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聚乙烯醇-碘复合物相互作用的单分子力谱研究

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高分子学报 2023年第9期54卷 1355-1362页

作者：包鑫鑫钱露黄晓波张松王健鲍雨崔树勋材料先进技术教育部重点实验室西南交通大学化学学院成都610031

为了更加深入地研究聚乙烯醇(PVA)-碘复合物的最可能结构,利用单分子力谱技术对PVA与碘、直链淀粉与碘的相互作用进行了对照研究.实验结果显示PVA与碘离子之间并不存在类似于直链淀粉与碘离子的特殊单分子力谱信号,即:PVA与碘不能形成... 详细信息

为了更加深入地研究聚乙烯醇(PVA)-碘复合物的最可能结构,利用单分子力谱技术对PVA与碘、直链淀粉与碘的相互作用进行了对照研究.实验结果显示PVA与碘离子之间并不存在类似于直链淀粉与碘离子的特殊单分子力谱信号,即:PVA与碘不能形成螺旋结构,单链模型不是PVA与碘相互作用的主要方式.本工作为进一步研究PVA-碘复合物的多链模型奠定了基础.

关键词：聚乙烯醇-碘复合物直链淀粉-碘复合物单分子力谱螺旋结构

不同冷却速率下干热花岗岩渗透率演化特征对比研究

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岩石力学与工程学报 2024年第2期43卷 385-398页

作者：朱振南王殿永杨圣奇解经宇袁益龙吴廷尧田文岭孙博文田红陈劲中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 中国地质大学(武汉)教育部岩土钻掘与防护教育部工程研究中心湖北武汉430074 吉林大学地热资源开发技术与装备教育部工程研究中心吉林长春130026 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中建桥梁有限公司重庆402260 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 重庆大学土木工程学院重庆400045

深部干热岩地热开采过程中向高温储层注入低温水,将会改变储层岩石渗透率,进而直接影响增强型地热系统(enhanced geothermal system,EGS)采热效率。为探究遇水冷却下干热花岗岩渗透率变化规律及演化机制,利用岩石全自动气体渗透率测试... 详细信息

深部干热岩地热开采过程中向高温储层注入低温水,将会改变储层岩石渗透率,进而直接影响增强型地热系统(enhanced geothermal system,EGS)采热效率。为探究遇水冷却下干热花岗岩渗透率变化规律及演化机制,利用岩石全自动气体渗透率测试系统进行不同冷却速率下干热花岗岩渗透率演化测试,分析围压和加载方式对花岗岩渗透率的影响规律,并采用偏光显微镜和计算机断层扫描进行干热花岗岩细观结构观测,探讨其二维和三维微观结构变化特征,揭示其渗透率演化机制。试验结果表明:(1)不同冷却速率下干热花岗岩渗透率和渗透流量随温度的升高逐渐增大,且遇水冷却条件下花岗岩渗透率和渗透流量总是大于自然冷却条件下的值,而最小渗透压力则呈现相反的趋势。(2)不同冷却速率下花岗岩试样的二维微裂纹密度和平均宽度、三维孔隙率均随温度的升高而不断增加,且遇水冷却条件下微裂纹密度、平均宽度和孔隙率的值均大于自然冷却条件下的值。(3)不同冷却速率下花岗岩渗透率的变化主要与岩石内部微裂纹的演化有关,而岩石内部微裂纹的演化主要是由于矿物非均匀膨胀和内部物理化学反应所引起的,遇水冷却促进其渗透率进一步提高。(4)随着围压的增大,不同冷却速率下干热花岗岩渗透率呈负指减小的趋势,卸荷作用下花岗岩渗透率远小于加载作用下的值。研究结果期望揭示深部干热岩地热开采过程中渗透率演化机制,并为EGS采热模拟提供可靠的参数。

关键词：岩石力学渗透率花岗岩冷却速率细观结构卸荷地热能

道路积尘和土壤中有机磷酸酯分布特征、健康风险及源解析研究

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环境科学学报 2024年第1期44卷 352-365页

作者：周亦辰李雪陶可李会茹华佩戴玉女傅忠张晋桂东伟暨南大学质谱仪器与大气环境研究所广州510632 广东省大气污染在线源解析系统工程技术研究中心广州510632 广东省环境污染与健康重点实验室广州511443 华南师范大学环境学院广东省化学品污染与环境安全重点实验室环境理论化学教育部重点实验室广州510006 教育部热带和亚热带水生生态工程工程研究中心暨南大学生态系广州510632 上海大学环境与化学工程学院上海200444 河海大学长江保护与发展研究院水灾害防御全国重点实验室南京210098 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室干旱区生态安全与可持续发展重点实验室乌鲁木齐830011

有机磷酸酯(OPEs)是一种典型的增塑剂和阻燃剂,由于其广泛存在和对人类健康和生态系统的潜在影响而受到人们的关注.土壤和灰尘是表征城市环境污染的重要环境介质,OPEs可在土壤中累积产生更大的危害性,灰尘的比表面积大是OPEs的良好载体... 详细信息

有机磷酸酯(OPEs)是一种典型的增塑剂和阻燃剂,由于其广泛存在和对人类健康和生态系统的潜在影响而受到人们的关注.土壤和灰尘是表征城市环境污染的重要环境介质,OPEs可在土壤中累积产生更大的危害性,灰尘的比表面积大是OPEs的良好载体,同时人类可摄入灰尘产生健康风险.因此,为探究经济发达城市土壤和灰尘中OPEs的污染情况,以广州市为研究对象,2021年5月采集了工业区、商业区、住宅区和城市公园的土壤和灰尘样本各60份,测定了OPEs浓度水平,并初步分析两种基质中OPEs的空间分布特征、影响因素、可能来源和健康风险情况.结果表明土壤和灰尘中总OPEs的含量范围分别为48~539 ng·g^(-1)和101~3680 ng·g^(-1);两种基质中TCIPP含量最高,平均值分别为23.3 ng·g^(-1)和155 ng·g^(-1).工业区OPEs浓度高于商业区、住宅区和城市公园,繁忙的交通和各种当地制造商可能是造成工业区表层土壤和灰尘中OPEs含量相对较高的原因.土壤和灰尘中OPEs的组成特征类似,但灰尘中烷基OPEs的TEHP和TBEP浓度占比远大于土壤.相关性分析表明,∑OPEs浓度与人口密度之间有显著的正相关.自组织映射(SOM)聚类分析表明土壤中HP15(商业区)和LW7(南围工业区)的浓度最高,灰尘中TH10(鑫盛工业区)、TH14(高塘工业区)和YX8(步行街商业区)的浓度最高,污染物来源可能为材料包装、汽车内饰、建材或电子设备等.4种功能区内,工业区的健康风险最高,商业区的癌症风险最高.健康风险和癌症风险评估表明儿童、成人和户外工作者中,户外工作者的风险最高.但是所有计算得到的OPEs风险值均低于风险阈值几个数量级,这表明短期内暂不存在健康风险,产期健康风险仍值得关注.

关键词：有机磷酸酯(OPEs) 土壤灰尘空间分布健康风险评估

分子模板诱导碱木质素基多孔比容炭的制备及其超级电容器储能性能

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微纳电子技术 2024年第4期61卷 63-76页

作者：朱天堃徐阳邵枫胡南滔上海交通大学、电子信息与电气工程学院、微纳电子系薄膜与微细技术教育部重点实验室上海200240

作为造纸产业的工业废料,碱木质素的高效利用十分有限。以碱木质素为主要原料、以蔗糖分子作为软模板,经预炭化与高温炭化两步,实现了木质素基多孔比容炭的简单、绿色及高效制备。表征与测试结果表明,其比表面积高达390 m^(2)/g,平均孔... 详细信息

作为造纸产业的工业废料,碱木质素的高效利用十分有限。以碱木质素为主要原料、以蔗糖分子作为软模板,经预炭化与高温炭化两步,实现了木质素基多孔比容炭的简单、绿色及高效制备。表征与测试结果表明,其比表面积高达390 m^(2)/g,平均孔径为2.7 nm,主要以孔径小于1 nm的微孔形式集中分布。电化学测试结果显示,其在0.5 A/g的电流密度下,比电容可达243.5 F/g。这一提升归因于蔗糖软模板带来的丰富微孔结构。在10 A/g的大电流密度下,其比电容为199.9 F/g,比电容保持率约为82%,证明其具有良好的倍率性能。进一步将其组装为扣式超级电容器,展现出30.7 W·h·kg^(-1)的高能量密度(功率密度450 W/kg),在4500 W/kg的高功率密度下,电容器仍具有23.6 W·h·kg^(-1)的能量密度。在1 A/g的电流密度下,经过3000次循环测试,电容器的比电容保持率仍高达约98%,表现出出色的循环稳定性。本研究为碱木质素在电化学储能领域的应用提供了新方法。

关键词：超级电容器木质素基多孔炭纳米材料碱木质素蔗糖

非极性有机溶剂对分子内氢键弱化程度的单分子力谱定量研究

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高等学校化学学报 2022年第4期43卷 143-149页

作者：张勇许俊鲍雨崔树勋西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室成都610031

利用单分子力谱技术,以3种不同醇解度的聚乙烯醇(PVA)为模型体系,定量研究了非极性有机溶剂对分子内氢键强度的影响.3种PVA样品在非极性有机溶剂中的分子内氢键强度均约为其在真空中强度的48%.结果表明,非极性有机溶剂对分子内氢键的弱... 详细信息

利用单分子力谱技术,以3种不同醇解度的聚乙烯醇(PVA)为模型体系,定量研究了非极性有机溶剂对分子内氢键强度的影响.3种PVA样品在非极性有机溶剂中的分子内氢键强度均约为其在真空中强度的48%.结果表明,非极性有机溶剂对分子内氢键的弱化作用十分显著,可削弱其约50%的本征氢键强度.本文研究结果提示人们需重新审视液相环境对高分子单链弹性和非共价相互作用的影响.

关键词：分子内氢键单分子力谱真空非极性有机溶剂聚乙烯醇

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正丙苯高温氧化机理的分子动力学模拟研究

高等学校化学学报 2023年第11期44卷 100-110页

作者：周子豪王思皓黄玳川刘波甯红波西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室成都610031

正丙苯是Jet A、 Jet A-1及国产RP-3航空煤油中芳香烃的典型替代组分.本文采用基于反应力场的分子动力学模拟研究了正丙苯高温氧化过程的主要反应网络、主要产物的形成机理以及在不同温度、密度和当量比条件下正丙苯氧化主要产物的分布... 详细信息

正丙苯是Jet A、 Jet A-1及国产RP-3航空煤油中芳香烃的典型替代组分.本文采用基于反应力场的分子动力学模拟研究了正丙苯高温氧化过程的主要反应网络、主要产物的形成机理以及在不同温度、密度和当量比条件下正丙苯氧化主要产物的分布规律,并结合反应动力学理论计算了正丙苯高温氧化的速率常数.结果表明,正丙苯高温氧化主要发生在烷基侧链,包括6种C—C和C—H键断裂单分子分解反应以及3种侧链氢原子与氧气或其它小自由基的氢提取反应,其中与苄基相连的C—C键具有最小断键能,是最重要的单分子分解反应,而不同位点的自由基氢提取反应的贡献相似;体系的模拟温度和密度/压力与正丙苯的氧化速率呈正相关,但当量比对氧化速率的影响则严重依赖于体系温度.计算所得正丙苯高温氧化表观活化能和指前因子与文献报道的实验值相比在可接受的范围内.

关键词：正丙苯反应机理高温氧化反应力场分子动力学模拟

基于纤维混凝土材料试验的套拱加固隧道地震响应模拟

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铁道建筑 2024年第1期64卷 90-94页

作者：谷文琦耿萍陈昌健刘果果邓林袁飞云西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031 四川建筑职业技术学院土木工程系四川德阳618000 四川泸石高速公路有限责任公司四川泸定626100

以一座山岭隧道为背景,选取钢纤维、玄武岩纤维、碳纤维为掺料进行纤维混凝土材料试验并确定纤维最佳体积掺量;结合试验数据与塑性损伤数值模拟结果,分析地震作用下有无纤维混凝土套拱加固隧道结构响应情况。结果表明:无套拱加固时衬砌... 详细信息

以一座山岭隧道为背景,选取钢纤维、玄武岩纤维、碳纤维为掺料进行纤维混凝土材料试验并确定纤维最佳体积掺量;结合试验数据与塑性损伤数值模拟结果,分析地震作用下有无纤维混凝土套拱加固隧道结构响应情况。结果表明:无套拱加固时衬砌拱脚、拱肩、拱腰处易发生拉裂损伤,拱顶与仰拱中心、左右拱肩的相对位移均较大。三种纤维混凝土套拱加固后,衬砌-套拱叠合结构拱腰、拱肩处损伤均有所改善,拉裂损伤向两端发展的趋势得到抑制;拱顶与仰拱中心,左右拱肩的相对位移较无套拱加固时有所降低,隧道结构稳定性提高。综合考虑衬砌损伤与测点位移,体积掺量为1.5%的钢纤维混凝土套拱加固效果最佳。

关键词：山岭隧道地震作用纤维混凝土套拱加固材料试验数值模拟塑性损伤相对位移

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增材制造铜/钢双金属材料研究进展

精密成形工程 2024年第2期16卷 117-129页

作者：杨栈琳刘岩曹博强刘发闫庆森刘军华刘兆真李博沈阳大学机械工程学院沈阳110044 沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室沈阳110044

铜/钢双金属材料具有力学强度高、物理化学性能优良等优势,在交通运输、电力能源和建筑工业等领域应用前景广阔。然而,传统熔铸工艺在制造铜/钢双金属材料时,容易在铜/钢界面处产生偏析现象,在一定程度上限制了铜/钢双金属材料的发展。... 详细信息

铜/钢双金属材料具有力学强度高、物理化学性能优良等优势,在交通运输、电力能源和建筑工业等领域应用前景广阔。然而,传统熔铸工艺在制造铜/钢双金属材料时,容易在铜/钢界面处产生偏析现象,在一定程度上限制了铜/钢双金属材料的发展。与传统工艺相比,增材制造技术不仅能实现复杂加工零件的快速制造,而且在成形过程中较短的保温时间能缓和或消除异种金属材料界面产生的冶金缺陷,进而增强铜/钢双金属材料的力学性能。由于双金属材料是近年来的研究热点,有关增材制造铜/钢双金属材料的综述性文章较少,故综述了近年来激光、电子束及电弧增材制造技术制造铜/钢双金属材料的研究发展现状,分析了各技术的优缺点,并从制备方法、工艺参数及界面合金元素等角度,分析了影响材料界面组织性能变化的关键因素。发现在增材制造铜/钢双金属材料方面,目前激光增材制造技术主要应用于精度要求较高的小尺寸零部件,电子束增材制造技术适用于某些具有特殊性能的合金,如钛合金,而电弧增材制造技术适用于精度要求较低的大型复杂零部件。在铜/钢双金属材料增材制造过程中,界面处易形成显微组织分布不均匀、界面晶粒尺寸差异较大等现象,导致界面处产生应力集中,从而造成材料断裂失效。为解决上述难题,学者们已深入研究第二相形成机理,并采用优化界面处Cu-Fe比例和控制脆相金属间化合物等方式提高铜/钢双金属材料的性能。最后,对目前增材制造铜/钢双金属材料的研究发展现状进行了总结与展望,未来在冶金学和热力学方向上对铜/钢双金属材料仍需进行系统性理论研究,对双金属材料而言需要建立相关模拟数据库,以期为相关从业人员提供精细化指导建议。新型增材制造技术或复合增材制造技术的开发与应用都将成为未来增材制造铜/钢双金属材料研究的重点发展方向。

关键词：铜/钢双金属材料激光增材制造技术电子束增材制造技术电弧增材制造技术界面缺陷

多孔储油聚酰亚胺高温摩擦学性能研究及仿真分析

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摩擦学学报 2024年

作者：赵贇鹏齐慧敏刘辉贾真余家欣西南科技大学制造过程与测试技术教育部重点实验室中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室

采用冷压-热烧结法制备了多孔聚酰亚胺材料，并在孔隙中浸渍苯甲基硅油，对比考察了纯聚酰亚胺、界面润滑聚酰亚胺、多孔聚酰亚胺及多孔储油聚酰亚胺的热稳定性及其在25～250℃范围内的摩擦学性能。结果表明多孔储油聚酰亚胺摩擦系数低... 详细信息

采用冷压-热烧结法制备了多孔聚酰亚胺材料，并在孔隙中浸渍苯甲基硅油，对比考察了纯聚酰亚胺、界面润滑聚酰亚胺、多孔聚酰亚胺及多孔储油聚酰亚胺的热稳定性及其在25～250℃范围内的摩擦学性能。结果表明多孔储油聚酰亚胺摩擦系数低于纯聚酰亚胺、多孔聚酰亚胺及界面润滑聚酰亚胺的摩擦系数。其中，多孔储油聚酰亚胺在100℃时的摩擦系数最低，为0.04，这是由于孔隙内部的润滑油缓慢释放到摩擦界面，形成了稳定的润滑油膜。XPS和FTIR-ATR结果表明，润滑油的加入降低了摩擦氧化反应程度，促进了金属-有机物之间的螯合反应，更易于形成低剪切转移膜。仿真结果表明，润滑油的加入改善了材料的应力集中和接触切向力，摩擦力的变化趋势和实际试验基本一致。

关键词：多孔储油聚酰亚胺摩擦磨损转移膜高温仿真模拟