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小麦秸秆真空氧载体气化特性实验研究

太阳能学报 2018年第6期39卷 1667-1674页

作者：李冲胡建军张寰李盾郭前辉刘新萍河南农业大学生物质能源河南省协同创新中心郑州450002 农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002

在自制的生物质真空氧载体气化反应装置上,考察无氧载体时反应温度对气体产物分布及合成气中H2和CO总含量的影响情况,研究氧载体对小麦秸秆真空气化过程的影响规律,并借助扫描电镜（SEM）对反应前后的氧载体进行表征。实验结果表明：无... 详细信息

在自制的生物质真空氧载体气化反应装置上,考察无氧载体时反应温度对气体产物分布及合成气中H2和CO总含量的影响情况,研究氧载体对小麦秸秆真空气化过程的影响规律,并借助扫描电镜（SEM）对反应前后的氧载体进行表征。实验结果表明：无氧载体时,随着反应温度的升高,合成气中H2和CO含量均逐渐增大,750℃时H2含量达到10.13%;当反应温度从550℃升高到800℃时,反应温度对CO2含量影响最为显著,CO2含量从27.31%减小到14.43%。有氧载体时,在上述反应温度范围内,H2含量从6.43%升至13.62%,合成气中H2/CO值、H2和CO总含量均随反应温度的升高而增大;氧载体可增大气体产物中H2与CO产量,同时H2/CO值也明显增大,说明氧载体可促进生物质气化反应;在真空条件下,氧载体并未发生明显烧结,且反应后的氧载体结构更有利于生物质气化,但其机械强度有所降低。

关键词：秸秆真空氧载体气化温度

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脉冲电流在镁合金加工中的应用进展

材料导报 2022年第21期36卷 167-176页

作者：徐志超吴涛郭学锋杨文朋樊建峰肖思宇河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454003 河南省高性能轻金属材料及其数值模拟国际联合实验室河南焦作454003 新材料界面科学与工程教育部重点实验室太原030024

镁合金作为最轻的金属结构材料,具有比重轻、比强度高、电磁屏蔽性能好、抗震性好、易加工、可回收利用以及生物相容性和可降解性良好等特点,在数码、交通和生物医用领域有广泛的应用前景。然而,镁的晶体结构为密排六方结构,在室温下可... 详细信息

镁合金作为最轻的金属结构材料,具有比重轻、比强度高、电磁屏蔽性能好、抗震性好、易加工、可回收利用以及生物相容性和可降解性良好等特点,在数码、交通和生物医用领域有广泛的应用前景。然而,镁的晶体结构为密排六方结构,在室温下可启动的滑移系少,塑性变形能力较差,这成为限制其广泛应用的主要原因。近年来,关于改善合金加工性能的研究已经广泛开展。研究较多的是通过对塑性加工工艺进行优化来提高合金的成形以及综合力学性能,如大塑性变形、半固态加工、电辅助成形等。其中,电辅助成形是利用电塑性效应,提高合金在加工过程中的塑性,降低变形抗力,同时还能有效节约能源,是实现难变形材料精准成形、提高材料综合性能的绿色加工技术。本文对脉冲电流在镁合金加工中的应用进行了综述,系统探讨了当前变形镁合金的加工方法与力学性能,分析了当前制约变形镁合金发展的因素,重点讨论了电塑性效应的研究现状,总结了国内外电塑性效应在镁合金加工中的研究现状,举例说明了脉冲电流在镁合金轧制、冲压等工艺中的应用。最后,从电塑性效应、止裂效应、极性效应三方面出发,重点综述了脉冲电流在金属塑性加工中的微观作用机理,并对脉冲电流在镁合金中的加工应用前景进行了展望。

关键词：镁合金电塑性效应塑性加工极性效应止裂效应

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玉米秸秆打捆燃烧特性研究

太阳能学报 2018年第12期39卷 3499-3504页

作者：王炯刘圣勇张品远方鲁杰刘婷婷河南农业大学生物质能源河南省协同创新中心郑州450002 农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002

采用热重-微分热重(TG-DTG)联用技术对玉米秸秆散烧、打捆、成型3种燃烧方式进行热重分析,通过计算分析得出打捆燃料燃烧特性指数,并与散烧和成型燃烧相对比。试验结果表明:捆烧与散烧和成型燃烧过程都经历水分蒸发、挥发分析出、固定... 详细信息

采用热重-微分热重(TG-DTG)联用技术对玉米秸秆散烧、打捆、成型3种燃烧方式进行热重分析,通过计算分析得出打捆燃料燃烧特性指数,并与散烧和成型燃烧相对比。试验结果表明:捆烧与散烧和成型燃烧过程都经历水分蒸发、挥发分析出、固定碳的燃烧和燃尽4个阶段;由于打捆燃料具有独特的尺寸结构,不利于传热传质的进行,其挥发分的析出峰值时间滞后;打捆燃料挥发分不易析出,析出过程较为平稳,维持较长时间;打捆燃料燃烧后期固定碳的燃烧存在更为显著的峰值点;通过自主设计捆烧试验台对热重试验结果进行实验验证,其结果具有相似性。最后将打捆燃料燃烧特性与生物质锅炉供风系统设计相结合,采用分段式供风,提出一种新型锅炉供风系统设计思路。

关键词：打捆燃烧反应动力学分段送风

供氮水平对不同氮效率玉米品种氮素吸收、干物质形成及产量的影响

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玉米科学 2023年第4期31卷 118-130页

作者：王帅丽穆心愿杨豫龙徐佳敏刘天学温涛付景郑玉珍赵亚丽李鸿萍张改平赵霞河南农业大学农学院郑州450002 河南省农业科学院粮食作物研究所/河南省玉米绿色精准生产国际联合实验室郑州450002 禹州市农业农村局河南禹州461670

以低氮高效型玉米品种郑单958、高氮高效型玉米品种先玉335、双低效型玉米品种豫单606、双高效型玉米品种秋乐368为材料,研究不同氮效率玉米品种在不施氮肥和纯氮90、180、270、360 kg/hm^(2)处理下产量、干物质积累与转运及氮素吸收利... 详细信息

以低氮高效型玉米品种郑单958、高氮高效型玉米品种先玉335、双低效型玉米品种豫单606、双高效型玉米品种秋乐368为材料,研究不同氮效率玉米品种在不施氮肥和纯氮90、180、270、360 kg/hm^(2)处理下产量、干物质积累与转运及氮素吸收利用的差异。结果表明,与双低效型品种相比,低氮高效型品种在低氮条件下可以正常维持物质合成,具有较高的氮素积累量和干物质积累量,粒重增加,进而具有较高产量优势;高氮高效型品种在高氮条件下具有较高的花后干物质积累量、氮素积累量,能维持较长时间的光合作用,子粒库容量较高,库调节能力较强,子粒产量存在优势;双高效型品种同时具有以上特性。

关键词：玉米品种供氮水平干物质积累氮素吸收

秸秆附着微生物对土壤养分、小麦根际细菌多样性及产量的影响

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河南农业科学 2022年第1期51卷 60-70页

作者：徐佳敏王帅丽穆心愿赵霞唐保军夏来坤赵亚丽刘天学河南农业大学农学院河南郑州450046 河南省农业科学院粮食作物研究所/河南省玉米绿色精准生产国际联合实验室河南郑州450002

为探明还田秸秆附着的微生物进入土壤后对下茬作物根际微生物多样性和产量形成的影响,以玉米秸秆为试验材料,在盆栽试验条件下,以秸秆不还田(SR0)为对照,设置秸秆灭菌还田(SRD)和秸秆直接还田(SR)处理,研究秸秆不同处理对土壤养分含量... 详细信息

为探明还田秸秆附着的微生物进入土壤后对下茬作物根际微生物多样性和产量形成的影响,以玉米秸秆为试验材料,在盆栽试验条件下,以秸秆不还田(SR0)为对照,设置秸秆灭菌还田(SRD)和秸秆直接还田(SR)处理,研究秸秆不同处理对土壤养分含量、冬小麦根际细菌群落多样性及冬小麦生长的影响。结果表明,秸秆还田提高了土壤有机质、碱解氮含量,且SRD与SR处理间差异不显著,SR处理显著提高土壤有效磷和速效钾含量,但SRD处理却降低土壤有效磷和速效钾含量。秸秆还田后小麦的株高、分蘖数、单株干物质量及产量构成因素均增加。其中,SR处理株高、分蘖数、单株干物质量、有效穗数和产量的增加幅度均高于SRD处理。各样本共检测到细菌类群1878个OTU,隶属于23门81纲128目223科373属。3个处理小麦根际土壤细菌总OTU数、丰富度指数和多样性指数均表现为SR>SRD>SR0,处理间差异不显著。物种群落组成分析表明,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)是根际土壤细菌的优势菌门,占所有细菌群落总数的90%以上。在纲分类水平下α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、Subgroup_6、放线菌纲(Actinobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、鞘脂杆菌纲(Sphingobacteriia)是根际土壤细菌的优势菌纲。主坐标分析结果显示,主成分1(PC1)和主成分2(PC2)分别占47.11%和14.27%,3个处理的根际细菌群落组成存在明显差异。冗余分析结果表明,前2个排序轴共解释42.79%细菌群落变化,有机质、碱解氮含量是影响细菌群落结构的重要环境因子。综上,秸秆还田条件下附着的微生物对土壤养分含量、冬小麦根际土壤细菌多样性及冬小麦产量形成有明显的促进作用。因此,秸秆直接还田处理效果较好。

关键词：秸秆还田秸秆微生物冬小麦高通量测序细菌多样性

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沼液负压蒸发浓缩装置的设计与试验

农业工程学报 2015年第24期31卷 72-76页

作者：焦有宙关山月李鹏飞王少鹏贺超李刚丁攀河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室郑州450002 生物质能源河南省协同创新中心郑州450002

为了解决沼液浓缩过程中有效成分流失的问题,采用低温负压蒸发浓缩的方法,结合沼液的理化性质,对沼液负压蒸发浓缩装置的主体部分(蒸发罐)和辅助设备(冷凝器、循环液槽、真空泵)分别进行了参数设计计算和设备选型,并在自制20 L负压蒸发... 详细信息

为了解决沼液浓缩过程中有效成分流失的问题,采用低温负压蒸发浓缩的方法,结合沼液的理化性质,对沼液负压蒸发浓缩装置的主体部分(蒸发罐)和辅助设备(冷凝器、循环液槽、真空泵)分别进行了参数设计计算和设备选型,并在自制20 L负压蒸发浓缩装置上进行了系列试验。试验结果表明:当温度低于80℃时,沼液的有机质含量基本不变,蒸发温度高于80℃之后,有机质含量明显下降,80~100℃的变化率为9.4%;随着温度的升高,氮磷钾含量不断下降,氮含量流失最大,最大变化率为13%。蒸发浓缩后的沼液中有机质和氮磷钾含量随真空度的增大而升高;随着真空度的升高,沼液的蒸发温度逐渐降低,蒸发量不断增大,绝对真空度为0.025 MPa时,最低蒸发温度为67℃,蒸发量最高能达到8 324 m L/(m2·h),蒸发率为28.75%;绝对真空度维持在0.04 MPa到0.05 MPa之间,温度在75~80℃时,蒸发量能达到7 700 m L/(m2·h),蒸发率为26%左右。

关键词：浓缩装置设计沼液负压蒸发

高分散Co_(0.2)Ni_(1.6)Fe_(0.2)P助催化剂改性P掺杂g-C_(3)N_(4)纳米片高效光催化析氢的研究

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物理化学学报 2022年第7期38卷 26-35页

作者：沈荣晨郝磊陈晴郑巧清张鹏李鑫华南农业大学生物质工程研究院农业部能源植物资源与利用重点实验室广州510642 华南农业大学材料与能源学院广州510642 郑州大学材料科学与工程学院低碳环保材料智能设计国际联合研究中心郑州450001

随着化石燃料使用的增加和温室气体排放量持续上升,20世纪以来气温上升得更快。开发环境友好型能源取代传统化石燃料是当务之急。氢能源作为-种清洁、高效的能源,被认为是最有希望取代传统化石燃料的能源。光催化水分解水产氢作为为一... 详细信息

随着化石燃料使用的增加和温室气体排放量持续上升,20世纪以来气温上升得更快。开发环境友好型能源取代传统化石燃料是当务之急。氢能源作为-种清洁、高效的能源,被认为是最有希望取代传统化石燃料的能源。光催化水分解水产氢作为为一种环保型技术被认为是最有前景的氢能生产方法。提高光生电子-空穴对分离效率是构建高效光催化剂的关键。然而,利用高度分散的助催化剂构建高效、稳定的产氢光催化剂仍然是-一个挑战。本文首次成功地采用--步原位高温磷化法制备了高度分散的非贵金属三金属过度金属磷化Co_(0.2)Ni_(1.6)Fe_(0.2)P助催化剂(PCNS-CoNiFeP)掺杂P的石墨相氮化碳纳米片(PCNS)。有趣的是,PCNS-CoNiFeP与传统氢氧前驱体磷化法制备的CoNiFeP相比,没有聚集性,分散性高。X射线衍射(XRD).X射线光电子能谱(XPS).元素映射图像和高分辨率透射电镜(HRTEM)结果表明,PCNS-CoNiFeP已成功合成。紫外-可见吸收光谱结果表明,PCNS-CoNiFeP在200--800 nm波长范围内较PCNS略有增加。光致发光光谱、电化学阻抗谱(EIS)和光电流分析结果表明,CoNiFeP助催化剂能有效促进光生电子空穴对的分离,加速载流子的迁移。线性扫描伏安法(LSV)结果还表明,负载CoNiFeP助催化剂可大大降低CNS的过电位。结果表明,以三乙醇胺溶液为牺牲剂的PCNS-CoNiFeP最大产氢速率为1200 μmol-h^(-1).g^(-1),是纯CNS-Pt(320 μmol-h^(-1).g^(-1))的4倍。在420 nm处的表观量子效率为1.4%。PCNS-CoNiFeP在光催化反应中也表现出良好的稳定性。透射电镜结果表明,6-8 nm的CoNiFeP高度分散在PCNS表面。高度分散的CoNiFeP比聚集的CoNiFeP具有更好的电荷分离能力和更高的电催化析氢活性。由此可见,聚合的CoNiFeP-PCNs(300 μmol-h^(-1).g^(-1))的产氢速率远低于PCNS-CoNiFeP.此外,CNS的P掺杂可以改善其电导率和电荷传输。

关键词：三金属磷化物光催化产氢无贵金属助催化剂磷掺杂石墨相氮化碳

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牛粪厌氧发酵过程中的分层流变特性

农业工程学报 2015年第19期31卷 228-233页

作者：李刚郝炯驹贺超王少鹏苏煌焦有宙河南农业大学机电工程学院农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室生物质能源河南省协同创新中心郑州450002

厌氧发酵过程中,物料分层及各层料液黏度、密度等参数是搅拌装置设计的重要依据。该文采用接力试验研究了牛粪中温厌氧发酵过程中各层料液基础物性的变化情况。结果表明:牛粪厌氧发酵过程中,反应器中料液密度自上而下逐渐变大,且各层密... 详细信息

厌氧发酵过程中,物料分层及各层料液黏度、密度等参数是搅拌装置设计的重要依据。该文采用接力试验研究了牛粪中温厌氧发酵过程中各层料液基础物性的变化情况。结果表明:牛粪厌氧发酵过程中,反应器中料液密度自上而下逐渐变大,且各层密度随总固体含量增加而升高,反应过程中各层密度均在发酵第4天达到最大值,料液总固体质量分数为4%、6%、8%时对应的上中下层溶液的密度最大值分别为1.02、1和1.02,1.02、1.03和1.07,1.03、1.03和1.07 g/cm3。受料液分层的影响,反应器中上层和中层料液黏度呈先增大后减小并逐步趋于稳定,下层料液黏度以初始黏度为最大,且不同初始料液总固体含量对黏度变化过程具有显著影响,TS=4%时,上、中层料液黏度分别在第7天、第4天达到最大值11.5和14.7 m Pa·s,下层初始最大黏度为107 m Pa·s;TS=6%、8%时,上、中层料液黏度均在第4天达到最大值,上层料液黏度最大值分别为25.5和63.5 m Pa·s,中层料液黏度最大值分别为15.5和95.5 m Pa·s,下层初始最大黏度分别为135.5和185.5 m Pa·s。随着初始物料总固体含量的增加日产气量也相应增高,产气高峰出现时间相应提前;TS=8%时的累积产气量分别比6%和4%提高了21.4%和8.71%,但产气中甲烷含量增加速率基本相同,并在第10天左右基本趋于稳定。该结果可为厌氧发酵反应器的搅拌装置设计提供参考。

关键词：粪发酵甲烷密度黏度分层流变特性

miR160a与其靶基因在西瓜嫁接苗中参与抵御低温胁迫

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中国生物化学与分子生物学报 2022年第12期38卷 1703-1713页

作者：李严曼蔡秀秀朱磊李胜利马长生王永穆瑞霞孙守如河南省园艺植物生物学国际联合实验室河南农业大学郑州450002 河南瓜类作物种质创新与利用工程技术研究中心郑州450002 河南豫艺种业科技有限公司郑州450002

miR160在许多研究中被报道靶向生长素响应因子(ARF)并参与植物的生长发育,但其在葫芦科作物以及嫁接西瓜耐冷性中的调控机制尚不清晰。本研究利用生物信息学技术对miR160a进行了保守性分析、候选靶基因ARF的预测及验证、结合位点分析以... 详细信息

miR160在许多研究中被报道靶向生长素响应因子(ARF)并参与植物的生长发育,但其在葫芦科作物以及嫁接西瓜耐冷性中的调控机制尚不清晰。本研究利用生物信息学技术对miR160a进行了保守性分析、候选靶基因ARF的预测及验证、结合位点分析以及ARF基因家族的进化分析。本文以西瓜(Citrullus lanatus)为接穗材料,分别以印度南瓜(Cucurbita maxima)、中国南瓜(Cucurbita moschata)和美洲南瓜(Cucurbita pepo)作为嫁接的砧木材料,以C6实生苗为对照,通过8~oC低温处理7 d后统计冷害指数,检测不同组织中miR160a和靶基因ARF的表达情况来探究嫁接西瓜miR160a与其靶基因在抵御低温胁迫中的调控作用。结果表明:嫁接显著提高了西瓜植株的抗冷性,影响了miR160a和其ARF靶基因的表达,并且miR160a与其靶基因整体上呈现负向调控的模式来参与嫁接西瓜抵御低温胁迫的过程。本文为今后深入研究嫁接耐冷体系提供了新的参考依据和研究基础。

关键词：低温胁迫 miR160a 西瓜嫁接砧木接穗 ARF靶基因