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甲烷干重整高性能Ni/SiO@LaO核壳催化剂

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科学通报 2024年

作者：李彬肖勇山刘昭铁刘忠文陕西师范大学化学化工学院陕西省合成气转化重点实验室

兼具高活性和高稳定性的镍基催化剂是实现甲烷干重整工业化应用的关键.为此,本文以Ni/SiO2纳米球为核、La2O3为壳,采用浸渍法制备了Ni/SiO2@La2O3核壳催化剂,并考察了其催化甲烷干重整的性能.研究结果表明,Ni/SiO2@La2O3形成了完整的核... 详细信息

兼具高活性和高稳定性的镍基催化剂是实现甲烷干重整工业化应用的关键.为此,本文以Ni/SiO2纳米球为核、La2O3为壳,采用浸渍法制备了Ni/SiO2@La2O3核壳催化剂,并考察了其催化甲烷干重整的性能.研究结果表明,Ni/SiO2@La2O3形成了完整的核壳结构,且部分La2O3与Ni/SiO2表面的Ni物种反应生成了LaNiO3钙钛矿,起到了进一步再分散金属Ni的作用.在T=750°C, P=0.1 MPa, CH4/CO2摩尔比=1,空速=60000 mL g-1h-1的条件下, Ni/SiO2@La2O3的初始CH4转化率达81.0%,接近热力学平衡值（83.5%）,且明显优于对比催化剂Ni/SiO2的初始活性（61.9%）.这主要归因于CH4在Ni/SiO2@La2O3表面更容易活化.得益于Ni/SiO2@La2O3的核壳结构、La2O3壳层对金属Ni的限域作用以及La2O3对消除催化剂表面积炭的促进作用,反应90 h后的CH4和CO2转化率仅出现小幅下降,表现出了较高的稳定性.上述结果不仅有助于深入理解核壳结构镍基催化剂抗烧结和抗积炭的作用机制,而且对设计和制备高性能镍基甲烷干重整工业催化剂具有重要的指导价值.

关键词：干重整甲烷镍基催化剂氧化镧核壳结构

聚合物转化SiHfCN陶瓷的制备及其吸波性能

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无机材料学报 2024年第6期39卷 681-690页

作者：张育育吴轶城孙佳付前刚西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室陕西省纤维增强轻质复合材料重点实验室西安710072

聚合物转化SiCN陶瓷得益于质量轻和热膨胀系数低等优势,在电磁波吸收领域受到广泛关注。由于电磁损耗机制单一及耐温性不足,SiCN陶瓷的吸波性能有待进一步提高,借助多组元协同作用增强吸波性能是可行的途径之一。本工作对聚氮硅烷结合... 详细信息

聚合物转化SiCN陶瓷得益于质量轻和热膨胀系数低等优势,在电磁波吸收领域受到广泛关注。由于电磁损耗机制单一及耐温性不足,SiCN陶瓷的吸波性能有待进一步提高,借助多组元协同作用增强吸波性能是可行的途径之一。本工作对聚氮硅烷结合不同化合物进行单源化改性得到SiHfCN、SiHfCN-C、SiHfCN-B和SiHfCN-N等四种纳米陶瓷。结果表明:SiHfCN中由于Hf源的含氧量高达13.5%(质量分数),生成HfO_(2)和SiO_(2),使其最低反射损耗(Reflection loss,RL_(min))仅为–13.8 dB,有效吸收带宽(Effective absorption bandwidth,EAB)仅为0.42 GHz。相比于SiHfCN,含Hf聚合物分别与C源、B源和N源共改性增加了聚合物转化陶瓷的界面和导电相,SiHfCN-C、SiHfCN-B和SiHfCN-N的介电常数实部和虚部分别提高了1.4~1.8和2.7~3.9倍,RL_(min)分别为-50.6、-57.3和-63.5 dB,EAB分别为3.53、3.99和4.01 GHz,吸波性能得到了显著改善。SiHfCN-C中大量的自由碳抑制了HfO_(2)的生成,增强了电导损耗。SiHfCN-B中生成了B–N和B–C键,且析出的纳米棒状HfSiO_(4)提供了更多的异质界面,增强了极化损耗。SiHfCN-N中因引入大量N使N–C键数量增加,强化了偶极子极化损耗,同时生成纳米碳片,不仅可以增强电导损耗,而且提供大量界面,改善了阻抗匹配并增强了界面极化,因而SiHfCN-N具有最佳的吸波性能。

关键词：聚合物转化陶瓷聚氮硅烷超高温陶瓷吸波性能

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不同形貌纳米金的合成及应用研究进展

稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 546-554页

作者：张强吴睿刘存芳张海冉郭小华王俊宏陕西理工大学陕西省催化与应用重点实验室化学与环境科学学院陕西汉中723001

纳米金作为一种常见的贵金属纳米材料,具有许多优良的物理化学性质。这些特性与纳米金的微观结构、颗粒大小、形貌等有关。纳米金的结构和形貌决定性质,性质决定功能和应用。该文首先介绍了纳米金的性质和应用;并对常见的球状纳米金的... 详细信息

纳米金作为一种常见的贵金属纳米材料,具有许多优良的物理化学性质。这些特性与纳米金的微观结构、颗粒大小、形貌等有关。纳米金的结构和形貌决定性质,性质决定功能和应用。该文首先介绍了纳米金的性质和应用;并对常见的球状纳米金的合成方法进行了综述。然后,重点概述了不同功能,特殊形貌的纳米金,如棒状、管状、片状、花状、海胆状、多面体和核壳型等。分别对其合成方法和应用进行了详细概述。最后,从整体上对纳米金的合成进行了归纳总结,并对纳米金未来的发展方向进行了展望。

关键词：纳米金特殊形貌纳米材料合成方法应用

磁等离子体发动机中磁喷管分离过程的流体模拟

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物理学报 2024年第10期73卷 246-255页

作者：杨振宇张元哲范威杨广杰韩先伟西安航天动力研究所陕西省等离子体物理与应用技术重点实验室西安710100

磁等离子体发动机在深空探测、载人航天等领域具备广阔的应用前景.发动机的磁喷管单元将离子能量转化为轴向动能,对磁喷管中等离子体与磁场分离的物理过程开展研究对提升发动机推进效率具有重要意义.本文建立了针对磁等离子体发动机中... 详细信息

磁等离子体发动机在深空探测、载人航天等领域具备广阔的应用前景.发动机的磁喷管单元将离子能量转化为轴向动能,对磁喷管中等离子体与磁场分离的物理过程开展研究对提升发动机推进效率具有重要意义.本文建立了针对磁等离子体发动机中磁喷管的流体数值模型,并在不同入口离子温度、背景磁场条件下开展了数值模拟.计算结果表明:等离子体向下游运动的过程中轴向速度增大,并与磁力线逐渐分离,绝热性损失分离机制在分离过程中起主导作用;入口离子温度升高,离子轴向速度增大,离子与磁场分离位置更靠上游,但不会对阻性分离过程产生影响;背景磁场增强,下游离子速度减小,流线与对称轴的夹角减小,各种分离机制中绝热性损失分离机制仍起主要作用.

关键词：磁等离子体发动机磁喷管等离子体分离流体模拟

酸催化己糖脱水合成5-羟甲基糠醛:反应、分离和过程耦合

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化工进展 2024年第5期43卷 2526-2543页

作者：刘苗焦莹莹丁玲李城城何颖孙亮亮郝青青陈汇勇罗群兴西北大学化工学院国家碳氢资源清洁利用国际科技合作基地陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心陕西省洁净煤转化工程技术研究中心陕北能源化工产业发展协同创新中心陕西西安710069 西北大学榆林碳中和学院陕西省碳中和技术重点实验室陕西西安710069 陕西师范大学化学化工学院陕西省合成气转化重点实验室陕西西安710119

5-羟甲基糠醛(HMF)是生物质转化为化学品、燃料和聚酯材料的重要平台化合物之一。理性设计高效催化剂、优化催化反应过程、开发新型分离以及反应-分离单元耦合技术能够强化HMF生产综合效能,还可以简化工艺流程、降低碳排放和能耗。本文... 详细信息

5-羟甲基糠醛(HMF)是生物质转化为化学品、燃料和聚酯材料的重要平台化合物之一。理性设计高效催化剂、优化催化反应过程、开发新型分离以及反应-分离单元耦合技术能够强化HMF生产综合效能,还可以简化工艺流程、降低碳排放和能耗。本文立足于酸催化己糖脱水合成HMF过程中反应和分离的关键科学问题,从催化剂活性位“接力式”设计、催化反应串联耦合、表面亲疏水性调控、反应溶剂匹配、固-液吸附材料、吸附机制和构-效关系、反应-分离过程强化等方面出发,系统综述酸催化己糖脱水合成HMF过程中的反应、分离和过程耦合相关研究进展,为生物质资源高效转化利用过程中催化和分离系统的综合设计提供参考与指导。

关键词：生物质 5-羟甲基糠醛催化分离过程强化

基于欧洲五维三水平健康量表评价成人大骨节病患者的健康相关生命质量

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中华地方病学杂志 2024年第4期43卷 269-275页

作者：靳占奎田昕董向辉孙正明吴学元陈明杨波刘时璋凌鸣易智常彦海徐翠香陕西省人民医院骨科西安710068 陕西省骨关节疾病基础与临床转化重点实验室西安710068 陕西省感染与免疫疾病重点实验室西安710068

目的评价成人大骨节病(KBD)患者的健康相关生命质量。方法2018年10月至2019年3月,应用欧洲五维三水平健康量表(EQ-5D-3L)评价249例来自陕西省洛川县和榆林市、甘肃省庆阳市农村地区被诊断为KBD的成人患者的健康相关生命质量,评价结果以... 详细信息

目的评价成人大骨节病(KBD)患者的健康相关生命质量。方法2018年10月至2019年3月,应用欧洲五维三水平健康量表(EQ-5D-3L)评价249例来自陕西省洛川县和榆林市、甘肃省庆阳市农村地区被诊断为KBD的成人患者的健康相关生命质量,评价结果以欧洲五维健康量表(EQ-5D)效用指数和视觉模拟量表(EQ-VAS)评分描述;并采用单因素和多元线性回归分析EQ-5D-3L健康相关生命质量的影响因素。结果KBD患者EQ-5D-3L"行动能力"维度水平为"有些困难"的占77.5%(193/249);"自己照顾自己能力"维度水平为"没有任何困难"和"有些困难"的分别占47.0%(117/249)和51.4%(128/249);"日常活动能力"维度水平为"有些困难"的占67.9%(169/249);"疼痛或不舒服"维度水平为"有些困难"的占87.1%(217/249);"焦虑或抑郁"维度水平为"没有任何困难"和"有些困难"的分别占45.4%(113/249)和48.2%(120/249)。EQ-5D效用指数中位数为0.57,范围为-0.05~0.94;EQ-VAS评分中位数为50分,范围为0~100分。单因素分析结果显示,不同身高分组和KBD分度的EQ-5D效用指数比较,差异均有统计学意义(均P陕西省洛川县和榆林市、甘肃省庆阳市的成人KBD患者的健康相关生命质量较低,身高和KBD分度是影响成人KBD患者健康相关生命质量的独立危险因素。

关键词：大骨节病欧洲五维三水平健康量表健康相关生命质量影响因素

钯催化合成噻吩并[2,3-b]噻喃-4-酮类化合物

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高等学校化学学报 2024年第5期45卷 64-70页

作者：任传清季晓晖张强曹小燕季建伟刘波陕西理工大学化学与环境科学学院陕西省催化基础与应用重点实验室汉中723000

噻吩并[2,3-b]噻喃骨架化合物是一类广泛存在于天然产物中的重要有机分子,也是一类重要的生物活性分子.本文以1,6-二取代基-4-(1,3-二硫戊环-2-亚基)-己烯-5-炔-3-酮类化合物为原料,通过钯催化环合反应合成了一系列噻吩并[2,3-b]噻喃-4... 详细信息

噻吩并[2,3-b]噻喃骨架化合物是一类广泛存在于天然产物中的重要有机分子,也是一类重要的生物活性分子.本文以1,6-二取代基-4-(1,3-二硫戊环-2-亚基)-己烯-5-炔-3-酮类化合物为原料,通过钯催化环合反应合成了一系列噻吩并[2,3-b]噻喃-4-酮类化合物.通过实验筛选的最佳条件如下:以摩尔分数为30%的Pd(OAc)2作为催化剂,采用1.0mmol的底物和1.2mmolK2CO3,在DMF溶剂中,于100℃反应8h,合成了噻吩并[2,3-b]噻喃-4-酮类化合物,产率高达87%,产物结构经核磁共振波谱(1H和13C NMR)及高分辨质谱[HRMS(ESI)]分析确证,并对反应机理进行了探讨.研究结果表明,该方法条件温和、操作安全且收率高.

关键词：醋酸钯催化噻吩并[2,3-b]噻喃二硫缩烯酮

关中平原春节前后碳质气溶胶分布特征及来源解析

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环境科学 2024年第7期45卷 3881-3892页

作者：周变红李春燕曹磊陈浩李毅辉高飞宝鸡文理学院地理与环境学院陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室宝鸡721013 陕西省环境监测中心站陕西省环境介质痕量污染物监测预警重点实验室西安710054 渭南市环境保护监测站渭南714000

以2023年春节期间西安、宝鸡、咸阳、渭南和铜川大气PM_(2.5)中的OC和EC为对象,利用反距离加权空间插值法(IDW)、二次有机碳(SOC)估算和潜在源贡献因子分析(PSCF)分析了关中平原碳质气溶胶的时空变化特征及潜在来源.结果表明,在时间分布... 详细信息

以2023年春节期间西安、宝鸡、咸阳、渭南和铜川大气PM_(2.5)中的OC和EC为对象,利用反距离加权空间插值法(IDW)、二次有机碳(SOC)估算和潜在源贡献因子分析(PSCF)分析了关中平原碳质气溶胶的时空变化特征及潜在来源.结果表明,在时间分布上,ρ(OC)表现为:春节后[(18.6±11.0)μg·m^(-3)]>春节期间[(16.2±15.1)μg·m^(-3)]>春节前[(10.0±8.3)μg·m^(-3)],ρ(EC)表现为:春节后[(2.2±1.2)μg·m^(-3)]>春节期间[(1.7±1.5)μg·m^(-3)]>春节前[(1.4±1.1)μg·m^(-3)],OC和EC污染在春节后最严重;在空间分布上,ρ(OC)表现为:咸阳[(21.4±17.3)μg·m^(-3)]>宝鸡[(15.8±12.8)μg·m^(-3)]>西安[(13.6±11.3)μg·m^(-3)]>渭南[(11.6±9.1)μg·m^(-3)]>铜川[(10.0±8.3)μg·m^(-3)],ρ(EC)表现为:咸阳[(2.1±1.4)μg·m^(-3)]>渭南[(1.8±1.4)μg·m^(-3)]>西安[(1.8±1.2)μg·m^(-3)]>铜川[(1.6±1.4)μg·m^(-3)]>宝鸡[(1.2±0.9)μg·m^(-3)],总体上咸阳的PM_(2.5)和碳质气溶胶污染最严重,铜川污染最轻.IDW结果显示:OC和EC浓度的高值中心[ρ(OC)>27.3μg·m^(-3),ρ(EC)>2.9μg·m^(-3)]在平原中部,低值中心[ρ(OC)春节期间(41.1%)>春节前(36.8%).各城市SOC/OC大小和各城市SOC在关中平原的贡献率大小表明,铜川、宝鸡和咸阳受有机碳二次转化影响较大.春节前、春节期间和春节后OC与EC的相关系数(r=0.85、r=0.98和r=0.94)表明二者具有高度的同源性.碳质气溶胶在春节前和春节期间与湿度和风速有一定相关性,春节后与各气象因子呈弱相关;碳质气溶胶总体上与CO和NO2有较强的相关性且在春节后相关性最强,与SO2的相关性在春节期间最强.5个城市碳质气溶胶潜在源区主要集中在本地和周边的甘肃南部、陕北以及陕南地区,春节前还受到来自西北方向长距离输送的影响.

关键词：有机碳(OC) 元素碳(EC) PM_(2.5) SOC估算潜在源贡献因子分析(PSCF)

含实时电流补偿的开关磁阻式机电作动器自适应PI控制

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西安交通大学学报 2024年第2期58卷 184-194页

作者：龙云杜锦华布家宝梁得亮西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 西安交通大学陕西省智能电网重点实验室西安710049

针对传统控制算法难以克服开关磁阻电机的非线性并有效抑制转向叶片的负载扰动,因而无法对开关磁阻式机电作动器进行快速高精度位置跟踪控制的问题,提出了一种含实时电流补偿的自适应PI控制器。首先,通过负载观测器对作用于转向叶片上... 详细信息

针对传统控制算法难以克服开关磁阻电机的非线性并有效抑制转向叶片的负载扰动,因而无法对开关磁阻式机电作动器进行快速高精度位置跟踪控制的问题,提出了一种含实时电流补偿的自适应PI控制器。首先,通过负载观测器对作用于转向叶片上的空气动力负载进行实时估算,进而转化为电流环的实时补偿电流来抑制负载扰动的影响;然后,基于开关磁阻电机的转矩电流特性拟合曲线与实时电流反馈值对转速环PI参数进行自适应最优调节,从而削弱了开关磁阻电机的非线性,增强了机电作动器的转速调节性能;最后,通过引入位置前馈环节,有效提高了机电作动器的响应速度和位置跟踪精度。仿真和实验结果表明:相较于传统PI控制器、自适应PI控制器和含前馈环节的自适应PI控制器,所提控制器将开关磁阻式机电作动器的响应速度分别提高了49.3%、44.4%和30%,位置跟踪精度分别提高了54.8%、49.2%和2.9%,从而使得机电作动器具备更强的位置跟踪性能。

关键词：机电作动器开关磁阻电机位置跟踪控制电流补偿自适应PI控制