能源光电转换与大规模储能二次电池关键材料的研究进展

化石能源的过度使用引发了一系列严峻的环境问题,有可能在化石能源枯竭前带来十分严重的环境伤害。发展清洁新能源和与之相匹配的高效储能新技术意义特别重大。太阳能绿色环保、取之不尽,"光伏+储能"将最有可能成为能源问题的终极解决方案。经多年研究,钙钛矿太阳能电池已被公认为是最具潜力的系统,目前的主要挑战是器件的稳定性还需突破,对环境友好也还需改善。能量存储方面,将锂离子电池拓展到大规模储能领域,必须克服资源短缺及安全性因素的制约;钠离子电池和水系锌离子电池由于资源、成本、安全和环保等优势明显,在大规模储能领域有很大的发展空间。本文综述了相关关键材料的最新研究进展,主要包括钙钛矿材料、钠/锌离子电池的关键正负极材料。通过关键材料成分、结构和性能本征关系的解析,为高品质钙钛矿太阳能电池和低成本、高比能、长寿命的大规模储能二次电池新系统研发提供指导。

植物油再生老化沥青胶结料性能研究

研究新鲜大豆油、煎炸大豆油、生物柴油残渣3种常见植物油和一种矿物油再生剂对老化沥青三大指标、流变性质和微观组成的影响。结果表明,几种再生剂均可恢复老化沥青针入度、软化点和延度指标至基质沥青水平;流变性能测试表明,4种再生剂对老化沥青的复数模量和相位角恢复能力存在差异,再生剂降低了老化沥青抗车辙性能;红外光谱测试表明,植物油不含有芳烃类物质,矿物油再生剂降低了老化沥青羰基与亚砜基含量,3种植物油降低了老化沥青亚砜基含量,增加羰基含量。

南海荔湾区域水合物水平井降压开采模拟研究

南海荔湾区域赋存有大量的天然气水合物资源,储层具有薄层和厚层水合物互层分布特征,极具开发潜力。因此,基于该区域多层水合物地质资料,利用TOUGH+HYDRATE建立了该区域水平井降压开采数值模型,井底开采压力取值为0.2倍的第三层水合物底部初始压力,主要研究了储层渗透率对水合物开采的影响规律。结果表明:降压法能够有效促进井周水合物分解,但受到地层低渗透率的制约,水合物有效分解范围主要局限于井周有限的圆形区域内,且在分解前缘面附近易形成少量的二次水合物;增大地层渗透率对水合物增产效果影响最为显著,当地层渗透率增大至20 mD时,水平井布设在最下部水合物层中间时,可以同时开采三层水合物,从而极大提高了开采效率,但同时也会导致地层流体涌入井眼,产水量急剧增大。

基于Origin软件的ABS复合材料力学行为分析

以长玻纤增强ABS复合材料的力学性能实验数据为基础,讨论了利用Origin 8.0软件进行单纵坐标轴双曲线点线图绘制和双纵坐标轴双曲线点线图绘制的操作及注意事项。结果表明,Origin 8.0软件能很好地完成复合材料的力学性能数据处理和曲线绘制。在实际操作中还需注意中文汉字的字体调整、坐标轴的刻度调整等问题。

铜表面纳尺度沟槽织构的摩擦学性能

目的通过分子动力学(MD)模拟,揭示了纳尺度沟槽织构对单晶铜摩擦磨损的影响机理,为设计高耐磨超声电机(USM)定子材料提供理论指导方法建立了金刚石-铜摩擦配副模型,首先研究了金刚石下压深度对铜基体摩擦学性能的影响,随后重点研究了铜表面沟槽织构的角度、深度、宽度对摩擦学性能的影响。通过提取摩擦过程中的摩擦因数、磨损原子数目、摩擦界面温度、体系能量、界面间相互作用力以及观察摩擦前后界面形貌变化,从原子尺度揭示沟槽织构对铜的减摩机理。结果对于无织构铜表面,摩擦因数和磨损率等性能参数随着下压深度的增加而增加;有沟槽织构的铜表面,摩擦因数和磨损率相较于无沟槽织构有显著下降。在沟槽织构与摩擦方向成90°时,效果最佳,摩擦因数下降25%左右,磨损率下降50%。同时,摩擦因数和磨损率还随沟槽深度和宽度的增大而减小。其主要原因是:沟槽织构的引入,使得在金刚石和铜基体的摩擦过程中相互作用的原子数量明显减少,相互犁削和接触原子的数量也减少,从而导致摩擦因数、磨损率下降。结论在铜表面进行沟槽织构化处理能够减少摩擦过程中的磨损,提高铜基体的耐磨性能。

xLi_3V_2(PO_4)_3·LiVPO_4F/C复合正极材料的合成及储锂性能

用乙炔碳作为碳源,采用机械活化辅助碳热还原两步法合成xLi_3V_2(PO_4)_3·LiVPO_4F/C复合正极材料。采用XRD、SEM、TEM等技术对样品的晶体结构和微观形貌进行了表征,采用循环伏安法和恒流充放电等测试方法对合成样品的电化学性能进行分析研究。结果表明:xLi_3V_2(PO_4)_3·LiVPO_4F/C复合正极材料兼备了Li_3V_2(PO_4)_3的循环稳定性好、倍率性能佳的优点和LiVPO_4F能量密度高的优势,此外还弥补了Li_3V_2(PO_4)_3在3～4.7 V电压范围充放电时放电电压平台缺失的缺陷。该材料在3～4.7 V之间的循环稳定性较好,在1C倍率下最高放电比容量为119.7 m A·h/g,循环300圈后为97.5 m A·h/g。其倍率性能较好,在0.1C倍率下充放电可获得高达152 m A·h/g的放电比容量,倍率升高到8C时仍能保持100 mA·h/g的放电比容量。

熔融挤出制备PVC-g-MAH接枝物的研究

采用同向平行双螺杆挤出机熔融挤出制备了聚氯乙烯接枝马来酸酐(PVC-g-MAH)共聚物,通过正交实验考察了单体马来酸酐(MAH)用量、引发剂过氧化二异丙苯(DCP)用量、稳定剂用量以及氧化镁(MgO)用量对接枝率的影响,同时对聚合物的力学性能和耐热性进行了测试分析。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明MAH成功接枝到PVC上;四种因素对接枝率的影响主次顺序是:MgO>稳定剂>MAH>DCP;熔融接枝聚合反应的最佳配方为:MAH用量为7.5 phr、DCP用量为0.2phr、稳定剂用量为4.0 phr、M gO用量为7 phr;PVC-g-M AH共聚物的弯曲强度和冲击强度得到提升;维卡软化温度、热失重(TG)和差示扫描量热仪(DSC)分析表明PVC-g-MAH接枝物的热稳定性优于PVC。

牡荆苷对脑缺血再灌注大鼠脑损伤保护作用及其机制研究

目的:本研究旨在探讨牡荆苷对脑缺血再灌注大鼠脑损伤的保护作用及其作用机制。方法:采用Longa改良线栓法建立大鼠大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型。实验随机分为假手术组,模型组,模型+依达拉奉阳性对照组(3.24μmol·kg-1),模型+牡荆苷(1.62、3.24、6.48μmol·kg-1)不同剂量组,大鼠缺血2 h再灌注1 h后腹腔注射给药,连续给药时间为1 d和3 d。2,3,5-氯化三苯基四氮唑(triphenyltetrazolium chloride,TTC)测大鼠脑梗死体积,干湿重法测脑组织含水量,相应试剂盒法检测超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、活性氧(reactive oxygen species,ROS)和丙二醛(methane dicarboxylic aldehyde,MDA)含量,免疫组化检测水孔通道蛋白4(aquaporin 4,AQP-4)阳性细胞表达,RTq PCR检测Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)和核因子κB(nuclear factorκB,NF-κB)m RNA表达水平,ELISA测定肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα,TNF-α)含量,HE染色观察大鼠神经细胞的形态。结果:与假手术组相比,模型组大鼠再灌注后缺血侧脑组织出现明显的梗死灶,含水量明显增多,SOD活性明显降低,ROS和MDA含量明显升高;与模型组相比,给药组大鼠脑组织含水量降低,抗氧化酶活性升高,抗炎作用显著,显著改善脑缺血再灌注大鼠细胞病理形态,在一定剂量范围内,呈剂量依赖性;与依达拉奉对照组相比,牡荆苷中、低剂量组作用较弱(P<0.01,P<0.05);牡荆苷高剂量组与依达拉奉作用相当,差异无显著性。结论:牡荆苷对脑缺血再灌注大鼠脑损伤的保护作用可能是通过抗氧化应激和抗炎作用实现。

非平衡模具热力学状态的仿真模拟

为了探究在热力学非平衡状态下,非平衡模具型腔内共混物的热力学状态。利用有限元分析方法仿真模拟分析了非平衡状态下,模具处于开模状态下的传热情况、合模状态下的传热情况,型腔内的耗散结构形成后快速冷却过程的传热情况。研究结果为非平衡射出成型实验提供了理论依据,并为非平衡模具设计起到一定的指导作用,还能对成型工艺参数设定提供有价值的建议。

山东半岛城市群高新技术产业空间演化特征及影响因素

文章运用基尼系数、偏离份额分析、区位熵等方法探索山东半岛城市群高新技术产业空间演化特征及影响因素,得出以下结论:2000-2015年山东半岛城市群高新技术产业年均增长率为26.34%,高于工业行业年均15.07%的增长率,有效地推动了经济发展转型,但其高新技术产业占全国比重低于江苏省、广东省;根据偏离—份额分析,电子及通信设备制造业是山东半岛城市群增长速度最快、产值最高、最具有竞争力的产业,航空、航天器及设备制造业发展较为缓慢,高新技术产业区位熵从2005年的0.52上升到2015年0.90,东部沿海地区专业化水平高于西部地区;高新技术产业基尼系数从2000年的0.566降低至2015年的0.354,空间演变呈现由青岛市、烟台市及济南市的集聚到向周边地区扩散的态势;科技创新、经济基础、政府支持、发展阶段是影响高新技术产业空间演化的重要因素。

电感耦合等离子体发射光谱在磷石膏中磷酸钙物相快速测定中的运用

磷石膏中磷酸钙物相测定决定其使用用途及配比,利用电感耦合等离子体发射光谱测定磷石膏中磷酸钙物相,方法稳定可靠,所选3件样品各种形态P测定结果精密度均良好,每组测定结果的RSD均小于5%,且其加和同总磷测试结果基本保持一致。

强冻融作用下土壤微生物残体碳的累积特征及其对玉米秸秆输入的响应

【目的】微生物残体碳是土壤稳定碳库的主要组成部分。探究不同冻融强度下东北黑土区土壤真菌和细菌残体碳的变化和积累特征,以及玉米秸秆对这一过程的影响,以加深对东北黑土土壤有机碳循环过程和微生物调控机理的认知,为东北黑土区土壤肥力提升提供理论支撑。【方法】研究采用室内模拟培养试验,供试材料为玉米秸秆和黑土。设置3个冻融强度处理:弱冻融(融冻温度/冻结温度为5℃/-4℃)、强冻融(融冻温度/冻结温度为5℃/-9℃)和5℃常温对照,每个冻融处理分别设置添加和不添加玉米秸秆处理。一个冻融循环为土壤样品在5℃培养24 h,逐渐降低温度至冻结温度,保持48 h,然后升温至5℃,直到总时间96 h(4天),然后进入下一个循环。冻融试验共进行了16次循环,总培养周期为65天。在第0、3、8、12和16次冻融后采集土壤样品,测定土壤氨基葡萄糖(真菌残体标识物)和胞壁酸(细菌残体标识物)含量,分析微生物残体碳的累积特征及其对土壤有机碳的贡献。【结果】不添加玉米秸秆条件下,强冻融处理在前期较恒温对照显著增加了真菌和细菌残体碳含量及其对土壤有机碳的贡献,降低了土壤真菌细菌残体碳比值(F/B),而弱冻融处理相关指标较恒温处理则变化不明显;在第16次循环,强冻融显著降低了微生物残体碳含量及其对土壤有机碳的贡献,增加了F/B值。在恒温和弱冻融处理中,添加秸秆在前期促进了真菌和细菌残体碳的累积,但在第16次循环,降低了真菌和细菌残体碳含量;而在强冻融处理中,添加秸秆则在试验结束时显著增加了细菌残体碳含量,降低了F/B值。试验结束时,添加秸秆后不同冻融强度对微生物残体碳贡献率影响不大。【结论】反复多次强冻融会降低土壤中微生物残体碳的累积,尤以细菌残体碳损失比例更大。添加玉米秸秆对真菌残体碳积累无显著影响,但能够显著增加细菌残体碳的积累,增加细菌残体碳的比例和其对土壤有机碳的贡献,在一定程度上抵消强冻融对微生物残体碳累积的不利影响。因此,添加秸秆可提高反复强冻融土壤中微生物源碳的稳定性。

处理条件对芝麻素酚三糖苷稳定性的影响

探讨光、热、氧(空气)、酸、碱、酶及高压蒸汽处理对芝麻素酚三糖苷稳定性的影响。结果发现,光、热、氧(空气)、碱液(氢氧化钠)、高压蒸汽及α-葡萄糖苷酶处理对芝麻素酚三糖苷稳定性无显著性影响,盐酸、β-葡萄糖苷酶、α-半乳糖苷酶及β-半乳糖苷酶处理均可导致芝麻素酚三糖苷稳定性显著性降低。表明芝麻素酚三糖苷在特定的酸或酶作用下不稳定,可以转化为其他物质。

基于线弹性断裂力学ABS树脂断裂行为分析表征

通过系列不同的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂缺口冲击实验,运用线弹性断裂力学理论对实验数据进行分析和表征,以确定在ABS树脂实际的使用或加工过程中,试样形状对材料性能的影响。实验结果表明:冲击功随缺口深度、跨距的增加而降低,随缺口底部曲率半径、厚度的增大而增大;临界能量释放率随缺口深度、曲率半径、厚度的增大而增大,随跨距的增大而降低。材料的力学行为受到材料几何形状的影响,冲击功、临界能量释放率受形状、缺陷影响。

10kA基于SCR技术的功率电感脉冲测量系统

此处提出了一款新的基于半导体控制整流器(SCR)的高脉冲电流处理能力而开发的用于功率电感测量的脉冲测试系统。该测试系统可以通过高达10 kA的脉冲电流对功率电感进行饱和性能测试和功耗测试,且不会产生热应力。该测试系统具有短路保护功能,可以避免因输出短路造成对测试系统的损坏。受益于SCR器件高脉冲电流处理能力,该脉冲测试系统具有一些独特的性质,并且与基于IGBT的测试系统相比,其具有一些突出的优点。

种植密度对甜玉米与鲜食糯玉米产量与品质性状的影响

采用田间试验的方法,研究低密度(3.5万株/hm^2,LD)、中密度(5.5万株/hm^2,MD)、高密度(6.5万株/hm^2,HD)种植对甜玉米(520)、糯玉米(吉农糯112)商品品质、食用品质以及部分营养品质的影响。结果表明,种植密度对鲜食玉米商品品质的影响较大,高密度种植会显著降低有效穗长、出籽率以及百粒重等商品性状。甜玉米皮渣率以及糯玉米的种皮厚度受种植密度影响较大,高密度处理下甜玉米(520)的皮渣率比低密度处理增加29.2%,糯玉米(吉农糯112)种皮厚度下降24.78%。种植密度对脂肪、可溶性总糖以及赖氨酸含量的影响不显著,显著影响鲜食玉米子粒中蛋白的含量,高密度处理下甜玉米(520)与糯玉米(吉农糯112)蛋白含量比低密度处理分别降低近1个百分点。

生物油再生沥青胶结料路用性能分析

为研究生物油再生沥青胶结料的路用性能,分析比较了基质沥青与生物油再生沥青胶结料的流变性质与化学特性。首先通过三大指标与黏度测试确定生物油在老化沥青中的最佳掺量;之后重点分析最佳生物油掺量下再生沥青与基质沥青的高温与疲劳性能,高温性能通过多应力蠕变回复试验(MSCR)测试,疲劳性能通过DSR时间扫描测试;最后利用红外光谱(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)测试分析2种沥青的化学特性。研究结果表明:10%生物油可恢复老化沥青针入度与延度至基质沥青水平;基质沥青与10%生物油再生沥青的PG分级分别为PG64-16与PG70-16;MSCR结果表明再生沥青相比基质沥青具有较好的高温性能;N_(f50)指标表明再生沥青的抗疲劳性能较基质沥青胶结料更好,因为2种沥青模量相近,再生沥青的弹性组分含量更高;FTIR结果表明生物油稀释了老化沥青中高极性的亚砜基;GPC结果表明生物油降低了老化沥青中的大分子和小分子含量,改善了老化沥青分子量分散度。生物油改善了老化沥青的路用性能和化学特性,是一种较有潜力的沥青再生剂。

不同氮量和密度对吉单96冠层特性及产量的影响

在大田条件下设置纯氮用量0、150、225、300和375 kg/hm^2共5个氮肥量级和6万、7万、8万、9万和10万株/hm^2共5个密度梯度,研究不同氮肥量级条件和不同密度梯度下吉单96的冠层生理及结构指标、产量及产量构成指标。结果表明,冠层叶绿素含量的敏感时期为大喇叭口期和抽雄期,其中,大喇叭口期叶片叶绿素含量受氮肥影响最大,抽雄期叶片叶绿素含量受密度影响最大。225~300 kg/hm^2施氮量且分配60%的追肥可以保持冠层叶绿素在较高水平;叶面积指数受密度调控更显著,7.7万~8.0万株/hm^2为试验最适密度,可维持最大叶面积指数在5.5左右。在中高肥力条件下,采用7.7万~8.0万株/hm^2的种植密度和225~300 kg/hm^2的施氮量,可维持冠层结构和功能,协调穗粒数和百粒重同步增长,产量可达到12 780.9 kg/hm^2。

环氧树脂的增强改性研究进展

综述了近年来氧化石墨烯、碳纳米管、纤维素纳米纤维增强环氧树脂的研究进展。氧化石墨烯表面的含氧基团可与环氧树脂发生化学反应形成稳定的化学键,增加其在环氧树脂中的分散性。碳纳米管具有优异的力学性能,少量碳纳米管可显著提高复合材料的力学性能。纤维素纳米纤维含有大量的羟基、羧基基团,可与环氧树脂有效地结合。含氧基团的引入可显著提高材料的力学性能,在未来的研究中可将氧化石墨烯与纤维素纳米纤维结合,协同提高环氧树脂的力学性能。

生物质重油与生物沥青制备及性能

为了制备生物沥青,缓解道路建设对石油沥青的依赖性,以木屑为生物质原材料,采用热液化方法制备生物质重油,将重油掺至50^#基质沥青中制备生物沥青,部分替代石油沥青。首先,采用红外光谱、扫描电镜、热重分析仪微观表征方法,分析生物质重油的物化性质;然后通过三大指标(针入度、软化点、延度)考察重油掺量对生物沥青基本物理性能的影响;以水煮法评价了生物沥青的黏附性,利用差示量热扫描仪(DSC)、动态剪切流变仪(DSR)分析生物沥青的低温性能、高温性能及蠕变恢复性能。试验结果表明:重油与70^#基质沥青存在相似的化学结构,且有较好的热稳定性,165℃时的热分解率仅为3.6%;重油中存在直径约3μm的球形颗粒生物炭,有利于提高生物沥青的高温性能;随重油掺量的增加,生物沥青的针入度增加,软化点、延度及玻璃化转变温度T_g降低,低温性能提升,且能保持较好的黏附性能;当重油掺量(质量分数,下同)为10%时,生物沥青的性能与70^#基质沥青最为接近;生物沥青的车辙因子与复数剪切模量介于50^#与70^#基质沥青之间,生物沥青较70^#基质沥青有更好的高温抗永久变形能力与抗剪切性能;平均应变恢复率与平均不可恢复蠕变柔量的计算结果均表明生物沥青的蠕变恢复性能优于70^#基质沥青。