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2021, 41 (3): 0-.
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本期推荐

矿物材料负载TiO₂光催化研究进展
王宁, 赵振涛, 马坤怡, 邢锦娟
2021, 41 (3): 1-9. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.001
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随着化工行业的发展，工业废水的排放不断增加，对环境造成了极大污染。因此，需要一种高效的处理技术来解决这一问题。多相光催化是去除水环境中有机污染物的一种高效、可持续发展的技术。TiO2具有化学稳定性好、无毒无害、光催化活性高等特点，是目前最具发展前景的光催化材料之一。然而，TiO2在水溶液中容易团聚，回收困难，其实际应用受到了限制。将TiO2纳米颗粒分散在矿物材料表面，可以减少TiO2的团聚，增加表面活性位点，提高TiO2的光催化活性。综述了矿物负载TiO2复合材料在光催化降解有机污染物中的最新研究进展。
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化学与化学工程

过氧乙酸氧化⁃萃取脱除渣油中硫化合物
孙丽娟, 曹祖宾, 韩冬云, 王茸, 高易
2021, 41 (3): 10-14. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.002
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以玛瑞减压渣油为原料，采用乙酸⁃过氧乙酸氧化体系对减压渣油进行预氧化处理，通过N,N⁃二甲基甲酰胺（DMF）萃取脱除渣油中硫化物。在m(渣油)/m(溶剂)=1∶1的条件下，考察氧化剂质量分数、氧化时间、氧化温度对渣油中硫脱除的影响，采用X射线光电子能谱（XPS）、傅立叶红外光谱仪（FT⁃IR）对氧化前后渣油的有机硫类型的分布及官能团进行检测。结果表明，在m(渣油)/m(溶剂)/m(乙酸⁃过氧乙酸)=5∶5∶4、氧化温度为70 ℃、氧化时间为50 min的条件下，氧化后的渣油C-S伸缩振动吸收峰明显减弱，噻吩型硫被氧化为砜类物质后可萃取脱除，渣油中硫质量分数从4.01%降至2.67%，脱硫率达到33.37%，渣油回收率94.82%。
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过渡金属盐催化剂对抚顺油页岩热解的影响
郭闯， 邹天霖， 潘颢丹， 陆浩， 刘潇阳， 胡红祥
2021, 41 (3): 15-22. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.003
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利用FTIR、XRD研究了抚顺油页岩（OS）的组成结构，TG⁃MS分析了过渡金属盐催化剂（页岩灰作为载体负载NiCl2•6H2O、CuCl2•2H2O、ZnCl2）对OS热解的催化作用和挥发分析出的影响规律，采用Coats⁃Redfern模型分析过渡金属盐催化剂对OS热解活化能的影响。结果表明，OS中矿物质主要由石英、硅铝酸盐和少量的碳酸盐组成，有机质主要是脂肪族化合物。三种过渡金属盐催化剂对OS热解均有促进作用，且OS单独热解时，在390.1~581.8 ℃快速热解，占总失重的76.19%。动力学分析结果表明，过渡金属盐催化剂能降低OS热解所需的活化能，其中NiCl2•6H2O降低OS热解活化能的能力最高（18.7 kJ/mol），比OS单独热解活化能降低了23.55%。过渡金属盐催化剂的催化活性由高到低排序为NiCl2•6H2O>CuCl2•2H2O>ZnCl2。此外，过渡金属盐催化剂还能促使OS热解发生挥发分的裂化、芳构化和焦化等反应，从而提高挥发分中脂肪烃（以烷烃、烯烃为代表）和芳香烃浓度。
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细胞松弛素类天然产物Pericoannosins C-F中间体的合成
樊一君， 刘志波， 于芳
2021, 41 (3): 23-27. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.004
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Pericoannosins C⁃F是一种细胞松弛素类天然产物，其结构中包含一个六并六的双环骨架，该骨架单元可以通过一步D⁃A反应予以构建。对其关键D⁃A反应所需的中间体进行了合成。在以氟化钾为碱、氧气为氧化剂的条件下，氧化得到所需的羟基后，经过分子内D⁃A反应全合成Pericoannosins C⁃F等四个分子。
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燃煤烟尘细颗粒物排放控制技术及其研究现状
翟美丹， 杜胜男
2021, 41 (3): 28-33. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.005
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阐述了我国燃煤污染物的排放现状，并指出细颗粒物的脱除是亟待解决的重要问题。综述了国内外燃煤烟尘控制技术的研究进展，介绍了各种烟尘控制技术的原理、特点及其研究情况。结果表明，低低温电除尘技术、团聚技术及协同脱除技术已成为细颗粒物排放控制技术的热点，具有良好的应用前景。此外，分析并指出了除尘技术面临的难点和发展方向，为实现烟气中细颗粒物的脱除、达到超低排放标准提供了参考和借鉴。
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材料科学与新能源

碳纤维增强水泥基复合材料的力学性能研究进展
程健强， 王文广， 韩杰
2021, 41 (3): 33-42. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.006
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碳纤维(Carbon Fibers, CFs)作为增强相运用在复合材料中一直是研究热点。综述了CFs的种类、分散方式及其在水泥基复合材料中分散性的评估方法、CFs表面涂层改性的制备工艺及其优缺点。通过改善CFs在水泥基体中的分散性和对CFs表面进行涂层改性处理，可以制备性能良好的碳纤维增强水泥基复合材料（CFRC）。同时，对CFRC力学性能的影响因素进行了系统的探讨及研究，包括水灰质量比、养护龄期、成型工艺、硅粉掺量、外加剂、CFs掺量和长度等。总结出进一步提高CFRC力学性能的关键在于改善CFs在水泥基体中的分散性和相容性，并为今后制备高性能CFRC提供参考。
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新型疏水改性阳离子聚丙烯酰胺的制备及表征
蒙文媛， 李丽华， 吴限， 杨莹， 马诚
2021, 41 (3): 43-47. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.007
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以丙烯酰胺(AM)为主单体、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为阳离子单体、烷基糖苷(APG)为疏水单体，经低压紫外光引发共聚，成功合成了新型疏水改性阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂P(AM⁃DAC⁃APG)。利用FTIR、SEM以及1H⁃NMR观察并分析其化学结构、表面形貌。研究了总单体质量分数、引发剂质量分数等因素对聚合反应的影响，确定了最佳合成条件为总单体质量分数35.0%、引发剂质量分数0.2%、光照时间90 min、m（AM）/m（DAC）=3、疏水单体质量分数2.0%、尿素质量分数3.0%。在此条件下得到特性黏度和阳离子电荷密度分别为1 384.8 mL/g和5.091 mmol/g的新型疏水改性聚丙烯酰胺絮凝剂。
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石油与天然气工程

惠民凹陷临北地区基山砂体油气成藏主控因素研究
张震， 刘太勋， 谢风猛， 孟 阳， 何瑞武， 刘延峰， 张恒才， 闫斐
2021, 41 (3): 48-56. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.008
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临北地区位于惠民凹陷中央隆起带中部，针对该区沙三中亚段基山砂体的储层类型、圈闭规模及储层有效性不清等问题，从烃源条件、储层物性、沉积相展布以及构造特征等方面入手，通过钻井和试油成果资料，综合应用地质、地化分析和地球物理研究手段，剖析了油气成藏条件及主控因素。结果表明，紧邻的临南洼陷沙三段优质烃源岩是临北基山砂体的主要来源，和区内各期砂体在时空上的良好配置是油气藏形成的基础；区内发育的断裂和骨架砂体输导体系之间的相互配置关系，为油气提供良好的运移通道，使油气藏沿南北向成断阶式带状分布；沙三上亚段的泥岩及基山砂体顶部稳定的厚层泥岩、各期次砂体之间被泥岩分隔，且东西向上倾尖灭、沙三段发育封闭性较好的高矿化度原生CaCl2水型，同时部分断层侧向封堵，这些因素的共同作用为油气藏提供良好的保存条件。
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分段压裂用可溶桥塞研究及试验
赵旭亮， 刘永莉， 贡军民
2021, 41 (3): 57-61. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.009
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在研究材料溶解机理的基础上，明确了均匀溶解性和可控溶解性为可溶材料的关键性能，设计了可溶镁铝金属材料。试样测试结果表明，在溶液Cl－质量分数为1%、温度为90 ℃的条件下，设计的可溶材料的平均溶解速度为0.184 g/h。在对比国内外桥塞结构设计优缺点的基础上，结合辽河油田压裂需求，基于溶解差异性理念和最优化承压、锚定、溶解性能目标，研制了新型可溶桥塞。室内评价试验结果表明，在溶液Cl－质量分数为1%、温度为90 ℃的条件下，可溶球在30.0 h内溶解完毕；可溶桥塞最高工作压力为70.0 MPa，有效密封时间大于12.0 h，完全溶解时间为16.0 d。应用研制的可溶桥塞开展了现场试验，坐封丢手作业顺利，可溶球到位显示明显，放喷18.0 d后回探桥塞已溶解。可溶桥塞的成功研制，可为辽河油田大规模体积压裂提供重要的技术支持。
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基于云模型的油库建设项目工程造价控制研究
范影， 石铤燚， 尹涵， 焦岩， 吴玉国
2021, 41 (3): 62-71. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.010
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建设工程总价的确定和投资的有效控制，不仅是建设项目管理的重要组成部分，而且与投资机构的经济效益直接相关。以某油库4种不同建设方案（Mi，i＝1—4）为实例样本，构建了项目成本评价指标体系；在此基础上，通过云模型引入技术经济分析，建立了分级标准，采用熵权法确定了所有基层指标的权重；最后，基于云模型发生器对4种建设方案进行了评价。结果表明，方案隶属度排序为M1＞M3＞M2≈M4；M1的峰值出现最早，位于2.0～2.5，M4的峰值出现最晚；影响力较大的基础指标是消防工程、地基工程、隔热工程以及项目措施费，其中项目措施费占比超过总工程造价的1/10。因此，在保证建设要求的前提下，应加强消防工程、地基工程、隔热工程和项目措施费等方面的工程造价控制，达到以最优的设计、最经济的投资建设最佳工程项目的目的。
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机械工程

一种石油钻采设备关键零部件再制造性的成本评估方法
张斌， 张志伟， 孙娟， 张文英
2021, 41 (3): 71-76. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.011
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在分析石油钻采设备再制造流程的基础上，通过定量评估各再制造环节的成本支出，提出一种再制造性的成本评估方法。该方法着重考虑了工艺性成本、能耗性成本及环境性成本等因素对设备零部件再制造性的影响，提出直接从成本消耗角度评估再制造性的策略；废旧石油钻杆的再制造性和钻井泵曲轴的再制造性评估作为示范，对该方法进行应用测试。结果表明，所提方法可较好地反映设备零部件的再制造性成本支出，对现有评价体系形成有益补充，对石油钻采设备关键零部件的再制造性判定有一定的指导意义。
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双悬臂式压电振动给料器设计与性能分析
林学洋， 高兴军， 王 月， 邓子龙
2021, 41 (3): 77-81. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.012
摘要 ( ) HTML ( ) PDF ( 1251KB ) ( ) 　　
现代化的自动装配对物料输送的平稳性和精确性提出了更高的要求，为了满足工业需求，设计了一种采用矩形压电振子作为激振源、以垂直驱动方式工作的压电振动给料器。通过对双悬臂式压电振动给料器进行简化，并建立其动力学模型，推导出固有频率以及装置振幅的表达式，分析了影响固有频率和振幅的因素。利用ANSYS Workbench软件对装置进行动力学分析，系统固有频率为118.85 Hz，并对装置进行了谐响应分析。结果表明，当驱动电压为200 V时，系统驱动频率为116.00～122.00 Hz，双悬臂式压电振动给料器具备输送物料能力，在最靠近共振点处（118.00 Hz）振动幅值最大，输送效率最高，满足工业生产的使用要求。
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信息与控制工程

控制器模态不匹配的半马尔可夫系统的可达集分析
王国良， 孙媛媛
2021, 41 (3): 82-90. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.013
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研究了控制器模态不匹配的半马尔可夫跳变线性系统的可达集。在不考虑有界转移速率约束的情况下，设计了模态与系统模态不匹配的控制器，得到了系统状态轨迹有界的充分条件。然后，分别研究了模态独立和模态依赖的控制策略，进一步讨论矩阵中含有不确定的概率和部分已知的矩阵情况。最后，通过算例和仿真结果验证了模态不匹配控制方法的有效性和优越性。
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基于机器学习的高铁站评价模型
徐亚楠， 曹宇， 魏海平， 李芹芹， 张露月
2021, 41 (3): 91-96. DOI:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.03.014
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高铁站的选址一直处于矛盾之中，政府既要减少高铁站对民众生活的影响，又要考虑拆迁成本，如何让高铁站的选址更加科学成为一个需要深思熟虑的问题。为此，运用线性回归分析法、灰色预测法建立了经济贡献率模型，得到高铁站对该市的经济贡献率；以辽宁省已建成的高铁相关数据为基础，从建设投入、施工耗时、换乘方便度、经济贡献等角度进行考虑，提出了一种基于主成分分析法的高铁站选址评价模型，并运用评价模型对辽宁省3个高铁站选址进行实例分析。结果表明，沈阳北站选址较为成功，客流量、距市中心距离是影响高铁开发的重要因素。
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