摘要：[目的]采用二茂铁甲酸(ferrocene carboxylic acid,FcA)改性咪唑酸锌骨架-67(zinc imidazolate framework,ZIF-67),部分替换ZIF-67中低活性的有机配体2-甲基咪唑,利用钴、铁双金属协同效应,探究ZIF-67对高氯酸铵(ammonium perchlorate,AP)热分解催化特性影响.[方法]基于对高燃速推进剂的需求,采用搅拌法和超声法制备不同Fe含量的改性ZIF-67(ZIF-67@25％FcA、ZIF-67@50％FcA、ZIF-67@100％FcA),以提高固体推进剂的燃速;通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅立叶红外光谱对改性ZIF-67的微观形貌、晶体结构进行表征;采用差示扫描量热仪研究改性ZIF-67对AP的热分解性能的影响,使用激光点火装置测试改性ZIF-67对AP基固体推进剂燃速的影响.[结果]改性ZIF-67颗粒粒径约为2μm,呈正十二面体结构;ZIF-67@100％FcA具有最佳的催化性能,可使AP高温分解峰温降至312 ℃,表观分解热提高约1.5倍,在压强为7 MPa的氩气气氛中AP基固体推进剂燃速提升13.3％.[结论]FcA的引入使改性ZIF-67 的燃速调控性能得到有效提高,在不明显影响固体推进剂机械感度的情况下有效提升其燃速.

摘要：[目的]为了拓展生物质衍生活性炭在多元领域的应用范围,开展高效制备生物质衍生活性炭方法的探索研究,实现通过优化制备工艺提升活性炭性能和明确活化过程对活性炭性能影响机制的目标.[研究现状]综述生物质衍生活性炭制备的物理活化与化学活化方法:物理活化主要通过高温气体与生物质发生气化反应,从而增大活性炭的比表面积并优化孔隙结构,化学活化则利用化学试剂与碳前驱体反应,以增大比表面积并引入官能团优化结构;概述活化过程能够显著影响活性炭的性能,如比表面积、孔隙结构、官能团分布及其吸附性能等.[结论与展望]提出未来研究应持续致力于优化生物质活性炭的制备流程,探索创新且环保的活化技术;认为通过深化对活化机制的理解,有望开发出性能更加卓越的生物质活性炭,以更好地满足多元化应用需求.

摘要：[目的]分析片帮落煤冲击作用机制,探讨片帮落煤堆积对煤料破碎及刮板输送机链传动系统动态性能的影响,以实现复杂工况下刮板输送机运行特性的全面评估.[方法]基于离散元法与多体动力学耦合仿真,建立刮板输送机刚散耦合模型;通过模拟不同强度的片帮落煤和下落姿态,探究片帮落煤堆积后煤岩颗粒破碎规律;结合链传动系统的动力学响应,分析刮板及链条张力波动原因.[结果]片帮落煤强度越低,片帮落煤破碎越严重;在片帮落煤岩体完整性(龟裂)系数为0.15时,造成系统z方向受力达3 601.3 N,冲击波动显著;破碎颗粒进入刮板与上下槽帮缝隙,导致x方向受力波动;片帮落煤垂直下落煤料碎裂程度最轻,下落姿态对动力学响应的影响表现为不同方向的冲击程度变化,正常与反转下落造成刮板与链环z方向受力较大;片帮落煤垂直下落冲击中板,会导致链条向两侧扩张,小颗粒破碎后堵塞中板与链环缝隙是引发x方向受力波动的主要原因.[结论]低强度片帮落煤及不对称下落姿态均会显著加剧系统受力波动,研究有助于优化煤矿输送系统设计及降低运维成本.

摘要：[目的]探讨旋风分离器因生产负荷的大波动及装置开、停阶段处理气量大幅降低,以及分离效率显著下降问题的解决方案.[方法]基于旋风分离器效率、压降与处理气量之间的关系,提出如下方案:按生产的最大负荷气量设计旋风分离器,并在生产中根据旋风分离器的波动压降在旋风分离器进气口处自动补气,使旋风分离器始终维持在最大效率点附近工作;采用实验室模拟试验检验该方案的可行性和有效性.[结果]当处理气量低于设计值时(实验中气量低至30％的设计气量,体积分数,下同),通过进口自动补气可使旋风分离器的分离效率始终维持在最高效率,且系统结构简单、易于实现.[结论]该自动补气方案能有效解决旋风分离器在气量下降时分离效率降低的问题,保障旋风分离器的节能减排效果,能够显著提升旋风分离器的自动控制及智能化操作水平.

摘要：[目的]为了解决水系锌离子电池中锌金属阳极存在的枝晶生长、析氢反应以及锌金属腐蚀等副反应,研究可以实现水系锌离子电池的高可逆性和稳定循环性能,进一步促进水系锌离子电池实现更广泛的商业应用.[研究现状]概括锌阳极在锌离子水溶液中的储能机制,综述水系锌离子电池中三维锌阳极的设计构型、枝晶的抑制作用机制及其电化学性能等方面的研究进展.[结论与展望]提出不同三维锌阳极的构建策略,认为构建三维锌阳极是显著提高电化学性能的有效策略,能够解决锌阳极存在的枝晶生长、析氢反应以及锌金属腐蚀等问题.

摘要：[目的]开发低迁移性的长波长可聚合光引发剂,实现自由基和阳离子聚合,从而扩展光引发剂及光聚合的应用范围.[方法]利用吩噻嗪苯甲酰硫鎓盐在紫外、可见及近红外区域的吸收特性,在该引发剂结构中引入丙烯酸酯基团,设计并合成一种多波段响应可聚合型的吩噻嗪硫鎓盐长波长光引发剂;采用紫外-可见吸收光谱、实时红外、差示扫描量热法等方法对光引发剂的结构、光物理、光化学、迁移性和热稳定性能进行研究.[结果]紫外-可见吸收谱图表明该引发剂能够响应紫外、可见及近红外光;光聚合动力学研究表明,该引发剂在紫外、可见及近红外光的辐照下表现出优异的引发性能,能够有效诱导自由基及阳离子聚合反应;迁移性和热稳定性研究表明,该引发剂具有低迁移性和较高的热聚合温度.[结论]合成的可聚合型的低迁移吩噻嗪硫鎓盐光引发剂,具有多波段响应的特性,在光源的辐照下能够同时引发自由基和阳离子聚合,具有良好的热稳定性和低迁移性,可以应用于食品包装、生物医药等领域.

摘要：[目的]分析碳中和粉体技术的理念、科学内涵和工业生产中的应用现状,评估其在实现全球碳中和目标中的作用.[研究现状]系统概述粉体技术在节能减排、碳捕集利用与封存、可再生能源利用等方面的应用进展;总结粉体技术在建材、化工、能源等多个行业的减排效果;概述碳中和概念及内涵,提出碳中和粉体技术,阐述碳中和粉体技术理念和意义,探讨碳中和粉体技术在节能减排,碳捕集、利用与封存,新能源领域的应用和挑战.[结论与展望]尽管粉体技术在推动工业生产节能减排方面取得一定进展,但在技术创新、政策支持、市场机制等方面仍面临挑战;未来研究应聚焦于开发更高效、低成本的碳中和粉体技术,加强国际合作,完善市场机制,提高公众意识,促进粉体技术在实现碳中和目标中的应用.

摘要：[目的]为了探讨临方片剂的处方优化和贮存,研究不同基础成型配方制备的中药临方片剂的成型性和在使用周期内的物理稳定性.[方法]通过压缩实验研究2个基础配方的压缩成型性,并在相对湿度为60％、温度为25 ℃的条件下探究片剂的物理性质,包括片剂质量、轴向膨胀、径向膨胀变化,抗张强度以及崩解时限,从而研究片剂质量的稳定性.[结果]2种配方制备的片剂具有良好的成型性和片剂品质;在稳定性试验期间,大部分片剂的抗张强度在1周时保持相对稳定或略有增加,少数片剂在1周时出现较明显的下降,随后又有所上升;多数片剂贮存1周后,崩解时限基本稳定,具有良好的稳定性.[结论]基于临方处方和中药处方设计系统,可以快速筛选临方片剂配方并在稳定性研究期内获得质量合格的片剂.

摘要：[目的]探讨有效提升煤系高岭土吸附去除水中氟离子性能,从而提高煤系高岭土在吸附领域的有效利用价值.[方法]首先对高岭土进行球磨处理后通过利用聚合羟基铝溶液对其进行改性,并通过X射线粉末衍射仪(X-ray diffrac-tion,XRD)、N2吸附-脱附、透射电子显微镜-能谱分析(transmission electron microscopy-energy dispersive spectroscopy,TEM-EDS)等手段对其结构及表面特征变化进行表征,探讨其对水中氟离子吸附性能;考察吸附条件对改性高岭土氟离子吸附容量的影响,包括吸附时间、溶液pH和氟离子初始质量浓度.[结果]聚合羟基铝改性方法能够使高岭土的比表面积增大,达到52.0m2/g,并且显著提高对氟离子的吸附性能,氟离子去除率达到95％,与未改性高岭土的(氟离子去除率为5％)相比有明显提升;聚合羟基铝改性高岭土样品在吸附过程中具有良好的pH稳定性;振荡时间为100 min时吸附效果最佳,氟离子初始质量浓度为50mg/L时样品吸附量最高,为2.77mg/g.[结论]通过结合球磨和聚羟基铝对高岭土进行改性能够有效提高吸附除氟性能,氟离子吸附动力学符合准二级动力学模型,平衡数据可用弗伦德利希(Freundlich)吸附等温模型描述.

摘要：[目的]为了提高太阳能电池被动散热效果,制备基于吸湿-解吸原理的掺碳纳米颗粒复合水凝胶,探讨复合水凝胶的吸湿-解吸特性对太阳能电池冷却性能的影响.[方法]采用自由基聚合法制备掺不同质量分数碳纳米颗粒的复合水凝胶;通过水凝胶解吸特性试验测试掺不同质量分数碳纳米颗粒的水凝胶的解吸能力;将掺入碳纳米颗粒的水凝胶作为太阳能电池冷却层,开展太阳能电池冷却试验,对比不同质量分数碳纳米颗粒水凝胶的冷却性能.[结果]所制得样品中,掺入的碳纳米颗粒质量分数为5％时,复合水凝胶的解吸性能最好,在太阳辐照度为1 000W/m2时,太阳能电池运行温度降低约11.6 ℃;贴附水凝胶冷却层的太阳能电池与无冷却层的太阳能电池相比,在标准辐照度下运行15 min后,开路电压高约30 mV,运行30 min后,填充因子提高约4.58％,运行120 min后,光伏电池效率提高0.41％.[结论]添加碳纳米颗粒能够提高吸湿性水凝胶的解吸性能;吸湿性水凝胶用作太阳能电池的冷却层,解吸能力越强,对应的冷却效果越显著.

摘要：[目的]为了实现硝酸加压提锂渣微粉(lithium slag,LS)在绿色建筑材料中的资源化利用,研究不同颗粒状态的LS对水泥水化反应和性能的影响.[方法]采用机械研磨得到不同粒径的LS,并通过激光粒度仪和扫描电子显微镜观察其颗粒状态变化,测试不同颗粒状态LS对水泥砂浆力学性能的影响;通过X射线衍射分析、水化热分析、红外光谱分析、压汞分析评价颗粒状态对水泥水化反应的影响.[结果]随着球磨时间的延长,LS粒径逐渐 减小,LS比表面积逐渐增大,颗粒逐渐趋于细化和球形化;随着LS粒径的减小,掺入LS的水泥浆体流动度逐渐减小,凝结时间缩短;掺入质量分数为30％的LS的砂浆抗压强度在龄期为56、90d时比纯水泥砂浆的高6％～29％,且LS粒径越小,抗压强度增长越快;通过水化产物和孔隙结构结果也证明,粒径越小的LS在反应时消耗的氢氧化钙越多,在水化后期掺入LS颗粒的水泥浆体凝胶孔体积分数大于纯水泥浆体的,更多的水化凝胶填充到颗粒间的孔隙,使其微观结构更致密,后期抗压强度增长越显著.[结论]LS的火山灰活性随着粒径的减小而增强,合适的掺量可以有效促进水泥砂浆长期强度的发展.

摘要：[目的]研究钴基单原子催化剂(Cobalt-based single-atom catalysts,Co-SACs)类氧化酶性能,探讨Co-SACs类氧化酶在生物医药及化工领域商业化应用.[研究现状]综述Co-SACs的类氧化酶活性分类,包括类芳香胺氧化酶、类乳酸氧化酶、类硅氧烷氧化酶、类还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶和类漆酶等;探讨其催化性能的调控策略,如配位数调控、异质原子掺杂、钴与过渡金属的协同效应,以及金属-载体相互作用改性等;介绍Co-SACs作为氧化酶模拟物在生物传感、癌症治疗和化学合成等领域中的应用.[结论与展望]提出Co-SACs作为一类高效、经济且稳定的功能材料,未来的研究重点是研发规模化制备高金属载量的Co-SACs的方法,并揭示其催化机制.

摘要：[目的]为了设计新型高性能固态聚合物电解质(solid polymer electrolytes,SPEs),深入探讨锂离子在SPEs中的传输机制是核心科学问题,可以在根本上实现高性能SPEs的理性设计.[研究现状]分析阿伦尼乌斯模型、Vogel-Tammann-Fulcher(VTF)模型和William-Landel-Ferry(WLF)模型等经典离子传输理论模型的特征及其适用范围;重点阐述近年来利用先进光谱技术(如红外光谱、太赫兹光谱等)在实时观测锂离子传输过程中配位环境动态变化方面取得的实验进展;综述分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟中的经典分子动力学模拟、粗粒化分子动力学模拟、从头计算分子动力学及机器学习分子动力学模拟在该领域的研究现状与发展趋势.[结论与展望]认为先进模拟技术与实验光谱技术协同发展,在解决复杂界面问题等挑战性课题中将发挥越来越重要的作用,为理性设计SPEs提供坚实依据;经典MD模拟具有在计算效率与精度间的良好平衡,仍是当前研究锂离子传输机制的主要手段.

摘要：[目的]为了突破限制我国半导体产业发展的电子特种气体(特气)的高效、低成本生产等关键"卡脖子"问题,开展多孔材料吸附分离氟代烃的研究,实现关键氟代烃体系的提纯.[研究现状]总结通过活性炭、碳分子筛、金属有机框架等多孔材料对CF4、C2F6、C3F8等氟代烃体系进行吸附分离的最新研究进展;多孔材料吸附分离具有操作简单、条件温和、对痕量杂质去除效率高等优点,能够满足氟代烃电子特气的现有纯度要求,多孔材料吸附分离法可以在较低能耗的情况下获得高纯度的氟代烃.[结论与展望]多孔材料在单组分的吸附量和混合气体的选择性2项关键参数上能够取得良好的效果;理论计算为寻找合适的多孔材料吸附剂提供指导,理论计算的工作重点集中于CF4分离体系,缺少针对双碳或多碳氟代烃分离体系的研究;虽然有一些国内外学者尝试将多孔材料用于氟代烃电子特气的工业化生产,但还处于比较初级的阶段;后续研究须加强与理论计算的结合,实现多孔材料的理性设计与选择,同时应逐渐偏向于工业生产背景,实现多孔材料吸附分离氟代烃的工业应用.

摘要：[目的]为了识别及去除彩色图像的边缘伪影像素,提高颜色表征的准确性,提出一种识别并去除彩色图像边缘伪影的方法.[方法]在MATLAB软件中构建模拟生成彩色图像的仿真程序,将黑色不透光的仿真颗粒作为研究对象,模拟在彩色滤色阵列(color filter array,CFA)中Bayer模式下由彩色图像的原始格式(RAW)图像向RGB(red,green and blue channels,RGB)格式图像转化的过程;搭建彩色图像拍摄装置,获得圆点标定板图像后标定黑色圆点的实际大小和颜色,研究彩色图像边缘伪影的形成规律,采用仿真与实验相结合方法分别研究彩色图像的6种去马赛克插值算法以及镜头色散成像对伪影像素个数的影响;采用红、蓝聚苯乙烯颗粒和黄、白氨咖黄敏药物颗粒作为应用对象,拍摄颗粒并获取颗粒彩色图像,然后分析去除伪影前、后颜色矩和色品坐标图的变化,验证识别和去除伪影像素的方法在拍摄不同颗粒彩色图像时的适用性和通用性.[结果]6种插值算法对转换生成的RGB图像的平均色差值、最大色差值和色差众数值均有不同程度的影响,采用仿真法生成的彩色图像的边缘伪影像素个数为2～3,采用拍摄方法获得的黑色圆点图像的边缘伪影像素个数大于3;当去除伪影像素个数为5时,标定板黑色圆点图像中的R、G、B通道值的标准差都小于0.01,接近背景噪声水平,伪影已被有效去除,颜色波动降至最低;去除边缘伪影像素个数为5时,聚苯乙烯和氨咖黄敏药物的颗粒图像的颜色矩中的一阶矩都有所增大,二、三阶矩均有所减小,颗粒像素点在色品坐标图中的分布区域明显减小,坐标点聚集性增强,准确反映了颗粒的真实颜色.[结论]边缘伪影像素的识别与去除方法可以减少彩色图像中的统计色差,使彩色图像的整体亮度更接近实物颜色的真实值,颜色的波动性减小,亮暗色比例均衡,实现了彩色图像的颜色保真与形态保真的双重目标.

摘要：[目的]为了提高含碳酸盐难选铁矿石的分选效率,实现对复杂难选铁矿资源的高效利用,研究在分散剂作用下含碳酸盐混合磁选精矿矿浆的分散性能和分散机制.[方法]以东鞍山烧结厂的混合磁选精矿为研究对象,自主设计分散实验装置,在进行矿样分析的基础上,考察小分子有机分散剂(柠檬酸、苹果酸、丁烷四羧酸)、大分子有机分散剂[羧甲基纤维素钠(CMC-Na)]和无机分散剂(硅酸钠、六偏磷酸钠)对混合磁选精矿矿浆的分散作用,研究不同分散剂对矿浆的分散度、浊度、粒度分布和矿样聚集态的影响,揭示分散剂的分散机制.[结果]混合磁选精矿矿样的全铁(total iron,TFe)品位(质量分数)为42.97％,矿样中粒径小于48μm的颗粒的产率约为84％,微细颗粒间容易发生相互吸附和团聚现象,并黏附覆盖在铁矿物和脉石矿物粗颗粒的表面,造成该矿石分选困难;高分子有机分散剂CMC-Na和2种无机分散剂六偏磷酸钠、硅酸钠对混合磁选精矿矿浆的分散度小于35％,而苹果酸、柠檬酸和丁烷四羧酸3种小分子分散剂对矿浆的分散度均大于46％;在柠檬酸、苹果酸和丁烷四羧酸的质量浓度为440 mg/L时矿浆浊度均达到最大值,分别为1 850、1 900、2 000 NTU;柠檬酸、苹果酸和丁烷四羧酸作用后的矿浆中颗粒的D50分别为21.98、20.97、19.67 μm,D90分别为64.73、62.69、61.65 μm,3种分散剂均能减小矿浆颗粒的表观尺寸.[结论]矿浆添加3种有机小分子分散剂柠檬酸、苹果酸和丁烷四羧酸后,触发静电斥力、水化斥力、空间位阻的三重作用,协同打破微细颗粒间的团聚与黏附覆盖状态,使颗粒从聚集态转为单分散态,导致矿浆的分散度、浊度增大,矿样的粒度减小.

摘要：[目的]为了解决目前商业多孔碳应用于超级电容器电极材料时存在的可接触面积小、传质阻力大的问题,研究性能优异的介孔碳材料制备方法.[方法]采用熔盐介质中的镁热还原法,利用碳酸钠作为碳源和产物的石墨化催化剂制备介孔碳材料;通过产物的综合表征,探索其显微结构和电化学性能;研究镁热还原反应的过程机制和产物显微结构的成因.[结果]产物介孔碳具有较大的比表面积(752 m2·g-1)、较大的孔体积(1.22cm3·g-1)、孔径单一(5.3nm),缺陷密度低(强度比ID/IG为0.7)的特点,适合于水系电解质中储能;应用于超级电容器时,在电流密度为50A·g-1时比电容可达113 F·g-1,当电流密度由1 A·g-1增至50A·g-1时电容保持率达到76％.[结论]熔盐介质中镁热还原制备的的介孔碳具有独特的显微结构,可作为超级电容器的电极材料,从而实现其高倍率性能.

摘要：[目的]为了探讨氨选择性催化还原反应(NH3-selective catalytic reduction,NH3-SCR)NH3-SCR 过程中的高性能稀土基催化剂的设计,对稀土元素、催化剂及作用机制进行研究.[研究现状]综述稀土元素电子组态与特性、NH3-SCR反应机制与催化剂设计,通过分析材料的活性位点、反应路径及速率控制步骤,总结CeO2基催化剂,稀土改性的MnOx基、Cu基分子筛催化剂,以及稀土尾矿催化剂中稀土作用机制的异同.[结论与展望]提出催化剂设计须要充分考虑实际脱硝工艺中的复杂条件,为实现不同工况下稀土基催化剂的定制化设计,应开发新的结构表征和模拟技术,定量研究稀土-过渡金属之间的电子相互作用.

摘要：[目的]探讨颗粒床-旋流耦合分离器长周期稳定运行优化,实现内置颗粒床中捕集颗粒的快速、有效循环再生.[方法]采用大型冷模实验,研究在不同尾气循环比条件下,入口气量和入口含尘浓度对耦合分离器性能的影响,进一步改造现有实验装置,分析筛分再生器的分离性能(再生效率、设备压降)及其对耦合分离器分离性能的影响.[结果]筛分再生器再生效率始终稳定在85％以上;再生尾气的引入能显著提高耦合分离器的分离效率,各工况下捕集效率均超过99.2％,耦合分离器装置出口气流中粉尘中位粒径从1.67μm减小到0.82～1.04 μm.[结论]通过对捕集颗粒再生系统优化,可实现废气中颗粒物的高效捕集.

摘要：[目的]解决吸油树脂与油井水泥的相容性差、水泥石强度下降的问题,实现对油井水泥环微裂缝的遇油自修复功能,保证油气井中固井水泥环的密封完整性.[方法]采用化学沉淀法,以吸油树脂为芯材、活性二氧化硅为壳材,制备具有遇油膨胀微裂缝自修复功能的微胶囊;借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、热重仪对吸油树脂、微胶囊进行测试与表征;对比分别掺入吸油树脂、微胶囊前、后的水泥石试样的抗压强度、抗压强度恢复率和渗透率,对水泥石微裂缝的自修复性能进行评价,探讨掺入吸油树脂和微胶囊的水泥石的微裂缝自修复机制.[结果]吸油树脂、微胶囊的中值粒径D5.分别为5.601、6.590 μm.在温度为0～213 ℃时,吸油树脂、微胶囊都几乎无质量损失,具有良好的热稳定性,满足固井施工要求;在波数为941 cm-1处出现Si-OH的振动吸收峰;微胶囊具有较大的比表面积;吸油6 h后的吸油树脂、微胶囊的体积膨胀率分别为100％、10％;微胶囊的质量分数为1％时的水泥石试样的抗压强度在养护龄期为7 d时达到最大值,在自修复养护龄期为28 d时的抗压强度为(29.06±1.61)MPa,抗压强度恢复率为79.05％,在自修复养护龄期为28 d时的渗透率为0.563×10-3 μm2,降幅为39.36％.[结论]微胶囊的二氧化硅外壳可提高水泥石破损后的抗压强度;当掺入微胶囊的水泥石受损产生裂缝时,二氧化硅外壳因裂缝尖端处的作用而破裂,内部吸油树脂遇油后膨胀,实现水泥石裂缝的自修复.