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风化煤与褐煤转化生物甲烷的差异性分析

煤炭科学技术 2024年第3期52卷 291-299页

作者：张双斌赵树峰郭红玉简阔晋城职业技术学院矿业工程系山西晋城048026 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 太原科技大学能源与材料工程学院山西晋城048011

为查明风化煤与褐煤生物甲烷生成量差别的内在原因,分别选取风化煤和褐煤,以富集驯化的菌液为菌种来源,通过生物产气模拟,红外光谱、X射线光电子能谱、16srRNA测试、扫描电镜测试来分析风化煤与褐煤生物产气量差异性的内在机制。结果表... 详细信息

为查明风化煤与褐煤生物甲烷生成量差别的内在原因,分别选取风化煤和褐煤,以富集驯化的菌液为菌种来源,通过生物产气模拟,红外光谱、X射线光电子能谱、16srRNA测试、扫描电镜测试来分析风化煤与褐煤生物产气量差异性的内在机制。结果表明:褐煤的生物产气潜力(7.63 mL/g)大于风化煤(3.24 mL/g);褐煤相比于风化煤,在产气过程中各类基团脱落明显,芳香类物质更多的被转化为小分子量的其它物质,同时酚碳或醚碳(C—O)氧化更加明显,有利于形成更多的小分子有机酸类物质;褐煤相较于风化煤在生物产气过程中表面侵蚀较严重,出现了较多的孔裂隙,使得有机质能够从这些孔隙中析出,有利于微生物进一步利用产气;褐煤中细菌和古菌多样性低于风化煤,但主要功能菌群占比较大,细菌中Macellibacteroides属和Lysinibacillus属占比达68.05%,古菌中Methanosarcina属和Methanobacterium属占比达89.99%,远大于风化煤,对煤中有机质的降解利用起到积极作用,能为后续产甲烷菌提供原料,因此褐煤更有利于被微生物利用产生物甲烷;风化煤的甲烷代谢类型为甲基类营养性区别于褐煤的氢营养型;在褐煤中微生物能够更好的利用乙酸作为碳源、葡萄糖和糖原能够被有效降解为丙酮酸,氧化(还原性)强,并产生供生化反应所需的ATP。研究结果为风化煤与褐煤产气差异机制提供理论参考,为今后风化煤与褐煤生物甲烷化利用提供现实意义。

关键词：生物甲烷风化煤褐煤物化特征菌群变化

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氯化物体系单槽双室电积锰工艺研究

材料导报 2024年第3期38卷 141-146页

作者：李佳敏常麟晖陈步明黄惠郭忠诚昆明理工大学冶金与能源工程学院云南省冶金电极材料工程技术研究中心昆明理工恒达科技股份有限公司

本工作在单槽双室电解槽中采用氯盐电解质进行了电沉积锰的工艺研究。初步探索了带有亚氨基二乙酸官能团的螯合树脂TP-207对高Mn2+电解液中杂质离子的吸附除杂作用过程，提出了四种离子吸附模型；同时，确定了氯盐体系隔膜电积锰工艺参... 详细信息

本工作在单槽双室电解槽中采用氯盐电解质进行了电沉积锰的工艺研究。初步探索了带有亚氨基二乙酸官能团的螯合树脂TP-207对高Mn2+电解液中杂质离子的吸附除杂作用过程，提出了四种离子吸附模型；同时，确定了氯盐体系隔膜电积锰工艺参数，与传统硫酸盐体系和工艺进行了对比。结果表明：电解最佳条件为阴极液初始锰离子浓度(影响较小)0.9 mol/L;电解液温度越低，电流效率越高，最佳温度为5℃;阴极电流密度(影响一般)为450 A/m2;pH(影响很大)为弱酸性的6.5。在此最佳工艺条件下进行电解Mn时的电流效率可达83.211%,电耗最低为4 022.7 kW·h·t-1,对应的Mn产品晶型为γ型。

关键词：氯盐体系螯合树脂吸附净化电解锰单槽双室

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材料力学设计性实验教学之改革

贵州农机化 2024年第1期 48-49,54页

作者：李雯贵州理工学院土木工程学院贵州贵阳550025

针对传统材料力学验证性实验封闭,以教师设计及讲授实验为主等问题,进行了实验教学改革。通过学生自主探索标准试件外不同尺寸、类型试件力学性能的设计性实验过程,增强学生对传统及现代材料力学性能的认识。通过开设金属材料力学设计... 详细信息

针对传统材料力学验证性实验封闭,以教师设计及讲授实验为主等问题,进行了实验教学改革。通过学生自主探索标准试件外不同尺寸、类型试件力学性能的设计性实验过程,增强学生对传统及现代材料力学性能的认识。通过开设金属材料力学设计性实验,由学生自主设计实验方案、选择对比试件、通过控制变量法设计实验过程、预测实验结果并对实验结果做出分析报告,更新材料力学实验教学内容、方式,将学生由实验中的被动操作地位转为主动设计地位。使学生了解科研工作内容与基础方法,提高学生实践能力、综合处理能力和小组协调能力。

关键词：材料力学设计性实验教学改革

某水库沥青混凝土心墙坝结构设计及稳定分析探究

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贵州农机化 2024年第2期 23-27页

作者：王壘贵州理工学院土木工程学院贵州贵阳550025

为研究沥青混凝土心墙坝的结构布置、施工特点和坝坡稳定性,结合工程实例,对沥青混凝土心墙坝进行了心墙及其基础和坝坡的结构设计,坝体材料分区,填筑料力学指标选取,并通过土石坝分析计算软件Autobank7.7对坝坡进行稳定计算,计算方法... 详细信息

为研究沥青混凝土心墙坝的结构布置、施工特点和坝坡稳定性,结合工程实例,对沥青混凝土心墙坝进行了心墙及其基础和坝坡的结构设计,坝体材料分区,填筑料力学指标选取,并通过土石坝分析计算软件Autobank7.7对坝坡进行稳定计算,计算方法采用简化毕肖普法和摩根斯顿-普赖斯法,计算结果满足安全稳定要求,以期为该类坝型建设提供一定参考。

关键词：沥青混凝土心墙坝结构设计抗滑稳定

全高丰度稀土(Ce,La,Y)-Fe-B永磁的研究现状和未来发展

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金属学报 2024年第5期60卷 585-604页

作者：刘仲武周帮廖雪峰何家毅华南理工大学材料科学与工程学院广州510640 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所、广东省稀土开发及应用研究重点实验室广州510650 中国科学院深圳先进技术研究院材料科学与能源工程学院深圳518055

随着市场对Nd-Fe-B永磁材料需求的不断增加,昂贵的Nd、Pr、Dy和Tb等关键稀土元素的消耗也日益增加,而廉价的Ce、La和Y等高丰度稀土元素积压严重。开发不含关键稀土元素的全高丰度永磁材料有望填补永磁铁氧体和黏结Nd-Fe-B磁体之间的性... 详细信息

随着市场对Nd-Fe-B永磁材料需求的不断增加,昂贵的Nd、Pr、Dy和Tb等关键稀土元素的消耗也日益增加,而廉价的Ce、La和Y等高丰度稀土元素积压严重。开发不含关键稀土元素的全高丰度永磁材料有望填补永磁铁氧体和黏结Nd-Fe-B磁体之间的性能空白,不仅可以满足中低端市场领域对永磁材料的多样化需求,也利于实现稀土资源的平衡利用。然而,目前针对Ce、La、Y基稀土永磁的理解和认识还有待深入,所获得的高丰度稀土永磁的性能普遍较低,难以实际应用。本文基于国内外最新进展和作者团队的研究工作,总结了近期关于不含关键稀土Nd、Pr、Dy和Tb的(Ce,La,Y)-Fe-B永磁合金和磁体的研究现状。重点关注了纳米晶快淬三元合金的相结构和冶金行为以及多元合金的成分设计与元素交互作用,详细阐述了全高丰度稀土基致密化磁体的制备工艺、显微组织与磁性能之间的关系。最后对全高丰度稀土永磁的未来发展趋势进行了展望。

关键词：稀土永磁高丰度稀土元素交互作用微观结构磁性能

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高镍正极材料表面锂残渣的研究进展

储能科学与技术 2024年第1期13卷 92-112页

作者：王盼晴黄彦杰何一芃陈祁恒尹提陈伟豪谭磊宁天翔邹康宇李灵均长沙理工大学材料科学与工程学院 2长沙理工大学能源动力与工程学院湖南长沙410000

目前锂离子电池的电化学性能和成本在很大程度上取决于正极材料,其中,具有高比容量和高工作电压等优点的高镍层状正极材料被广泛关注。然而,其表面的锂残渣会严重影响电极的制备和电池的电化学性能,限制了其在新能源汽车等领域的大规模... 详细信息

目前锂离子电池的电化学性能和成本在很大程度上取决于正极材料,其中,具有高比容量和高工作电压等优点的高镍层状正极材料被广泛关注。然而,其表面的锂残渣会严重影响电极的制备和电池的电化学性能,限制了其在新能源汽车等领域的大规模应用。因此,高镍层状正极材料表面锂残渣的研究在进一步提升材料性能和电池安全性能等方面具有重要意义。本文综述了近年来高镍层状正极材料表面锂残渣的研究进展,从锂残渣形成机理,对高镍层状正极材料的影响以及酸碱滴定、傅里叶红外光谱、飞行时间二次离子质谱、固态核磁共振及热重分析结合质谱等锂残渣含量检测方法方面展开,总结了利用去除、物理包覆及原位再利用三种方法有效消除锂残渣对高镍层状正极材料的影响,改善其性能,并对进一步消除锂残渣对正极材料及锂离子电池的影响进行了展望。同时,本文针对锂残渣的展望及研究也同样适用于钠离子电池正极材料表面的钠残渣。本文旨在突出锂残渣原位再利用在高镍层状正极材料改性研究中的应用潜力,为锂离子电池的研究发展提供新的思路。

关键词：高镍层状正极材料锂残渣形成机理检测方法原位再利用

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硫化砷渣稳定固化及资源化利用研究进展

中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1690-1701页

作者：宋健清李存兄罗劲松王启亮王阳波成圳毛罗滨昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093 云南铜业股份有限公司西南铜业分公司昆明650102

有色金属冶炼过程产出的硫化砷渣稳定性差,处置不当将造成极大的安全隐患,其稳定固化及资源化利用是有色金属行业可持续发展亟待解决的难题。目前,硫化砷渣的处置主要有两种途径,一种是将其进行无害化处理以减小其毒性和环境风险,使硫... 详细信息

有色金属冶炼过程产出的硫化砷渣稳定性差,处置不当将造成极大的安全隐患,其稳定固化及资源化利用是有色金属行业可持续发展亟待解决的难题。目前,硫化砷渣的处置主要有两种途径,一种是将其进行无害化处理以减小其毒性和环境风险,使硫化砷中的砷以砷酸铁、砷酸钙等形式固化堆存;另一种是进行资源化利用,将砷转化为高纯金属砷、合金材料等产品,并综合回收硫化砷渣中的其他有价金属,达到污染治理和综合利用的双重目的,符合可持续发展的理念。本文在阐述硫化砷渣物化特性的基础上,论述了近年来硫化砷渣在稳定固化和资源化利用方面的研究动态,为解决工业生产中砷的安全处置提供思路。此外,结合近年来的硫化砷渣处理工艺,对未来砷的治理和砷的清洁回收利用技术进行了展望。

关键词：硫化砷渣物化特性稳定固化资源化利用

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高冰镍浸出渣还原浸出工艺研究

有色金属（冶炼部分） 2024年第2期 8-15页

作者：金鑫邓志敢于睿周宣通徐红江魏昶蒋光德昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093 盛屯能源金属化学(贵州)有限公司贵州福泉550508

以湿法冶炼高冰镍过程中产生的高冰镍浸出渣为研究对象,采用二氧化硫对高冰镍渣加压还原浸出,考察了初始硫酸浓度、液固比、通气方式、浸出温度和浸出时间对高冰镍渣还原浸出过程铜、铁行为的影响;对还原浸出液采用置换沉淀和冷冻结晶... 详细信息

以湿法冶炼高冰镍过程中产生的高冰镍浸出渣为研究对象,采用二氧化硫对高冰镍渣加压还原浸出,考察了初始硫酸浓度、液固比、通气方式、浸出温度和浸出时间对高冰镍渣还原浸出过程铜、铁行为的影响;对还原浸出液采用置换沉淀和冷冻结晶的方法,对还原浸出中铜和铁进行分离回收。结果表明:在初始硫酸浓度100 g/L、液固比6 mL/g、反应时间3 h、反应温度90℃、二氧化硫分压0.15 MPa的条件下,铁和铜的浸出率分别为99.35%、77.46%,浸出液中铁几乎全部为亚铁离子;在硫酸含量20~30 g/L、温度70℃、铁粉加入量5.7 g/L、反应时间40 min的条件下,对还原浸出液进行置换沉铜,沉铜率达到了99.70%,渣含铜为67.91%。在温度—10℃、保温时间20~30 min、初始硫酸浓度100 g/L的条件下,对沉铜后液进行冷冻结晶制备硫酸亚铁,铁沉淀率达到了72.6%,七水硫酸亚铁纯度达到了92.93%。

关键词：高冰镍渣还原浸出置换沉铜冷冻结晶

勃姆石溶胶改性HGMs的制备及其水性复合涂层的性能

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复合材料学报 2024年第2期41卷 775-786页

作者：王召阳巩桂芬崔巍巍王一迪楼晨霞哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150040

保温隔热对节能减排、减少能源消耗有着重大战略意义。本文以勃姆石溶胶对空心玻璃微球(Hollow glass microspheres,HGMs)进行表面改性,引入气腔结构以提高涂层保温隔热性能,制备可连续生产的高性能水性复合涂层。通过FTIR、XRD、SEM等... 详细信息

保温隔热对节能减排、减少能源消耗有着重大战略意义。本文以勃姆石溶胶对空心玻璃微球(Hollow glass microspheres,HGMs)进行表面改性,引入气腔结构以提高涂层保温隔热性能,制备可连续生产的高性能水性复合涂层。通过FTIR、XRD、SEM等表征手段对复合微球的微观形貌及结构进行分析。采用热失重分析、热导率、红外热成像等技术手段,系统研究涂层的微观结构、综合性能、保温隔热机制。结果表明:勃姆石溶胶成功对HGMs进行表面改性,HGMs@Al_(2)O_(3)保留HGMs的基本结构与特征,增强与水性聚合物基体的界面相容性,解决HGMs与水性基体界面粘结性差、致使其热导率波动大的实际问题。与未添加隔热填料的复合涂层相比,当HGMs@Al_(2)O_(3)含量为7wt%时达逾渗阈值,涂层综合性能最佳,显著提高复合涂层保温隔热性,导热系数降低58.7%;复合涂层最大热分解温度提高11%,在100℃热场环境下,能达到温度差为18.1℃的隔热效果,应用潜力及商业化前景巨大。

关键词：保温隔热复合涂层空心玻璃微球耐热性热导率热传输速率