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工业含钙固废矿化CO_(2)的实验

化工进展 2024年第6期43卷 3440-3449页

作者：马佳慧王毅斌冯敬武谭厚章林翅西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

双碳背景下,CO_(2)矿化作为一种有效固碳技术受到更多关注。本文针对6种工业含钙固废,分别采用氯化铵溶液浸出并制备矿化母液,然后在常温常压下开展直接和间接矿化模拟燃煤烟气中CO_(2)的实验,并对6种固废的矿化效率和矿化产物进行详细... 详细信息

双碳背景下,CO_(2)矿化作为一种有效固碳技术受到更多关注。本文针对6种工业含钙固废,分别采用氯化铵溶液浸出并制备矿化母液,然后在常温常压下开展直接和间接矿化模拟燃煤烟气中CO_(2)的实验,并对6种固废的矿化效率和矿化产物进行详细分析,同时测试了浸出剂浸出含钙固废的循环能力。结果表明,由于含钙矿物相种类与含量的不同,6种固废的Ca^(2+)浸出率介于18.88%~95.15%之间,浸出液Ca^(2+)浓度大小为:净化灰>烧结法赤泥>燃煤飞灰2>燃煤飞灰1>烘干灰>拜耳法赤泥。氯化铵溶液循环浸出净化灰、燃煤飞灰2和烧结法赤泥后,随着循环次数的增加,燃煤飞灰2和净化灰中的间接矿化效率仅降低了1.44%和1.34%,烧结法赤泥的间接矿化效率降低了6.21%。6种固废中电石净化灰拥有最高间接矿化效率达57.60%,烧结法赤泥拥有最高直接湿法矿化效率为67.25%。CO_(2)间接矿化的产物为粒径介于2~5μm的菱面体方解石。

关键词：浸出矿化二氧化碳工业固废燃煤烟气

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低温下高纯空气黏度实验研究

化工学报 2024年第3期75卷 782-788页

作者：周辛梓李增辉孟现阳吴江涛西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

工质准确的热物理性质是工业工艺计算及设备使用优化的基础,然而空气黏度在温度190 K以下的数据匮乏,影响了工业应用的工程设计、流程优化。采用低温振动弦法黏度计实验系统,在温度范围85~190 K、压力范围0.2~5 MPa的条件下对气态、液... 详细信息

工质准确的热物理性质是工业工艺计算及设备使用优化的基础,然而空气黏度在温度190 K以下的数据匮乏,影响了工业应用的工程设计、流程优化。采用低温振动弦法黏度计实验系统,在温度范围85~190 K、压力范围0.2~5 MPa的条件下对气态、液态、超临界态高纯空气开展了黏度测量实验研究,黏度实验测量结果的标准不确定度为2.64%。本文工作可为液态空气工业应用的相关技术优化设计提供基础数据支撑。

关键词：振动弦液态空气热力学黏度测量

近场脉冲型地震作用下附加支撑双柱式摇摆桥墩的抗震性能研究

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工程力学 2024年第5期41卷 13-25页

作者：董慧慧古智钧杜修力苏灿北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

为了解决摇摆桥墩承载力和耗能能力不足的问题,该文提出一种附加人字形支撑的双柱式摇摆桥墩结构,支撑为纯耗能支撑或自复位耗能支撑,支撑通过连接装置安装在双柱式摇摆桥墩的盖梁和承台之间。为了研究新型附加人字形支撑双柱式摇摆桥... 详细信息

为了解决摇摆桥墩承载力和耗能能力不足的问题,该文提出一种附加人字形支撑的双柱式摇摆桥墩结构,支撑为纯耗能支撑或自复位耗能支撑,支撑通过连接装置安装在双柱式摇摆桥墩的盖梁和承台之间。为了研究新型附加人字形支撑双柱式摇摆桥墩的抗震性能,对其进行拟静力分析,将双柱式现浇桥墩和双柱式纯摇摆桥墩作为对比模型,研究附加纯耗能支撑和自复位耗能支撑双柱式摇摆桥墩的滞回性能;分别对这四种桥墩结构进行动力时程分析,探究这四种桥墩在近场对称脉冲、近场非对称脉冲和远场无脉冲地震动作用下的动力响应。研究结果表明:附加支撑的双柱式摇摆桥墩中的墩柱仍具有摇摆机制,可有效避免墩身出现塑性铰发生严重的损伤破坏,同时附加的支撑可以显著提高桥墩的承载能力和耗能能力,有效降低桥墩结构的位移响应,特别是自复位耗能支撑还可额外为桥墩提供自恢复力,有效提高结构的抗震性能。

关键词：桥梁抗震双柱式摇摆桥墩耗能支撑或自复位耗能支撑抗震性能近场脉冲地震动

新兴湿法退役锂电池正极材料回收技术研究进展

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化工进展 2024年第4期43卷 2077-2090页

作者：马文君张旭刘孟顺梁志远西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

退役锂电池中的钴、镍、锂等稀有金属的绿色高效回收利用逐渐成为国内外研究的重点。传统酸浸法具有能源成本低、金属回收纯度高和效率高的优点,但使用腐蚀性强酸和昂贵萃取物,反应时间长且产生废酸、污泥和高盐溶液等二次废物。本文总... 详细信息

退役锂电池中的钴、镍、锂等稀有金属的绿色高效回收利用逐渐成为国内外研究的重点。传统酸浸法具有能源成本低、金属回收纯度高和效率高的优点,但使用腐蚀性强酸和昂贵萃取物,反应时间长且产生废酸、污泥和高盐溶液等二次废物。本文总结了传统酸浸法中绿色浸取剂和还原剂以及低共熔溶剂(DES)和超临界流体(SCF)两种新兴的湿法冶金技术对高效绿色回收锂电池正极材料的应用。阐明了微波超声辅助手段和选择性浸取回收工艺分别对改善浸取工况和简化分离回收程序的重要作用。并重点介绍了超临界水(SCW)和超临界二氧化碳(SC-CO_(2))两种超临界流体降解有机污染物、回收稀有金属并改善合成正极材料的应用,为高效、绿色、低成本回收退役锂电池中稀有金属提供了重要参考价值。

关键词：浸取超临界流体选择性回收湿法冶金锂电池低共熔溶剂

鲁氏接合酵母对高盐和高温胁迫响应的差异性与共性分析

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食品科学 2024年第2期45卷 79-88页

作者：刘梦奇闫珍珍胡娜陈雄李欣湖北工业大学生物工程与食品学院发酵工程教育部重点实验室湖北省工业微生物重点实验室湖北省工业发酵协同创新中心湖北武汉430068

针对高温(40℃)和高盐(18%NaCl)逆境设计了最低营养需求全合成培养基,分析了鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)在长期逆境下生长的营养需求差异,重点解析了酵母细胞从生长适应期到对数生长初期阶段有机酸、氨基酸和糖类物质的代... 详细信息

针对高温(40℃)和高盐(18%NaCl)逆境设计了最低营养需求全合成培养基,分析了鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)在长期逆境下生长的营养需求差异,重点解析了酵母细胞从生长适应期到对数生长初期阶段有机酸、氨基酸和糖类物质的代谢及基因表达差异。研究结果显示,遭遇高盐压力的鲁氏接合酵母细胞更需要外源氨基酸,而补充维生素和氨基酸有助于缓解酵母细胞的高温压力。鲁氏接合酵母针对高盐和高温逆境采用了差异明显的有机酸、氨基酸和糖代谢策略。MSN4(逆境转录子基因)和HOG1(高渗调控蛋白基因)响应高盐,而HSF1(热激调控蛋白基因)和SOD1(超氧化物歧化酶基因)对高温响应。本研究加深了对耐盐鲁氏接合酵母耐温机制的理解,有助于双抗新能力酿造酵母菌株的研制。

关键词：鲁氏接合酵母高盐逆境高温逆境全合成培养基营养需求代谢差异基因表达

利用光驱动的生物杂合系统实现CO_(2)转化生产化学品

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 294-303页

作者：干雅梅柴甜甜张健高聪宋伟吴静刘立明陈修来江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学生命科学与健康工程学院江苏无锡214122

太阳能作为清洁能源之一,为缓解化石燃料枯竭和温室气体排放等问题提供了一种高效、经济、可持续的解决方案.自然界中的植物和光合微生物通过自身的光合系统收集并转化太阳能,从而生产生物燃料和生物化学品.然而,由于自然光合系统存在... 详细信息

太阳能作为清洁能源之一,为缓解化石燃料枯竭和温室气体排放等问题提供了一种高效、经济、可持续的解决方案.自然界中的植物和光合微生物通过自身的光合系统收集并转化太阳能,从而生产生物燃料和生物化学品.然而,由于自然光合系统存在光吸收范围相对较窄、光生电子在传输过程中易损耗等问题,限制了太阳能到化学品的转化效率.为了解决上述难题,科研人员模仿自然光合作用中的关键部分,探索构建人工光合系统,相关研究引起了广泛关注.本文通过将碲化镉量子点(CdTe QDs)与大肠杆菌(***)相耦合,构建了一种光驱动无机-生物杂合系统(IBPHS),用于捕获太阳能并驱动CO_(2)转化合成高价值化学品.该系统主要由光催化模块和生物催化模块组成.在光催化模块中,通过生物合成CdTe QDs进行光能捕获,并将其转化为电子.通过敲除***的Cd2+外排蛋白(ZNTA)编码基因,实现了***胞内Cd2+过量积累.通过“时空耦合”方式,并借助共聚焦显微镜、高分辨率透射电镜和X射线能谱分析,确认了CdTe QDs在***胞内的组装合成.利用紫外-可见分光光度计研究了光催化模块对光子的吸收能力.结果表明,光催化模块的吸收峰位于400-420 nm.利用瞬时光电流,评估了光催化模块的光生电子能力.实验发现,该模块可以产生0.07μA光电流,表明完成了光催化模块的构建.在生物催化模块中,将光催化模块产生的电子用于还原NAD+再生NADH.采用NADH生物传感器,分析了***胞内NADH含量,结果表明,在蓝光照射下***胞内NADH含量比黑暗条件下提高了5.1倍.在此基础上,通过表达NADH依赖型乳酸脱氢酶(LDH)将丙酮酸还原为乳酸,在蓝光光照下乳酸积累量达到了0.44 g/L,而黑暗条件下无乳酸积累,从而验证了生物催化模块的有效性.基于光催化模块和生物催化模块,进一步组装构建了IBPSH,用于驱动CO_(2)还原合成甲酸和丙酮酸.在蓝光照射下,IBPHS能够合成0.65 g/L甲酸和0.18 g/L丙酮酸,其CO_(2)利用速率分别达到51.98 mg/gDCW/h和21.92 mg/gDCW/h,超过了光合细菌.综上所述,本文利用光催化模块与生物催化模块相耦合的方式,组装构建了一种新型的人工光合系统,实现了光驱动CO_(2)还原合成高附加值化学品,为理性设计材料-生物杂合系统提供了借鉴,同时也为挖掘绿色生物制造潜力、开发太阳能化学制造平台提供参考.

关键词：人工光合系统 CO_(2)利用光能转换 CdTe生物合成 NADH再生

一步法合成固态荧光氮掺杂碳化聚合物点及多色LEDs的构建

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高等学校化学学报 2024年第8期45卷 140-147页

作者：金鹏赵刘曦王巍孙争光马会娟詹园湖北大学材料科学与工程学院功能材料绿色制备与应用教育部重点实验室高分子材料湖北省重点实验室武汉430062 湖北三峡实验室宜昌443007

以柠檬酸、尿素和丙烯腈为原料,乙醇为溶剂,通过一步溶剂热法制备了氮掺杂碳化聚合物点(NCPDs),其粒径分布范围约为12~22 ***粉末不仅可发射黄色荧光(λem=570 nm),而且荧光强度和发射峰位置具有显著的浓度依赖性.将NCPDs分散在硅溶胶... 详细信息

以柠檬酸、尿素和丙烯腈为原料,乙醇为溶剂,通过一步溶剂热法制备了氮掺杂碳化聚合物点(NCPDs),其粒径分布范围约为12~22 ***粉末不仅可发射黄色荧光(λem=570 nm),而且荧光强度和发射峰位置具有显著的浓度依赖性.将NCPDs分散在硅溶胶中制备成NCPDs质量分数为0.15%~45%的NCPDs/硅溶胶复合薄膜,该复合材料的固态荧光发射波长随NCPDs的浓度增加逐渐从蓝色红移至红色(453~638 nm),且具有良好的稳定性.将NCPDs应用于发光二极管(LEDs),可构建蓝光到红光的多色LEDs.此外,NCPDs优异的固态荧光性能使其在指纹识别领域展示出潜在的应用前景,因此评估了其在指纹识别中的适用性.

关键词：碳化聚合物点氮掺杂固态荧光多色发光二极管指纹识别

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基于钳位型断路器的柔直系统控保协同技术

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第7期57卷 729-740页

作者：薛士敏陈文杰张君婷李翔宇李博通陈晓龙智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津300072

柔性直流系统以其在输电领域的巨大优势而获得广泛应用.但在直流系统中,短路故障的强冲击性与电力电子器件的脆弱性之间的矛盾异常尖锐,现有保护策略难以同时满足高速动性与高可靠性的要求.本文从控保协同思想出发,基于一种电压钳位原... 详细信息

柔性直流系统以其在输电领域的巨大优势而获得广泛应用.但在直流系统中,短路故障的强冲击性与电力电子器件的脆弱性之间的矛盾异常尖锐,现有保护策略难以同时满足高速动性与高可靠性的要求.本文从控保协同思想出发,基于一种电压钳位原理的直流断路器,提出一种新的故障处理模式,初步探究在柔直系统中控制与保护深度融合的可能性.当发生短路故障时,投入断路器和换流器相配合的限流功能,一方面限制电力电子器件的过流,解决其脆弱性问题;另一方面为保护提供边界,辅助实现故障的快速定位.在甄别出故障线路后,利用断路器的故障切除功能将故障隔离.此方案同时实现了故障限流、保护边界和故障切除3项功能,可有效缓减由于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)器件脆弱性所带来的一系列保护问题.在PSCAD/EMTDC中搭建四端双极柔性直流电网模型,仿真结果表明,本控保协同方案能在5 ms内准确识别并隔离故障线路,而且具有较强的耐受过渡电阻能力.

关键词：柔性直流系统控保协同直流断路器故障限流故障定位

磷镁物质的量比对天然水镁石制备的磷酸镁水泥性能的影响

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材料导报 2024年第17期38卷 1-6页

作者：李悦龙世儒王子赓王楠北京工业大学城市建设学部城市与工程安全减灾教育部重点实验室工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

本工作采用无需煅烧的天然水镁石作为镁质原料制备磷酸镁水泥(MPC),主要研究了磷镁物质的量比(P/M)对MPC工作性能、力学性能、物相组成及微观形貌的影响规律。结果表明:随P/M减小,MPC浆体流动度逐渐减小,凝结时间逐渐延长,抗压强度先提... 详细信息

本工作采用无需煅烧的天然水镁石作为镁质原料制备磷酸镁水泥(MPC),主要研究了磷镁物质的量比(P/M)对MPC工作性能、力学性能、物相组成及微观形貌的影响规律。结果表明:随P/M减小,MPC浆体流动度逐渐减小,凝结时间逐渐延长,抗压强度先提高后降低。P/M为1/4时,MPC综合性能较优,此时流动度为110 mm,凝结时间为7 min,1 d和28 d抗压强度分别为20.0 MPa和43.7 MPa。微观试验结果表明,MPC水化产物为MgKPO_(4)·6H_(2)O、Ca_(10)(OH)_(2)(PO_(4))_(2)。MPC水化28 d后,水镁石未完全反应。随着P/M减小,硬化体结构密实度增加,总孔隙率减小。

关键词：水镁石磷酸镁水泥 P/M 宏观性能水化产物