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开采井周边储层渗透率演变对天然气水合物产能影响机理研究

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地学前缘 2024年

作者：申鹏飞吕涛毕昊媛何娟李小森李刚中国科学院广州能源研究所西安石油大学石油工程学院广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室河北工程大学矿业与测绘工程学院

水合物储层采用压裂技术改造增产已被证明具有水合物生产的应用前景。本研究主要目的是分析两个生产井之间相互作用下的储层产气规律，获得生产井之间的最佳距离。本文以祁连山冻土区DK-2站位的水合物赋存参数为基础，以双水平井形式对... 详细信息

水合物储层采用压裂技术改造增产已被证明具有水合物生产的应用前景。本研究主要目的是分析两个生产井之间相互作用下的储层产气规律，获得生产井之间的最佳距离。本文以祁连山冻土区DK-2站位的水合物赋存参数为基础，以双水平井形式对开采井外储层进行压裂，并以数值模拟的方式评估了此方法开采冻土区水合物沉积物的生产潜能。模拟结果表明，利用水力压裂方法提升开采井周边储层的渗透性突破了仅采用降压法开采水合物的技术瓶颈，产气率和累积释放气体量均高于传统降压法，并且平均气水比得到显著上升。水平井周围的岩石基质破裂后，会增加压裂区的流动特性，进而促进压降的传播距离，有效降低储层内冰赋存与聚集。水平生产井之间水合物分解区域的渗透有利于促进分解气体和水流向生产井。此外，水力压裂方法对本征渗透率低于1mD的水合物储层是十分有效的，生产井之间的最佳距离建议为45～60m。

关键词：天然气水合物储层改造渗透率冻土区井距

单个流体包裹体成分激光剥蚀原位分析方法及其在矿床学中应用

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大地构造与成矿学 2024年

作者：高振丽杨武斌屈潘中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室

流体包裹体是矿物晶体生长过程中或生长后被捕获的微小珠滴,可以直接保存有关古流体的物理和化学信息,被广泛应用于矿床学研究。单个流体包裹体激光剥蚀分析能够原位测量流体包裹体中的多种元素组成,是有效检测成矿流体组成的重要分析手... 详细信息

流体包裹体是矿物晶体生长过程中或生长后被捕获的微小珠滴,可以直接保存有关古流体的物理和化学信息,被广泛应用于矿床学研究。单个流体包裹体激光剥蚀分析能够原位测量流体包裹体中的多种元素组成,是有效检测成矿流体组成的重要分析手段,目前主要有LA-ICP-MS、LIBS和LA-ICP-AES等方法,其中以LA-ICP-MS的优势最为明显。本文对流体包裹体原位分析过程中包括包裹体选择策略、包裹体剥蚀方法、检测测量方法及其定量计算原理等方面的研究进展进行综述,并认为光谱和质谱的联用分析技术可以有效地提高分析精确度和准确度,是未来单个流体包裹体原位分析应该重点发展的方向。同时,本文总结了近年来单个流体包裹体成分分析在矿床学研究中的重要应用和贡献,包括成矿流体的来源、成矿元素的迁移和沉淀过程。

关键词：流体包裹体微区分析激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪激光诱导击穿光谱仪矿床学

外源生物强化下水稻秸秆好氧-厌氧两相发酵产甲烷特性研究

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农业机械学报 2024年第8期55卷 401-409页

作者：何董罗立娜徐名汉刘莹丁清华孙勇秦楠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 东北农业大学工程学院哈尔滨150030 黑龙江省寒地农业可再生资源利用技术及装备重点实验室哈尔滨150030 中国农业机械化科学研究院集团有限公司农业装备技术全国重点实验室北京100083 黑龙江农垦管理干部学院哈尔滨150090 潍坊理工学院现代农业与环境学院潍坊262500 山东禄禧大盛环保科技有限公司潍坊262128 农业农村部生猪养殖设施工程重点实验室哈尔滨150030

采用生物强化方法强化水稻秸秆好氧水解过程,并研究绿色木霉及添加量(占总料液质量分数3%、5%、7%和9%)对其发酵特性的影响。好氧水解阶段生物强化时间为24 h,随后在35℃条件下进行厌氧发酵产甲烷潜力测试试验。结果表明,与对照组相比,... 详细信息

采用生物强化方法强化水稻秸秆好氧水解过程,并研究绿色木霉及添加量(占总料液质量分数3%、5%、7%和9%)对其发酵特性的影响。好氧水解阶段生物强化时间为24 h,随后在35℃条件下进行厌氧发酵产甲烷潜力测试试验。结果表明,与对照组相比,添加绿色木霉进行生物强化各组的木质纤维素降解率、挥发性脂肪酸(VFAs)产量及产气率均有不同程度的提高,VFAs均以乙酸为主。利用Modified Gompertz对累积产甲烷量进行拟合,拟合结果较好,绿色木霉添加量为3%、5%、7%、9%的各预处理试验组累积产甲烷量分别为198.28、211.351、228.44、234.78 mL/g,比CK对照组产甲烷量分别提高18.89%、26.72%、36.96%、40.76%,添加7%绿色木霉组的综合效果最好,在此条件下半纤维素、纤维素、木质素降解率分别为36.86%、31.57%、7.43%,甲烷产量较CK组提高36.96%。好氧水解过程中优势菌群为厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)等,其中厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度随水解时间的延长而减少,绿弯菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度增加,表明添加菌剂能够改变菌群结构,促进好氧水解反应的进行。

关键词：水稻秸秆厌氧发酵好氧水解生物强化绿色木霉产甲烷特性

1,5-二氨基蒽醌(AAQ)复合材料用作锂离子电池新型正极材料的性能研究

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化学学报 2024年第6期82卷 589-595页

作者：王筑城刘磊朱梦媛孙悦赵晴丁玉寅陆继鑫王存国李奇贺爱华叶付臣青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室、山东省烯烃催化与聚合重点实验室青岛266042 中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所苏州215123 亿恩科天润新能源材料(山东)有限公司枣庄277800

有机共轭小分子材料1,5-二氨基蒽醌(AAQ)作为锂离子电池的一种有机正极材料,由于其制备简便、理论比容量较高和循环性能比较稳定等优点,成为新能源电池材料的研究重点.然而,由于其本征材料导电性较差并在电解液中存在溶解等现象,影响了... 详细信息

有机共轭小分子材料1,5-二氨基蒽醌(AAQ)作为锂离子电池的一种有机正极材料,由于其制备简便、理论比容量较高和循环性能比较稳定等优点,成为新能源电池材料的研究重点.然而,由于其本征材料导电性较差并在电解液中存在溶解等现象,影响了其电化学性能,从而限制了其进一步的应用.本工作采用超声法将AAQ分散在金属有机骨架多孔材料(MOFs)-氮掺杂多孔碳(ZIF-8C)内,再通过高温熔融法制备了多孔碳骨架复合材料AAQ@ZIF-8C;并通过溶液聚合法,制备出了聚丙烯酸(PAA)和聚苯胺(PAN)有机结合的共混物(PAA-PAN);最后通过球磨法将上述材料混合,制备出AAQ@ZIF-8C/PAA-PAN复合电极材料,并通过红外光谱、扫描电子显微镜、电化学循环伏安法及交流阻抗法等对复合电极材料分别进行了结构表征、形貌分析及电化学性能测试. PAA-PAN与AAQ@ZIF-8C结合后,形成了导电互穿网络结构,既提高了电极活性材料AAQ的导电性,同时又抑制了AAQ在电解液中的溶解性;另外,具有多孔的ZIF-8C骨架材料有利于电解质离子的快速扩散和迁移,提高了电池的可逆容量.用该复合电极材料组装的锂离子电池,在0.1C库伦倍率下充放电,可逆容量达203mAh·g^(-1),接近其理论比容量225mAh·g^(-1),经过200次循环后,可逆容量仍达195 mAh·g^(-1),库仑效率达95%.

关键词： 1,5-二氨基蒽醌 ZIF-8C 金属有机骨架材料导电粘合剂锂离子电池

TiO_(2)@V_(2)O_(5)空心纳米球催化剂增强MgH_(2)体系储氢性能

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科学通报 2024年第14期69卷 1923-1933页

作者：史柯柯刘木子刘芳田甜王佳丽陈伟刘光宋宇飞李晋平太原理工大学化学工程与技术学院气体能源高效清洁利用山西省重点实验室太原030024 北京化工大学化学学院化工资源有效利用国家重点实验室北京100029

氢化镁(MgH_(2))是一种具有高储氢容量(7.6 wt%)的固态储氢材料,但其热力学稳定性高,动力学缓慢,限制了广泛应用.双金属氧化物催化剂对MgH_(2)储氢性能的积极影响已被许多研究者认可.本文采用简便的方法合成了具有纳米空心球结构的TiO_(... 详细信息

氢化镁(MgH_(2))是一种具有高储氢容量(7.6 wt%)的固态储氢材料,但其热力学稳定性高,动力学缓慢,限制了广泛应用.双金属氧化物催化剂对MgH_(2)储氢性能的积极影响已被许多研究者认可.本文采用简便的方法合成了具有纳米空心球结构的TiO_(2)@V_(2)O_(5)双金属氧化物催化剂.添加12 wt%TiO_(2)@V_(2)O_(5)后,MgH_(2)的起始解吸温度显著降低至204℃.在100℃条件下,MgH_(2)在15 min内吸附4.21 wt%的H_(2),在300℃条件下释放6.18 wt%的H_(2),MgH_(2)的活化能从142.78 kJ/mol降低到86.47 kJ/mol.差示扫描量热分析(differential scanning calorimeter,DSC)结果表明,MgH_(2)的氢解吸活化能从197 kJ/mol降低到76.32 kJ/mol.在300℃下循环30次后,储氢量可保持98.49%.研究表明,钛价态的可逆变化和还原金属V的催化作用改善了MgH_(2)动力学及稳定性.

关键词：氢化镁二氧化钛五氧化二钒动力学性能循环稳定性

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二维过渡金属碳/氮化物在肿瘤治疗中的应用

生物化学与生物物理进展 2024年第2期51卷 328-344页

作者：刘美青赵璐白云峰冯锋山西大同大学化学与化工学院化学生物传感山西省重点实验室大同037009 山西能源学院能源化学与材料工程系太原030600

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)具有优异的光热转换性能,丰富的表面基团,良好的生物相容性、亲水性和粒径可调性,这使得应用MXenes作为肿瘤诊疗过程中的治疗剂和造影剂具有巨大潜力。本文综述了基于MXenes的肿瘤单一治疗和联合治疗的相... 详细信息

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)具有优异的光热转换性能,丰富的表面基团,良好的生物相容性、亲水性和粒径可调性,这使得应用MXenes作为肿瘤诊疗过程中的治疗剂和造影剂具有巨大潜力。本文综述了基于MXenes的肿瘤单一治疗和联合治疗的相关研究,同时介绍了MXenes在肿瘤主动靶向治疗领域的研究,最后阐述了目前MXenes在制备和肿瘤治疗研究中存在的挑战和对未来的展望。

关键词：二维过渡金属碳/氮化物肿瘤治疗靶向光热疗法

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机器学习在晶体生长中的应用研究进展

硅酸盐学报 2024年第7期52卷 2412-2424页

作者：杨明亮王瑞仙孙贵花王小飞窦仁勤何異张庆礼中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 先进激光技术安徽省实验室合肥230037

制备大尺寸优质晶体是材料领域的重要课题,当前晶体生长仍十分依赖于技术人员的生长经验,耗时长,成本高,导致研制进度十分缓慢。随着计算机科学的发展,机器学习有望加快大尺寸晶体生长工艺的探索速度。本文概述了机器学习在晶体生长中... 详细信息

制备大尺寸优质晶体是材料领域的重要课题,当前晶体生长仍十分依赖于技术人员的生长经验,耗时长,成本高,导致研制进度十分缓慢。随着计算机科学的发展,机器学习有望加快大尺寸晶体生长工艺的探索速度。本文概述了机器学习在晶体生长中的应用,重点介绍了进化算法和神经网络算法,并概括了国内外相关领域的研究成果。在晶体结构预测方面,已成功开发出晶体结构预测软件,如Crystal Structure Prediction Network(CRYSPNet)、Universal Structure Predictor:Evolutionary Xtallography(USPEX)和Crystal structure AnaLYsis by Particle Swarm Optimization(CALYPSO)。在晶体生长条件优化方面,机器学习已成功用于铸锭炉热场优化、Si C、YAG、Si单晶温场以及生长工艺参数优化,取得了显著的效果。在晶体生长控制方法方面,机器学习已成功改进了激光晶体、Si单晶的直径控制,并在Si单晶晶体质量控制以及模型的自适应控制方法方面也取得了一定的进展。机器学习具有高精度、高效率的特点,可避开复杂的物理化学过程,通过从大量数据中挖掘信息和规律,实现晶体结构预测、晶体生长条件优化以及晶体生长精准控制。但机器学习在晶体生长中的应用也面临诸多挑战,包括大尺寸多元复杂体系的晶体结构预测、模型物理解释和数据处理、晶体生长过程的物理机制和控制规律以及多因素的耦合和复杂系统的模拟等。

关键词：计算机科学机器学习晶体生长结构预测

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钼尾矿资源综合利用研究进展

吉林大学学报（地球科学版） 2024年第5期54卷 1544-1557页

作者：高莲凤田释梦张振国张平马瑞雪邢佳琪张忠鑫辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 辽宁省矿产资源绿色开发重点实验室辽宁阜新123000

伴随我国工业化进程,金属钼的需求量不断增加,开采规模不断扩大,钼尾矿堆存量也快速增长。其除占用大量土地资源外,也不同程度存在环境污染风险,另外易存在溃坝、泥石流等矿山地质灾害隐患。但从另一方面看,钼尾矿还是一种富含有价矿物... 详细信息

伴随我国工业化进程,金属钼的需求量不断增加,开采规模不断扩大,钼尾矿堆存量也快速增长。其除占用大量土地资源外,也不同程度存在环境污染风险,另外易存在溃坝、泥石流等矿山地质灾害隐患。但从另一方面看,钼尾矿还是一种富含有价矿物的宝贵资源,有着非常广阔的综合利用前景。本文分析了钼矿资源分布现状及钼尾矿组分特征,阐述了开展钼尾矿资源综合利用的必要性和可行性,介绍了钼尾矿中长石、方解石、钼、钨、铁等有价矿物的回收现状,评述了钼尾矿在建筑行业、农业、矿山充填等方面的综合利用现状。回收有价金属很难解决钼尾矿大量堆存的问题,而建筑材料制备、尾矿充填等均能大规模消纳尾矿,但制备建筑材料需考虑尾矿组分的强度、耐磨、耐久等各项性能指标,另外应用于农业上时还需考虑重金属污染等问题。

关键词：资源综合利用有价矿物回收重金属污染钼尾矿钼矿

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富锂锰基材料低首次库仑效率原因及改性策略

精细化工 2024年第6期41卷 1211-1220页

作者：张佳文蔡星鹏周俊飞丁浩张宁霜崔孝玲兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050 甘肃省低碳能源化工重点实验室甘肃兰州730050

富锂锰基正极材料〔xLi_(2)MnO_(3)•(1–x)LiTMO_(2),0应用前景的正极材料之一。然而,LROs的低首次库仑效率严重地... 详细信息

富锂锰基正极材料〔xLi_(2)MnO_(3)•(1–x)LiTMO_(2),0应用前景的正极材料之一。然而,LROs的低首次库仑效率严重地阻碍了其商业化,亟需深入研究其低首次库仑效率原因。从LROs的晶体结构及充放电行为出发,全面剖析了氧的不可逆流失、Li^(+)不可逆脱/嵌、Li^(+)与H^(+)离子交换等造成LROs低首次库仑效率原因的具体机理;针对性地总结了离子掺杂、表面工程、单晶化等提升首次库仑效率的相关改性策略;展望了提升LROs未来商业化的研究方向。

关键词：锂离子电池富锂锰基正极材料首次库仑效率改性策略

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