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二甲醚和甲醇双直喷喷雾燃烧特性的光学研究

西安交通大学学报 2024年第6期58卷 153-161页

作者：南天天肖红亮张海涛黄吕萌陈占明陈昊何海斌吴杰长安大学陕西省交通新能源开发、应用与汽车节能重点实验室西安710018 宁波中策动力机电集团有限公司浙江宁波315020

为明晰高压喷射条件下二甲醚和甲醇双直喷的喷雾形态和火焰发展特性,通过高温高压定容燃烧弹,利用高速相机基于纹影法,对比研究了甲醇和二甲醚双直喷的喷雾燃烧特性。实验中,喷射压力设置为60、80、100 MPa,环境背压设置为0.2、4 MPa,... 详细信息

为明晰高压喷射条件下二甲醚和甲醇双直喷的喷雾形态和火焰发展特性,通过高温高压定容燃烧弹,利用高速相机基于纹影法,对比研究了甲醇和二甲醚双直喷的喷雾燃烧特性。实验中,喷射压力设置为60、80、100 MPa,环境背压设置为0.2、4 MPa,环境温度分别为500、800 K。背压为0.2 MPa时,二甲醚的气相和液相贯穿距以及喷雾投影面积小于甲醇;背压为4 MPa时情况相反。但是,二甲醚液相喷雾贯穿距和喷雾面积所占的比例在同工况下均小于甲醇,即两种背压条件下二甲醚的雾化效果均比甲醇的好。随着喷射压力的增加,双直喷喷雾的火焰浮起长度增加,喷射压力为100 MPa时的火焰浮起长度较60 MPa时增加约26.42%,着火延迟期变长,KL因子的总和减少了44.05%;随着二甲醚喷射延时的增加,两种喷雾碰撞后形成的双直喷喷雾发展变快,喷雾面积先变小后变大,燃烧火焰的着火延迟期变长。相比于同步喷射,二甲醚延迟1 ms喷射时火焰浮起长度增加8.34%,KL因子的总和下降26.12%。研究表明,增加喷射压力和二甲醚喷射延时对于优化二甲醚、甲醇双燃料发动机的喷雾与燃烧特性具有重要的促进作用。

关键词：二甲醚甲醇闪急沸腾喷雾特性燃烧特性

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防爆柴油机排气颗粒物的微观结构研究

安全与环境学报 2024年第5期24卷 1778-1785页

作者：李阳阳朱蕙何泽郑子康崔宇宣长安大学能源与电气工程学院西安710064 陕西省交通新能源开发、应用与汽车节能重点实验室西安710064

为研究废气水洗箱和含氧燃料对防爆柴油机排气颗粒物微观结构随工况变化的影响,利用扫描电子显微镜(Scananing Elecron Microscope,SEM)对0#柴油(D100)和丁醇/柴油混合燃料(BD20)的排气颗粒物的微观形貌、分形特征和粒径分布进行研究。... 详细信息

为研究废气水洗箱和含氧燃料对防爆柴油机排气颗粒物微观结构随工况变化的影响,利用扫描电子显微镜(Scananing Elecron Microscope,SEM)对0#柴油(D100)和丁醇/柴油混合燃料(BD20)的排气颗粒物的微观形貌、分形特征和粒径分布进行研究。其中,丁醇的质量分数为20%。结果显示:经过废气水洗箱后,颗粒物内吸附质含量增多,密集程度升高,在多数工况下,颗粒物支链减少,且BD20有利于减少颗粒物碳烟粒子含量;颗粒物的计盒维数分布在1.70~1.85,且经过废气水洗箱的颗粒物结构更紧密,计盒维数更大,D100的计盒维数大于BD20的计盒维数;颗粒物基础碳粒子粒径分布在10~90 nm,废气水洗箱对颗粒物有沉降作用,使颗粒物平均粒径减小,BD20的平均粒径小于D100平均粒径。

关键词：安全卫生工程技术防爆柴油机微观形貌计盒维数基础碳粒子

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生物质基柔性超级电容器研究进展

精细化工 2024年第4期41卷 719-727页

作者：张萱林琳张健刘静北华大学吉林省木质材料科学与工程重点实验室吉林吉林132013 北华大学理学院吉林吉林132013

随着可穿戴设备的发展及公众环保意识的提升,开发高性能兼绿色经济型的柔性电化学储能器件已成为研究热点。以生物质为前驱体制备性能优异的储能材料,可以显著降低生产成本,实现碳资源的可持续利用,具有极大的发展潜力和实际应用价值。... 详细信息

随着可穿戴设备的发展及公众环保意识的提升,开发高性能兼绿色经济型的柔性电化学储能器件已成为研究热点。以生物质为前驱体制备性能优异的储能材料,可以显著降低生产成本,实现碳资源的可持续利用,具有极大的发展潜力和实际应用价值。该文介绍了柔性超级电容器的电极材料、柔性隔膜和各种组装方式,分析了木基、纤维素凝胶基、纸基以及生物质废料电极材料的特点和优势,阐述了生物质基柔性隔膜研究现状,包括纤维素纸隔膜和生物隔膜;此外,介绍了叠层型(三明治型)、叉指型(微型叉指化)、纤维型(线型)柔性超级电容器,并对比了不同组装方式的柔性超级电容器在性能上的差异;最后分析了生物质材料用于柔性超级电容器面临的挑战,对柔性器件未来发展方向进行了展望。

关键词：生物质柔性电极材料隔膜组装方式

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PEMFC电堆快速成型建模和优化

工程热物理学报 2024年第2期45卷 368-377页

作者：刘绍俊田思思刘郭存隋邦傑武汉理工大学燃料电池湖北省重点实验室武汉430070 先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心佛山528000

质子交换膜燃料电池电堆中水热管理策略与电堆结构与大小息息相关,开发过程必须引进电脑辅助设计模拟工具,本文基于COMSOL软件开发了快速成型电堆二维模型,模型中考虑膜电极的零部件、双极板及冷却水槽道中的气、水、热、电的相互影响,... 详细信息

质子交换膜燃料电池电堆中水热管理策略与电堆结构与大小息息相关,开发过程必须引进电脑辅助设计模拟工具,本文基于COMSOL软件开发了快速成型电堆二维模型,模型中考虑膜电极的零部件、双极板及冷却水槽道中的气、水、热、电的相互影响,在模型中加入阴极进气和排气歧管,真实地模拟了整个电堆的气体流动分布。该模型中几何尺寸及单电池数量经过参数化,能依据设计要求快速建模并进行仿真,在进行更详细三维模拟仿真之前,为电堆设计提供初步设计方案。本文以一个10个单电池串联的二维燃料电池堆模型为例,求解了气体流道,多孔介质、电极耦合表面和固体流体传热的一整套质量、动量、组分和温度守恒方程。针对U型进气方式,分析了电池堆氧气速度、质量分数和电极耦合表面电流密度分布特点。基于该电堆模型,研究了电压,质子交换膜电导率,空气进气流速等参数对电堆水气分布的影响。模拟结果发现高电压工作,较大的质子交换膜电导率,较大的进气流速均会提高电堆性能。通过优化现有模型结构,实现了电池堆水气更均匀地分布,为燃料电池堆的进一步设计提供参考。

关键词：燃料电池堆 COMSOL 参数研究结构优化

木质素衍生酚类化合物催化加氢脱氧制备液体燃料研究进展

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新能源进展 2024年第2期12卷 151-159页

作者：舒日洋黄凯越蔡伟通田志鹏王超陈颖广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640 广东工业大学材料与能源学院广州510006

生物质中的木质素衍生酚类化合物具有含氧量高、稳定性差等缺点,通过加氢脱氧反应提质可以制备高品质生物液体燃料,对双碳目标的实现有重要的现实意义。综述了近年来用于木质素衍生酚类化合物反应的金属负载型催化剂,首先从单金属和双... 详细信息

生物质中的木质素衍生酚类化合物具有含氧量高、稳定性差等缺点,通过加氢脱氧反应提质可以制备高品质生物液体燃料,对双碳目标的实现有重要的现实意义。综述了近年来用于木质素衍生酚类化合物反应的金属负载型催化剂,首先从单金属和双金属组分的角度分析金属间协同效应对加氢脱氧反应性能的影响。然后,针对金属位点特性对加氢脱氧反应的影响,讨论金属粒度、金属分散度和单原子金属催化剂的催化活性,阐明金属位点特性的影响因素,及其对加氢脱氧反应机理的影响机制。随后,基于载体对金属位点的影响,探讨载体特性与金属位点特性的关联因素,揭示载体对金属活性位点的影响机制。最后,对金属负载型催化剂的发展方向进行展望。

关键词：生物质木质素衍生酚类化合物加氢脱氧金属负载型催化剂液体燃料

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Pt/CaO材料催化糠醇加氢制备戊二醇

化工进展 2024年第3期43卷 1318-1327页

作者：萧垚鑫张军单锐袁浩然陈勇华南农业大学生物质工程研究院广东广州510642 中国科学院广州能源研究所广东广州510640 中国科学院可再生能源重点实验室广东广州510640 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广东广州510640

通过浸渍法制备出一系列氧化钙负载铂金属催化材料,用于生物质基糠醇选择性加氢制备戊二醇研究。研究采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、CO_(2)-程序升温脱附、N2等温吸附-脱附、X射线光电子能谱、热重-差热分析法等一系列表征手段,对... 详细信息

通过浸渍法制备出一系列氧化钙负载铂金属催化材料,用于生物质基糠醇选择性加氢制备戊二醇研究。研究采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、CO_(2)-程序升温脱附、N2等温吸附-脱附、X射线光电子能谱、热重-差热分析法等一系列表征手段,对合成的催化剂样品物理化学性质进行了系统表征。实验结果表明,Pt/CaO-600催化剂表现出优异的催化活性,在4MPa氢压、210℃反应温度条件下,糠醇转化率为99.8%,1,2-戊二醇和1,5-戊二醇收率分别可达48.6%和21.5%。催化剂的优异性能可归因于作为载体的CaO提供了适宜的碱性位点,有利于糠醇开环反应的发生,进而提高了糠醇转化率与戊二醇选择性。同时,催化剂还表现出了优异的循环使用性能,经重复使用4次后,其催化糠醇转化率可达96.5%,1,2-戊二醇和1,5-戊二醇的收率分别为40.3%和17.0%。

关键词：糠醇催化加氢戊二醇

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醇对喹啉超临界水氧化的强化降解作用

环境化学 2024年

作者：张洁田欣悦李博文黄荣普孟海鱼郑小波西北旱区生态水利国家重点实验室西安理工大学交通新能源开发应用与汽车节能陕西省重点实验室长安大学

对工业废水与污泥中含氮污染物的高效处理已成为一项重要的环境问题.本研究以典型含氮化合物喹啉为研究对象，探索醇(甲醇、乙二醇和丙三醇)对喹啉超临界水氧化(SCWO)的强化降解机制，获得了反应参数对喹啉中碳、氮元素降解的影响规律... 详细信息

对工业废水与污泥中含氮污染物的高效处理已成为一项重要的环境问题.本研究以典型含氮化合物喹啉为研究对象，探索醇(甲醇、乙二醇和丙三醇)对喹啉超临界水氧化(SCWO)的强化降解机制，获得了反应参数对喹啉中碳、氮元素降解的影响规律，并且对喹啉的SCWO反应路径进行分析.研究结果表明，在压力25 MPa、氧化系数1.5、反应温度450℃时，添加800 mmol·L-1甲醇，可使1.125%wt喹啉SCWO反应的XTOC和XTN分别达到95.9%和62.7%，比纯喹啉反应的71.6%和56.2%高得多.提高反应温度和氧化系数可改善甲醇的动力学效应.另外，对甲醇、乙二醇和丙三醇的强化降解效果进行对比得出，由于多元醇优异的动力学与热效应，三者对喹啉氧化的促进作用顺序为CH3OH<(CH2OH)2

关键词：超临界水喹啉醇氧化

ZIF-8作为疫苗佐剂/递送系统的应用研究

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中国生物工程杂志 2024年第7期44卷 81-88页

作者：呼高伟洪纯丽罗希尹龙飞台州学院生命科学学院、台州市生物质功能材料开发与应用重点实验室台州318000

疫苗被认为是疫病防控的有效手段之一,其主要类型包括传统灭活疫苗、弱毒疫苗以及新型蛋白、核酸和多肽疫苗等。新型疫苗的抗原成分多为生物活性物质,容易受到外界环境的影响,单独使用在体内易被代谢且免疫原性弱,必须搭配佐剂使用。不... 详细信息

疫苗被认为是疫病防控的有效手段之一,其主要类型包括传统灭活疫苗、弱毒疫苗以及新型蛋白、核酸和多肽疫苗等。新型疫苗的抗原成分多为生物活性物质,容易受到外界环境的影响,单独使用在体内易被代谢且免疫原性弱,必须搭配佐剂使用。不同类型的疫苗搭配使用的佐剂普遍存在制备过程复杂、生物安全性低、稳定性差、转染效率低等问题。因此,亟待开发一种更加安全、高效、生物相容性好以及易制备的新型疫苗佐剂/递送载体。ZIF-8(zeolitic imidazolate framework-8)是由锌离子和2-甲基咪唑结合而成的一类金属有机框架材料,具有高稳定性、高比表面积、低毒性以及高生物相容性等特点。近年来,由于ZIF-8独特的结构和优异的热稳定性,研究人员通过仿生矿化的方法使ZIF-8包封蛋白、核酸、细菌和病毒等生物活性成分,可作为疫苗新型佐剂/递送载体。概述ZIF-8作为蛋白疫苗、核酸疫苗、灭活疫苗、病毒疫苗递送载体的相关研究进展,以期为疫苗递送载体的研发提供参考。

关键词：金属有机框架材料 ZIF-8 疫苗递送系统

采用深度学习的全寿命周期锂电池荷电状态估计

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西安交通大学学报 2024年第10期58卷 36-43页

作者：张林巫春玲黄鑫蓉李艳波长安大学能源与电气工程学院西安710064 长安大学陕西省交通新能源开发、应用与汽车节能技术重点实验室西安710064

针对锂离子电池的健康状态(SOH)随着充放电循环次数的增加而持续退化,导致在整个寿命周期内准确估计电池的荷电状态(SOC)难度较高的问题,提出了一种采用深度学习的全寿命周期内锂离子电池SOC估计模型。该模型采用被估计时刻及之前多个... 详细信息

针对锂离子电池的健康状态(SOH)随着充放电循环次数的增加而持续退化,导致在整个寿命周期内准确估计电池的荷电状态(SOC)难度较高的问题,提出了一种采用深度学习的全寿命周期内锂离子电池SOC估计模型。该模型采用被估计时刻及之前多个历史时刻的电流、电压和温度组成的序列数据作为模型的输入,先采用一维卷积神经网络(1D CNN)提取序列的特征,再用门控循环单元(GRU)建立特征与SOC之间的非线性关系,然后采用贝叶斯优化方法(BO)对网络超参数进行寻优以提升预测的精度。采用两个公开数据集对所提出的模型进行验证,实验结果表明:所提模型在较宽的SOH范围内实现了精确的SOC预测,且预测精度显著优于采用单个深度学习模型的预测精度;与CNN和BiLSTM模型相比,所提模型的均方根误差分别平均降低了15.16%和45.22%;当输入序列的长度为10、数据采样间隔时间为1 min时,在两个数据集上预测的均方根误差均低于2%。

关键词：锂离子电池荷电状态估计深度学习健康状态

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