本期推荐

• 过渡金属基助催化剂改性氮化碳的研究进展

  王晓萌;王志猛;石磊;

  助催化剂能在氮化碳（g-C_3N_4）表面形成异质结，促进光生电子迁移，从而提升g-C_3N_4的光催化性能，因此引入助催化剂对提升g-C_3N_4光催化活性具有重要作用。常见的助催化剂主要分为三类：过渡金属基助催化剂（非贵金属助催化剂）、贵金属基助催化剂和非金属助催化剂。其中，过渡金属基助催化剂因其成本低廉、电子捕获能力强而受到广泛关注。重点讨论了各类过渡金属基助催化剂（如金属氧化物、硫化物、磷化物等）与g-C_3N_4的复合方式、作用机制及其对光催化性能的影响，旨在为设计和开发高效的g-C_3N_4基光催化剂提供全面的理论与实践指导。

  2026年01期 v.46;No.185 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1418K]
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化学与化学工程

• 聚（乙酰乙酸甲酯-新戊二醇二丙烯酸酯）的合成与反应动力学

  沈哲恒;曾麟钦;汪小宝;王懿;谢宇;张洪吉;

  以乙酰乙酸甲酯（MAA）和新戊二醇二丙烯酸酯（NPGDA）为原料，通过碱催化的迈克尔加成反应增长分子链，制备了线型聚合物聚（乙酰乙酸甲酯-新戊二醇二丙烯酸酯）（P(MAA-NPGDA)）；采用FTIR、~1H NMR、DSC、HPLC、GPC等技术对样品进行了表征和测试，考察了不同催化剂在不同温度下对反应过程中线型聚合物相对分子质量增长速率、放热速率和反应单体双键转化率的影响；以1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU）为催化剂，考察了反应温度、催化剂质量分数和n(MAA)/n(NPGDA)对线型聚合物相对分子质量增长速率的影响。结果表明，当反应温度为30～40℃、DBU质量分数为2%、n(MAA)/n(NPGDA)为1.00∶1.00时，P(MAA-NPGDA)的相对分子质量增长速率较为平稳，且最终能达到较高的相对分子质量水平。

  2026年01期 v.46;No.185 10-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 2115K]
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• 阳离子交换时长与CO₂吸附性能的关联性

  刘祉琦;秦玉才;张晓欣;贾晶萨;谭溢龙;李宏池;张晓松;

  采用离子交换法调控分子筛中的金属阳离子，可优化其对CO_2的吸附性能，为实现分子筛在工业领域高效捕集CO_2提供巨大的潜力。为研究金属阳离子交换时长与分子筛吸附CO_2性能的关联性，以交换时长为变量，制备了Ca-LTA-30等四种吸附剂样品，并通过织构特征分析和热稳定性测试、CO_2程序升温脱附（CO_2-TPD）及CO_2吸附性能表征，对比了其对不同CO_2/N_2混合气（体积比分别为20∶80、50∶50、80∶20）的理想吸附溶液理论（IAST）选择性。结果表明，选择合适的金属阳离子交换时长，可在增加LTA样品表面弱碱性位点数量的同时，将其对CO_2的吸附容量由5.02 mmol/g提高至6.05 mmol/g，对CO_2吸附选择性由59.7提高至118.5。此外，通过对比四种吸附模型对LTA及Ca-LTA系列样品的CO_2和N_2吸附等温线的拟合效果发现，Langmuir-Freundlich吸附模型的拟合曲线与实验数据一致性最佳，能更精准地描述Ca-LTA系列样品对CO_2的吸附行为。

  2026年01期 v.46;No.185 19-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1915K]
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材料科学与新能源

• 新型ZnCu双金属有机骨架材料的制备及萘的脱除研究

  王丹;李悦;戚航铭;马晓晨;丛玉凤;

  以醋酸铜、硝酸锌为金属中心，以对苯二甲酸（BDC）为有机配体，采用溶剂热法成功合成了新型MOFs材料ZnCu-BDC；通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线多晶粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、氮气吸附仪（BET）及热重-差热分析仪（TG-DTA），对材料的结构、形貌、比表面积及热稳定性进行了系统表征；以萘为模拟油中芳烃的模型化合物，考察了ZnCu-BDC在含萘模拟油中的催化脱除性能。结果表明，ZnCuBDC颗粒尺寸均一、表面光滑，热稳定性优异，450℃时才完全分解；材料微孔丰富，氮气吸脱附曲线呈现H3类曲线特征；在n(Cu)/n(Zn)=1.0∶2.0、反应时间为6 h、反应温度为70℃、pH=5的最佳反应条件下，ZnCu-BDC对模拟油中萘的脱除率可达91%。

  2026年01期 v.46;No.185 29-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1425K]
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石油与天然气工程

• 基于可视化模型的缝洞型油藏高含沥青质稠油流动及水驱特征

  刘磊;李晶辉;刘玉国;曹畅;闫永赞;丁红雨;徐龙;

  缝洞型油藏非均质性强、流体流态复杂，高含沥青质稠油流动特征及水驱规律不明确，给油田注水开发造成极大的困难。基于可视化缝洞模型，开展不同黏度稠油流动及水驱效果实验，建立了含沥青质稠油流动阻力系数与黏度及流量的关系；结合图像识别实现不同孔洞含油饱和度动态量化，明确了高含沥青质稠油在缝洞中的水驱特征及稠油黏度、裂缝参数和注水速度对驱油效果的影响。结果表明，当稠油黏度从59 mPa·s（中黏）增加到1 090 mPa·s（特黏）时，缝洞中稠油拟启动压力梯度增大了1个数量级，流动阻力系数增加了3倍；水驱采收率降低了9.6个百分点；当稠油黏度增大时，水驱波及孔洞数量减少，剩余阁楼油、局部高部位油和壁面油增加；裂缝宽度、长度及空间位置分布对水驱稠油液流走向的影响较大，且该作用强于油水重力分异作用；注水初期适当增大注水速度，水驱在小尺度裂缝宽度中的波及、突破能力增加。

  2026年01期 v.46;No.185 37-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1732K]
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• 油包水型乳状液稳定性影响因素及积液形成速率模型研究

  吴超;付璇;邢晓凯;宋柯石;陈文航;

  为了探讨油包水（W/O）型乳状液的微观特性及其对稳定性及积液形成规律的影响，采用搅拌乳化实验和显微观察实验，系统研究了含水率、剪切速率及CO_2过饱和处理等因素对乳状液粒径分布和稳定性的影响，并基于实验数据建立了符合MH油样的积液形成速率模型。结果表明，剪切速率显著影响乳状液的粒径分布及稳定性：中等剪切速率(6 000～9 600 s~(-1))可有效增强乳状液的稳定性，并实现液滴的均匀分布；当含水率低于30%时，随着含水率的增加，液滴粒径减小，但过高的含水率可能导致分层速率下降；经CO_2饱和处理后，油水界面张力降低，乳状液的稳定性增强，但过量CO_2溢散会破坏油水界面平衡，加剧液滴聚并；合理控制剪切速率、含水率及CO_2浓度，可有效提高管道输送性能，减少底部积液，提升油田集输系统的运行稳定性。该研究成果为含CO_2驱替工艺下的集输管道积液控制提供了理论依据，对油田生产管理具有重要的工程应用价值。

  2026年01期 v.46;No.185 45-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1569K]
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机械工程

• 基于有限元法的减压阀金属膜片性能分析与参数研究

  杨清艳;陆文韬;

  金属膜片作为一种关键功能材料，广泛应用于航空航天、微电子、化工等领域。在膜片式减压阀中，膜片作为核心敏感元件，其力学性能直接影响阀门的压力调节精度、稳定性和使用寿命。系统研究了膜片的关键几何参数及材料属性对其在典型工况下力学性能的影响规律。建立膜片的数学模型，分析了膜片在平衡位置的受力情况，施加载荷和约束条件，利用波纹膜片大挠度变形理论验证了载荷与挠度的关系；采用SolidWorks软件建立膜片的精确三维参数化模型，并通过有限元分析法对膜片的性能进行了研究；利用ANSYS软件，对膜片的几何结构、参数（宽度、高度、厚度）和材料属性进行了静态结构仿真分析。结果表明，圆弧大波纹的几何结构优于正弦波纹；增大外圈波纹宽度，膜片的变形量和应力应变随之增加，灵敏度更优；增大波纹高度，膜片的弹性特性呈先减后增的趋势；膜片的厚度越小，其弹性特性越好；高弹性模量的材料会使膜片的变形减小，应力增大。研究结果可为膜片式减压阀金属膜片的结构优化设计和高性能材料选型提供重要的理论依据和设计指导。

  2026年01期 v.46;No.185 54-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1824K]
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• 新型四振子手性声子晶体的低频带隙研究

  任世强;玉姣;

  以实现隔声、减震在工程中的应用为目标，结合简单、美观的结构要求，设计了一款基于螺旋散射体分支振子的新型四振子手性声子晶体，通过打破传统声子晶体的对称性实现了手性特性。通过有限元仿真，对原胞进行了带隙分析；采用有限周期的排列，对无限周期的带隙范围进行了验证；改变散射体的材料参数与振子数量，研究了其对带隙范围的影响。结果表明，该手性声子晶体结构在1 000 Hz以下具有高达642.12 Hz的综合带隙宽度，表现出了出色的低频隔声性能。

  2026年01期 v.46;No.185 64-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1529K]
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信息与控制工程

• 基于LKAN神经网络的变压器故障诊断模型研究

  赵子天;陈帅;邱海洋;

  针对传统神经网络在变压器故障诊断中存在可解释性不足、时序特征提取能力弱等问题，提出了一种融合长短期记忆网络（LSTM）与柯尔莫戈洛夫-阿诺德网络（Kolmogorov-Arnold Network,KAN）的新型诊断模型——LKAN。该模型首先利用LSTM对变压器运行时序数据进行建模，并从隐藏状态中提取关键时序特征；随后将特征输入KAN层，通过B-spline基函数实现非线性映射与函数分解，提升模型的表达能力与可解释性。在真实电力变压器数据集上的实验结果表明，LKAN模型的故障诊断准确率达到98.80%，优于LSTM、卷积神经网络（CNN）、门控循环单元（GRU）及单一KAN模型，同时展现出较强的泛化能力与稳定性。LKAN模型有效融合了LSTM的时序建模能力与KAN的可解释性优势，为变压器智能故障诊断提供了一种高精度、可解释性强的技术路径，具有良好的工程推广价值。

  2026年01期 v.46;No.185 71-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1895K]
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• 基于改进蚁群算法的混凝土机器人路径规划

  姜涛;许素娟;郎宪明;王怀东;曹江涛;

  针对混凝土机器人在复杂施工环境下路径规划存在收敛速度慢、易陷入局部最优和路径冗余的问题，提出了一种基于改进蚁群算法的混凝土机器人路径规划优化方法。首先，构建新的信息素更新规则，并引入事后经验回放算法设置伪目标点，用于解决传统蚁群算法收敛速度慢和易陷入局部最优的问题；其次，引入了新的障碍物启发因子，以提高传统蚁群算法的避障能力；最后，针对传统蚁群算法路径冗余的问题，引入曲线平滑函数去除冗余节点以提高路径质量。仿真实验结果表明，改进的蚁群算法在最短路径长度、拐点数量和最佳迭代次数方面具有较好的有效性和稳定性。

  2026年01期 v.46;No.185 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1515K]
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• 基于ADMM的多微网系统协调优化调度研究

  刘启雯;杜诗语;石元博;

  提出一种基于ADMM的多微网系统分布式协调优化方法，构建了综合考虑发电成本、储能运行及微网间交互的优化模型，并采用二阶锥松弛技术处理了潮流非线性约束。通过优化ADMM迭代流程和参数选择，该方法显著提高了计算效率，同时通过分布式架构保护了数据隐私。算例分析结果表明，该方法仅需5次迭代即可收敛，计算效率比集中式优化提高了76.7%，优化结果相差仅0.34%；与线性规划方法相比，ADMM提升了40.0%的电压控制效果，减少了15.5%的线路损耗。该方法具有良好的可扩展性，计算复杂度随微网数量呈线性增长，适用于多种网络拓扑结构，仅需共享边界交互信息，为多微网协调优化提供了有效的技术支撑。

  2026年01期 v.46;No.185 88-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1510K]
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