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基于多主体投资的双储能系统分层优化配置方案

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电力系统自动化 2023年第1期47卷 63-73页

作者：卞一帆谢丽蓉鲁宗相叶林路朋马伟可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830017 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学) 北京市100084 中国农业大学信息与电气工程学院北京市100083

储能电站的建设可缓解中国“三北”地区的“弃风限电”问题,提升当地电网消纳弃风的能力,但单主体投资储能的高昂成本限制了储能的推广与应用。针对此问题,构建了一种基于多主体投资的双储能系统分层优化配置模型。首先,提出了考虑循环... 详细信息

储能电站的建设可缓解中国“三北”地区的“弃风限电”问题,提升当地电网消纳弃风的能力,但单主体投资储能的高昂成本限制了储能的推广与应用。针对此问题,构建了一种基于多主体投资的双储能系统分层优化配置模型。首先,提出了考虑循环寿命的双储能协调运行策略,以减小频繁充放电切换导致的寿命损耗;然后,为实现多投资主体的利益最大化,提出了双层优化经济性模型,上层优化以风电场和电网运营商年收益最大为目标,下层优化以双储能充放电能力指标值之和最小为目标,并采用改进多目标黏菌算法和模糊隶属度函数对模型进行求解;最后,以中国新疆哈密某风电场实时运行数据为例,验证了所提方法的有效性。

关键词：储能弃风消纳多主体投资分层优化绿色证书交易多目标黏菌算法

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尼泊尔酸模与珠芽蓼对铀矿修复区重金属的累积及化学形态特征

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应用与环境生物学报 2019年第3期25卷 482-490页

作者：李若飞董发勤杨刚张伟刘明学西南科技大学生命科学与工程学院绵阳621010 固体废物处理与资源化教育部重点实验室绵阳621010 环境友好能源材料国家重点实验室绵阳621010

为了解蓼科植物对铀矿区铀及伴生金属的富集、耐受机制,选择若尔盖铀矿修复区的两种蓼科优势植物珠芽蓼(Polygonum viviparum)和尼泊尔酸模(Rumex nepalensis),研究它们对铀及伴生金属的累积特征及其在植物组织中的化学赋存形态.通过实... 详细信息

为了解蓼科植物对铀矿区铀及伴生金属的富集、耐受机制,选择若尔盖铀矿修复区的两种蓼科优势植物珠芽蓼(Polygonum viviparum)和尼泊尔酸模(Rumex nepalensis),研究它们对铀及伴生金属的累积特征及其在植物组织中的化学赋存形态.通过实地采样,分析珠芽蓼和尼泊尔酸模的重金属含量,并采用化学试剂连续提取重金属元素.结果显示,该区域受铀、镉、砷、锌、铜重金属污染;区域污染差异为Ⅰ(露天采矿点)>Ⅱ(人工修复区)>Ⅲ(附属河流);单因子指数和综合指数表明露天采矿点和人工修复区污染严重.采样区域植物体内的锌、镉、铜、铅含量都超过植物重金属含量正常范围.尼泊尔酸模对铀的转移系数和生物富集系数分别可达为16.03和1.11,而珠芽蓼的富集系数和转移系数分别为14.85和3.83,珠芽蓼和尼泊尔酸模适用于铀污染土壤的生态修复.尼泊尔酸模中铀元素以去离子水提取态为主,该植物铀的高富集量可能与有机酸有关,其他重金属以醋酸盐和盐酸提取态为主;珠芽蓼中大部分的重金属以迁移性较低的盐酸提取态、醋酸提取态和氯化钠提取态存在.因此,珠芽蓼和尼泊尔酸模对该铀矿修复区铀多金属胁迫具有良好的耐受与吸附性能;重金属以不活跃的化学赋存形态存在可能是两种蓼科植物应对重金属胁迫的重要耐受机制.

关键词：多金属污染铀尾矿植物修复化学赋存形态蓼科植物

渭北煤田下峪口矿二叠纪煤中稀土元素地球化学研究

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地学前缘 2016年第3期23卷 90-96页

作者：崔晓南黄文辉敖卫华周鸿璞梁飞中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室北京100083 页岩气勘查与评价国土资源部重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083

运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对渭北煤田韩城下峪口矿二叠纪主采煤层及其顶底板中的稀土元素进行了测定。在此基础上,全面分析了稀土元素的含量特征和分布模式,探讨渭北煤田二叠纪煤中稀土元素的主要来源及赋存状态。结果表明:与... 详细信息

运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对渭北煤田韩城下峪口矿二叠纪主采煤层及其顶底板中的稀土元素进行了测定。在此基础上,全面分析了稀土元素的含量特征和分布模式,探讨渭北煤田二叠纪煤中稀土元素的主要来源及赋存状态。结果表明:与华北和中国煤均值相比,本区煤层中稀土元素相对不富集,∑REY平均含量为87.70μg/g;剖面上,2号煤中稀土含量稍高于3号煤,3号煤层中自上而下,稀土元素含量呈降低的趋势,在顶底板中出现富集。研究区煤层中轻稀土元素相对于重稀土元素明显富集,Ce呈微弱正异常,成煤沼泽受海水的影响程度较小。Eu明显负异常,且∑REY含量与CaO含量呈负相关关系,说明当时的成煤环境为酸性-还原环境。煤层与其顶底板样品中稀土元素分布模式相似,成煤期间物质来源基本一致,陆源物质供应相对稳定。煤中稀土元素含量与灰分呈不太显著的正相关关系(R=0.216),表明煤中稀土元素可能以无机态和有机吸附态共存。

关键词：渭北煤田煤二叠纪稀土元素地球化学

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铋掺杂介孔二氧化钛的制备及光催化动力学

应用化学 2016年第2期33卷 213-220页

作者：艾力江·吐尔地陈沛阿不都卡德尔·阿不都克尤木木合塔尔·吐尔洪喀什大学化学与环境科学学院新疆特色药食用植物资源化学自治区重点实验室新疆喀什844007 陕西师范大学材料科学与工程学院应用表面与胶体化学教育部重点实验室西安710062

以介孔分子筛（KIT-6）为载体,采用溶液浸渍法合成了铋（Bi）掺杂的介孔二氧化钛（TiO2）光催化剂。利用XRD、TEM、SEM、XPS、N2吸附-脱附法和拉曼光谱法等技术手段对材料的结构和形貌进行表征。通过紫外-可见吸收光谱法考察了催化剂对... 详细信息

以介孔分子筛（KIT-6）为载体,采用溶液浸渍法合成了铋（Bi）掺杂的介孔二氧化钛（TiO2）光催化剂。利用XRD、TEM、SEM、XPS、N2吸附-脱附法和拉曼光谱法等技术手段对材料的结构和形貌进行表征。通过紫外-可见吸收光谱法考察了催化剂对罗丹明B光催化降解效率,进一步考察了Bi的掺杂量对光催化反应速率的影响,并对光催化降解动力学进行了初步研究。结果表明,Bi掺杂的介孔TiO2具有较窄的孔径分布（3-4 nm）,而且吸收范围扩展到可见光区,其光催化活性明显高于商品Ti O2（P25）。随之Bi掺杂量的提高,反应速率常数也增大,其光催化降解罗丹明B的反应均符合准一级动力学方程。

关键词： TiO2 光催化罗丹明B 动力学

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活性炭疏水改性及其油水分离性能

材料工程 2023年第2期51卷 169-178页

作者：张琼元马海瑞朱厚堃李文丽胡丹丹陆江银崔彦斌新疆大学化工学院石油天然气精细化工教育部暨自治区重点实验室乌鲁木齐830046 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 西安航天动力研究所西安710100

以十八烷基三氯硅烷(OTS)和十二烷酸(LA)为改性剂,采用液相浸渍和热处理相结合方式对废旧活性炭进行疏水改性和再生。将硅氧烷和饱和脂肪酸中的非极性有机长碳链通过化学键接枝在活性炭表面以提高其疏水性能,并经热再生恢复活性炭被堵... 详细信息

以十八烷基三氯硅烷(OTS)和十二烷酸(LA)为改性剂,采用液相浸渍和热处理相结合方式对废旧活性炭进行疏水改性和再生。将硅氧烷和饱和脂肪酸中的非极性有机长碳链通过化学键接枝在活性炭表面以提高其疏水性能,并经热再生恢复活性炭被堵塞的孔道。结果表明:再生疏水活性炭具有较高比表面积(834.75 m^(2)·g^(-1))、良好的疏水性能(水接触角为135°)和耐酸碱性能,活性炭改性后对水包油(甲苯)乳液的吸附分离效率由42.58%(未改性活性炭)提高至92.07%。再生疏水活性炭与尼龙有机滤膜组成的复合过滤膜对油(甲苯)包水乳液的纯化分离效率由51.76%(未改性活性炭)提高至91.44%,复合过滤膜经10次循环使用后分离效率仍高于91%。

关键词：活性炭疏水改性再生比表面积油水分离

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硅藻土功能化及其应用

材料导报 2020年第3期34卷 23-33页

作者：王学凯王金淑杜玉成吴俊书腾威利车海冰靳翠鑫北京工业大学材料科学与工程学院先进功能材料教育部重点实验室

硅藻土是一种天然无机非金属矿物材料,具有独特的多级孔道结构,已在部分化工、建材领域获得实际应用。但硅藻土本征比表面积较小(18～28 m2/g),导致其应用受限。通过对硅藻土进行功能化改性,可以赋予硅藻土材料特定的理化性质,进而改善... 详细信息

硅藻土是一种天然无机非金属矿物材料,具有独特的多级孔道结构,已在部分化工、建材领域获得实际应用。但硅藻土本征比表面积较小(18～28 m2/g),导致其应用受限。通过对硅藻土进行功能化改性,可以赋予硅藻土材料特定的理化性质,进而改善其环境治理效果,同时使其有望应用于能源及生物工程等领域。因此,对硅藻土进行功能化改性处理已成为目前人们研究的热点。近年来,硅藻土功能化的研究主要集中于非共价修饰硅藻土、共价修饰硅藻土和对硅藻土的化学转化三方面。非共价修饰硅藻土多为纳米金属氧化物、金属含氧酸盐等修饰硅藻土,合成的硅藻土复合材料主要应用于环境治理和能源领域。共价修饰硅藻土主要是基于硅藻土内硅氧四面体和表面数量众多的硅羟基通过Si-O共价键连接表面功能单体。而功能单体又分为硅酸盐和硅烷偶联剂两种。其中,硅烷偶联剂一端接枝于硅藻土表面硅羟基,另一端可继续接枝其他有机官能团,极大地丰富了硅藻土复合材料表面官能团的种类,使其具有更加优异的性能。共价修饰硅藻土在能源、传感器、环境治理领域均有应用。硅藻土的化学转化则以硅藻土为硅源,将其转化为具有硅藻土三维结构的单质Si,应用于能源、生物工程领域。硅藻土功能化是实现硅藻土在新兴领域应用的关键,基于硅藻土功能化修饰的研究在提高硅藻土应用水平的同时,可以促进新兴领域的发展。本文归纳了近年来国内外硅藻土功能化的研究进展,详细介绍了三种功能化方法,并分析了相应功能化硅藻土在不同领域的应用情况,以期为硅藻土功能化方法的研究及新应用领域的拓展提供参考。

关键词：硅藻土功能化非共价修饰共价修饰化学转化

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煤基炭纳米纤维作为锂离子电池负极的研究

炭素技术 2021年第3期40卷 20-25页

作者：程仲富赵小娟范伟东何龙曹畅邢钰闫科举吴雪岩郭继玺中国石油化工股份有限公司西北油田分公司新疆乌鲁木齐830011 新疆大学化学学院能源材料化学教育部重点实验室先进功能材料自治区重点、实验室新疆乌鲁木齐830046

以强混酸处理的新疆黑山煤为部分碳源,通过静电纺丝法成功制备了具有丰富含氧官能团的柔性炭纤维(CCNFs)。将该材料作为锂离子电池的自支撑负极,煤的加入量为0.5 g的炭纤维样品0.5-CCNFs展现出优异的循环稳定性,电池在电流密度为0.5 A·... 详细信息

以强混酸处理的新疆黑山煤为部分碳源,通过静电纺丝法成功制备了具有丰富含氧官能团的柔性炭纤维(CCNFs)。将该材料作为锂离子电池的自支撑负极,煤的加入量为0.5 g的炭纤维样品0.5-CCNFs展现出优异的循环稳定性,电池在电流密度为0.5 A·g^(-1)下,循环1000圈后,比容量高达524.1 mAh·g^(-1)。在较大的电流密度(1 A·g^(-1))下,其首次比容量为719.1 m Ah·g^(-1),充放电循环1000圈后,其比容量仍高达331.8 mAh·g^(-1)。

关键词：煤炭纤维静电纺丝负极材料锂离子电池

异质结构Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)纳米线网络催化剂的原位表面重构实现大电流密度下全水分解

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 269-280页

作者：赵婷巩兵兵许贯诚姜佳慧张丽新疆大学化学学院碳基能源化学与利用国家重点实验室新疆乌鲁木齐830017 新疆大学化工学院新疆乌鲁木齐830017

利用可再生能源发电,并通过低温电解水技术生产氢气,被认为是一种环保且可持续的制氢途径,是未来氢能发展的重要方向之一.采用该方法生产的氢气因其环保特性而被称为“绿氢”.然而,目前绿氢高昂的生产成本限制了电解水制氢技术的大规模... 详细信息

利用可再生能源发电,并通过低温电解水技术生产氢气,被认为是一种环保且可持续的制氢途径,是未来氢能发展的重要方向之一.采用该方法生产的氢气因其环保特性而被称为“绿氢”.然而,目前绿氢高昂的生产成本限制了电解水制氢技术的大规模应用.因此,开发先进的非贵金属催化剂和电催化体系以降低电解水制氢成本具有重要意义.界面工程是一种提升非贵金属催化剂电解水性能的有效策略,但目前对其催化活性位点的识别及活性提升机制的研究仍然不足.本文采用简单的水热及低温磷化法制备了具有丰富异质界面的Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF催化剂,并研究了其在电解水过程中的催化活性位点及这些位点在提升催化能力方面的协同作用.采用扫描电镜(SEM)证明了Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF催化剂呈现纳米线网络结构,这种结构不仅有利于增加催化剂的电化学活性位点和加速反应动力学,而且促进了连续产生的气泡从活性位点逃逸,从而提高了催化剂的机械稳定性.电化学研究结果表明,所制备Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF催化剂在1.0 mol L^(‒1)KOH溶液中表现出较好的析氧反应(OER)和析氢反应(HER)活性,分别仅需218和127 mV的过电位,即可达到100 mA cm^(‒2)的电流密度.将Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF分别作为阴极和阳极构建双电极电解槽,该装置产生100和500 mA cm^(‒2)的电流密度分别仅需1.68和2.05 V的电压,这一性能优于大多数已报道的自支撑过渡金属磷化物催化剂.多步计时电位测试结果进一步证实了Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF作为阳极和阴极材料在水分解过程中具有较好的长期耐久性.X射线光电子能谱和差分电荷分析表明,电子从富电子的FeP_(4)向缺电子的Ni_(2)P和CoP转移,这促使Ni_(2)P和CoP上的电子积累和FeP_(4)上的空穴积累,有利于优化反应中间体的吸附和脱附自由能,提升OER和HER催化性能.结合X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱和原位拉曼光谱结果发现,催化剂重构后形成的特定(氧)氢氧化物结构,是OER反应真正的关键活性位点.原位拉曼光谱进一步证实了异质界面促进了OER过程中Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF的快速重构.此外,利用密度泛函理论分析了催化剂的HER反应机理.计算结果表明,H2O优先吸附在Fe位点并发生水解,随后产生的H*吸附在Ni位点上并发生解吸,从而促进了催化剂中Fe和Ni活性位点的高效利用.同时,CoP的引入提高了Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF催化剂的水吸附和解离能力,进一步提升了其HER活性.综上所述,本文通过简单的水热及低温磷化法制备了具有丰富异质界面的Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF过渡金属磷化物纳米线网络催化剂,并将其用于碱性水分解.通过多种表征技术及理论计算结果分析,识别了电解水过程中的关键催化活性位点,即催化剂重构后形成的特定(氧)氢氧化物结构,并揭示了其在OER和HER反应中的催化机制.本研究可为高性能碱性电解水催化剂的理性设计和开发提供参考.

关键词：全水分解多界面磷化物表面重构大电流密度

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准东煤田构造特征及控煤作用研究

煤田地质与勘探 2023年第2期51卷 95-103页

作者：王猛马如英单雅迪闫一超中国矿业大学江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室江苏徐州221008 新疆大学地质与矿业工程学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830046 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116 中国地质大学(北京)能源学院北京100083

构造控煤在采矿安全中扮演着重要的角色,但现有资料对准东煤田构造研究较少,为使煤炭安全高效开采,需有针对性地进行煤田开采地质条件研究。以准东煤田构造特征为研究对象,通过统计断裂构造信息,使用分形维数(分维)定量表征了构造复杂程... 详细信息

构造控煤在采矿安全中扮演着重要的角色,但现有资料对准东煤田构造研究较少,为使煤炭安全高效开采,需有针对性地进行煤田开采地质条件研究。以准东煤田构造特征为研究对象,通过统计断裂构造信息,使用分形维数(分维)定量表征了构造复杂程度,探讨了准东煤田现今构造特征和构造动力成因,分析了构造特征对煤田开采地质条件的影响。结果表明:准东煤田断裂以正断层发育为主,少量大型走滑断层;通过对构造复杂程度的定量表征,煤田大部分区域构造分维为0.5~0.9,表明煤田的总体构造格局较复杂。准东地区主要经历了晚海西期、印支期、燕山期及喜马拉雅期四期构造运动,其中在侏罗系煤层形成后,燕山期南北和东北向挤压应力对煤田改造作用较大,且在该期构造运动后准东煤田构造格局基本形成。受多期构造演化作用的控制,准东煤田形成了多种典型控煤构造样式:复向斜型褶皱构造划分了卡拉美丽山前凹陷带的构造格局;叠瓦式逆冲构造主要表现为构造上盘剥蚀严重,含煤性较差,而下盘煤系保存较好,两侧逆冲断层使得煤层遭受切割,煤层在断层的分界处工程地质条件较为复杂,增大了开采难度;推覆式构造主要表现为使煤系在垂向上重复出现,在煤田勘探时增加了找煤难度,发育部位普遍地应力较大,挤压构造应力的集中,在煤矿生产时易出现矿井动力灾害。因此,针对不同构造样式的煤层,需提出相应的开采模式。

关键词：构造控煤断裂构造几何学特征构造动力成因准东煤田准噶尔盆地