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石墨炔在水系离子电池中的研究进展

新型炭材料（中英文） 2024年第3期39卷 388-406页

作者：徐显敏封文聪任静柯罗雯武汉理工大学材料科学与工程学院材料复合新技术国家重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学理学院物理系湖北武汉430070

石墨炔(Graphdiyne,GDY)是一种全新的炭材料,具有特殊的炭杂化排列方式、独特的化学性质和电子结构以及独特的孔隙结构等优点,在电化学储能领域具有良好的应用前景。新兴的水系离子电池具有低成本和高安全性等优点,然而,高性能电极材料... 详细信息

石墨炔(Graphdiyne,GDY)是一种全新的炭材料,具有特殊的炭杂化排列方式、独特的化学性质和电子结构以及独特的孔隙结构等优点,在电化学储能领域具有良好的应用前景。新兴的水系离子电池具有低成本和高安全性等优点,然而,高性能电极材料的开发、新型隔膜体系的设计以及稳定界面的策略等仍是水系离子电池面临的主要挑战。石墨炔在负极保护、正极包覆、隔膜设计以及稳定界面pH值等方面,可以改善离子传输与界面沉积行为、电解液不稳定等问题。特别是石墨炔自下而上的分子结构设计策略使其具有易修饰、掺杂的特点,改性的石墨炔类似物具有更加优异的性能,拓宽了其在水系离子电池中的应用。本文系统综述了石墨炔的结构与性质以及合成方法,特别对石墨炔在水系离子电池中的研究进行了总结。此外,对石墨炔在水系离子电池中应用时仍存在的问题与挑战进行了探讨,对石墨炔在水系离子电池中的发展进行了展望。

关键词：石墨炔炭材料电化学储能水系离子电池分子结构设计

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柔性多功能Fe_(2)O_(3)/CC正极宿主实现高效吸附与催化多硫化物的锂硫电池

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新型炭材料（中英文） 2024年第2期39卷 345-353页

作者：田真薛磊磊丁红元中北大学材料科学与工程学院山西太原030051 中北大学先进能源材料与系统研究院山西太原030051 武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430205

锂硫电池因其高能量密度和低成本而成为最有发展前景的电化学储能器件之一。然而,多硫化物的“穿梭效应”、硫导电率低是锂硫电池商业化面临的主要挑战。本工作中,以Fe(NO)_(3)·9H_(2)O为铁源,NH4F为表面活性剂,通过简单的水热及煅烧... 详细信息

锂硫电池因其高能量密度和低成本而成为最有发展前景的电化学储能器件之一。然而,多硫化物的“穿梭效应”、硫导电率低是锂硫电池商业化面临的主要挑战。本工作中,以Fe(NO)_(3)·9H_(2)O为铁源,NH4F为表面活性剂,通过简单的水热及煅烧处理制备了Fe_(2)O_(3)纳米棒修饰炭布(CC)的柔性Fe_(2)O_(3)/CC复合材料。其中,Fe_(2)O_(3)中介孔的存在有利于电解质的渗透和充放电过程中锂离子的传输和扩散,同时其密集阵列暴露出的丰富活性位点可以实现多硫化物的高效吸附和快速转化,降低多硫化物的穿梭效应。电化学分析显示:Fe_(2)O_(3)/CC正极在0.1 C(1 C=1672 mA g^(−1))的电流密度下具有1250 mAh g^(-1)的高放电比容量,经100圈循环后比容量保持在789 mAh g^(-1)。在2 C的倍率下循环1000圈后仍能达到576 mAh g^(-1)的放电比容量,容量保持率为70%,明显优于对比样品。因此,Fe_(2)O_(3)/CC能够很好地抑制多硫化物的穿梭,提高电池倍率性能和循环稳定性。

关键词：锂硫电池 Fe_(2)O_(3) 正极材料纳米棒

基于纳米压痕反向分析的Fe-32Ni超因瓦合金介观尺度弹塑性本构关系

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塑性工程学报 2024年第2期31卷 129-136页

作者：刘俐黄伟杜松黄尚宇谢玲珠陈志文武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070 武汉大学工业科学研究院湖北武汉430072

采用纳米压痕技术和电子背散射衍射分析技术对Fe-32Ni超因瓦合金不同取向的晶粒进行了测试,得到了材料在(001)、(101)和(111)取向下的弹性模量和硬度。同时基于量纲分析提出了一种改进的反向算法,并结合有限元仿真对Fe-32Ni超因瓦合金... 详细信息

采用纳米压痕技术和电子背散射衍射分析技术对Fe-32Ni超因瓦合金不同取向的晶粒进行了测试,得到了材料在(001)、(101)和(111)取向下的弹性模量和硬度。同时基于量纲分析提出了一种改进的反向算法,并结合有限元仿真对Fe-32Ni超因瓦合金的纳米压痕过程进行了反向分析和计算,通过纳米压痕实验曲线与仿真曲线的对比,最终获得材料在(001)、(101)和(111)取向下的应力应变关系,结果表明:(001)取向下晶粒的屈服强度最高,(101)取向下晶粒的屈服强度最低。此外,(101)和(111)取向的晶粒屈服后的应力-应变曲线变化趋势较为一致,而(001)取向下的应力-应变曲线变化较为平缓,材料在不同取向下的力学响应具有明显的各向异性。

关键词： Fe-32Ni合金纳米压痕有限元仿真弹塑性反向分析

炼油污染场地地下水DOM三维荧光指纹特征及指示意义

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地球科学 2024年第6期49卷 2199-2212页

作者：李小倩刘鋆何宁洁宋晓东邢新丽刘运德中国地质大学环境学院湖北武汉430078 国家环境保护水污染溯源与管控重点实验室湖北武汉430078 中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430078 中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074

综合应用荧光峰识别、三维荧光光谱(excitation-emission matrix,EEMs)区域积分法、聚类分析和相关性分析等方法,探究污黄土高原某炼油厂污染场地地下水溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)三维荧光光谱特征及其对有机污染的指... 详细信息

综合应用荧光峰识别、三维荧光光谱(excitation-emission matrix,EEMs)区域积分法、聚类分析和相关性分析等方法,探究污黄土高原某炼油厂污染场地地下水溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)三维荧光光谱特征及其对有机污染的指示作用.结果显示,污染场地地下水DOM的EEMs表现出显著的石油类污染物的指纹特征.EEMs中表征苯和石油烃的区域Ⅰ和区域Ⅱ的荧光区域积分标准体积占总区域积分标准体积的55%~88%,与地下水样品有机污染组分的测试结果吻合.基于三维荧光指纹特征相似性的聚类分析揭示了污染场地地下水有机污染类型与空间异质性分布特征.污染地下水EEMs区域积分标准体积与有机组分、光谱参数、水化学组成的相关性分析,表明DOM的三维荧光指纹谱能够有效指示场地地下水的有机污染程度、组成特征和水化学的响应,为地下水污染监测和预警的有效提供示踪工具.

关键词：溶解性有机物荧光光谱指纹荧光光谱区域积分地下水有机污染炼油场地水文地质

石英纱线/石英纤维毡三维织物的设计及其隔热性能

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纺织学报 2024年第6期45卷 53-58页

作者：李久刚石玉菲刘可帅李文斌柯贵珍武汉纺织大学纺织科学与工程学院湖北武汉430200 武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术省部共建国家重点实验室湖北武汉430200

为充分利用石英纱线及其纤维毡良好的隔热效果制备隔热性能优异的石英纱线/石英纤维毡三维织物,采用石英纱线和纤维毡在小样织机上进行三维立体编织,针对石英纱线/石英纤维毡三维织物不易编织等诸多问题,对织机综丝综框进行降低摩擦处理... 详细信息

为充分利用石英纱线及其纤维毡良好的隔热效果制备隔热性能优异的石英纱线/石英纤维毡三维织物,采用石英纱线和纤维毡在小样织机上进行三维立体编织,针对石英纱线/石英纤维毡三维织物不易编织等诸多问题,对织机综丝综框进行降低摩擦处理;然后采用控制变量法和实验对比法,对所得石英纱线/石英纤维毡三维织物在热环境下的隔热性能进行测试表征,对其加热状态下的温度和外观形状的变化趋势和规律进行探讨。实验结果表明:石英纱线/石英纤维毡三维织物在300~700℃时,平均隔热保留率是相等厚度普通石英纤维织物的4倍,验证了石英纱线/石英纤维毡三维织物的优越隔热性能。确定了石英纱线/石英纤维毡三维织物具有良好的整体性能和隔热性,能够作为航天飞行器的外部隔热材料抵挡高温冲刷,因此对石英纱线/石英纤维毡三维织物性能的研究具有深远意义。

关键词：石英纱线纤维毡三维织物间隔织物隔热性能

强降雨情景下附着式升降脚手架事故致因IFRAM-BN模型

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中国安全科学学报 2024年第7期34卷 44-52页

作者：陈伟赵卓雅牛力温道云罗浩武汉理工大学土木工与建筑学院湖北武汉430070 武汉市市政工程质量安全中心湖北武汉430021 武汉市房屋征收和名城保护中心湖北武汉430021

强降雨事件频发造成附着式升降脚手架事故剧增,为提高强降雨情景下施工安全性,降低事故发生率,提出一种基于改进的功能共振分析模型(IFRAM)和贝叶斯网络(BN)相结合的事故致因分析模型。首先,从定性角度,利用IFRAM识别事故机制并深度挖... 详细信息

强降雨事件频发造成附着式升降脚手架事故剧增,为提高强降雨情景下施工安全性,降低事故发生率,提出一种基于改进的功能共振分析模型(IFRAM)和贝叶斯网络(BN)相结合的事故致因分析模型。首先,从定性角度,利用IFRAM识别事故机制并深度挖掘系统功能共振情况;其次,将IFRAM映射至BN定量分析模型,并引入联系云优化计算各根节点的先验概率;最后,以西安“9·10”事故为例,进行实证研究并提出相应预防措施。结果表明:事故在安全状态为Ⅳ级时,发生的可能性最大。工人违规操作、未进行旁站等强制性监督、强降雨等是导致爬架事故的核心致因;强降雨环境→雨后架体载荷超载等致因组合是诱发爬架事故的关键。

关键词：强降雨附着式升降脚手架事故致因改进的功能共振分析模型(IFRAM) 贝叶斯网络(BN) 联系云

制备方法对碳烟催化中Ag-Cs协同体系影响研究

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3637-3645页

作者：阮宏程张雪妮黄丹杨俊李鸿鹄庄龚祖白泉郭利民中南财经政法大学信息工程学院湖北武汉430073 中南财经政法大学环境管理与政策研究所湖北武汉430073 华中科技大学环境科学与工程学院湖北武汉430074

采用离子交换法和浸渍法分别合成了Ag-Cs/ZSM-5(E)和Ag-Cs/ZSM-5(D)双金属催化剂.利用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)等手段表征材料的物理、化学状态.通过程序升温氧化(TPO)测试催化剂活性,发现在氧气气氛下... 详细信息

采用离子交换法和浸渍法分别合成了Ag-Cs/ZSM-5(E)和Ag-Cs/ZSM-5(D)双金属催化剂.利用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)等手段表征材料的物理、化学状态.通过程序升温氧化(TPO)测试催化剂活性,发现在氧气气氛下,Ag-Cs/ZSM-5(E)和Ag-Cs/ZSM-5(D)双金属催化剂催化活性较Ag/ZSM-5有着非常明显的提升,T50从Ag/ZSM-5的546℃分别降低至Ag-Cs/ZSM-5(E)的430℃和Ag-Cs/ZSM-5(D)的464.℃同时,Ag-Cs/ZSM-5(E)比Ag-Cs/ZSM-5(D)表现出更佳的催化活性和稳定性.研究结果证实了Ag-Cs双金属的协同作用,以及ZSM-5载体上路易斯酸性位点Cs在双金属协同中的关键作用.

关键词：碳烟颗粒银基催化剂双金属协同制备方法

基于总安全系数法的系统锚杆支护承载能力试验研究

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岩土力学 2024年第6期45卷 1743-1754页

作者：肖明清徐晨崔岚盛谦陈健谢壁婷晏庆明中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 水下隧道技术国家地方联合工程研究中心湖北武汉430063 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 中国地质大学(武汉)海洋学院湖北武汉430074

鉴于隧道现行规范缺乏系统锚杆支护的承载能力分析方法,总安全系数法提出了锚−岩承载拱的荷载结构模型与承载力计算方法,在理论上实现了锚杆的量化设计,但缺少试验验证。基于此,从结构试验角度研制了大型隧道结构模型试验系统,开展了毛... 详细信息

鉴于隧道现行规范缺乏系统锚杆支护的承载能力分析方法,总安全系数法提出了锚−岩承载拱的荷载结构模型与承载力计算方法,在理论上实现了锚杆的量化设计,但缺少试验验证。基于此,从结构试验角度研制了大型隧道结构模型试验系统,开展了毛洞与不同间距系统锚杆支护下的锚−岩承载拱结构承载试验。通过监测围岩内部应力−应变、隧道位移与锚杆应变,分析了围岩与锚杆材料的破坏状态与破坏荷载,研究了锚−岩承载拱变形与受力特征、锚杆轴力分布。对比分析了模型试验的结构承载力与总安全系数法理论下锚−岩承载拱的计算承载力。研究结果表明:锚杆能有效地与围岩协同承载,显著增加围岩的侧限力,提高围岩抗压强度与承载能力;试验得到的锚−岩承载拱承载能力与理论计算结果较为吻合,表明了总安全系数法的锚−岩承载拱计算模型是合理的,并具有合适的安全性。

关键词：锚?岩承载拱模型试验承载能力总安全系数法

长江中游荆江段地下水排泄的量化及其空间差异性分析

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地球科学 2024年第4期49卷 1448-1458页

作者：周子皓杜尧孙晓梁范红晨邓娅敏中国地质大学环境学院湖北武汉430078 中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074

地下水与河流的相互作用对于维持河流生态系统的健康十分关键,但是目前对于地下水向湿润地区大型河流排泄过程的定量化研究较为薄弱.针对这一问题,以长江中游荆江段为研究区,通过野外采样和水文气象数据收集,利用^(222)Rn质量平衡模型... 详细信息

地下水与河流的相互作用对于维持河流生态系统的健康十分关键,但是目前对于地下水向湿润地区大型河流排泄过程的定量化研究较为薄弱.针对这一问题,以长江中游荆江段为研究区,通过野外采样和水文气象数据收集,利用^(222)Rn质量平衡模型定量估算长江中游荆江段的地下水排泄,并用EC质量平衡模型及水量平衡模型验证^(222)Rn质量平衡的结果.结果显示:长江中游荆江段的平均地下水排泄速率为133 mm/d,排泄总量为1.06×10^(8)m^(3)/d,对水量平衡的贡献约为10.99%.其中枝城-沙市段地下水排泄速率最大,监利-螺山段地下水排泄速率最低.含水层富水性和地下水位可能是控制地下水排泄速率的关键因素.本研究对于流域水资源管理具有重要意义,也可为今后长江中游地区水资源的合理开发利用以及生态环境保护提供理论依据.

关键词：地下水排泄氡水量平衡荆江长江中游水文地质学