稀土离子掺杂调控MIL-101的电子结构促进电催化氮还原反应

电催化氮还原反应(electrocatalytic nitrogen reduction reaction,eNRR)被认为是在环境条件下生产低浓度NH_(3)/NH_(4)^(+)的有效策略,而设计合适的催化剂是高效驱动eNRR的关键。本研究采用水热法制备MIL-101催化剂,研究水热温度和Gd元素掺杂对MIL-101催化剂e NRR性能的影响。结果表明:150-MIL-101具有最高的结晶度及e NRR性能(氨产率为11.5μg/(h·mg),法拉第效率为30.5%)。MIL-101-0.5Gd表面下凹,暴露了内部粗糙孔结构,催化剂表观活性提高,同时氧空位浓度的增加可优化催化剂的特性活性,其在0.1mol/L LiClO_(4)电解质、-1.3 V电位下的氨产率和法拉第效率分别为16.7μg/(h·mg)和37.6%,优于无掺杂150-MIL-101,且催化剂具有较好的长期稳定性。

高承压非均质岩溶裂隙含水层精准注浆加固技术研究

煤层底板高承压非均质岩溶裂隙含水层突水是煤矿安全生产的重大灾害之一,消除其突水威胁对矿井安全生产具有重要意义。以梁北矿32021工作面为例,在综合分析工作面地质与水文地质条件的基础上,利用多种物探方法查明了煤层下50、70、90 m深度上的富水裂隙集中分布区域,为煤系底板受构造破坏的导水或富水裂隙的注浆加固施工提供靶向区域,结合牛顿流体和宾汉姆流体在裂隙内渗流相关理论和类比分析,得出了在8 MPa注浆压力条件下密度为1.1 kg/m^(3)的水泥浆的扩散半径约为30 m,在此基础上对工作面布置了注浆加固钻孔。结合注浆前后物探结果、钻孔单孔涌水量分析、注浆量合格率和注浆改造前后突水系数等评价划定工作面水害危安区,用于指导矿井安全生产。

极端暴雨天气对矿井水文地质条件的影响分析--以梁北矿防治水工作为例

极端暴雨天气不仅给矿井汛期防治水害造成巨大压力,随之引发的区域水文循环过程的改变,也造成暴雨后一段时期内矿井水文地质条件异常,使得煤层开采过程中水害威胁程度远远大于其他灾害,对水害防治工作产生持续影响。以梁北矿防治水工作为例,通过矿井综合精准物探结果、钻孔水文观测记录和数值模拟,初步分析了极端暴雨后对矿井水的耦合影响。首先,矿井水文观测井水位明显升高,且综合矿井地球物理方法探测亦表明矿井煤层底板深中浅不同含水层的富水空间分布更加复杂;其次,地表水经裂隙向下渗透,导致矿井地下水位面升高,鉴于含水层具有较强的非均质性,不同钻孔所揭露的岩溶裂隙空间体存在出水量大小不一、水压大小分布差异较大的情况,矿井水文地质条件愈加复杂;最后,进一步的数值模拟分析表明,极端暴雨后的地表水会补充至矿井含水层,导致矿井底板的水量和水压增加,但随着时间的推移将逐渐趋于新的平衡。

基于三维地震勘探技术对煤层底板高承压水突水危险性的研究

矿井因缺少深部钻孔地质资料而无法准确地对煤层底板突水危险性进行评价,以梁北矿32采区三维地震勘探资料所揭示的深部地质信息为主要研究对象,通过地震界面与钻孔数据标定反演煤层底板隔水层厚度,采用突水系数法和脆弱性指数法将评价结果相互印证。结果表明,基于三维地震勘探资料对煤层底板高承压水突水危险性评价结果具有较高的可靠性,其突水危险区与研究区域内含水层的高承压区、大断层的发育区以及薄隔水层的分布区表现出较高的契合性。

鹤壁矿区深部煤中微量元素富集特征及赋存状态研究

为探讨Cr、Cd、Se、Mn、Ge、Ga等微量元素在鹤壁矿区深部煤中的富集特征及变化规律,采取鹤壁矿区深部二叠系二_(1)煤煤样,采用原子发射光谱(AES),原子吸收光谱(AAS),电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)和质谱(ICP-MS)等测试方法,获取上述微量元素含量,在前人现有研究成果的基础上,通过采用矿物学、岩石学、煤地质学、地球化学、地质学、统计学等学科相关知识,对研究区内二_(1)煤中14种微量元素的分布规律、富集特征进行了研究。研究结果表明:Cl、Hg、Se、Pb四种微量元素在研究区煤中明显富集,Cl元素可能是岩浆作用所带来的挥发分及被其活化的元素一起进入煤层的,研究区内Hg元素可能主要来源于热液作用和成煤植物中的裸子植物或者草本植物,Se、Pb元素也是亲硫元素,可形成广泛的类质同象关系,都主要以硫化物的形式存在,其富集可能与燕山期岩浆热液作用有关;初步认为Mn、Ga、F、P、Cd等5种元素在研究区二_(1)煤中的赋存状态主要与无机物有关;Hg、Cr、Se、Pb等4种元素在研究区二_(1)煤中的赋存状态主要与硫化物有关;As、U、Ge等3种元素在研究区二_(1)煤中的赋存状态主要与有机质有关。V元素在研究区二_(1)煤中的赋存状态主要与黏土矿物有关。本次成果可以为研究区今后相关研究提供参考,为研究区今后在生产过程中对煤炭合理清洁利用提供参考依据。

具有安装时间的置换流水车间组合干扰管理研究

针对安装时间与次序相关的置换流水车间环境,研究随机机器故障、加工时间改变、安装时间改变、工件优先级提高、新工件到达、工件取消加工六类常见干扰事件部分或者全部组合发生情况下,考虑初始目标最大完工时间和扰动目标次序变动总量的干扰管理问题。经分析,该问题为NP难问题。通过改进初始种群构建策略以及全局搜索和局部搜索间权衡策略,提出改进文化基因算法对该问题进行求解。最后设计随机干扰算例,分别在初始种群改进前后同经典的NSGA-II算法进行对比,结果验证了本文所提初始种群构建策略和改进文化基因算法在应对不同组合干扰事件和不同问题规模下的有效性。

TiO_2/Al_2O_3薄膜对金刚石表面改性研究

采用溶胶涂膜工艺在金刚石表面涂覆TiO_2/Al_2O_3薄膜,并通过扫描电子显微镜、能谱分析仪、红外光谱仪、掠入式X射线衍射仪、接触角测定仪、Zeta电位分析仪及陶瓷高温物相仪等,对涂覆TiO_2/Al_2O_3薄膜前后的金刚石表面形貌及其性能进行了测定与分析。测定结果表明:选用溶胶涂膜工艺,可以在金刚石表面涂覆TiO_2/Al_2O_3薄膜,两者界面间以C—O—Ti和Ti—O—Al化学键结合;TiO_2/Al_2O_3薄膜的晶型结构主要为锐钛矿、金红石相、γ-Al_2O_3和Al_2TiO_5等物质;涂覆TiO_2/Al_2O_3薄膜后,能有效改善金刚石的表面亲水性能及陶瓷的高温润湿性能。

熔渗温度和熔渗相组成对三维互穿网络结构(Mo,Ti)Six-RSiC复合材料组成、微观结构、力学和热学性能的影响

以RSiC为基体,通过MoSi2-Si-Ti合金活化熔渗(AMMI)工艺来制备三维互穿网络结构的(Mo,Ti)Six-RSiC复合材料。采用XRD、SEM、力学性能、热膨胀测试等方法研究了熔渗温度和熔渗相组成对复合材料组成、微观结构,力学和热膨胀系数等性能的影响。结果表明:采用AAMI法可获得具有三维互穿网络结构的(Mo,Ti)XSi2-RSiC复合材料,材料的组成主要为SiC、Si、TiSi2和(Mo0.2Ti0.8)Si2;随预熔配方中MoSi2含量和熔渗温度的增加,复合材料的室温力学性能均先增大后减小,采用MoSiTi-2配方1700℃熔渗所得复合材料的力学性能最佳,其弯曲强度、弹性模量和断裂韧性分别为136.8MPa、217.3GPa和2.45MPa·m^1/2,相比基体分别提高约44%,158%和75%;MoSiTi-2-S2.6-1700在1200℃的热膨胀系数约为4.51×10^-6℃^-1,且基体密度对复合材料CTE的影响高于熔渗相组成;随温度升高,复合材料的弯曲强度增加,1400℃时,其弯曲强度为189.4MPa,比室温提高了约38%;随氧化时间增加,MoSiTi-2-S2.6-1700的室温力学性能先增加后降低,氧化60h时,材料的弯曲强度和弹性模量达到最大,分别为146.8MPa和212.08GPa,与未氧化试样相比提高了约16.2%和51.7%,即使氧化100h,材料的力学性能仍高于初始值。

烧结温度对Cu-P金属结合剂堆积磨料结构和性能的影响

在不同烧结温度下,以Cu-P合金为结合剂制备金刚石堆积磨料.利用差热分析(DTA)和X射线衍射(XRD)测试Cu-P合金的熔化特性与物相组成,采用扫描电镜(SEM)方法对堆积磨料的显微结构、金刚石和结合剂界面润湿性进行分析,并测试堆积磨料的单颗粒抗压强度、冲击韧性、气孔率、平均孔径尺寸等物理性能.对比了不同温度下烧结制备的堆积磨料的磨削性能,并阐述磨料磨损机理.结果表明,760℃烧结的堆积磨料,Cu-P结合剂对金刚石的包裹程度好,润湿性好,金刚石出刃高度适宜,并具有优异的力学性能.其单颗粒抗压强度、冲击韧性、气孔率、平均孔隙尺寸分别为23 N、78%、29.33%、18.53μm.760℃烧结的堆积磨料具有最优的磨削性能,磨削后砂轮中的堆积磨料处于半磨损状态,当氧化锆陶瓷的磨削比为24.8时,工件表面粗糙度为1.01μm.

交流磁场对M-BTC材料电化学氮还原(NRR)性能的影响

本文采用水热法合成了四种MOFs催化剂,分别通过XRD、SEM及IR表征了催化剂的组成和微观结构,进而研究了催化剂的NRR活性,最后探究了交流磁场对催化剂NRR活性的影响及作用机制.结果表明:四种催化剂中,Fe-BTC在-0.376 V(vs.RHE)和80℃时具有最高的氨产率和法拉第效率,分别为3.63×10^(-10) mol s^(1) cm^(-2)和0.31%;在恒电位下,当交流磁场的强度为4.355 mT,频率为50 kHz时,催化剂的氨产率和法拉第效率最大,分别为3.61×10^(-9) mol s^(-1) cm^(-2)和5.67%,比无磁场时分别提高约10倍和18倍,这种增效一方面源于交流磁场增加了N_(2)在Fe-BTC表面的吸附量,另一方面,交流磁场产生的感应电动势与电场本身的电势的叠加作用,为NRR反应提供了额外能量所致.

结合剂分散性对陶瓷结合剂cBN固结磨具微观结构和性能的影响

本文探究了硅烷偶联剂KH560的浓度对陶瓷结合剂粉体分散性和放置稳定性的影响,并探究了改性机理.进而以不同分散性的结合剂粉体制备了cBN磨具,探究了结合剂粉体改性方式和放置时间对磨具微观机理、力学性能和磨削性能的影响.结果表明:以质量分数为3.0%的KH560作为添加量时,改性后的陶瓷结合剂微粉的分散性和放置稳定性最好.采用质量分数为3.0%KH560改性的陶瓷结合剂微粉放置360 h后,其所制备的cBN磨具样品微观结构均匀,抗弯强度与洛氏硬度均达到最大值,分别为189.3 MPa和100.15 HRB,相较于未改性的cBN磨具其相应数值分别增加了14.54%和5.82%;用该结合剂制备的cBN磨具珩磨轴承钢内孔时,被加工工件的表面粗糙度Ra为0.054μm,相较于未改性的cBN磨具所加工的工件其数值下降了48.6%.

中药多糖作为免疫增强剂及其对肠道黏膜影响的研究进展

黏膜是机体免疫的第一道防线,口服、滴鼻、点眼等黏膜免疫途径可有效诱导保护性黏膜免疫反应。但目前绝大多数的黏膜免疫疫苗仍未开发,且缺乏安全有效的免疫增强剂。中药多糖已被证实是一类具有促进黏膜免疫效应的生物活性大分子。本文对近年来不同类型的中药多糖作为免疫增强剂及其对肠道黏膜的影响进行综述,旨在为中药多糖作为黏膜免疫增强剂的开发利用提供新思路。

白术多糖介孔二氧化硅的制备及其对小鼠巨噬细胞吞噬能力的影响

为开发新型安全有效的中药多糖免疫增强剂,试验针对白术多糖(AMP)体内代谢过快,靶向性较差等问题,拟结合AMP和纳米颗粒载体两者的优势,从而实现联合应用增强AMP的免疫效果。首先,采用水提醇沉法从白术中提取白术多糖;其次,以十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)作为结构导向剂,四硅酸乙酯(TEOS)作为硅源,氨水(NH_(3)·H_(2)O)作为催化剂,在乙醇-水体系条件下合成介孔二氧化硅(MSNs),并使用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)进行观察。制备的介孔二氧化硅作为载体装载白术多糖,得到白术多糖介孔二氧化硅(AMP-MSNs),以小鼠巨噬细胞系(RAW264.7)为靶细胞,检测AMP-MSNs的细胞毒性及其对巨噬细胞吞噬活性的影响。结果表明,AMP-MSNs增强了巨噬细胞吞噬能力。此外,制备的介孔二氧化硅安全性较好,且工艺较为简单,成本低,对于满足未来的临床需求、商品化生产具有重大意义,与白术多糖联合应用也为开发新型中药多糖免疫增强剂提供了试验基础。

三维互穿网络结构MoSi_2-RSiC复合材料导电行为的影响因素研究

本文以再结晶碳化硅(RSiC)为基体,分别采用直接熔渗(MI)和前驱体浸渍裂解(PIP)-直接熔渗法(MI)来制备了MoSi_2-RSiC复合材料,探究了熔渗温度、基体密度和制备工艺对复合材料组成、微观结构和导电性能的影响。进而引入半定量计算和改进型混合规则探讨了复合材料导电行为的影响因素。结果表明:不同方法制备的MoSi_2-RSiC复合材料均为三维互穿网络结构,且PIP-MI法所制备的复合材料中,基体RSiC与MoSi_2界面结合性良好;两种复合材料的体积电阻率都随基体密度的降低和熔渗温度的升高而降低,MS-2.30-2050的体积电阻率为9.67×10^(-3)Ω·cm,为对应基体的1/1180。互穿网络结构对复合材料导电行为的影响较大,当基体密度为2.62 g/cm^3,I1为0.64;界面结合性对复合材料导电行为的影响主要受界面层厚度以及熔渗相体积分数的共同影响,其影响因子先增加后降低。复合材料中三维互穿网络结构对体积电阻率的影响高于界面结合性。

CeO2含量对SiO2-B2O3-ZnO-K2O-BaO系彩釉玻璃基料性能的影响

采用熔融法制备了SiO 2-B 2O 3-ZnO-K 2O-BaO系彩釉玻璃基料,利用XRD、SEM、综合热分析、高温润湿角测量等手段研究了CeO 2添加量对玻璃基料相组成、显微形貌、热膨胀系数、特征温度和与钠钙玻璃的润湿性的影响。研究结果表明:当CeO 2的添加量高于3%(质量分数,下同)时,水淬后的玻璃基料样品在700℃进行钢化处理后,样品中会有CeO 2晶体析出。随着玻璃基料中CeO 2添加量的增加,样品的耐酸性、与钠钙玻璃润湿性和抗弯强度都先增强后降低。当CeO 2的添加量为1%时,样品与钠钙玻璃的润湿性最好,其润湿角取到最小值45.6°;当CeO 2的添加量为3%时,样品在5%(质量分数)的稀硫酸溶液中失重率取到最小值2.83 mg/cm 2,玻璃的耐酸性最好;当CeO 2的添加量为4%时,样品的抗弯强度最大,为75.69 MPa。结果表明,加入2%CeO 2的基料综合性能最优,具有良好的应用前景。

一种新型堵水调剖用酚醛交联剂的研究

水溶性低聚合度酚醛树脂交联剂,因其将苯酚和甲醛进行一定程度的反应,与常规酚醛单体类交联剂相比,挥发性和毒性较低,因而被广泛应用于油田堵水调剖作业。但此类交联剂在室温下放置一段时间后极易出现固化情况,保存稳定性不足,严重影响交联剂的使用。针对这一不足,本文通过分子设计制备了一种新型酚醛类交联剂,该交联剂稳定性优异,50℃条件下可存贮60天左右。利用该交联剂制备凝胶体系,成胶黏度可达20000m Pa·s,成胶适用温度范围为60~120℃,可耐受钠离子20000mg/L、钙离子5000mg/L及p H=5~9的地层环境,成胶60天后凝胶黏度保留率约为75%,封堵率94%左右。相比于常规酚醛类交联剂具有更广阔的适用性。

外交变磁场对碳纸原位负载MOFs衍生氮掺杂多孔碳OER性能的影响

采用溶剂热法在碳纸(carbon paper,CP)表面分别原位负载2种金属有机框架(metal organic frame,MOFs)前驱体(记为Zn-MOF-74和ZIF-8),经900℃高温热处理后前驱体衍生为氮掺杂多孔碳,得到氮掺杂多孔碳@CP电催化剂材料,分别记为CP-Zn-MOF-74-900-N_(2)和CP-ZIF-8-900-N_(2)。研究CP的组成、孔结构以及外磁场强度对电催化剂OER(oxygen evolution reaction,析氧反应)性能的影响。结果表明,原位负载的ZIF-8在CP的纤维表面形成致密的棱形十二面体颗粒层,热处理后在纤维表面形成均匀的纳米级氮掺杂碳材料。ZIF-8-900-N_(2)的比表面积为1559 m^(2)/g,孔径为0.57 nm,孔容为1.59 cm^(3)/g,具有最佳的磁性能和磁致发热性能。碳纸和氮掺杂多孔碳@CP材料中,CP-ZIF-8-900-N_(2)具有最小的OER过电势和Tafel斜率,分别为334 mV(电流密度为10 mA/cm^(2),经过iR矫正)和187 mV/dec(decade,十进)。当存在外磁场时,随磁场强度增大,催化剂的OER过电势先降低然后稳定不变,当外磁场强度为5.54×10^(−3) T时,CP-ZIF-8-900-N_(2)的过电势达到最小值,为316 mV(没有经过iR矫正),比未引入磁场时下降约20.4%,这主要归因于磁流体动力学效应导致气泡尺寸减小、气泡聚结增强,使得气泡从电极表面的解吸得到改善。

条浒苔破壁方法研究

为了建立一种有效的条浒苔细胞壁破壁方法,以显微观察和蛋白质提取率为评价指标,考察干法超微粉碎法、湿法超微粉碎法、超声波粉碎法、湿法超微粉碎+酶解法和超声波粉碎+酶解法5种方法对条浒苔细胞壁的破坏效果.结果表明,5种方法中湿法超微粉碎+酶解法处理后,细胞组织形态被破坏,细胞之间排布零散无规律,细胞内组织液流出,此方法蛋白质提取率最高,可达到30.86%.

南极磷虾热风干燥工艺对油脂品质的影响

以南极磷虾为原料,经干燥后提取虾油,以酸价、碘价、过氧化值为指标研究加热温度、风速、堆叠厚度、物料粉碎程度对南极磷虾油品质的影响。在单因素的基础上,通过正交试验设计优化干燥工艺参数,得出干燥工艺条件为:温度85℃,风速1.5 m/s,堆叠厚度2层(1.0 cm),粉碎程度4段。在该条件下,得到的南极磷虾油酸价9.4 mg/g,碘价110 g/hg,且过氧化值极低,虾油品质较高。

海上油井清防蜡技术分析

海上油田采油受平台空间、开采周期和开发成本限制,一些在陆上油田应用效果较好的清防蜡技术并不适用于海上油田。为了给海上油田清防蜡方案制定和技术优选提供参考,通过对油井结蜡机理、结蜡过程和结蜡影响因素进行分析,结合清防蜡技术在海上油田的应用情况,对海上主要清防蜡技术的原理和适用性进行分析,指出海上油田应以延长清蜡周期、降低工作强度、提高经济效益为目的,遵循“以防为主、清防结合”的原则,组合运用各种清防蜡工艺开展清防蜡作业,从而达到提高清防蜡措施作业效率和保障海上油田正常生产的目的。