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ISSN:1007-9432
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综述

微纳碳球基表面分子印迹吸附材料研究进展
引用本文: 秦蕾,,王旭珍.微纳碳球基表面分子印迹吸附材料研究进展[J].太原理工大学学报,2022,53(03):345-359;HTMLPDF浏览:摘要↓

微纳碳球基表面分子印迹吸附材料(SMIP@CS)用于液相环境体系中有机化合物的吸附脱除与富集回收时,可以满足高效、深度、选择性、无损性和可回收性的分离要求,具有广阔的应用前景。对近十年来应用于生态环境领域的各个典型的 SMIP@CS进行归纳总结,对 SMIP@CS的一般制备方法与评价指标加以概述,并通过分析比较具有不同孔结构的微纳碳球作为基质材料时所获得的SMIP@CS吸附脱除各类小分子的吸附性能,探究和确证基质微纳碳球材料的结构性能对相应SMIP@CS制备及吸附行为的影响规律,推断印迹材料吸附机理,为接下来深入研究SMIP@CS的基质筛选、印迹方...

多孔介质孔隙结构模型及其在渗流分析中的应用
引用本文: 胡黎明,林丹彤,张鹏伟,张兴昊,郭豪豪,Jay,N,Meegoda,董晓强.多孔介质孔隙结构模型及其在渗流分析中的应用[J].太原理工大学学报,2022,53(03):360-370;HTMLPDF浏览:摘要↓

对目前常用的孔隙结构模型进行了总结,将目前常用的模型分为孔隙重构模型、孔隙网络模型、等效孔隙网络模型3个类别,对上述3种模型的概念、建立方法以及在渗流分析方面的应用进行了介绍。从孔隙重构模型到孔隙网络模型再到等效孔隙网络模型,其对多孔介质孔隙结构的描述由真实性向等效性发展,而其计算效率则显著提高。基于孔隙结构模型已有研究针对渗流过程展开了大量的计算分析工作,研究表明孔隙结构模型能够较好反映多孔介质孔隙结构对渗流过程的影响,揭示渗流和物质输移过程孔隙尺度物理机理,在环境岩土工程及能源岩土工程等多个领域...

碳气凝胶块体材料的构建及其在煤化工精细分离中的应用
引用本文: 刘伟峰,赵宗彬.碳气凝胶块体材料的构建及其在煤化工精细分离中的应用[J].太原理工大学学报,2022,53(03):371-381;HTMLPDF浏览:摘要↓

碳气凝胶是一种具有低密度、大比表面积、丰富的孔隙结构、高导电性、化学稳定性、环境相容性、可调节的表面化学、以及可控结构等特点的三维多孔材料。这些性质使碳气凝胶具有良好的吸附性能,因此其被广泛应用于煤化工中各类污染物的处理。基于此,对碳气凝胶块体材料的构建及其在煤化工精细分离中的应用进行综述。首先,介绍了碳气凝胶的构建策略;其次,综述了碳气凝胶在煤化工精细分离中的应用进展,重点总结了其对煤基液体污染物、煤基固废中高值资源以及煤化工过程产生废气的脱除和回收。最后,给出目前碳气凝胶在煤化工精细分离应用中...

金属元素修饰碳基材料光/电还原CO2研究进展
引用本文: 寇丽芳,张小超,张长明,官修帅,樊彩梅.金属元素修饰碳基材料光/电还原CO2研究进展[J].太原理工大学学报,2022,53(03):382-396;HTMLPDF浏览:摘要↓

推进“碳达峰碳中和”目标,缓解能源危机和实现CO2减排,光/电催化技术可将CO2还原为可再生碳氢燃料和高附加值化学品,被认为是经济有效的双赢策略。其中,高效光/电催化剂研制作为关键核心问题。碳基材料凭借其良好的物理化学稳定性、表面性质、独特导电性和优异吸附性能引起了广泛关注。更重要的是,对其引入金属活性组分,不但可以影响金属的表面形貌、粒径大小、分散性以及存在形式,而且与金属组分间的相互作用能控制金属与载体之间的电荷转移,增强催化剂对CO2的吸附能力和催化转化效率。基于此,综述了碳基材料负载不同种类金属(Fe,...

网络虚假信息检测技术研究与展望
引用本文: 王莉.网络虚假信息检测技术研究与展望[J].太原理工大学学报,2022,53(03):397-404;HTMLPDF浏览:摘要↓

网络社交媒体已经成为人们获取和共享信息的重要平台,同时也为虚假信息产生与快速传播提供了渠道。网络虚假信息检测技术的研究迫在眉睫。通过梳理近10年该领域的国内外相关研究,根据所基于的数据对象不同,从基于信息内容、用户画像、传播结构的虚假信息检测3个方面进行了阐述与分析。其中,基于信息内容的方法又分为基于文本、基于图像和基于文本图像多模态融合的方法。进而,介绍了国内外主要的虚假信息检测平台与系统。最后对网络虚假信息检测中面临的主要挑战及未来研究方向进行了讨论。...

图像智能处理方法在中医中的应用与挑战
引用本文: 赵紫娟,强彦,赵涓涓,赵琛琦,王麒达,李硕.图像智能处理方法在中医中的应用与挑战[J].太原理工大学学报,2022,53(03):405-419;HTMLPDF浏览:摘要↓

为了便于对图像处理技术在中医领域进行更加深入有效的探索和更加广泛的应用,系统描述了相关研究进展。首先,从图像处理技术的发展与应用出发,理清了该技术在中医图像处理领域的主要研究与应用方向,落脚于中医望诊、中药材鉴别以及数字经络三维重建3个模块,并对模块内各种研究子类进行总结,展示了传统方法与深度学习算法在中医图像处理领域的优缺点以及面临的问题和挑战。其次,总结了中医图像智能处理领域现阶段面临的主要问题,并对未来的研究方向做出了展望。基于计算机图像处理技术的中医智能图像处理与分析虽然取得了一系列有意义...

多模态神经影像技术研究进展与实践
引用本文: 高鹏,李海芳.多模态神经影像技术研究进展与实践[J].太原理工大学学报,2022,53(03):420-431;HTMLPDF浏览:摘要↓

从脑电/脑磁、功能磁共振以及同步脑电-功能磁共振三种具有代表性的非侵入性神经影像典型技术出发,回顾了不同模态的发生发展,梳理了每个模态相关研究的主要研究进展,强调了多模态融合分析技术的重要性,结合多模态神经影像分析平台、脑影像大数据平台建设和辅助临床诊断治疗等方面的实践应用,探讨多模态神经功能成像新技术面临的技术挑战及其在促进脑科学发展中的意义,同时对神经影像技术发展做出总结和展望。...

极端自然灾害下新型电力系统弹性提升措施研究及关键技术综述
引用本文: 景祥,秦文萍,姚宏民,朱志龙,黄倩,张信哲.极端自然灾害下新型电力系统弹性提升措施研究及关键技术综述[J].太原理工大学学报,2022,53(03):432-442;HTMLPDF浏览:摘要↓

新型电力系统弹性是保障能源可持续发展和结构形态改革安全的基石。首先阐述新型电力系统弹性的概念,明确新型电力系统弹性在极端自然灾害下的演化过程,而后分析新型电力系统对弹性的影响,指出源-网-荷不确定性波动加剧、受灾系统时-空特性不均衡、动态控制系统可行性不足三个方面的挑战,从灾前规划配置、灾中管理控制和灾后恢复响应角度综述新型电力系统弹性的提升措施。最后对提升新型电力系统弹性的关键技术进行了归纳,明确弹性全时段不确定性表征和物联网与人工智能在弹性提升措施中的价值,并给出重点研究方向,从而为新型电力系统...

圆锥角膜生物力学研究进展
引用本文: 魏俊超,李晓娜.圆锥角膜生物力学研究进展[J].太原理工大学学报,2022,53(03):443-449;HTMLPDF浏览:摘要↓

圆锥角膜是以角膜局部变薄、曲率增加为特征的双侧非对称性角膜扩张疾病。多发于青少年时期,严重损伤视力。由于角膜组织结构破坏,早期圆锥角膜力学性能改变早于形态学,因此,角膜生物力学检测对圆锥角膜的早期筛查显得尤为重要。对圆锥角膜发生发展及交联治疗过程中的在体角膜生物力学行为和离体角膜材料力学性能的变化进行了综述,并分析了有限元方法和动物模型在圆锥角膜研究中的作用,为临床圆锥角膜的诊断和治疗提供参考。...

研究与应用

离心双涡流快速热解器的场流机制及协同强化传热
引用本文: 赵泽华,杨景轩,张楠,韩碧龙,牛昊锐,郝晓刚.离心双涡流快速热解器的场流机制及协同强化传热[J].太原理工大学学报,2022,53(03):450-456;HTMLPDF浏览:摘要↓

下行床是热解工艺的良好载体,但固含率低制约了传热速率的提高。对此,提出离心双涡流快速热解器(CDVFP)的构想予以解决。采用计算流体力学耦合离散单元法(CFD-DEM)研究CDVFP中气固两相的时空特征和传热过程。结果表明:离心力“场”对双涡“流”的削弱造成气固动量交换规律的逆转。气旋尾端以上,气流结构接近兰金涡,气流向颗粒传递动量;气旋尾端以下,气速低于颗粒速度,动量传递方向逆转。“场”将颗粒聚集在器壁,“流”减缓了颗粒下行速度,局部固含率得以提升。虽然CDVFP中二元颗粒混合的均匀性低于传统下行床,但传热速率更高且热损...

超重力场中非均相催化臭氧降解苯酚表观反应动力学
引用本文: 高克昌,吕行,李知行,任高妙,景佳鑫,张竞文,刘有智,焦纬洲.超重力场中非均相催化臭氧降解苯酚表观反应动力学[J].太原理工大学学报,2022,53(03):457-465;HTMLPDF浏览:摘要↓

以球形Fe-Mn-CuOx/γ-Al2O3催化剂作为旋转填料床(rotating packed bed,RPB)的填料,在不同反应条件(超重力因子β、溶液pH值、液体流量qL、温度T)下研究了超重力场中非均相催化O3降解苯酚的表观反应动力学,对比了鼓泡反应器(bubbling reactor,BR)中的反应速率常数,建立表观反应动力学经验模型。研究结果表明,在超重力场中,O3与苯酚的直接反应速率常数(kPhOH/O3/RPB)介于8.17104~8.80105 Lmol-1s-1之间,OH与苯酚的间接反应速率常数(kPhOH/OH/RPB)介于1.541010~1.781010 Lmol-1s-1之间,均高于曝气装置(kPhOH/O3/BR=1.64104 Lmol-1s-1,...

新型电活性离子交换材料MIL-101/Py复合机理的理论计算
引用本文: 延彩萍,安小伟,杜晓,郝晓刚.新型电活性离子交换材料MIL-101/Py复合机理的理论计算[J].太原理工大学学报,2022,53(03):466-473;HTMLPDF浏览:摘要↓

金属有机骨架材料与导电聚合物的复合已成为材料领域的研究热点,理论计算对于理解新型材料的微观结构和吸附机理起着不可或缺的作用。采用浸渍法使MIL-101吸附吡咯达到饱和,利用吡咯室温易挥发的特点,控制MIL-101/Py的干燥时间以调控MIL-101空腔中吡咯的含量。结合分子动力学模拟发现,负载量较低时,吡咯单体分布在MIL-101笼的边缘;随着负载量增加,逐渐向中心聚集;负载量过大时,吡咯单体难以进入。模拟辅助实验说明,在MIL-101中填充聚合物单体可以优化孔道结构,MOF/聚合物复合材料为基于孔径筛分效应的离子选择性分离奠定了基础。用...

多孔材料M-MOF-74(M=Mg,Co,Ni)的成型及CO2/N2分离性能研究
引用本文: 刘小华,陈杨,李金龙,卢春宇,王毅,李立博,李晋平.多孔材料M-MOF-74(M=Mg,Co,Ni)的成型及CO2/N2分离性能研究[J].太原理工大学学报,2022,53(03):474-481;HTMLPDF浏览:摘要↓

M-MOF-74(M=Mg,Co,Ni)材料在CO2捕集方面具有优异的性能,但是粉末状的MOF-74材料直接应用在实际工业中会不可避免地导致热/质量损失、流体压降、堵塞管道、回收困难等问题。为了满足“双碳”目标的要求,实现CO2的高效捕集,开发了一种复合黏结剂的成型工艺,将M-MOF-74(M=Mg,Co,Ni)材料加工成3 mm左右球形颗粒,并测试了成型颗粒的机械强度、热稳定性、CO2/N2的吸附分离性能。结果表明:成型颗粒的机械强度在23~26 N,能够满足工业使用寿命标准,且具有良好的热稳定性;成型颗粒的CO2吸附性能下降幅度小于10%,CO2/N2(15/85,体积比)混...

四氢萘对煤热解挥发物不同热场温度下反应行为的调控
引用本文: 李晓荣,李勇,王美君,王建成,常丽萍,鲍卫仁.四氢萘对煤热解挥发物不同热场温度下反应行为的调控[J].太原理工大学学报,2022,53(03):482-492;HTMLPDF浏览:摘要↓

为探究四氢萘(THN)对淖毛湖煤热解挥发物在热解和迁移热场两段反应活性的调控机制,利用两段式固定床反应器,设计两种研究方案(A和B)依次通过第一段和第二段反应器引入THN,对比分析了煤热解挥发物两段反应活性的差异性及对产物分布和析炭行为的影响。研究表明:两种方案下THN对煤热解挥发物反应活性均具有显著调控效果,有效实现增油降水作用。与方案B相比,热场温度为400~550 ℃时,在方案A方式下此效果更为显著,有助于捕获挥发物中具有较强反应活性的含氧类自由基中间体,降低迁移至反应段挥发物的反应活性。在较高热场温度下,因采用方...

基于含锂电解液的高性能锌离子混合电容器
引用本文: 邓晓阳,王孝广.基于含锂电解液的高性能锌离子混合电容器[J].太原理工大学学报,2022,53(03):493-499;HTMLPDF浏览:摘要↓

以煤沥青衍生的多孔碳作为正极材料组装了高性能锌离子混合电容器。该碳正极材料的多级孔结构有利于电解液快速扩散,同时丰富的氮氧元素掺杂为锂离子和锌离子的化学吸脱附提供了反应位点,进而贡献了额外的赝电容容量。更重要的是,通过添加硫酸锂优化电解液,改善了锌电极沉积和溶解过程的可逆性和稳定性,并加快了反应过程中的离子扩散速度,从而提升了器件的倍率性能和循环稳定性。...

煤层气生产宝石级单晶金刚石及其产业化
引用本文: 高洁,郑可,马永,于盛旺,刘克昌,刘亿顺.煤层气生产宝石级单晶金刚石及其产业化[J].太原理工大学学报,2022,53(03):500-506;HTMLPDF浏览:摘要↓

煤层气利用渠道单一、效能低、附加值低。基于微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术,提出了煤层气生产宝石级单晶金刚石的概念,设计了相应的产业化工艺路线。鉴于我国在CVD钻石生产技术方面起步较晚,高端设备主要依赖进口,自主研发了5代MPCVD钻石设备,开发了煤层气生产宝石级单晶金刚石的专用工艺,其中第五代设备实现了产业化转化。利用自制设备及工艺,采用嵌入式专用基片台可以单炉制备多颗单晶金刚石,也可以采用马赛克拼接法制备超大尺寸单晶金刚石。已建成的产业化示范基地可以高质量批量生产20克拉以内的钻石毛坯。根据钻石4C标准...

破碎煤岩体试样声发射三维定位方法及分层破碎特性
引用本文: 李振,方智龙,冯国瑞,赵嘉鹏.破碎煤岩体试样声发射三维定位方法及分层破碎特性[J].太原理工大学学报,2022,53(03):507-514;HTMLPDF浏览:摘要↓

为探究破碎煤岩体承压过程中内部变形及再次破碎特性,设计了专门适用于破碎煤岩体试样的声发射三维定位实验方法,以2.5~5 mm破碎无烟煤为例揭示了破碎无烟煤压实-声发射特性。实验结果表明:1) 破碎无烟煤试样压实过程可划分为初始压密、线性压实、塑性压固三个阶段,声发射计数、能量与其变形的三个阶段具有很好的对应性;2) 破碎无烟煤试样存在分层压实破碎特性:压实中颗粒破坏首先发生在中部层位,随着压缩程度的增强破坏现象逐渐向上部以及下部层位转移,且最终上部和中部层位破坏程度最大;3) 应变率达到0.24压实终态的粒径再次筛分结...

腐植酸基活性炭掺杂碳糊电极用于痕量镉的测定
引用本文: 侯金瑛,董宪姝,樊玉萍,马晓敏,姚素玲,李帆.腐植酸基活性炭掺杂碳糊电极用于痕量镉的测定[J].太原理工大学学报,2022,53(03):515-523;HTMLPDF浏览:摘要↓

电化学具有检测限低、灵敏度高、分析时间短、操作简便等优点,是环境样品中重金属离子快速检测的有效方法。由褐煤提取的腐植酸经化学活化制备腐植酸基活性炭,并将其对碳糊电极进行掺杂,采用阳极溶出伏安法研究重金属离子Cd(Ⅱ)在电极上的溶出伏安特性。研究表明,腐植酸基活性炭对碳糊电极的掺杂可提高Cd(Ⅱ)在电极上的响应,提高了灵敏度,扩大了线性检测范围,降低了检测限。用于碳糊电极化学修饰的活性炭,含氧官能团含量高且孔径较大时,有利于提高Cd(Ⅱ)在电极上的响应,提高电极灵敏度。腐植酸基活性炭掺杂碳糊电极均具有良好的重复...

基于卷积神经网络的矿井提升机制动系统故障诊断方法
引用本文: 李娟莉,闫方元,梁思羽,李博,苗栋.基于卷积神经网络的矿井提升机制动系统故障诊断方法[J].太原理工大学学报,2022,53(03):524-530;HTMLPDF浏览:摘要↓

可靠的制动系统是矿井提升机安全运行的重要保障。为了充分利用矿井提升机运行过程中的监测数据判别提升机的运行状态,并进一步对其进行故障诊断,将深度学习方法引入到提升机的故障诊断中,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的提升机制动系统故障诊断方法。首先,分析了提升机制动系统的故障机理,并由此确定了监测参数,采集了提升机正常状态和故障模拟状态下的监测数据;然后,建立了基于CNN的提升机制动系统故障诊断模型,将监测数据进行编码生成了故障诊断数据集,使用梯度下降法对神经网络进行了训练,迭...

磁流变抛光液制备过程中的气泡动力学模型
引用本文: 郭策,李秀红,李文辉,杨胜强,刘佳,李永刚,刘竞.磁流变抛光液制备过程中的气泡动力学模型[J].太原理工大学学报,2022,53(03):531-537;HTMLPDF浏览:摘要↓

为了提升磁流变抛光液制备理论和工艺,通过考虑混合物连续性方程和VAND黏度方程,建立了超声波制备和机械制备两种工艺下磁流变抛光液的气泡动力学模型。采用四阶龙格库塔算法数值研究了磁流变抛光液气泡运动,探讨了液相和液固两相对磁流变抛光液气泡运动的影响规律。结果表明,磁流变抛光液气泡在超声波制备下会经过生长、膨胀、压缩、溃灭及反弹的动力学过程,而在机械制备下只会经历压缩和反弹的动力学过程。对于超声波制备工艺,磁流变抛光液固相颗粒的添加明显减弱了液相原有的空化效果;而对于机械制备工艺,磁流变抛光液固相颗粒的添...

景观绩效评估视角下的晋祠园林保护研究
引用本文: 高宇波,毕尹颖,汤达.景观绩效评估视角下的晋祠园林保护研究[J].太原理工大学学报,2022,53(03):538-550;HTMLPDF浏览:摘要↓

针对晋祠申遗工作面临的困难,如何维护晋祠园林完整性和原真性,判断园林的景观价值,进而采取保护措施是急需解决的问题。以“景观绩效”理论为基础,使用层次分析法从景观特征、防灾安全、文化遗产以及人文社会四个层面,建立科学合理的古典园林景观绩效评估体系,计算评估指标权重,运用模糊综合评价法形成评估体系模型,整理分析调研问卷数据,进行定性与定量分析;最后以评估结果为依据,针对性地提出了景观、防灾、文化遗产保护等方面的发展策略,实现晋祠园林的保护发展。...

0~2.36 mm再生细集料水泥稳定碎石相对湿度和干燥收缩性能
引用本文: 兰雪江,张翛,王永宝,郝忠卿,高阳,董晓强.0~2.36 mm再生细集料水泥稳定碎石相对湿度和干燥收缩性能[J].太原理工大学学报,2022,53(03):551-558;HTMLPDF浏览:摘要↓

为提高0~2.36 mm粒径的再生细集料(RFA)在水泥稳定碎石(CSM)基层中的应用,针对其干燥收缩受水泥、集料和湿度等多种复杂因素影响,且现有模型无法准确评估长期收缩性能等问题,设计了不同水泥掺量和0~2.36 mm RFA掺量的12组配合比CSM试件,对其相对湿度和干燥收缩进行了测量,在此基础上建立了其相对湿度预测模型,修正了干燥收缩预测模型,分析了相对湿度和干缩应变之间的关系。研究表明,0~2.36 mm RFA水泥稳定碎石(CSM-2.36RFA)相对湿度与0~2.36 mm RFA掺量和养护时间有关,随着养护龄期的增加,其相对湿度降低;同龄期时,相对湿度随0~2...

碳基复合材料在深度脱硫领域的研究
引用本文: 张革, 李国华, 杨帆, 李永峰.碳基复合材料在深度脱硫领域的研究[J].太原理工大学学报,2022,53(03):559-570;PDF浏览:摘要↓

新型碳基材料具有大的比表面积和可调的孔径分布等优势,是极具潜力的吸附及催化材料,近年来在深度脱硫领域中的应用越来越广泛。综述了碳基复合材料在催化加氢、吸附、催化氧化等领域脱除大分子硫化物的研究进展。在催化加氢方面详述了碳材料与传统催化剂复合后对电子结构的调整以及对加氢脱硫活性、选择性的影响;在吸附脱硫方面重点阐述了碳材料的制备及杂原子掺杂改性后作为吸附剂的优缺点;在氧化脱硫方面概述了碳基复合材料作为氧化剂和催化剂的机理研究。最后结合碳材料脱硫现状提出目前有待解决的主要问题,以期为碳基复合材料深度脱...


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