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UCG污染物苯酚在PRB中穿透行为及数值反演

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洁净煤技术 2024年第5期30卷 155-161页

作者：王凡徐冰谌伦建李从强邢宝林苏发强河南理工大学化学化工学院河南省煤炭绿色转化重点实验室河南焦作454003 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454003 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003

煤炭地下气化(UCG)是集煤炭开发、转化为一体的煤炭清洁利用技术,但地下水污染风险已成为限制其推广应用的主要瓶颈之一。以有井式UCG为背景,以苯酚溶液为模拟UCG污染水,分别以砂、砂与有机膨润土和砂与活性炭混合材料构建模拟渗透反应... 详细信息

煤炭地下气化(UCG)是集煤炭开发、转化为一体的煤炭清洁利用技术,但地下水污染风险已成为限制其推广应用的主要瓶颈之一。以有井式UCG为背景,以苯酚溶液为模拟UCG污染水,分别以砂、砂与有机膨润土和砂与活性炭混合材料构建模拟渗透反应墙(PRB)试验系统,利用有限元法和Python科学计算库NumPy及SciPy构建数值反演程序,研究苯酚在PRB中穿透现象。发现:①对充填砂和有机膨润土的PRB,随砂和有机膨润土质量比增加,扩散系数D和渗流速度q增大,弥散度λ和延迟因子R减小;对充填砂和活性炭的PRB,随砂和活性炭质量比增加,扩散系数D、渗流速度q和延迟因子R减小,弥散度λ增大。②混合材料质量比决定其孔隙率和吸附性能,对阻滞净化苯酚影响大。对砂和有机膨润土配制PRB墙体材料,质量比增大,PRB墙体孔隙率增大,苯酚初检时间缩短;对砂和活性炭配制PRB墙体材料,质量比增大,PRB墙体孔隙率减小,苯酚初检时间先增后减。③PRB对苯酚的吸附净化效果与机理:砂与有机膨润土构成墙体材料,其质量比存在阈值(本试验条件阈值2∶1),质量比小于该阈值时PRB对苯酚净化效果好,大于该阈值时净化效果急剧下降;砂与活性炭构成的墙体材料,其质量比小于2∶1时溶液渗流速度占主导作用,质量比大于2∶1时活性炭吸附性能占主导作用。

关键词：煤炭地下气化地下水污染渗透反应墙数值反演有限元

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云母纳米片辅助制备芳纶纳米纤维增强复合薄膜力学性能与绝缘性能

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复合材料学报 2024年

作者：李楠陆赵情汪洋宁逗逗闫宁花莉俄松峰陕西科技大学轻工科学与工程学院陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室轻化工程国家级实验教学示范中心中国轻工业纸基功能材料重点实验室华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室

芳纶纳米纤维 (ANF)兼具芳纶纤维轻质、高强高模、耐高温等的特点以及高性能纤维纳米尺度效应的双重优势，其薄膜强韧化受到研究者的广泛关注。本研究采用高速机械球磨法制备云母纳米片 (MNSs) 作为增强体，将其引入芳纶纤维的裂解过程... 详细信息

芳纶纳米纤维 (ANF)兼具芳纶纤维轻质、高强高模、耐高温等的特点以及高性能纤维纳米尺度效应的双重优势，其薄膜强韧化受到研究者的广泛关注。本研究采用高速机械球磨法制备云母纳米片 (MNSs) 作为增强体，将其引入芳纶纤维的裂解过程中，在二甲基亚砜/氢氧化钾 (DMSO/KOH) 体系中制备芳纶纳米纤维，通过真空辅助过滤法制备ANF/MNS复合薄膜，重点探究了MNS含量对ANF薄膜力学性能的影响。结果表明：当MNS含量为0.041 wt.% 时所制备的薄膜力学性能和绝缘性能均最佳，拉伸强度可达249.3 MPa、韧性36.7 MJ·m-3、介电击穿强度46.2 kV·mm-1，与原始ANF薄膜相比，分别提升了45.1%、197.1%和60.0%。纳米尺度的MNS可以与ANF形成强的界面相互作用，MNS的固有强度对纳米薄膜力学性能的提升也有重要贡献。

关键词：芳纶纳米纤维云母纳米片复合薄膜力学性能绝缘性能

用于提升全水解性能的超低含量Ru掺杂NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)核壳纳米结构

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 360-375页

作者： Adel Al-Salihy 梁策 Abdulwahab Salah Abdel-Basit Al-Odayni 卢子昂陈孟新刘倩倩徐平哈尔滨工业大学化工与化学学院新能源转化与存储关键材料工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 东北师范大学化学学院动力电池国家地方联合工程实验室吉林长春130024 沙特国王大学牙科学院修复性牙科科学系沙特阿拉伯利雅得

随着全球能源危机和环境污染日益加剧,开发可持续的绿色能源技术已经成为当务之急.其中,水分解制氢作为一种清洁能源的生产方式,因其零排放和高能量密度的特点,而受到广泛的研究和关注.析氢反应(HER)和析氧反应(OER)是水分解过程的关键... 详细信息

随着全球能源危机和环境污染日益加剧,开发可持续的绿色能源技术已经成为当务之急.其中,水分解制氢作为一种清洁能源的生产方式,因其零排放和高能量密度的特点,而受到广泛的研究和关注.析氢反应(HER)和析氧反应(OER)是水分解过程的关键步骤,它们的反应效率直接影响整个制氢过程的能量转换效率.因此,开发高效的双功能电催化剂对于推动水分解技术的发展具有重要意义.本文制备了一种超低Ru掺杂的新型核壳纳米结构电催化剂,该催化剂生长在泡沫镍(NF)上,简称Ru-NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)/NF.首先,通过水热法在NF上均匀生长了水合NiMoO_(4)纳米柱,并通过共价相互作用,确保其在垂直方向上有序排列.随后,采用超低浓度的RuCl_(3)对NiMoO_(4)纳米柱进行蚀刻,并通过磷酸化反应引入(PO_(4))^(3+)离子形成了Ni_(3)(PO_(4))_(2)壳层.这种设计克服了以往Ru易团聚的难题,保障了Ru的均匀分布,从而合成Ru-NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)/NF催化剂.通过X-射线衍射、X-射线光电子能谱及透射电子显微镜等对催化剂的化学组分和微观结构进行了分析,证实其成功制备.元素分析结果表明,催化剂中Ru的含量仅为1.94 wt%,显著降低了其制备成本.电化学测试结果表明,该催化剂在HER和OER中均表现出较好的催化活性.在10和100 mA cm^(−2)电流密度下,HER的过电位分别为−14.8和−57.1 mV,Tafel斜率为35.8 mV dec^(-1),优于商业Pt/C催化剂;在100 mA cm^(−2)电流密度下,OER过电位为259.7 mV,Tafel斜率为21.6 mV dec^(−1),优于商业RuO_(2)催化剂.在全水解测试中,该催化剂在10和100 mA cm^(−2)时所需的电池电压分别为1.43和1.68 V,与其他自支撑材料相比表现出良好的性能.此外,该催化剂在150 h性能测试过程中表现出较好的稳定性.采用密度泛函理论计算研究了催化剂具有较好活性的内在机制.结果表明,其具有低水离解能垒(ΔGb=0.46 eV),接近零的HER自由吸附能(∆G*H=0.02 eV),低的OER自由吸附能量(ΔG*OOH−ΔG*OH=2.74 eV)和接近费米能级的高密度态.这些特性共同促进了电解水反应的高效进行.综上,本文研究开发的Ru-NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)/NF双功能催化剂具有较好的催化活性、低电位需求和长期稳定性,为氢气生产开辟了新途径,也为优化双功能水分解催化剂提供了新视角,并为未来可持续能源应用发展提供一定的参考.

关键词：电催化核壳结构掺杂密度泛函理论析氢反应析氧反应分解水

KTiF∶Mn窄带红色荧光粉的制备及其光学性能研究

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化工新型材料 2024年

作者：王晓赵豫洁李全安河南科技大学材料科学与工程学院河南科技大学物理工程学院有色金属新材料与先进加工技术省部共建协同创新中心龙门实验室

在共沉淀和阳离子交换法的基础上，采用无氢氟酸液相法制备了K2TiF6∶Mn4+窄带红色荧光粉，研究了氟化铵与硫酸(NH4F+H2SO4)用量以及Mn4+掺杂浓度对样品结构形貌和发光性能的影响，将K2TiF6∶Mn4+与商用Y3Al5O12∶Ce3+荧光粉及InGaN蓝... 详细信息

在共沉淀和阳离子交换法的基础上，采用无氢氟酸液相法制备了K2TiF6∶Mn4+窄带红色荧光粉，研究了氟化铵与硫酸(NH4F+H2SO4)用量以及Mn4+掺杂浓度对样品结构形貌和发光性能的影响，将K2TiF6∶Mn4+与商用Y3Al5O12∶Ce3+荧光粉及InGaN蓝光芯片组合封装出白光发光二极管（WLED）器件。结果表明，制备的K2TiF6∶Mn4+红色荧光粉在～360nm和～465nm附近对紫外光和蓝光具有强烈的吸收，在600～650nm范围呈现出尖锐的发射峰。荧光粉的发光强度随着NH4F+H2SO4用量的增加先增强后降低，当Mn4+掺杂量为10%（摩尔分数，下同）时样品表现出浓度猝灭效应。在NH4F+H2SO4用量均为60mmol，Mn4+掺杂量为8%条件下，制备的荧光粉量子效率达到67%，用其封装的WLED器件显色指数为79.4，流明效率为80.62 lm/W。

关键词： Mn 掺杂氟化物红色荧光粉白光发光二极管

复合材料回转壳体纤维缠绕角度设计及试验验证

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昆明理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期49卷 31-38页

作者：王业成王馨锐王晓宏刘长喜毕凤阳王云龙姜旭东北农业大学工程学院黑龙江哈尔滨150030 黑龙江工程学院机电工程学院黑龙江哈尔滨150050

随着碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic, CFRP)及其制造工艺的发展,可设计性较强的CFRP产品用来替代金属结构以实现轻量化设计,受到更多设计者的关注.以CFRP回转壳体为研究对象,基于ABAQUS建立CFRP回转壳体... 详细信息

随着碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic, CFRP)及其制造工艺的发展,可设计性较强的CFRP产品用来替代金属结构以实现轻量化设计,受到更多设计者的关注.以CFRP回转壳体为研究对象,基于ABAQUS建立CFRP回转壳体有限元分析模型,探讨缠绕角度对结构力学性能的影响,并设计了两种纤维缠绕方案.通过拉伸性能分析、压缩性能分析以及加速度过载性能分析对设计结构进行强度校核,最终确定以[90°/(90°/±20°/±45°)2/90°/±20°/90°/±45°/90°]s为成型方案.采用干法缠绕工艺对该方案的CFRP回转壳体进行制作,通过试验法进行对比验证.结果表明:纤维缠绕角度为0时,CFRP回转壳体抗压性能最优;抗拉强度/模量偏差率为24.23%/18.71%,抗压强度/模量偏差率为9.56%/18.62%,过载强度模量偏差率为3.22%/2.72%,验证了有限元模型具备一定的准确性;根据安全系数计算可知,该纤维缠绕设计方案能够达到技术性能指标要求.

关键词：碳纤维复合材料回转壳体 ABAQUS 有限元纤维缠绕角度

MOF/TiO_(2)-GO聚酰胺纳滤膜的光催化性能研究

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化工新型材料 2024年第S1期52卷 353-357页

作者：董一帆王晓宇和瑜任晓阳郑锦超李天雨曾雄丰华北理工大学材料科学与工程学院河北省无机非金属材料实验室唐山063210 河北省(唐山)陶瓷产业技术研究院唐山063007

以聚砜超滤膜为基膜,以氧化石墨烯(GO)和金属MOF/TiO_(2)作为改性材料,制备了具有光催化性能的聚酰胺复合纳滤膜。利用X射线衍射(XRD)对样品的物相组成进行分析。以盐酸四环素作为模拟污染物,研究复合纳滤膜在可见光下的光催化性能,通... 详细信息

以聚砜超滤膜为基膜,以氧化石墨烯(GO)和金属MOF/TiO_(2)作为改性材料,制备了具有光催化性能的聚酰胺复合纳滤膜。利用X射线衍射(XRD)对样品的物相组成进行分析。以盐酸四环素作为模拟污染物,研究复合纳滤膜在可见光下的光催化性能,通过截留率和水通量测定、电化学阻抗和瞬态光电流测试等,对样品的性能进行测试。分别研究了以铜、锌和镍金属MOF为支撑的氧化石墨烯层间搭载TiO_(2)的复合材料(MOF/TiO_(2)-GO),对聚酰胺纳滤膜结构、光催化性能和分离性能的影响。结果表明:添加了Ni-MOF/TiO_(2)-GO的复合纳滤膜具有高达95%的光催化效率、16L/(m^(2)·h)的水通量、93%的截留率以及经过5次光催化实验后还有80%的降解效率。制备了具有良好抗生素降解性能和稳定性的MOF/TiO_(2)-GO改性聚酰胺复合纳滤膜,为纳滤膜技术的应用提供了借鉴。

关键词：光催化氧化石墨烯金属框架聚酰胺纳滤膜

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铜基材料电催化硝酸根还原合成氨的研究进展

科学通报 2024年第25期69卷 3728-3747页

作者：卢国龙侯向华丁俊阳秦永吉罗俊刘熙俊广西大学化学化工学院广西电化学能源材料重点实验室南宁530004 广西大学资源环境与材料学院广西有色金属及特色材料加工重点实验室省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室南宁530004 天津理工大学材料科学与工程学院新能源材料与低碳技术研究院天津300384 电子科技大学(深圳)高等研究院深思实验室深圳518110

硝酸盐是地下水中最有害的污染物之一,会严重影响人类健康,亟需发展有效的去除措施.传统的处理方法既耗能又不经济,且去除效果不理想,而氨肥料作为重要的资源,也亟待采取既环保又经济的制备策略.电催化硝酸根还原法(NO_(3)RR)既能去除NO... 详细信息

硝酸盐是地下水中最有害的污染物之一,会严重影响人类健康,亟需发展有效的去除措施.传统的处理方法既耗能又不经济,且去除效果不理想,而氨肥料作为重要的资源,也亟待采取既环保又经济的制备策略.电催化硝酸根还原法(NO_(3)RR)既能去除NO_(3)^(-)污染,实现固氮的同时生成得到高附加值氨(NH_(3)),因而受到了广泛的关注.NO3RR能够获得较高的NH_(3)产率和法拉第效率(FE_(NH_(3))),同时避免竞争性氢析出反应(HER),并且无需克服强的N≡N三键(941 kJ mol^(-1)).铜(Cu)基材料价格低廉、储量丰富,并且具有优异的催化性能和较弱的HER活性等优势,其在NO_(3)RR中展现出特殊活性,但离实际应用还有一定距离,因此,亟需通过改性策略优化Cu基材料,从而提高催化剂的性能.本文概述了Cu基材料电催化NO_(3)RR转化的最新进展,重点讨论了各种Cu基材料在设计、合成和性能优化方面的研究,如晶面工程、合金与掺杂、异质结构、空位工程和单原子结构等不同的材料设计与调控手段,阐明了使催化剂具有更优越的反应活性、选择性、FE_(NH_(3))和稳定性的设计、合成和调控思路.最后,简要讨论了该领域的发展方向和挑战,并展望了NO_(3)RR的工业应用发展.

关键词：铜基催化剂硝酸根电还原合成氨构效关系调控策略

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芳纶纸力学性能调控及应用研究进展

中国造纸 2024年第8期43卷 81-93页

作者：王舜柯李金鹏李永锋常小斌刘金科王斌王铁军陈克复广东工业大学轻工化工学院广东广州530001 华南理工大学轻工科学与工程学院制浆造纸国家重点实验室广东广州510640 赣州龙邦材料科技有限公司江西省芳纶材料科学与工程技术创新中心江西赣州341900

芳纶纸是一种具有优异耐热性、耐腐蚀性和耐磨性的新型高性能纸基材料,被广泛应用于航空航天、国防、信息技术、能源和环保等重要领域。本文综述了近年来芳纶纸的改性方法及芳纶纸力学性能调控技术,分析了不同改性方法对芳纶纸力学性能... 详细信息

芳纶纸是一种具有优异耐热性、耐腐蚀性和耐磨性的新型高性能纸基材料,被广泛应用于航空航天、国防、信息技术、能源和环保等重要领域。本文综述了近年来芳纶纸的改性方法及芳纶纸力学性能调控技术,分析了不同改性方法对芳纶纸力学性能的影响规律,总结了芳纶纸的增强增韧机制,旨在为芳纶纸力学性能优化研究提供参考。同时进一步介绍了芳纶纸的应用研究进展,并对芳纶纸未来发展趋势及面临的挑战进行了展望。

关键词：芳纶纸芳纶纤维力学性能调控应用

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高海拔环境下运动装药的爆炸冲击波特性

火炸药学报 2024年第2期47卷 159-171,I0003页

作者：李瑞杨耀勇汪泉徐小猛洪晓文安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心安徽淮南232001 安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001 安徽理工大学安徽省爆破器材与技术工程实验室安徽淮南232001 内蒙金属材料研究所烟台事业部山东烟台264003

为了研究高海拔环境下运动装药的爆炸冲击波传播特性,利用AUTODYN有限元软件,研究了不同海拔高度及其解耦对应的低温条件和低压条件对运动装药爆炸冲击波超压场的影响规律;建立了预测低温环境和低压环境下运动装药爆炸冲击波超压的理论... 详细信息

为了研究高海拔环境下运动装药的爆炸冲击波传播特性,利用AUTODYN有限元软件,研究了不同海拔高度及其解耦对应的低温条件和低压条件对运动装药爆炸冲击波超压场的影响规律;建立了预测低温环境和低压环境下运动装药爆炸冲击波超压的理论计算模型,并通过试验数据和数值模拟进行了对比验证。结果表明,该计算模型可以有效预测不同低温、低压以及低温和低压耦合的高海拔环境下运动装药的爆炸冲击波超压;海拔高度从0升至10000 m,冲击波超压峰值平均减小35.6%,冲击波作用范围增加62.0%;随着环境温度降低,冲击波超压峰值平均增加0.43%,冲击波作用范围减小11.9%;随着环境压力降低,冲击波超压峰值平均减小36.4%,冲击波作用范围增加83.5%;不同海拔高度下装药运动速度引起的冲击波超压增大系数变化规律与解耦对应的低压条件影响规律基本相似;高海拔环境对运动装药爆炸冲击波的作用范围及超压的影响主要取决于低压条件,低温条件的影响程度较小。

关键词：爆炸力学爆炸冲击波高海拔低温环境低压环境运动装药