本期推荐

• 硫化钴锂离子电极材料的制备和应用研究

  韩旭;王利娟;毕研峰;

  锂离子电池(LIBs)因具有能量密度高、循环寿命长以及使用方便等优点,已经广泛应用于便携式电子设备。然而,商业化锂离子电池负极石墨的理论比容量低、安全性差,不能满足市场新的需求。硫化钴负极材料因其高的比容量和良好的热稳定性引起了研究者广泛的关注。概述了锂离子电极材料硫化钴化合物(CoS、CoS2、Co3S4、Co1-xS、Co9S8等)存在的缺陷及改性研究进展,对硫化钴负极材料的未来研究方向也进行了展望。

  2020年05期 v.40;No.153 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1755K]
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化学与化学工程

• 微波辐射条件下HY沸石催化对甲酚与叔丁醇的烷基化反应

  佟凤伟;王欣;陈平;

  以对甲酚为原料,以不同硅铝物质的量比的HY为催化剂,在微波辐射条件下与叔丁醇进行烷基化反应合成2-叔丁基对甲酚(2-TBC)。以二甲苯为溶剂,考察微波辐射时间和功率、反应温度、原料物质的量比、溶剂种类等工艺参数对反应的影响。结果表明,以硅铝物质的量比为5.4的HY沸石为催化剂,n(叔丁醇)/n(对甲酚)=1.3,微波辐射功率为700 W,在140℃下微波反应40 min,微波辐射加热时间只需油浴加热反应时间的1/8,而对甲酚转化率提高3倍左右,对甲酚转化率最高可达72.91%;目标产品2-TBC产率可达68.08%,选择性达到93.32%;副产物为醚化产物对甲基苯叔丁基醚(TBPE)和二烷基化产物2,6-二叔丁基对甲酚(2,6-DTBC)。

  2020年05期 v.40;No.153 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1201K]
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• 松辽盆地天然气中氦气的检测与提纯方法

  王天昊;吕雪川;高肖汉;高陆玺;

  氦气是国防军工和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性物资之一。我国氦气资源相当贫乏,氦气基本上从美国进口。虽然天然气中氦气质量分数比较低,提取难度大,但是含氦天然气迄今仍是工业化生产氦气的唯一来源。因此,研究建立适合油气田天然气中氦气检测与提纯技术,为从天然气中提取氦气提供科学依据,具有十分重要的意义。采用气相色谱分析技术对松辽盆地天然气中氦气进行定量分析。松辽盆地天然气中氦气的质量分数比较低,但比较稳定。

  2020年05期 v.40;No.153 18-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1166K]
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• 生物质微波热解气化技术研究进展

  吴爽;刘金宇;刘心好;夏青林;邓桂春;王鑫;

  生物质热解气化可以生产清洁的小分子燃料,是实现生物能源替代化石能源的重要驱动。利用微波辅助生物质气化是实现生物能源高效利用和能源产品高值化的重要途径。阐述了微波强化生物质热解技术和微波催化定向气化技术,分析了生物质微波热解气化技术面临的挑战以及需要解决的问题,并给出了解决方案。

  2020年05期 v.40;No.153 22-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1114K]
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• ChCl/C₆H₈O₇型低共熔溶剂脱除模拟油中的碱性氮化物

  张美誉;李秀萍;赵荣祥;

  以氯化胆碱(ChCl)为氢键受体,以柠檬酸(C6H8O7)为氢键供体,经过低温搅拌合成ChCl/C6H8O7型低共熔溶剂,同时加入占总质量20%的水来降低其黏度。通过红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行表征分析。以ChCl/C6H8O7型低共熔溶剂为萃取剂,对模拟油中的碱性氮进行了脱氮研究。结果表明,在剂油质量比为1∶5、萃取时间为35 min、萃取温度为20℃的条件下,模拟油中喹啉的脱除率为95.64%。同时,以甲苯和环己烯为例,考察了芳香烃和烯烃对该低共熔溶剂脱氮的影响。通过红外光谱分析,确定了低共熔溶剂的脱氮机理。

  2020年05期 v.40;No.153 28-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1301K]
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材料科学与新能源

• 基于太阳能驱动水蒸发的系统设计及研究进展

  杜运平;陈宇超;沙畅畅;王心妤;王文举;

  太阳能驱动水蒸发作为一种光热转换应用,由于光热转换效率高,且具有清洁水生产的工业潜力,从而引起了人们的关注。近年来,太阳能驱动的蒸发系统—将太阳能与热能的能量转换定位在空气/液体界面上,因其可以减少热损失并提高能量转换效率,已经被作为传统的体积加热蒸发的替代系统。讨论了如何实现高性能蒸发的系统设计策略,包括多孔纳米结构、界面蒸发结构和芯吸结构。介绍了太阳能驱动水蒸发的3种系统,即体积系统、界面系统和隔离系统。描述了将这种太阳能驱动的界面蒸发工艺应用于海水淡化和污水处理中的可能性,还讨论了其中存在的一些问题和挑战。

  2020年05期 v.40;No.153 33-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1457K]
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• CO₂加压高温液态水预处理向日葵秆

  赵孟姣;贾冠兰;孟嘉峪;陈继程;

  以向日葵秆为原料,采用高温液态水进行预处理以提高后续纤维素酶水解糖收率。考察了温度、时间和加压方式对还原糖收率的影响。结果表明,原料经预处理后,酶解糖收率增加明显。原料经200℃、20 min预处理后,总糖收率达83.0%;与N2相比,CO2加压高温液态水低温短时间处理具有催化效果。最后,通过XRD和SEM表征方法,对预处理前后向日葵秆微观变化情况进行了分析。

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石油与天然气工程

• 塔河油田复合冻胶堵剂性能评价与现场工艺

  秦飞;

  堵水是塔河碎屑岩油藏控水稳油的主要措施,但是受埋藏深且高温、高盐的影响,水平井堵水提效困难。鉴于此,依据互穿网络聚合原理,合成以有机交联剂、硅酸盐为主体的复合冻胶堵剂,并进行了高温老化、油水驱替和毛细管注入实验。结果表明,在加入热稳定剂的情况下,该堵剂4～50 h成胶时间可控,130℃高温下30 d内不脱水,水相封堵率超过90%,而且具有优良的油水相态选择性和地层渗透率选择性。施工时需以高效洗油剂作为前置液、以交联聚合物作为封口剂控压低速注入,在现场取得了较好的应用效果。

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• 微生物降解含蜡原油机理研究进展

  冯宪明;郑皓铭;杜胜男;王卫强;

  微生物清防蜡具有成本低、操作安全、对地层无任何损伤等优点。介绍了复杂环境对微生物降解的影响,分析了微生物降解酶的作用,阐述了微生物产生的有机溶剂和生物表面活性剂降解含蜡原油的情况。基于此,指出应加强研究微生物降解酶的产生机理、有机溶剂的产生机理和表面活性剂的产生机理,使微生物对含蜡原油的降解技术有更为广阔的应用前景。

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• K344钢带式封隔器有限元仿真及结构优化

  李悦欣;赵春立;荣继光;伍强;杨双春;

  深井油气开采对应的高温、高压、高含硫等条件对井下封隔器的密封能力和使用寿命提出了更高的要求。K344钢带式封隔器通过内外胶筒之间的叠层钢带可以提高扩张胶筒的承压能力,改善其承压过程中的受力情况,增加使用寿命,适合深井油气开采的密封要求。应用有限元软件对其坐封过程进行了模拟,得出了关键部件(内胶筒、外胶筒和叠层钢带)的接触应力分布规律和叠层钢带防止胶筒"肩部突出"的机理,并通过仿真分析优选出两端叠层钢带之间的最优距离以及护箍圆角的最优半径,可为实际生产应用中钢带式封隔器的优化设计提供参考。

  2020年05期 v.40;No.153 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1351K]
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机械工程

• LNG罐式集装箱强度及特征值屈曲分析

  常佩琛;谢禹钧;

  以LNG罐式集装箱为研究对象,通过建立其在堆码试验工况下的有限元模型,给出罐箱的强度储备及位移场。采用Block Lanczos方法对多重实际载荷同时作用下罐箱框架结构堆码屈曲进行了分析和计算,给出了框架的屈曲模态及对应的临界载荷。明确了该罐箱结构的强度分布、薄弱环节、稳定性模态及宏观稳定性储备等;得出该罐箱在堆码试验工况下强度薄弱部位为外框架上短节和外框架与筒体连接部位,刚度补强的首选位置为外框架上短节部位。此外,分析表明该罐箱的框架具有较高的稳定性,强度问题是该类罐箱框架在设计环节中应首要考虑的问题,研究结果为类似结构的强度及稳定性设计校核提供了参考。

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• 基于GO法与DBN的冗余系统可靠性分析

  赵志博;多依丽;王博;孙铁;刘明;高涵;

  为获得冗余可修系统在共因失效影响下的可靠性动态变化规律,提出了一种将改进GO法与动态贝叶斯网络相结合的新算法。首先,根据系统的原理图与流程图建立GO图模型;然后,基于信号流与各操作符向动态贝叶斯网络的映射规则,将GO图模型转化为动态贝叶斯网络;最后,凭借动态贝叶斯网络成熟的软件与算法对模型进行求解。通过对算例的验证和比较可以得出,该方法不但能够得到冗余系统的可靠度与可用度随时间变化的动态曲线,还能处理维修因素与共因失效对分析结果的影响。此外,新算法具有强大的反向推理能力,可迅速获得系统的薄弱环节,为实现系统的故障诊断提供理论支持。

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信息与控制工程

• 基于牵制控制带有协议失效多智能体的一致性

  王国良;孙媛媛;

  基于牵制控制研究了线性多智能体系统中协议失效的一致性问题,建立了一种连接失效的网络模型,该模型的驻留时间为常数。基于两种状态的李雅普诺夫方法函数来分析其一致性。依赖于驻留时间,给出了计算复杂度较小的简洁条件。在此基础上,总结了对于存在故障设计的一个牵制一致性控制器的两个充分条件。最后,通过实例验证了该方法的有效性。

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• 面向电力变压器油中溶解气体的卷积神经网络诊断方法

  裴小邓;罗林;陈帅;王乔;

  油中溶解气体分析法(Dissolved Gas Analysis,DGA)是判断变压器内部故障的重要方法之一。针对传统基于浅层的机器学习方法在变压器故障诊断中存在的特征提取和泛化能力方面的不足,提出了一种基于卷积神经网络的变压器故障诊断方法。利用网络中的卷积层对油中溶解气体进行特征转换,结合池化层强化重要特征的能力,对故障敏感特征进行提取。通过实验研究了卷积核数目、卷积核大小、池化层、网络深度对模型诊断性能的影响。通过混淆矩阵、ROC曲线和PR曲线对比分析了卷积神经网络模型、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型、BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)模型。实验结果表明,卷积神经网络模型的诊断性能更为优秀。

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管理与数理科学

• 基于熵权-TOPSIS的收益信息质量评价研究——以X公司为例

  崔晓玲;胡恰恰;张启望;

  以X公司为研究对象,根据X公司的实际情况构建了符合该公司实际情况的收益信息质量评价指标体系。利用熵权-TOPSIS对X公司2014—2017年的收益信息质量进行评价,评价结果符合X公司的实际运营情况,为该公司的价值提升和可持续发展提供发展方向。以2017年为例,对行业收益质量进行了综合评价,为企业收益质量综合评价提供了方法上的借鉴。

  2020年05期 v.40;No.153 86-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1133K]
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• 债务水平对企业技术创新投入的影响研究——基于我国创业板上市公司的实证分析

  杨蕙铭;秦捷;

  选取来自我国创业板上市公司2012—2017年的经验数据,基于融资约束理论,运用回归分析法,从债务水平的视角对企业技术创新投入的影响进行了探讨。结果表明,技术创新投入随着资产负债率的提高而呈现倒"U"型趋势,到达曲线拐点时债务水平对技术创新投入的激励作用达到最大。

  2020年05期 v.40;No.153 92-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1100K]
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