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2020年 40卷 1期 刊出日期:2020-02-28
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2020, 40 (1): 0-.
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本期推荐
不同化学法分离解聚过程对木质素结构的影响
李小玉, 李广慈, 李学兵
2020, 40 (1): 1-9.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.001
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目前木质素研究中最大的问题是难以实现木质素的高效解聚,木质素的结构不稳定性是产生此问题的主要原因之一。针对此问题,介绍了木质素的天然结构,总结了分离过程和解聚过程中木质素的结构变化,并分析了木质素的结构变化对解聚过程的具体影响。结果表明,保持木质素的结构完整性对木质素解聚起到很好的促进作用,并提出了对木质素解聚发展趋势的展望。
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计量指标
化学与化学工程
HRT和温度对BFB 净化海水养殖废水的启动影响
李致远, 范继泽, 刘鹰, 肖景霓
2020, 40 (1): 10-14.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.002
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为研究海水循环水养殖系统生物滤器的快速启动,考察了不同水力停留时间(HRT)和温度条件下,海水生物流化床(BFB)对污染物的去除效果,探讨其对海水生物流化床启动的影响。结果表明,当HRT=1 h时,实验组能较快地实现物质间转化且更快恢复平衡状态,适合挂膜;高温条件(28 ℃)适合流化床启动,可更快观测到生物膜附着生长。
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计量指标
铂配合物对4⁃硝基甲苯的高效荧光检测
郑宇, 戴光阔, 于潇贺, 徐强, 邢杨, 狄玲
2020, 40 (1): 15-19.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.003
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易制爆类硝基化合物的检测是环境污染控制及公共安全领域的研究热点。以高荧光量子效率的发光铂配合物[Pt(ppy)(CH3CN)2]ClO4作为荧光探针,检测硝基化合物4⁃硝基甲苯(4⁃NT)。[Pt(ppy)(CH3CN)2]ClO4的荧光发射强度随着4⁃NT的加入而逐渐降低直至淬灭,利用Stern⁃Volmer方程拟合实验数据,得到[Pt(ppy)(CH3CN)2]ClO4对4⁃NT的检测效率KSV为40.2 L/mmol,最低检测限为1.83×10-6 mol/L。通过光谱实验及DFT计算证实,[Pt(ppy)(CH3CN)2]ClO4对4⁃NT的检测机理为能量传递机理及电子转移机理的协同作用。
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计量指标
抚顺油页岩热解动力学模型的对比研究
陆浩, 潘颢丹, 郭闯, 刘潇阳, 王春华, 岳悦
2020, 40 (1): 20-25.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.004
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利用热重分析(TG)研究了抚顺油页岩在氩气氛围中不同升温速率的热失重行为,对比分析了DAEM模型、Coats⁃Redfern法、FWO法和Doyle法4种热动力学模型。结果表明,不同的动力学模型分析结果不同,Coats⁃Redfern法的活化能(E)变化不大,且E属于某一温度范围内的平均值,其整体上随着升温速率的增加而增大,当升温速率为20 ℃/min时,E为109.40 kJ/mol;DAEM模型、Doyle法和FWO法的E都随着转化率的增加而增大。此外,DAEM模型和FWO法得到的E较为接近,且DAEM 模型的决定系数最高。因此,DAEM 模型在4种热动力学分析方法中更适合抚顺油页岩热解的动力学分析。
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材料科学与新能源
磁性Fe⁃Au复合材料的制备及SERS性能
付紫微, 安保印, 杨占旭, 喻倩, 孔宪明
2020, 40 (1): 26-30.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.005
摘要 (
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表面增强拉曼散射光谱(SERS)是一种广泛应用于低浓度分子物种识别并且能够提供结构信息的技术。SERS检测中基底纳米材料的颗粒大小、形状和空间分布对检测结果有着重要影响。探索制备新型纳米结构可以为SERS研究和应用提供新的活性基底和理论基础。由于具有良好的传质和吸附性能,多孔材料广泛应用于构筑SERS活性基底纳米复合物。以多孔磁性纳米材料作固相载体,通过水热合成多孔纳米α⁃Fe2O3,再将其还原成Fe,使Fe的表面也有孔道存在。在Fe表面自组装Au纳米材料构筑SERS基底,以对巯基苯胺(PATP)和三聚氰胺水溶液作为目标分子,对其SERS性能进行测试。调控Au纳米粒子尺寸大小,考察其对SERS性能影响,得到50 nm Au具有最优性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)和N2吸附等表征手段,对纳米复合物结构及组成进行分析表征。结果表明,得到了一种同时具有吸附和检测效果的纳米复合物SERS基底。
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二胺单保护方法工艺的研究
李振亚, 刘志波, 于芳
2020, 40 (1): 32-34.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.006
摘要 (
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研究了一种二胺单侧保护构建酰胺键的策略,找到一种能够大量获得单一单侧保护二胺的工艺方法。在反应温度为0 ℃时,向二胺溶液中缓慢加入保护基团并无需催化剂合成N⁃(6⁃氨基己基)氨基甲酸叔丁酯,反应具有较强的选择性和较好的普适性。该工艺方法能够有选择性地、高效地得到单一氨基保护产物,过量的二胺可以回收利用,提高了原料利用率,是绿色环保型反应。
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石油与天然气工程
新疆吉木萨尔凹陷致密油藏最小混相压力实验研究
马铨峥, 杨胜来, 王敉邦, 陈建勋, 王梦雨
2020, 40 (1): 35-38.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.007
摘要 (
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最小混相压力是油田采取注CO2增产方式的重要参数之一,为了确定新疆吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油藏原油与CO2的最小混相压力,进行了室内细管实验和界面张力实验。结果表明,细管实验测得新疆致密油藏最小混相压力值为18.70 MPa,略大于界面张力实验测得最小混相压力值18.44 MPa,二者相差1.4%,均小于油藏压力43.00 MPa,因此在现有油藏条件下CO2与原油能实现混相;平衡压力越大,CO2溶于原油后界面张力降低越多,当系统平衡压力从0.73 MPa增大到28.46 MPa时,原油与CO2的界面张力值由22.62 mJ/m2降到1.83 mJ/m2;当平衡压力在0.73~13.33 MPa时,CO2在原油中的溶解占主导作用,当平衡压力在15.84~28.46 MPa时,CO2对原油中轻质组分的萃取占主导作用,且原油与CO2相互作用机制由CO2溶解度向CO2萃取轻质组分转变时的压力为13.67 MPa。通过实验研究,加深了对目标油藏最小混相压力及原油与CO2微观相互作用机理的认识,为目标油藏注CO2增产开发方案的制定提供理论支持。
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气田加密部署及井网优化研究进展
冷吉辉, 廖柯熹, 徐明军, 何国玺, 刘鑫, 彭浩
2020, 40 (1): 39-42.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.008
摘要 (
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基于气田开发领域的研究成果,分别从加密井部署、管网设计两部分综述了国内外优化方案的发展,并指出了各部分的难点及发展方向,为气田开采提供借鉴。分析指出了加密井部署中存在算法改进和井网密度确定的难点,页岩气田加密井部署方案尚需开展进一步研究,管网优化模型建立和算法改进是研究的难点,三维地形起伏布局分析需开展深入研究。
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计量指标
基于LNG冷能的双循环⁃卡琳娜冷电联供系统
何依, 邹斌, 张丽, 商丽艳, 李萍, 潘振
2020, 40 (1): 43-51.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.009
摘要 (
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随着我国对生态文明建设的快速推进,回收工业余热、开发清洁能源等能源利用方式逐渐受到市场的广泛关注。设计了一种基于LNG冷能利用的双循环⁃卡琳娜(DORC⁃KC)冷电联供系统,并在此基础上提出了降低工业余热中酸性气体排放的新方法。通过构建系统热力学模型,对影响系统碳捕集的关键热力学参数进行了详细分析。结果表明,双循环中的顶循环采用环戊烷为工质,提升蒸发温度和蒸发压力,系统的最大净输出功为367.9 kW,热效率为33.29%;在卡琳娜循环中,工质流量和浓度等因素对系统效率产生积极的影响,其最佳热效率和冷㶲回收效率分别为15.42%和20.65%。压缩压力的降低,减少了循环水的冷却量,提高了CO2的液化量。当压缩压力为472 kPa时,系统的㶲效率最大,为34.30%,碳捕集率为47.00%,循环水回收量为167 616 t。
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深海卧管⁃悬链线立管系统管内流动特性分析
秦国庆, 王卫强, 范玉斌, 庄正刚, 余睿哲
2020, 40 (1): 52-58.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.010
摘要 (
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为探究深海卧管⁃悬链线系统内立管管内流动特性,针对南海某油气田,通过数值模拟分析了管径、卧管入口处总流量、含水率(质量分数)和出口压力对管内流动特性参数的影响规律。结果表明,以管内流动状态发生转变的位置为界限,各影响因素对管内流动状态参数的影响表现出不同的变化规律,但是管内沿程温度分布基本不受相关因素的影响;4个因素对管内流动特性参数的影响存在明显的阶段性:管径的影响分为D=0.06~0.12 m和D=0.12~0.50 m两个阶段,卧管入口处总流量的影响分为Q=0.001~0.030 m3/s和Q=0.100~0.300 m3/s两个阶段,含水率的影响分为w=10%~25%和w=25%~30%两个阶段,出口压力的影响分为0~5.0、5.0~7.0 MPa和7.0~10.0 MPa三个阶段。
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计量指标
交流干扰和阴保作用下辅助阳极电化学行为研究
王思瑶, 王岳
2020, 40 (1): 59-64.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.011
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研究了交流电流密度和阴极保护共同作用下的辅助阳极腐蚀行为。首先,通过浸泡实验分析了阴保和交流电流密度单独和共同作用时的腐蚀速率和腐蚀图像,确定了其腐蚀过程;其次,通过电化学测试分析了不同条件下辅助阳极的电化学行为,并根据其腐蚀动力学参数的变化表征了不同条件下辅助阳极的腐蚀行为。结果表明,较小交流电流密度下形成的腐蚀产物层覆盖在辅助阳极表面减缓了腐蚀的发生,而较大交流电流密度能够击穿腐蚀产物层活化腐蚀反应;阴保电流从内部使腐蚀产物层处于不断的破坏和生成过程中,进一步促进腐蚀反应的发生;浸泡实验结果与电化学测试结果呈现较好的一致性。
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计量指标
机械工程
新型虫形密封圈密封性能研究及优化
董杰, 常佩琛, 谢禹钧
2020, 40 (1): 66-71.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.012
摘要 (
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PDF ( 2660KB ) (
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虫形密封圈位于Dn1160型压力烧结炉密封槽内,易发生撕裂破坏。采用有限元分析方法对虫形圈进行非线性接触分析,应用Ansys软件对虫形圈Von Mises应力、接触应力等进行数值模拟,并对结果进行对比,得出不同参数及工况下虫形圈的开裂破坏特点及易撕裂位置,同时参考前人的研究成果,进一步优化了虫形圈的密封能力。研究结果为同类型密封圈的设计和优化提供了一种新思路。
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计量指标
基于弱磁效应的管道应力检测技术
吕晶, 闫萍, 曹恩铭, 王国庆
2020, 40 (1): 72-77.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.013
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PDF ( 2784KB ) (
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应力集中是造成铁磁性金属管道破坏的主要原因,通过应力的有效检测,可对金属管道的使用状态进行预判,有效保障设备的使用安全。利用铁磁材料能量平衡理论,对应力作用下的材料弱磁效应进行了分析;通过基于金属能带理论的仿真软件建立铁磁材料三维仿真模型,计算了拉应力作用下体系的磁效应特征;设计制作基于差动对称结构的微弱磁场检测传感器,通过基于弱磁传感器的应力检测系统对不同类型的管道应力集中状态进行检测,并利用其他应力检测手段对应力集中情况进行了验证。结果表明,弱磁传感器可有效检测管道表面的弱磁场信号;在应力集中区,弱磁场信号表现出剧烈的波动特征;各种检测手段均验证了弱磁应力检测的有效性,弱磁应力检测技术可有效检测由缺陷或变形等导致的管道应力集中。
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计量指标
硝酸钝化时间对S32750超级双相不锈钢腐蚀行为的影响
刘润青, 范淼, 梁平
2020, 40 (1): 78-83.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.014
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为了进一步提高S32750超级双相不锈钢(S32750 SDSS)的抗腐蚀性能,采用质量分数为40.0%的硝酸对其进行钝化处理,通过电化学极化曲线、电化学阻抗谱、Mott⁃Schottky曲线以及浸泡等方法,考察了硝酸钝化不同时间后S32750超级双相不锈钢的耐蚀性,并观察了腐蚀前后试样表面的腐蚀表面形貌。结果表明,钝化时间对S32750超级双相不锈钢钝化膜耐蚀性有显著影响,当钝化时间小于120 min时,钝化时间越长,腐蚀速率越小,钝化膜耐蚀性越好。
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信息与控制工程
耦合矩阵故障条件下非线性复杂网络系统的稳定性分析
翟春艳, 孟祥雪, 王国良
2020, 40 (1): 84-90.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.015
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研究了由非线性耦合节点组成的复杂网络系统的稳定性分析问题。针对系统中存在的网络耦合矩阵,基于系统子系统的切换点转化为离散点分析复杂网络系统稳定性的方法,并将N维的复杂网络系统转化为Kronecker积的形式进行计算,结合Lyapunov稳定性判定方法作为依据,得到满足复杂网络系统稳定性的充分条件。最后给出数值算例验证所设计方法的有效性。
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计量指标
基于数字水印和模式恢复的语音认证系统
黄文超, 张威, 葛琳琳, 李易霖
2020, 40 (1): 91-96.
DOI:
10.3969/j.issn.1672-6952.2020.01.016
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通过数字音频水印和模式恢复技术检测语音伪造,数字水印模式已经用于语音信号伪造检测的三种方法为替换、插入和删除,如果在语音信号上做一些改变,则水印模式也会变化,通过模式恢复可以检测语音信号是否被修改和伪造。提出利用嵌入的循环模式的方法来解决检测技术的同步问题,此外,模式恢复对语音信号压缩增强鲁棒性,该方法使用6个用于收集语音数据的录音设备进行测试和验证,语音信号的采样速率为8 kHz,将语音信号数字化的分辨率设为16 bit,对速率为16 kbps的MP3和速率为11.5 bps的CELP中语音信号随机选择区域进行替换、删除和压缩处理。结果表明,三种方法的语音伪造信号完全可以检测到,证明了该方法的有效性。
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