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从正己烷中提取苯:混合萃取剂的筛选及液-液相平衡数据测定

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高校化学工程学报 2024年第3期38卷 375-383页

作者：李颜静赵雨欣孙晓岩项曙光赵文英青岛科技大学过程系统工程研究所山东青岛266042 齐鲁师范学院化学与化工学院山东济南250200

针对芳烃抽提过程中有机溶剂不能兼顾高溶解度和高选择性的壁垒,利用COSMO-RS模型对多种萃取剂进行筛选,并通过液液平衡实验测定苯+正己烷+混合萃取剂的液液平衡数据,发现N-甲基吡咯烷酮(NMP)与环丁砜(SUL)质量比为1:4是性能最优的萃取... 详细信息

针对芳烃抽提过程中有机溶剂不能兼顾高溶解度和高选择性的壁垒,利用COSMO-RS模型对多种萃取剂进行筛选,并通过液液平衡实验测定苯+正己烷+混合萃取剂的液液平衡数据,发现N-甲基吡咯烷酮(NMP)与环丁砜(SUL)质量比为1:4是性能最优的萃取剂。利用Othmer-Tobias及Hand方程对实验数据的可靠性进行验证,同时通过NRTL及UNIQUAC模型对实验数据进行回归,计算值与实验值吻合良好,表明两模型均可用于芳烃抽提的计算,为工业上芳烃抽提模拟计算提供了数据支持。

关键词：芳烃液液萃取混合萃取剂 COSMO-RS模型

煤化工水处理污泥对准东次烟煤热解和燃烧及气化性能的影响

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煤炭转化 2024年第4期47卷 89-103页

作者：刘竞杰马亚亚张书培杨晓勤莫文龙任铁真魏贤勇樊星省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室煤炭清洁转化与化工过程新疆维吾尔自治区重点实验室新疆大学化工学院乌鲁木齐830046 新疆宜化化工有限公司新疆昌吉831700 煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室中国矿业大学化工学院江苏徐州221116 山东科技大学化学与生物工程学院山东青岛266590

解析煤化工水处理污泥(YS)的组成结构、微观形貌及官能团种类,探究不同实验气氛下其对准东次烟煤(ZSBC)热反应性能的影响,对于合理处置煤化工水处理污泥并实现其资源化利用具有较大现实意义。以ZSBC、YS和Y_(1)Z_(9)(YS与ZSBC按质量比为... 详细信息

解析煤化工水处理污泥(YS)的组成结构、微观形貌及官能团种类,探究不同实验气氛下其对准东次烟煤(ZSBC)热反应性能的影响,对于合理处置煤化工水处理污泥并实现其资源化利用具有较大现实意义。以ZSBC、YS和Y_(1)Z_(9)(YS与ZSBC按质量比为1∶9混合得到的样品)为研究对象,通过改变热量实验的气体氛围,研究不同反应气氛下YS对ZSBC热反应性能的影响。结果表明:ZSBC较YS富含固定碳和挥发分,而YS中的灰分含量较高且主要组成为含P,Ca和Fe等元素的化合物;YS的官能团种类较ZSBC的官能团种类更加丰富,且YS中主要为脂肪族化合物,而ZSBC中含有大量的芳香族化合物;惰性气氛下,YS的掺杂可以降低快速热解阶段(405℃~485℃)ZSBC活化能并增加指前因子,加快了Y_(1)Z_(9)在405℃~485℃温度段的反应进程;在氧化性气氛下,YS的掺杂可使ZSBC的着火点从475℃下降到443℃,综合燃烧特性指数(S)、燃烧稳定性指数(D)以及燃烧特性因子(A_(c))都得到增加;YS的掺杂可以降低380℃~550℃温度段ZSBC活化能并增加指前因子,促进Y_(1)Z_(9)在此温度段的燃烧反应;在二氧化碳气氛下,Y_(1)Z_(9)的平均初始反应性指数(R_(i))、反应性指数(R_(f))和平均终止反应指数(R_(s))均低于ZSBC的相应参数,表明YS的掺杂会延缓ZSBC的气化反应进程。

关键词：水处理污泥准东次烟煤热解燃烧 Coats-Redfern模型

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机器学习方法预测含硼材料能隙

化学学报 2024年第4期82卷 387-395页

作者：李珺卿宋千禧刘子义王东琪大连理工大学精细化工国家重点实验室辽宁省碳资源催化转化重点实验室化学学院化工学院大连116024

近年来,含硼材料在新能源、催化等领域日益受到重视,然而,对于高附加值的含硼材料发展还存在很高的技术壁垒.因此,亟需深入研究含硼材料微观性质间的关联关系,推动高端含硼材料的研发.本工作面向材料研究从传统的试错法向数据驱动的研... 详细信息

近年来,含硼材料在新能源、催化等领域日益受到重视,然而,对于高附加值的含硼材料发展还存在很高的技术壁垒.因此,亟需深入研究含硼材料微观性质间的关联关系,推动高端含硼材料的研发.本工作面向材料研究从传统的试错法向数据驱动的研究范式转变的需求,通过特征选择、网格搜索优化以及特征重要性分析,探索了多种重要的机器学习算法在含硼材料能隙预测中的应用.结果表明,采用随机森林算法的能隙预测模型决定系数(R^(2))可达0.84,并发现含硼材料的总磁化强度(total magnetization)特征与能隙存在显著的负相关关系,即材料的总磁化强度越小,其能隙越大.本工作表明机器学习方法可用于定向设计具有特定能隙的含硼材料.同时,结果也表明,作为一种集成学习模型,随机森林具有较好的学习能力与稳定的预测性能,可以应用到其它类型材料体系的能隙以及其它材料属性的预测,加速材料性能的设计与优化过程,对新型功能材料的快速筛选与高性能预测具有重要的科学意义.

关键词：含硼材料能隙总磁化强度机器学习

五彩湾次烟煤醇解可溶物的组成特征与不溶物的快速热解产物分布

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化工进展 2024年第5期43卷 2449-2462页

作者：焦锟鹏赵子涛犹成裔莫文龙郭凤娇杨晓勤张书培郭佳魏贤勇樊星 AKRAM Naeem 新疆大学化工学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室煤炭清洁转化与化工过程新疆维吾尔自治区重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆宜化化工有限公司新疆昌吉831700 新疆能源(集团)有限公司新疆乌鲁木齐830000 中国矿业大学煤炭加工与高效利用教育部重点实验室江苏徐州221116 山东科技大学化学与生物工程学院山东青岛266590 明哈吉大学拉合尔分校化工学院巴基斯坦旁遮普拉合尔54000

以异丙醇为溶剂在300℃对五彩湾次烟煤(WSBC)进行醇解,得到可溶物(SP)与不溶物(ISP)。GC/MS分析表明,SP中芳烃含量占比最大,质量分数为27.9%;其次是酚类化合物,说明含苯环的化合物在异丙醇醇解时更容易被提取。红外光谱表明,在脂肪族和... 详细信息

以异丙醇为溶剂在300℃对五彩湾次烟煤(WSBC)进行醇解,得到可溶物(SP)与不溶物(ISP)。GC/MS分析表明,SP中芳烃含量占比最大,质量分数为27.9%;其次是酚类化合物,说明含苯环的化合物在异丙醇醇解时更容易被提取。红外光谱表明,在脂肪族和芳香族区域ISP的吸收峰强度相对于原煤都有明显的升高,说明醇解过程破坏了煤的大分子结构,通过断键和醇解反应产生新的官能团。从TG-DTG曲线可以看出,原煤失重率比ISP大,两者在400~500℃温度段内出现的第二个失重速率峰,其中WSBC在450℃失重速率达到最大,而ISP最大失重速率所对应温度向右移动(480℃),两样品在第二个失重峰温度区间内的热解反应最为剧烈,归属于有机质的热裂解和大量挥发。Py-GC/MS结果表明,WSBC与ISP在450℃热解产物中可检测的化合物均以脂肪烃和含氧化合物为主,醇解使含氧化合物明显下降,但是对ISP中含氮类化合物脱除不明显。

关键词：次烟煤醇解组成与结构特征快速热解气相色谱/质谱

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干旱瘠薄地研究的热点与可视化分析

贵州农业科学 2024年第7期52卷 122-132页

作者：梁海燕吴曼吴琪杨丽玉沈浦山东省花生研究所/农业农村部花生生物学与遗传育种重点实验室山东青岛266100 青岛科技大学图书馆信息中心山东青岛266042 青岛科技大学化工学院/清洁化工过程山东省高校重点实验室山东青岛266042

【目的】统计分析国内干旱瘠薄地研究的热点,为旱地农业的高效发展和科研人员及时掌握干旱瘠薄地的研究态势提供参考。【方法】参考文献计量学方法,分析1955—2023年CNKI数据库中收录的相关研究文献,对国内干旱瘠薄地研究的论文数量、... 详细信息

【目的】统计分析国内干旱瘠薄地研究的热点,为旱地农业的高效发展和科研人员及时掌握干旱瘠薄地的研究态势提供参考。【方法】参考文献计量学方法,分析1955—2023年CNKI数据库中收录的相关研究文献,对国内干旱瘠薄地研究的论文数量、出版刊物、研究内容和研究重点等进行统计,并用CiteSpace V可视化软件进行研究热点预测和分析。【结果】1955—2023年干旱瘠薄地论文数量整体呈波浪式上升,其相关研究逐渐成为研究热点。目前,国内发文机构主要集中在农业发展水平较高、学术力量雄厚的省份,如北京、江苏、四川、河南和陕西等地,其中,西北农林科技大学的发文量最多,达92篇,且相关论文主要发表在环境和农业类学术期刊。检索获得的2116篇论文和高水平822篇论文中发文量在4篇及以上的作者分别有34人和15人,共发表论文分别为226篇和95篇,分别占干旱瘠薄地相关论文总数的10.7%和11.6%,与普赖斯推论的指标(核心作者的论文数应占论文总数的50%)尚存在差距,没有稳定的核心作者群体,核心作者人数较少。高频关键词主要有干旱胁迫、土壤退化、抗旱性、小麦、花生和光合特性等,且不同阶段研究重点和热点不同。【结论】干旱瘠薄地不同时间段的研究重点和热点不同。加强国内外干旱瘠薄地研究领域高水平科研机构间的合作与交流是提高科研成果产出的有效途径之一,研究干旱瘠薄地作物对干旱胁迫生理及分子水平的响应机理,选育抗旱性强的作物品种,改良干旱瘠薄地的水肥供应,从而提高作物产量已成为当前干旱瘠薄地研究的重点和热点。

关键词：土壤干旱瘠薄地文献计量学普赖斯定律研究热点

ZIF衍生的中空NiS_(2)/CoS_(2)@HNC的制备及储锂性能

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科学通报 2024年第3期69卷 464-472页

作者：周雪陈平刘莹孙晓杰大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室大连116024

过渡金属硫化物是石墨负极材料的优异替代品,但其导电性差、充放电过程中体积膨胀严重.针对这些问题,本文从组成和结构设计的角度出发,通过自模板法简单高效地合成中空十二面体结构的NiS_(2)/CoS_(2)@HNC复合材料.研究表明,NiS_(2)/CoS_... 详细信息

过渡金属硫化物是石墨负极材料的优异替代品,但其导电性差、充放电过程中体积膨胀严重.针对这些问题,本文从组成和结构设计的角度出发,通过自模板法简单高效地合成中空十二面体结构的NiS_(2)/CoS_(2)@HNC复合材料.研究表明,NiS_(2)/CoS_(2)@HNC复合材料用于锂电池负极时显示出良好的电化学性能,在0.2 A g^(−1)电流密度下循环100圈能达到828 mA h g^(−1)的高可逆容量,还具有优异的倍率性能.这主要得益于材料中不同成分间的协同作用以及结构优势,中空氮碳层封装NiS_(2)、CoS_(2)纳米颗粒,缩短了Li+的传输路径,增强了材料的导电性,同时很好地缓解了Li+脱嵌过程中体积膨胀造成的容量衰减.

关键词：锂离子电池负极材料过渡金属硫化物中空结构

基于碳势-能源价格双响应的综合能源系统低碳经济调度

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电力系统自动化 2024年第9期48卷 21-33页

作者：张玉敏孙鹏凯孟祥剑吉兴全杨明李晓宇山东科技大学电气与自动化工程学院山东省青岛市266590 电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东省济南市250061

利用电-气-热多元负荷节点碳势引导需求响应是实现综合能源系统(IES)低碳运行的有效手段。IES中多能流耦合关系复杂、动态特性交织,碳排放特性难以准确表达。文中针对IES中低碳运行潜力挖掘不足的问题进行了研究,提出了一种基于节点碳势... 详细信息

利用电-气-热多元负荷节点碳势引导需求响应是实现综合能源系统(IES)低碳运行的有效手段。IES中多能流耦合关系复杂、动态特性交织,碳排放特性难以准确表达。文中针对IES中低碳运行潜力挖掘不足的问题进行了研究,提出了一种基于节点碳势-能源价格双响应的经济调度方法,用于IES源-荷协同,实现低碳运行。一方面,通过剖析气、热动态特性对碳排放流的影响机理,引入动态特性等价替换思想,得出计及动态特性的碳排放流模型,进而得到负荷节点的碳势,实现碳排放责任的分摊;另一方面,从碳视角出发,考虑多元负荷的碳排放责任,设计了基于多元负荷节点碳势-能源价格双响应的IES源-荷低碳互动机制,充分挖掘IES中多元负荷的低碳潜力。通过对IES中碳排放产生、传输、消费全过程的追踪与计量,制定兼顾经济性与低碳性的调控策略。以电网14节点-热网6节点-天然气网6节点(E14-H6-G6)和E57-H12-G12测试系统为例,验证了所提模型和方法的有效性。

关键词：综合能源系统低碳经济调度碳排放流碳势能源价格动态特性

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淖毛湖煤和棉秆共热解协同效应分析

洁净煤技术 2024年第6期30卷 85-94页

作者：胡孟启罗杰刘洋钟梅代正华靳立军亚力昆江·吐尔逊李建新疆大学化工学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830017 新疆大学化工学院新疆煤炭清洁转化与化工过程重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830017 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室煤化工研究所辽宁大连116024

煤和生物质共热解过程中,填料方式会显著影响挥发分之间相互作用及产物分布。分析分隔放置(Case 1)、机械混合(Case 2)、煤在棉秆上层(Case 3)和煤在棉秆下层(Case 4)4种填料方式下淖毛湖煤(NMH)和棉秆(CS)共热解产物的分布、组成及性质... 详细信息

煤和生物质共热解过程中,填料方式会显著影响挥发分之间相互作用及产物分布。分析分隔放置(Case 1)、机械混合(Case 2)、煤在棉秆上层(Case 3)和煤在棉秆下层(Case 4)4种填料方式下淖毛湖煤(NMH)和棉秆(CS)共热解产物的分布、组成及性质,并结合分形理论研究共热解半焦的孔隙特征,探究共热解协同效应。结果表明,NMH和CS协同作用因填料方式不同而变化,填料方式对共热解产物分布及性质影响大。用Case 4方式时,共热解焦油产率最高,为15.94%,较理论计算值增加3.89%,正协同效应最显著。此时,CS热解产生的富氢组分及时与NMH热解挥发物发生交互作用,导致H_(2)、CH_(4)和C_(2)~C_(4)产量较理论值降低,共热解焦油产率增加。不同填料方式对共热解焦油中轻油馏分均产生负协同作用。含氧化合物相对含量减少可能是因为共热解过程促进脱氧反应(如脱羧和脱羰基化等),进一步生成脂肪烃,减少含氧官能团发生交联反应;在共热解中,·H自由基与活性含氧基团产生正协同作用,促使焦油中O、N、S原子向固体或气体产物转移。由半焦分形结果可知半焦分形维数D_(1)和D_(2)均在2~3间,说明半焦粗糙度和孔结构均满足分形结构基本特征。对于Case 3和Case 4方式,位于下层样品半焦的表面更粗糙。用Case 3方式所得CS-C孔隙更小;而Case 4方式所得NMH-C孔隙更不均匀,孔结构更复杂。

关键词：低阶煤棉秆填料方式共热解协同效应

羟丙基甲基纤维素对冷冻麻薯生胚品质改良效果及其机理研究

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食品与发酵工业 2024年

作者：张家萍李文钊余平莲颜凤杨晓飞崔亚雪天津科技大学食品科学与工程学院昭通学院化学化工学院云南省高校高原特色功能食品研究重点实验室

为将进一步改善由冷冻麻薯生胚焙烤后产品的品质劣变问题，该文选取羟丙基甲基纤维素为改良剂，利用低场核磁共振仪、差式扫描量热仪、傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜等检测冻融循环过程中冷冻麻薯生胚水分状态、蛋白质二级结构以... 详细信息

为将进一步改善由冷冻麻薯生胚焙烤后产品的品质劣变问题，该文选取羟丙基甲基纤维素为改良剂，利用低场核磁共振仪、差式扫描量热仪、傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜等检测冻融循环过程中冷冻麻薯生胚水分状态、蛋白质二级结构以及微观结构的变化，并通过食品体积测定仪、质构仪等考察其烘焙品质的改良效果。实验结果表明，羟丙基甲基纤维素可以改善麻薯比容，降低麻薯的硬度；4次冻融循环处理后，添加0.5%羟丙基甲基纤维素的麻薯比容高达3.71 cm3/g。同时，羟丙基甲基纤维素有效抑制了水分的迁移与流失，抑制冷冻麻薯生胚内部强结合水向弱结合和自由水的转换，提高了麻薯生胚的持水性；冷冻麻薯生胚的可冻结水含量随着羟丙基甲基纤维素的增加呈显著下降趋势。此外，冻融循环4次时，1.5%添加量下，冷冻麻薯生胚的游离巯基含量最低，α-螺旋含量最高；且蛋白质二级结构最为稳定，淀粉分子镶嵌到面筋蛋白网络结构中。因此，羟丙基甲基纤维素的添加改善了冷冻麻薯生胚的面团特性和烘焙品质，且0.5%添加量下烘焙品质改善效果最为明显。

关键词：麻薯羟丙基甲基纤维素冻融微观结构烘焙品质