机理,指导... 详细信息

中国致密砂岩气藏资源储量丰富,复杂的气水渗流关系和气水同产特征制约了单井产能的发挥和天然气采收率提高,注CO_(2)是提高气藏采收率(EGR)和实现碳埋存的双赢途径。为明确致密砂岩气藏CO_(2)驱替微观渗流和提高天然气采收率机理,指导致密砂岩气藏CO_(2)-EGR方案设计,基于格子玻尔兹曼方法(LBM)建立了孔隙尺度多相多组分流动模型,揭示了致密砂岩气藏储层微观气水分布特征和CO_(2)-EGR的微观渗流机理,并明确了CO_(2)-EGR的主控因素。研究结果表明:①驱动压差显著影响了致密砂岩气藏的气水微观分布和水锁程度,使得气水流动能力和气水相对渗透率特征不同;②CO_(2)-EGR微观渗流过程包括气水两相的非混相驱替和CO_(2)-CH_(4)的混相驱替,对应EGR机理为分别受生产压差和地层压力控制的黏性驱替和混相扩散;③注入的CO_(2)可有效缓解水锁现象和贾敏效应,与CH_(4)良好的混相能力能促进沟通分散气泡,微观驱气效率可达42%~94%;④含水饱和度、孔隙结构和驱动压差显著影响微观驱气的作用机制和驱气效率的改善幅度。结论认为,在进行致密砂岩气CO_(2)-EGR的方案设计时,可优先考虑中—低含水饱和度的区块作为试验靶区,并根据靶区储层孔隙结构特征,优化不同注气阶段的注采参数,可充分发挥CO_(2)对CH_(4)的黏性驱替和混相扩散作用。

关键词：致密砂岩气藏注CO_(2)提高气藏采收率格子玻尔兹曼微观驱气效率孔隙尺度多相多组分

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磁组装法简单制备均匀显色的葡萄糖响应型光子晶体凝胶

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化学学报 2024年第7期82卷 782-789,I0002-I0004页

作者：胡亚琴巨晓洁汪伟刘壮潘大伟谢锐褚良银四川大学化学工程学院成都610065

选用化学稳定性良好的3-丙烯酰胺基苯硼酸(3-APBA)为葡萄糖响应共聚单体、聚(乙烯吡咯烷酮)包覆的磁性纳米颗粒(Fe_(3)O_(4)@PVP MCNCs)作为磁组装单元,在磁场和紫外光照共同作用下引发预聚液聚合形成内部含有有序的一维光子晶体链的葡... 详细信息

选用化学稳定性良好的3-丙烯酰胺基苯硼酸(3-APBA)为葡萄糖响应共聚单体、聚(乙烯吡咯烷酮)包覆的磁性纳米颗粒(Fe_(3)O_(4)@PVP MCNCs)作为磁组装单元,在磁场和紫外光照共同作用下引发预聚液聚合形成内部含有有序的一维光子晶体链的葡萄糖响应型光子晶体凝胶.系统探究了MCNCs粒径、浓度、磁场强度及测试环境pH对其响应性能的影响.结果显示,添加了MCNCs(浓度为4 g/L、粒径为181 nm)的预聚液,于8 mT的磁场强度下制备的光子晶体凝胶具有最佳的葡萄糖响应性能.该凝胶能够在0到50 mmol/L的葡萄糖溶液中由蓝色变为橙黄色,达到100 nm衍射波长的迁移,并具有良好的重复使用性能.基于一维磁组装的葡萄糖响应型光子晶体凝胶具有制备工艺简便、结构色均匀和响应稳定可逆等优势,在葡萄糖的可视化检测领域具有潜在的应用前景.

关键词：磁组装光子晶体葡萄糖响应水凝胶可视化

一锅法自偶联反应合成3,5-二苯基-1,2,4-噁二唑（英文）

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有机化学 2024年第7期44卷 2251-2256页

作者：刘蒙金肖燕周锴李子成黄文才四川大学化学工程学院

开发了一种合成1,2,4-噁二唑的新方法.在Cs2CO3存在下,以苯甲醛肟和N-氯代丁二酰亚胺（NCS）为原料,采用一锅法自偶联反应合成了3,5-二苯基-1,2,4-噁二唑.该方法适用于无活性取代基的噻吩-3-甲醛、异烟醛和苯甲醛,产率为19%～78%;但该... 详细信息

开发了一种合成1,2,4-噁二唑的新方法.在Cs2CO3存在下,以苯甲醛肟和N-氯代丁二酰亚胺（NCS）为原料,采用一锅法自偶联反应合成了3,5-二苯基-1,2,4-噁二唑.该方法适用于无活性取代基的噻吩-3-甲醛、异烟醛和苯甲醛,产率为19%～78%;但该方法不适用于脂肪族醛、其他杂芳香族醛和带有活性基团（羟基、氨基和羧酸）的苯醛.相比于其他方法,此方法底物单一,仅为芳香醛肟,过程简单,符合绿色化学理念,是合成3,5-（同取代基）-1,2,4-噁二唑的便捷方法.

关键词： 1,2,4-噁二唑自偶联反应醛类氯苯甲醛肟环化反应

用于蒸汽裂解产物成分预测的集成迁移学习框架

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化工进展 2024年第5期43卷 2880-2889页

作者：郑可欣江雨欣毕可鑫赵祺铭陈少臣王冰冰任俊宇吉旭邱彤戴一阳四川大学化学工程学院四川成都610065 帝国理工化学工程学院英国伦敦SW72AZ 清华大学化学工程系北京100084

回顾了蒸汽裂解过程建模的方法,阐述了工业实际情况中面临的数据匮乏问题。面对石油化工行业大量的小数据集建模需求,充分利用历史生产数据,提出了一种集成迁移学习框架。首先,利用充足的数据在特定工况下建立了基本的深度学习模型。然... 详细信息

回顾了蒸汽裂解过程建模的方法,阐述了工业实际情况中面临的数据匮乏问题。面对石油化工行业大量的小数据集建模需求,充分利用历史生产数据,提出了一种集成迁移学习框架。首先,利用充足的数据在特定工况下建立了基本的深度学习模型。然后,利用小数据集将迁移学习技术应用于新的工况,源域的专家知识通过基于参数的方法转移到目标领域。最后,引入集成学习来整合获得的迁移学习模型,从而提高性能。在几个实际案例上进行实践,研究了该模型框架的性能。为了更好地理解模型,还进一步实施了层可迁移性分析和SHapley Additive exPlanation(SHAP)特征重要性分析。结果说明该方法训练出的模型具有良好的准确性、稳定性、计算效率和可解释性,可以满足工业需求。

关键词：模型迁移学习集成学习算法模型可解释性石油预测神经网络

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柱塞气举排水采气研究现状及展望

天然气工业 2024年第6期44卷 52-63页

作者：韩国庆邢志晟岳震铎杨伯客左昊龙梁星原中国石油大学(北京)石油工程学院

气井积液是大部分天然气井在开发中后期存在的主要问题,排水采气工艺是排出井底积液并恢复和提高气井产量的关键技术之一。柱塞气举是一种可以高效排出井底积液的间歇生产工艺,该工艺具有结构简单、成本低等优点,适用于低产井和高气液比... 详细信息

气井积液是大部分天然气井在开发中后期存在的主要问题,排水采气工艺是排出井底积液并恢复和提高气井产量的关键技术之一。柱塞气举是一种可以高效排出井底积液的间歇生产工艺,该工艺具有结构简单、成本低等优点,适用于低产井和高气液比井,是目前我国最主要的排水采气技术之一。为此,系统地从柱塞类型及应用场景、柱塞气举速度模型、工作制度优化及故障诊断、新型柱塞气举工艺4个方面进行研究综述,分析了不同模型的优缺点,并总结了8种新型柱塞的特点和应用场景,进而针对目前气井生产效率低和井底积液难排出的情况,展望了柱塞气举工艺的技术发展方向。研究结果表明:(1)相比于国外,中国柱塞气举工艺应用广泛,发展较为成熟,新型柱塞气举工艺的发展进一步扩大了其应用范围。(2)速度模型可精确模拟柱塞在井筒中的运动状态;工作制度优化逐步向智能化发展。(3)目前仍存在柱塞气举工艺智能化程度低和无法适应复杂油气井生产的问题。结论认为,柱塞气举工艺下一步发展应聚焦4个方向:智能化技术的应用、适应复杂井条件下的技术开发、结合其他采气工艺的复合应用、基于气藏—井筒—地面一体化的井群制度优化。该研究成果对进一步推动国内柱塞气举相关研究与应用,具有较好的参考作用,并可以为柱塞气举未来发展方向提供指导。

关键词：柱塞气举气井积液排水采气速度模型工作制度优化故障诊断智能柱塞新型柱塞工艺

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吲哚分子间不对称去芳构化氧化Heck反应

化学学报 2024年第1期82卷 1-4页

作者：高炜洋邓伟超高扬梁仁校贾义霞浙江工业大学化学工程学院杭州310014

过渡金属催化的不对称去芳构化反应是合成手性环状化合物的直接方法之一.近年来,基于Heck反应已成功实现吲哚、苯并呋喃、吡咯、呋喃及萘等芳香化合物的不对称去芳构化反应.然而,现有报道往往局限于分子内反应,分子间不对称去芳构化Hec... 详细信息

过渡金属催化的不对称去芳构化反应是合成手性环状化合物的直接方法之一.近年来,基于Heck反应已成功实现吲哚、苯并呋喃、吡咯、呋喃及萘等芳香化合物的不对称去芳构化反应.然而,现有报道往往局限于分子内反应,分子间不对称去芳构化Heck反应仍有待研究.与Heck反应相比,氧化Heck反应由于反应条件相对温和且可能经历离子型催化机理,利于实现分子间去芳构化反应并控制其对映选择性.本工作发展了钯催化吲哚与芳基硼酸的分子间不对称去芳构化氧化Heck反应.以Pd(OAc)2为催化剂前体、吡啶-噁唑啉为手性配体、苯醌-氧气为氧化剂,以中等至良好的收率及中等水平的ee值,合成了一系列含有C2-季碳手性中心的手性吲哚啉衍生物.

关键词：氧化Heck反应吲哚分子间去芳构化手性吲哚啉

改性碳系填料填充聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究进展

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高分子材料科学与工程 2024年第2期40卷 182-190页

作者：占晓谭妍妍杜婧羽杨人元张道海邹凯翔贵州民族大学化学工程学院贵州贵阳550025

为了满足电子设备轻量化和高度集成化发展的趋势和社会健康需求,轻量化、低成本、耐腐蚀的电磁屏蔽材料日益受到青睐。碳系导电填料,尤其是碳纳米管和石墨烯,在聚合物基电磁屏蔽复合材料中应用广泛。但碳系导电填料颗粒的应用通常因其... 详细信息

为了满足电子设备轻量化和高度集成化发展的趋势和社会健康需求,轻量化、低成本、耐腐蚀的电磁屏蔽材料日益受到青睐。碳系导电填料,尤其是碳纳米管和石墨烯,在聚合物基电磁屏蔽复合材料中应用广泛。但碳系导电填料颗粒的应用通常因其在聚合物基中有限的分散性使得它们与聚合物基体的相互作用受到障碍,从而对电磁屏蔽效能产生不利影响。文中综述了碳纳米管和石墨烯及相关复合材料的典型改性方式及其电磁屏蔽性能,旨在为其在聚合物基电磁屏蔽复合材料中的应用提供良好的设计思路。

关键词：碳系填料石墨烯碳纳米管电磁屏蔽复合材料

基于高干度泡沫实验的非均质咸水层CO_(2)封存能力分析

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天然气工业 2024年第4期44卷 46-55页

作者：李松岩马芮党法强中国石油大学(华东)石油工程学院

CO_(2)咸水层封存是实现“碳中和”目标的一项重要技术手段。高干度泡沫不仅能更好地控制CO_(2)流度而且还能适应地层的非均质性,明显提高了咸水层的空间利用效率。为探究高干度CO_(2)泡沫在非均质咸水层中的调剖效果与CO_(2)封存能力,... 详细信息

CO_(2)咸水层封存是实现“碳中和”目标的一项重要技术手段。高干度泡沫不仅能更好地控制CO_(2)流度而且还能适应地层的非均质性,明显提高了咸水层的空间利用效率。为探究高干度CO_(2)泡沫在非均质咸水层中的调剖效果与CO_(2)封存能力,利用自行设计的高温高压驱替实验装置,进行了不同渗透率级差的并联岩心CO_(2)泡沫驱室内实验研究,分析了驱替过程中岩心的气液产出情况与CO_(2)饱和度的变化规律,指出了不同渗透率级差非均质岩心模型的碳封存效果与机理。研究结果表明:①与CO_(2)气驱相比高干度泡沫驱用于CO_(2)咸水层埋存具有更大优势,当岩心渗透率级差介于2.6~10.8时,泡沫均能有效封堵高渗透岩心,使阻力因子维持在36左右,增大了驱替压差与低渗透岩心的产气、产液速度;②岩心中气相饱和度与渗透率存在一定关系,当岩心的渗透率小于2450 mD时,最高气相饱和度随渗透率增加而增大,当渗透率超过2450 mD时,岩心最高气相饱和度在80%左右;③采用高干度泡沫驱可以有效扩大岩心中CO_(2)封存量,渗透率级差为4时,泡沫驱的CO_(2)封存体积较气驱增长219%,当渗透率级差扩大至10.8,CO_(2)封存量能始终维持在较高水平。结论认为,咸水层条件下CO_(2)泡沫驱替实验探究了CO_(2)封存能力变化,提供了非均质储层提高碳封存效率的实验认识,可为非均质咸水层中CO_(2)的地质封存技术优化提供参考和借鉴。

关键词：碳中和 CO_(2)地质封存高干度泡沫咸水层非均质地层封存效率

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