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低阶煤热解挥发分热催化重整研究进展

化工进展 2024年第5期43卷 2279-2293页

作者：姚乃瑜曹景沛庞新博赵小燕蔡士杰徐敏赵静平冯晓博伊凤娇中国矿业大学江苏省碳资源精细化利用工程研究中心江苏徐州221116

低阶煤清洁高效利用是我国的重大战略需求之一。在煤热转化技术中,煤热解挥发分催化重整可将复杂热解产品定向轻质化制备化学品,具有广泛应用前景。改变工艺条件是提高热解转化率和产品收率的重要手段,优化反应器设计以及开发高活性和... 详细信息

低阶煤清洁高效利用是我国的重大战略需求之一。在煤热转化技术中,煤热解挥发分催化重整可将复杂热解产品定向轻质化制备化学品,具有广泛应用前景。改变工艺条件是提高热解转化率和产品收率的重要手段,优化反应器设计以及开发高活性和稳定性催化剂是该技术发展的重要方向。本文首先介绍了低阶煤及其挥发分的催化重整方式,在此基础上综述了温度、气氛、停留时间等反应条件的影响以及固定床和流化床反应器应用的策略和挑战,然后对金属类、炭基和沸石类催化剂的后处理及原位控制等改性方法与作用原理进行了分析,阐述了热解挥发分的催化裂解机理。此外,指出了煤热解挥发分催化重整技术在工业化生产中的瓶颈,明确了挥发分中低碳烃类与大分子化合物的催化转化路径对煤热解过程中二次反应定向调控的关键作用,深入探究了催化剂中酸催化质子化作用对催化剂失活机制的影响。

关键词：低阶煤热催化重整挥发分反应条件反应器

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煤热解研究进展及其发展历程

化工进展 2024年第7期43卷 3620-3636页

作者：曹景沛姚乃瑜庞新博赵小燕赵静平蔡士杰徐敏冯晓博伊凤娇中国矿业大学江苏省碳资源精细化利用工程研究中心江苏徐州221116

在应对“碳中和”的挑战中,我国学者提出了“工程热化学”这一新兴学科。煤热解是一种重要的热化学反应,是工程热化学领域的重要研究内容。面对日益增长的能源需求以及不断恶化的世界环境,煤炭清洁高效利用成为我国的重大战略需求。全... 详细信息

在应对“碳中和”的挑战中,我国学者提出了“工程热化学”这一新兴学科。煤热解是一种重要的热化学反应,是工程热化学领域的重要研究内容。面对日益增长的能源需求以及不断恶化的世界环境,煤炭清洁高效利用成为我国的重大战略需求。全面了解煤热解过程,完善煤热解理论,准确描述煤热解动力学机理,是开发煤的高效热解的基础。本文首先介绍了煤热解的概念、分类及热解过程,进而总结了煤热解机理的研究进展,针对煤热解的ReaxFF MD分子动力学以及热分析动力学进行了详细的分析。阐述了热解过程发生的主要反应、反应的影响因素以及热作用过程中矿物质及杂原子对反应的影响。最后对煤热解工艺发展历程和示范应用进行了总结。

关键词：煤热解热解机理动力学影响因素

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双层Si_(3)N_(4)/SiO_(2)隧穿结操纵的可重构光学伤害感受器

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光学学报 2024年第11期44卷 244-250页

作者：杨成东刘逸龙苏琳琳李欣蔚徐丽华无锡学院江苏省集成电路可靠性技术及检测系统工程研究中心江苏无锡214105

合理设计材料性能和器件结构,提出一种易于制造、低能耗、可重构的光学伤害感受器,它能够进行阈值触发的自适应双模跳跃,类似于阈值触发的光照疼痛警报。利用双层Si_(3)N_(4)/SiO_(2)隧穿结,基于Si_(3)N_(4)电介质的隧穿模式转变实现高... 详细信息

合理设计材料性能和器件结构,提出一种易于制造、低能耗、可重构的光学伤害感受器,它能够进行阈值触发的自适应双模跳跃,类似于阈值触发的光照疼痛警报。利用双层Si_(3)N_(4)/SiO_(2)隧穿结,基于Si_(3)N_(4)电介质的隧穿模式转变实现高强度和重复训练触发的模式跳变。当输出电流小于阈值时,该器件能够以较低的能量损耗密度(33.5 fJ/μm^(2))来表达一些常见的突触功能。因此,所提隧穿结的光学伤害感受器不仅能够为构建光照疼痛警报系统提供有用信息,而且能为阈值相关的新应用开辟新途径。

关键词：光电子学神经形态器件光学伤害感受器 Si_(3)N_(4)/SiO_(2)隧穿结隧穿模式阈值跳变

考虑过渡层多层空间变异性的边坡降雨入渗模型及稳定性分析应用

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岩土工程学报 2024年

作者：蒋水华元志镕刘贤黄劲松周创兵南昌大学工程建设学院南昌大学流域碳中和教育部工程研究中心

建立合理的降雨入渗模型是揭示降雨诱发边坡失稳机制及灾害防控的重要前提。传统的Green-Ampt模型未考虑土壤分层及雨水入渗形成的过渡层分布，导致计算的入渗率存在较大偏差，难以适用于空间变异性边坡。本文提出土层入渗率的分层求解... 详细信息

建立合理的降雨入渗模型是揭示降雨诱发边坡失稳机制及灾害防控的重要前提。传统的Green-Ampt模型未考虑土壤分层及雨水入渗形成的过渡层分布，导致计算的入渗率存在较大偏差，难以适用于空间变异性边坡。本文提出土层入渗率的分层求解方法，可由不同土层间入渗率大小关系确定过渡层厚度，据此提出考虑土体饱和渗透系数空间变异性边坡降雨入渗分析的改进Green-Ampt模型。进而应用改进模型进行降雨入渗下均质和非均质无限长边坡渗流及稳定性分析，并与传统Green-Ampt模型计算结果和Richards方程数值解加以对比。分析结果表明：相比于传统的Green-Ampt模型，利用改进模型计算的边坡体积含水率分布和稳定性系数与Richards方程数值解更为吻合，可以更好地为非均质边坡降雨入渗分析及降雨型滑坡灾害防控提供理论依据。此外，发现过渡层厚度与土体饱和渗透系数、过渡层顶部入渗率和体积含水率之间存在依赖关系，而与雨水入渗的总深度无直接关系。

关键词：边坡稳定性分析空间变异性降雨入渗改进Green-Ampt模型过渡层

土壤盐分变化对N_(2)O排放影响:基于Meta分析

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环境科学 2024年第4期45卷 2313-2320页

作者：黄艺华佘冬立史祯琦胡磊潘永春河海大学农业科学与工程学院南京210098 江苏省农业水土资源高效利用与固碳减排工程研究中心南京210098

N_(2)O是导致臭氧层空洞和全球变暖的主要大气污染物,农业生产活动是其主要来源,而土壤盐分则是影响N_(2)O排放的关键因素.基于21篇同行评议文献中528对实验组及对照组形成的数据集,运用R语言Metafor软件包进行Meta分析,进而评估土壤盐... 详细信息

N_(2)O是导致臭氧层空洞和全球变暖的主要大气污染物,农业生产活动是其主要来源,而土壤盐分则是影响N_(2)O排放的关键因素.基于21篇同行评议文献中528对实验组及对照组形成的数据集,运用R语言Metafor软件包进行Meta分析,进而评估土壤盐分对土壤N_(2)O排放的影响.结果表明,土壤盐分累积对N_(2)O排放量有显著正效应,中度和高度盐渍土N_(2)O排放量比非盐渍土高75.57%和28.85%.室内培养实验测定结果表明,林地和农田的土壤盐渍化导致N_(2)O排放量增加124.79%和131.64%,而野外定位监测试验结果表明,草地、裸地和农田中,土壤盐分对N_(2)O排放的影响均不显著.盐分对N_(2)O排放的影响趋势则因土壤(NH_(4)^(+)∶NO_(3)^(-))、p H、土壤砂粒含量和粉粒含量的差异而发生改变,影响程度依次是:(NH_(4)^(+)∶NO_(3)^(-))>p H>砂粒含量>粉粒含量.通过揭示土壤盐分升高对不同土地利用类型下N_(2)O排放的刺激作用,明确了环境因子和盐分交互作用对N_(2)O排放的影响,对土壤盐渍化地区N_(2)O排放预防阻控和环境改善具有重要科学意义.

关键词： N_(2)O累积排放量盐渍化反硝化作用土地利用方式 Metafor软件包

农田水位与施氮对拔节孕穗期受涝后冬小麦的调控效应

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农业机械学报 2024年第7期55卷 373-385页

作者：何平如俞双恩丁继辉马韬戴妍李金刚河海大学农业科学与工程学院南京210098 江苏省农业水土资源高效利用与固碳减排工程研究中心南京210098

为探明拔节孕穗期受涝后农田水位与施氮对冬小麦生长、产量、籽粒品质、水氮利用及氮磷负荷的调控效应,于2020—2021年在南京市江宁区开展测坑种植试验。以冬小麦品种“扬麦25”为试验材料,在冬小麦拔节孕穗期受涝后设置高、中、低3个... 详细信息

为探明拔节孕穗期受涝后农田水位与施氮对冬小麦生长、产量、籽粒品质、水氮利用及氮磷负荷的调控效应,于2020—2021年在南京市江宁区开展测坑种植试验。以冬小麦品种“扬麦25”为试验材料,在冬小麦拔节孕穗期受涝后设置高、中、低3个农田水位(即受涝1 d后农田水位3 d内降至-40、-60、-80 cm)和低、中、高3个施氮量(160、190、220 kg/hm^(2)),以不受涝且常规施氮190 kg/hm^(2)处理作为对照。结果表明,涝渍条件下,冬小麦株高、干物质量、产量、水分利用效率、籽粒粗蛋白含量、籽粒赖氨酸含量均随农田水位的降低和施氮量的增加而逐渐增大,氮肥偏生产力随农田水位的降低和施氮量的减小而逐渐增大,总氮、总磷等污染物负荷随着农田水位的降低而逐渐增大。与对照处理相比,试验设计农田水位下,增施氮肥(220 kg/hm^(2))可以缓解涝渍对冬小麦植株的不良影响,促进冬小麦干物质量和产量分别增加4.76%~23.81%、2.75%~9.19%;中、高农田水位下氮肥减施(160 kg/hm^(2))导致冬小麦分别减产2.20%和14.00%,水分利用效率分别下降4.55%和9.74%;低农田水位可以降低因氮肥减施导致的减产效应,使得冬小麦产量和氮肥偏生产力分别提高3.98%、23.49%。农田水位越高,其控水期间综合涝渍程度越大,对应产量越低。此外,短期内涝对提高籽粒粗蛋白含量具有积极效应,与对照处理相比,各处理对应粗蛋白含量提高11.50%~20.21%。综上,以高产、高效、减污、提质为目标,建议冬小麦拔节孕穗期5 cm水层受涝1 d后,农田水位3 d内降至-80 cm,施氮量为220 kg/hm^(2)。研究结果可为中国南方以及类似易涝易渍农业区冬小麦种植及涝渍灾害修复提供理论依据。

关键词：冬小麦品质涝渍胁迫农田水位排水面源污染调控效应

邻二碘芳烃和氢化钠产生芳炔用于硫醇的邻碘芳基化反应

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有机化学 2024年第7期44卷 2363-2370页

作者：刘典范王健智王梦晴陈晓蓓胡延维张士磊苏州大学药学院江苏省重大神经精神疾病研究重点实验室江苏省精准诊疗药物创制工程研究中心

该方法使用廉价易得的试剂邻二碘芳烃和氢化钠生成苯炔,然后与硫醇发生反应,简单高效地合成邻碘芳基硫醚.值得注意的是,在反应中没有观察到像过渡金属催化那样得到的二硫醚副产物.该方法操作简单,条件温和,底物范围广泛,很多情况下都给... 详细信息

该方法使用廉价易得的试剂邻二碘芳烃和氢化钠生成苯炔,然后与硫醇发生反应,简单高效地合成邻碘芳基硫醚.值得注意的是,在反应中没有观察到像过渡金属催化那样得到的二硫醚副产物.该方法操作简单,条件温和,底物范围广泛,很多情况下都给出较高收率的产物.

关键词：芳炔硫醇邻二碘芳烃氢化钠邻碘芳基硫醚

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同带泵浦的Tm:CYA调Q锁模激光器

中国光学（中英文） 2024年第4期17卷 764-770页

作者：孙堂正李云飞谭晶荣杜晓娟丁嘉宇任舒婷许浩王翀杨金芳张明霞朱永乐董忠令维军甘肃省全固态激光工程研究中心甘肃天水741001 集成电路封装与测试教育部工程研究中心甘肃天水741001

以半导体可饱和吸收镜SESAM作为锁模启动元件,利用同带泵浦技术首次在Tm:CaYALO_(4)(Tm:CYA)激光器实现了被动调Q锁模运转。光路采用X型四镜腔结构,泵浦源采用Er:Y_(3)Al_(5)O_(12)(Er:YAG)固体激光器,其中心波长为1650 nm。分别采用0.5... 详细信息

以半导体可饱和吸收镜SESAM作为锁模启动元件,利用同带泵浦技术首次在Tm:CaYALO_(4)(Tm:CYA)激光器实现了被动调Q锁模运转。光路采用X型四镜腔结构,泵浦源采用Er:Y_(3)Al_(5)O_(12)(Er:YAG)固体激光器,其中心波长为1650 nm。分别采用0.5%、1.5%、3%和5%透过率的输出耦合镜,对激光器连续光输出和锁模输出特性进行研究。结果表明:当采用5%透过率的输出耦合镜时,激光器的输出特性最好;当激光器在连续光运转情况下,得到了894 mW的最高功率和16%的最大斜效率输出;将连续光功率优化至最高,在光路中加入SESAM锁模元件后,当吸收泵浦功率大于1.86 W时,激光运转进入不稳定的调Q状态;当吸收泵浦功率提高到5.7 W时,实现了稳定的被动调Q锁模运转;吸收泵浦功率达到6.99 W时,采用5%透过率的输出耦合镜,获得了最高输出功率为399 mW的锁模脉冲激光;此时调Q包络下重复频率为98.11 MHz,脉冲宽度为619.4 ps,对应的最大单脉冲能量为4.07 nJ,调Q包络中锁模脉冲调制深度接近100%。实验结果证明,同带泵浦技术可以用于激光器以产生调Q锁模脉冲,为超短脉冲激光的产生提供了一种新的泵浦方式。

关键词： Tm:CYA激光器同带泵浦半导体可饱和吸收镜(SESAM) 调Q锁模

我国“十四五”煤层气勘探开发新进展与前景展望

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中国石油勘探 2024年第1期29卷 1-13页

作者：吴裕根门相勇娄钰自然资源部油气资源战略研究中心

煤层气开发有助于推动我国早日实现碳达峰碳中和目标。我国煤层气开发已基本实现产业化,但受理论技术等因素制约,发展规模与丰富的资源条件不匹配。“十四五”以来,我国煤层气勘探开发取得5个方面的新进展:一是我国开始进入深层煤层气... 详细信息

煤层气开发有助于推动我国早日实现碳达峰碳中和目标。我国煤层气开发已基本实现产业化,但受理论技术等因素制约,发展规模与丰富的资源条件不匹配。“十四五”以来,我国煤层气勘探开发取得5个方面的新进展:一是我国开始进入深层煤层气规模开发新阶段,煤层气产量增速明显加快;二是深层煤层气勘探开发取得重大突破,极大拓展了产业发展空间;三是老气田低效区、薄煤层等难采资源增产改造效果显著;四是与“十三五”期间相比,攻关领域由中—浅层煤层气为主转为以深层煤层气为主,以水平井大规模分段压裂技术为代表的煤层气理论技术在地质认识、钻完井、压裂、排采四大关键环节均取得重大创新,产气效果明显提升;五是煤层气产业发展政策环境持续优化。初步研判,我国深层煤层气资源丰富,埋深大于1500m的煤层气资源量约是1500m以浅的资源量2倍以上;我国已探明煤层气储量以中—浅层为主,但采出程度仅为7%,剩余资源规模可观,而老气田还发育丰富的薄煤层气,已证实是现实接替资源。因此,深层煤层气的重大突破和老气田增产改造的成功成为引领我国煤层气产业加速发展的主要推动力,发展前景良好。在综合多家机构和专家研究结果的基础上,研究认为我国煤层气产量2025年有望达到100×10^(8)m^(3),2035年达到300×10^(8)m^(3)。但我国煤层气快速发展面临着深煤层、薄煤层等新领域煤层气地质理论认识有待深入系统研究,深层煤层气勘探开发工程技术仍处于攻关阶段,产业发展政策支持力度仍有待完善等挑战。因此,建议加强新领域煤层气风险勘探和选区评价、加强高效勘探开发理论技术攻关以及加强煤层气产业政策支持和发展引导。

关键词：深层煤层气薄煤层理论技术产业政策