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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

2018年44卷1期

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能源化工新材料热致变色水凝胶在智能窗上的应用
王煜, 王杰, 张凯强, 李莉, 陈长, 高彦峰, 郭旭虹
2018, (1) :1-8. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180104004
摘要:
智能窗作为一种利用太阳能的有效手段受到广泛的关注。热致变色水凝胶材料是指当环境温度变化时其在水中的聚集形态可逆改变,从而导致光学透过率显著变化的材料。热致变色水凝胶材料在能源化工领域应用的典型实例就是智能窗。本文综述了热致变色水凝胶作为能源化工领域的新材料在智能窗领域应用的最新研究进展,并展望了其未来的发展方向。
水化时间和温度对半水硫酸钙晶须水化过程的影响
刘天杰, 范浩, 许妍霞, 宋兴福, 于建国
2018, (1) :9-14. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170305002
摘要:
对水热法产物半水硫酸钙晶须水化过程进行了研究,重点考察了水化时间和温度对晶须水化过程的影响。结果表明,在水化温度为25~90℃范围内,水化产物中半水硫酸钙晶须含量随着水化时间的增加而减少,最终全部转化为片状、薄板状或者块状二水硫酸钙;随着水化温度的增加,水化诱导期延长,特别是在90℃时,半水硫酸钙晶须可稳定存在60 min;根据水化产物观测结果以及物相组成分析发现,水化机理主要分为水化诱导期、半水硫酸钙晶须溶解以及二水硫酸钙重结晶3部分。
含芳香侧链梳形聚合物对沥青质聚集行为的影响
盖德成, 厉涛, 邹润, 许军, 李莉, 郭旭虹
2018, (1) :15-20. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170315002
摘要:
选取了在聚马来酸酐-α-烯烃侧链接枝芳香基团(苯胺、萘胺及2-氨基苯并咪唑)的梳形聚合物(AMAC、NMAC和MACB)。利用UV-vis、浊度仪、动态光散射(DLS)、偏光显微镜分别表征了3种梳形聚合物对沥青质的初始沉淀点、粒径分布和聚集行为的影响。结果表明,添加质量浓度为50 mg/L的同等接枝率的聚合物对沥青质的分散效果为:NMAC > AMAC > MACB;沥青质在模型油中的"初始沉淀点"最大增幅约为20%;平均粒径减小一半,且分布变窄;其微观聚集状态也由高聚集尺寸的絮凝态向低聚集尺寸的分散态转变。梳形聚合物能使沥青质更稳定地分散悬浮,对稠油的采输有现实的应用意义。
SBS改性浅色沥青胶结料的流变性能
赵亮, 查如俊, 陈琪, 张晓露, 沈本贤, 凌昊
2018, (1) :21-27. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170315004
摘要:
采用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)复合改性C9树脂和高含量芳烃减压馏分油获得了浅色沥青胶结料,对比考察了国内外同类产品和70#基质沥青族组成和流变性能。研究结果表明:EVA和SBS可明显改善浅色沥青胶结料的针入度、软化点和延度;添加SBS后浅色沥青胶结料的动力黏度变大,损耗因子的变化幅度变小,温度敏感性能有较大改善。动态剪切和应力流变测试结果表明,加入SBS后浅色沥青胶结料复合模量略有改善,损耗因子在50℃附近出现明显拐点,抗车辙性能有较大改善。蠕变性能分析结果表明,SBS改性浅色沥青胶结料的形变和恢复率可达70#基质沥青水平,胶结料形变恢复率明显提高。
基于化工流程动态模拟的HAZOP分析方法
于靓, 杨明磊, 钱锋, 王基铭
2018, (1) :28-32,109. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170301002
摘要:
采用化工流程动态模拟与传统危险与可操作性分析(HAZOP)相结合的方法,从机理模型和工艺危害后果定量分析的角度出发,以芳烃联合装置中重芳烃精馏工艺和设备为研究对象,选取塔釜热负荷失控和塔顶冷凝器失效两种危害场景进行分析。结果表明,相对于传统HAZOP方法,基于机理模型的HAZOP方法可以定量预测危险事件后果,其模拟结果可以为设定关键工艺参数的报警值和联锁值提供理论依据。
MnO2/CNTs复合材料的比表面积和负载量对超级电容器性能的影响
宋雪华, 陈启斌, 刘洪来
2018, (1) :33-40. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170315003
摘要:
以多壁碳纳米管(CNTs)和高锰酸钾(KMnO4)为原料,制备了MnO2含量不同的MnO2/CNTs复合材料。利用场发射扫描电镜和透射电镜观察了材料形貌的变化;利用氮气等温吸附研究了MnO2含量对复合材料的比表面积和孔容的影响;并对复合材料进行了电化学性质测试。结果发现,MnO2含量对复合材料的纤维直径、片层厚度及比表面积的影响显著;当KMnO4的质量是碳纳米管的10倍时,所得复合材料的电容性能最优,比电容最高可达199 F/g,归一化后MnO2比电容最高可达255 F/g。研究表明,当优化电极材料性质时,更大范围内的金属氧化物含量可能会影响到复合物的微观结构。
茂金属/MAO催化剂催化1-癸烯齐聚动力学
虞惠艳, 米普科, 潘浩, 张志强, 张哲
2018, (1) :41-46. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170306001
摘要:
为有效控制合成润滑油基础油的性能,以tBuNC(Me)2η5-C5H5)ZrCl2/MAO催化剂催化1-癸烯齐聚,建立了排除扩散影响的动力学模型,考察温度和单体质量浓度对聚合速率的影响,以及温度对相对分子质量及其分布的影响。结果表明:聚合速率随着反应温度的升高而升高,计算得到表观活化能为4.86 kJ/mol,聚合反应速率对单体质量浓度呈1.47级依赖;随着温度的升高产物分子质量减小,相对分子质量分布变宽,选择最佳聚合温度为80℃;产物相对分子质量分布接近2,符合茂金属催化剂作为单一活性中心的动力学模型假设。
喷雾燃烧法制备Pt/TixCe(1-x)O2纳米颗粒及其CO催化氧化性能
徐南, 李云峰, 于俊茹, 江浩, 胡彦杰, 李春忠
2018, (1) :47-54. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170304001
摘要:
采用喷雾燃烧法,以钛酸四异丙酯、2-乙基己酸铈和氯铂酸为前驱体,丙酸为溶剂,制备Pt/TixCe(1-xO2系列纳米复合颗粒。系统研究了催化剂助剂CeO2添加量对产物的粒径、晶型、表面氧空位和CO催化氧化活性的影响规律,探讨了喷雾燃烧过程中纳米颗粒的生长机理。结果表明:Ce离子能够进入TiO2晶格,并促进TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变;富集存在的CeO2会沿着TiO2金红石晶面外延生长为月牙岛状。Ce3+能够增加颗粒表面的氧空位,提升载体活性氧参与CO氧化反应的可能性。Pt/Ti0.9Ce0.1O2表现出最高的CO催化氧化活性,在70℃时CO转化率达到100%。
Li3VO4/RGO纳米复合负极材料的制备及其电化学性能
谢飞, 胡彦杰, 李云峰, 江浩, 李春忠
2018, (1) :55-61. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170308004
摘要:
钒酸锂作为锂离子电池负极材料,因具有比碳材料更高的安全性能和比钛酸锂材料更高的能量密度,成为近年来的研究热点,但导电性能差是限制其应用的主要瓶颈。为了改善钒酸锂材料的导电性,提高其比容量和倍率性能,设计构筑了具有三维结构的Li3VO4/RGO(还原氧化石墨烯)复合负极材料。结果表明,RGO可以抑制Li3VO4颗粒的团聚,典型产物中Li3VO4颗粒粒径为50~200 nm,均匀地分散在RGO的表面,与RGO形成良好的三维网络结构。600℃煅烧后的样品(Li3VO4/RGO-600)在0.5 C的电流密度下首次放电比容量达到495.6(mA·h)/g,100次循环后保有365.9(mA·h)/g;在10 C的电流密度下,放电比容量仍可保持332.9(mA·h)/g。
可活化卟啉光敏剂及其硫醇刺激响应性
陈剑波, 刘峰
2018, (1) :62-69. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170315005
摘要:
将2,4-二硝基苯磺酰氯(DNBS)与5-(4-氨基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉(TPP-NH2)通过对硫醇敏感的磺酰胺键键合,成功构建了一种失活型光敏剂5-[4-N-(2,4-二硝基苯)磺酰胺基苯基]-10,15,20-三苯基卟啉(TPP-DNB)。该光敏剂的荧光和单线态氧(1O2)被2,4-二硝基苯(DNB)基元有效猝灭,而在二硫苏糖醇(DTT)或谷胱甘肽(GSH)的刺激下能重新激活。通过荧光光谱检测确认TPP-DNB的荧光被DNB基元明显猝灭并且在硫醇存在下逐渐恢复。单线态氧检测结果表明TPP-DNB的单线态氧量子产率为0.118;而在DTT刺激下能达到0.614,接近参比物四苯基卟啉(TPP)的量子产率(0.62);这说明光敏剂TPP-DNB的单线态氧显著失活并具有硫醇刺激激活性。
四川蛇纹石猫眼的拉曼光谱及其颜色相关性
杜广鹏, 卢保奇, 彭景, 王旭
2018, (1) :70-74. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20171030001
摘要:
采用电子探针(EPMA)、激光拉曼(Raman)光谱、1H-核磁共振谱(1H-NMR)和电子顺磁共振吸收谱(EPR)对四川石棉县的蛇纹石猫眼进行了测试分析。结果表明:蛇纹石猫眼的主要平均化学组成(质量分数)为SiO2 43.56%,MgO 40.52%,FeO和Fe2O3混合物为2.14%,MnO 0.05%。其中,致色离子主要为顺磁离子Fe3+和Mn2+;蛇纹石猫眼Raman谱峰中3 700 cm-1附近的-OH谱带分裂,并向低波数方向位移,主要与其不同颜色样品成分中Fe3+和Mn2+的含量、占位以及Fe3+和Mn2+对Mg2+类质同象替换的程度有关;Fe3+和Mn2+同时占位于蛇纹石Mg-O(OH)八面体位置,随样品的颜色由浅黄绿色向暗褐绿色转变,Fe3+和Mn2+类质同象替代Mg2+的程度增强,从而使Mg-O(OH)八面体部分分裂为((Fe3+、Mn2+),Mg2+)-O(OH)八面体。1H-NMR的测试结果也证实了这一点。
高效抗溶型泡沫灭火剂的研究
安娜, 乔建江
2018, (1) :75-81. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170214001
摘要:
抗溶型泡沫灭火剂的灭火效率,主要取决于抗溶成膜组分和起泡组分。研究了5种水溶性高分子成膜物质(黄原胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素、非离子型聚丙烯酰胺和阳离子型聚丙烯酰胺)及其复配物的抗溶性能,以及3种起泡剂(烷基糖苷、十二烷基硫酸钠、月桂丙基甜菜碱)的泡沫性能,并将实验室研制的泡沫液与市售抗溶型泡沫灭火剂进行了对比实验。研究结果表明,黄原胶形成凝胶膜的性能最好;它通过非离子型聚丙烯酰胺改性后,抗溶效果可得到进一步提升,黄原胶和非离子型聚丙烯酰胺最佳的质量分数分别为1.5%和0.5%;3种起泡剂中,烷基糖苷的起泡性能最好,其最佳使用质量分数为20%;具有1.5%黄原胶、0.5%非离子型聚丙烯酰胺和20%烷基糖苷组成的泡沫液具有良好的抗溶性、泡沫稳定性和泡沫寿命,优于市售产品,其在乙醇表面的最大泡沫体积为440 mL,15 min后残留泡沫体积为400 mL。
一种显著误差检测方法在动态数据校正中的应用
吴胜昔, 陈诚, 徐金梦, 顾幸生
2018, (1) :82-89. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170115003
摘要:
在工业过程中,采集和记录的生产数据通常用于过程的控制和在线优化等,因此保证数据的可靠性和准确度具有非常重要的意义。但是在实际情况中,测量数据不可避免地受到误差的影响,而且在生产过程中经常会出现仪表失灵、管道泄漏等现象导致测量数据中出现显著误差,进而导致测量结果严重失实。数据校正是保证工业过程数据准确可靠的主要技术手段。传统的动态数据校正通常采用卡尔曼滤波方法,但当测量数据存在显著误差时,其得到的协调值的可信度较低。为了解决动态数据校正过程中得到的测量数据存在显著误差,导致协调值失实的问题,本文在传统卡尔曼滤波方法的基础上,提出了基于动态贝叶斯模型检测方法进行显著误差的实时侦破。该方法主要通过测量值的滤波,对已经滤波的测量值进行标准化处理,利用扩展贝叶斯网络建立概率分布模型以实现显著误差的检测。根据存在显著误差和正常情况下出现的测量值条件概率大小,判断测量值是否存在显著误差,并根据侦破结果对测量协方差矩阵及卡尔曼增益等参数进行更新,以提高协调值的精度。通过实例仿真对比验证了基于动态贝叶斯的检测方法可以有效地侦破显著误差,并且可以通过参数实时调整提高了存在显著误差时协调值的精度。
基于支配度迁移模型的多目标生物地理学优化算法
黄浙铭, 祁荣宾
2018, (1) :90-96. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170120001
摘要:
针对传统多目标算法在解决MOPs问题时会出现Pareto前沿收敛结果不好、解集分布性不佳的情况,提出了基于支配度迁移模型的多目标生物地理学算法(MOBBO)。新的迁移模型充分利用了Pareto解之间的支配信息,有助于算法进行有效的个体评价和栖息地排序;为了强化算法的收敛效果,提出了基于优选特征库的自适应迁移策略,以便产生携带较好特征的候选解强化搜索能力;同时为了增强算法进化中Pareto解集的分布性,提出了改进的KNN密度估计方法淘汰过密的个体。通过ZDT和DTLZ系列测试函数以及MDI缩合过程的多目标问题优化上的比较,验证了MOBBO算法具有较快的收敛性和较好的分布延展性。
一种适用于QR码的抗打印扫描的水印算法
刘子鸣, 林家骏
2018, (1) :97-103. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170220002
摘要:
由于二维码编码方式的公开性,重构生成具有相同内容的二维码成为可能,二维码不可见水印技术则成为必须。本文提出了一种针对QR码的抗打印扫描攻击的水印算法。首先介绍了QR码的特性并分析了打印扫描过程对DCT系数的影响;为了提高不可见性、丰富灰度级,人为引入模糊和噪声,对指定位置的DCT系数进行强化,采用中频系数归类统计的方法实现水印嵌入。实验结果表明,相比于中频系数未强化的算法,本文算法鲁棒性更好,具有强鲁棒性、高不可见性的特点。
基于IWBA算法的三值FPRM电路综合优化
汪涛, 汪鹏君, 张会红, 俞海珍
2018, (1) :104-109. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170204001
摘要:
通过对杂草蝙蝠算法(Invasive Weed Bat Algorithm,IWBA)和三值FPRM(Fixed-Polarity Reed-Muller)电路函数表达式的研究,提出了一种三值FPRM电路延时和面积优化算法。算法首先建立延时估计模型,评估当前极性电路的适应度函数值;然后利用三值极性转换算法,将二值基准测试电路转换为三值FPRM电路;最后利用IWBA算法进行三值FPRM电路延时和面积最佳极性搜索。实验对10个基准电路进行测试,结果表明:相比于蝙蝠算法(Bat Algorithm,BA),延时平均降低14.3%,面积平均节省66.0%。
一种基于双功能节点的节能多跳路由协议
黄建华, 洪亚东, 赵子明, 袁玉波
2018, (1) :110-118. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170224007
摘要:
针对无线传感网融合节点位置欠佳和传感器节点的能量消耗不均会严重影响网络生存周期的问题,提出了一种基于双功能节点的节能多跳路由协议。该协议综合考虑节点的能量、位置以及所在层次区域等多种因素,通过引入通信节点来重组网格和中继网格间路由,减轻了网格融合节点的开销,均衡了网络的能量分布。仿真结果表明,该路由协议的网络生命周期比Multi hop EEBCDA等协议至少延长17.5%,且节点的能量消耗更加均衡。
一种新的基于分布式压缩感知的时变稀疏信道估计
邵耀东, 袁伟娜, 王嘉璇
2018, (1) :119-123. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170121001
摘要:
对OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中快时变稀疏信道估计进行了研究,采用CE-BEM模型(Complex Exponential-Basis Expansion Model)对时变信道进行建模。由于信道是稀疏的,所以对应的CE-BEM基的系数也是稀疏的,由此将估计信道的抽头响应问题转化为求解稀疏CE-BEM系数的问题。针对现实稀疏度未知的场景,提出了一种稀疏度自适应的分布式压缩感知(Distributed Compressive Sensing,DCS)算法。考虑到导频放置对性能影响的重要性,提出了一种新的放置方式。仿真结果表明,本文算法有效地提升了估计性能。
IaaS云环境下一种基于综合满意度的虚拟机放置策略
丁炜超, 顾春华, 罗飞
2018, (1) :124-130. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20161230001
摘要:
基础设施即服务(IaaS)环境下的一个关键需求是对租户申请的虚拟机进行合理放置。当前虚拟机放置策略的研究大都集中在数据中心能耗、资源损耗以及负载均衡等方面,很少有工作关注其对租户虚拟机启动时间的影响。为了减少虚拟机请求的周转时间,降低数据中心的资源损耗,本文首先建立了云服务租户满意度模型,给出了虚拟机请求到达云端后周转时间的量化方法;然后基于数据中心的资源损耗建立了云服务提供商满意度模型;最后,基于租户虚拟机启动时间与系统资源损耗建立了多目标约束优化模型,并提出了一种基于综合满意度(Comprehensive Satisfaction Based,CS-B)的虚拟机放置策略,该策略综合考虑了云服务租户与云服务提供商的需求,将租户所申请的虚拟机放置到综合满意度最高的服务器中运行。在OpenStack云平台上的仿真实验表明,CS-B虚拟机放置策略能够有效减少租户虚拟机在云端的部署时间,降低数据中心的资源损耗,有效提高了云服务商及租户的满意度。
基于双层相似度的协同过滤推荐算法
谢毅刚, 郭卫斌, 李建华
2018, (1) :131-138. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20170103003
摘要:
针对由于用户评价矩阵的数据稀疏性而导致推荐精度和准确率不高的问题,提出了一种基于双层相似度的协同过滤算法。经典算法通过改进某一种相似度或者混合相似度来提高推荐精度和准确度,本文对此进行了改进,将最近邻相似度和最近评分相似度两个概念进行区分,采用双层相似度来寻找这两个概念层次的邻居。第1层用来寻找与用户行为偏好的最近邻居,基于用户共同评价行为和差异行为的对数似然比及用户物品属性偏好相似性来实现。第2层用来寻找在评分意义上的最近评分邻居,通过改进的皮尔森相似度衡量用户评分上的相似性,给用户未知的物品进行评分预测。在Movielens数据集上的实验结果表明,本文算法能够快速排除干扰找到用户邻居,极大地提高了推荐系统的精确度、准确率。
基于改进遗传算法的Claus脱硫尾气加氢反应动力学
钱炜鑫, 刘增让, 马宏方, 刘建利, 刘爱华, 曹发海
2018, (1) :139-144. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20171129001
摘要:
由于Claus反应在热力学上存在反应平衡,传统的Claus装置中尾气不能满足目前的排放要求。加氢还原吸收新工艺将尾气中的SO2、有机硫、单质硫等硫化物转化为H2S,提浓后再返回Claus装置,从而达到较高的总硫回收率。本文提出了一种幂指数型反应动力学模型,并采用改进遗传算法对动力学模型参数进行估值。统计检验和误差分析表明此模型计算值与实验值吻合良好,所建立的反应动力学模型适宜。