大连理工大学学报杂志

大连理工大学学报杂志2022年第1期

• 碳质纤维固载Pd催化剂制备及其催化性能研究

  李成林,李铁夫,王瑶

  以乙炔为碳源、铜粉为催化剂制备碳质纤维(CF)，采用氧化剂(硝酸、硫酸或过氧化氢)对所制备的碳质纤维进行氧化处理，将氧化后的碳质纤维固载Pd制备Pd/CF催化剂，并考察其在溴苯和苯硼酸Suzuki反应中的催化性能．利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对碳质纤维、氧化后的碳质纤维以及Pd/CF催化剂进行表征．结果表明，合成的碳质纤维整体形貌呈直线形状，纤维内含有大量的碳碳双键．氧化处理后，纤维形貌没有明显变化，但检测出碳氧双键．3种氧化剂处理得到的Pd/CF催化剂中，硝酸氧化CF制得的催化剂(Pd/CF-N)活性和稳定性最好．以硝酸为氧化剂考察了硝酸浓度、氧化时间、氧化温度对Pd/CF-N催化活性的影响，结果表明在所考察的参数范围内，Pd/CF-N的活性随着氧化时间和氧化温度的增加而增加，与硝酸浓度关系不大．最佳氧化条件下制备的Pd/CF-N在Suzuki反应中产物收率为93%，重复使用5次后，仍能保持较高的活性．

• 废弃生物质水热腐殖化产物与介质酸碱性响应关系

  王文祥,张雷,李爱民

  腐殖酸作为土壤有机质的重要组成部分，是保持土壤肥力和修复受污染土壤的关键．传统源于自然衍化和堆肥腐熟的腐殖酸不同程度存在周期长和产率低等弊端．木质纤维素水热碳化合成腐殖酸因其原料易得、产品功能性强等优势逐渐受到人们的关注，因此系统考察了水热碳化制备的腐殖酸与介质酸碱特性的响应规律．研究发现，相比于酸性条件和中性条件下，在含有0.5mol/LKOH的碱性条件下腐殖酸的产率最高，可达9.73%．元素分析、FT-IR、3DEEM以及SEM等分析结果表明，碱性条件下的腐殖酸具有碳含量高(61.09%)、酸性官能团含量高(3.381mmol/g)、有效成分含量高等优势．基于反应条件和分析表征结果，推断了木质纤维素类生物质在3种酸碱水热碳化条件下腐殖酸的生成路径，为腐殖酸的生产应用提供了重要依据．

• 基于MoS2-Fe3O4复合物水凝胶的过氧化氢比色检测

  崔梦雨,党雪明,赵慧敏

  水体中残留的H2O2进入人体后会转化为含氧自由基，进而对机体造成氧化损伤并引发病变，因此实现水体中的H2O2检测具有重要意义．制备了具有较高类过氧化物酶活性的MoS2-Fe3O4复合物水凝胶，并构建比色传感平台实现了水体中H2O2的灵敏检测．在H2O2-TMB显色体系中，Fe3O4与MoS2纳米片复合协同催化H2O2产生含氧自由基，水凝胶三维结构可有效抑制MoS2-Fe3O4堆叠，促进活性位点的暴露，进一步提高对H2O2的催化能力．动力学常数显示，MoS2-Fe3O4复合物水凝胶催化H2O2底物的最大速度是辣根过氧化物酶(HRP)的1.5倍．基于较高的H2O2催化活性，水体中H2O2检测限达到0.28μmol/L，检测线性范围为3.0~200μmol/L，并采用加标回收法对自来水、湖水和海水等实际水体中的H2O2进行了检测．

• 新型生物炭材料对TNT生产废水去除性能

  张瑛,白璐璐,赵昱昊

  合成了新型含持久性自由基(PFRs)的生物炭(BCPFRs)及其复合材料nZVI/BCPFRs，考察了BCPFRs在添加氧化剂(BCPFRs/Fe2+/H2O2和BCPFRs/Fe3+/H2O2)和不添加氧化剂(nZVI/BCPFRs)条件下对TNT生产废水的去除性能．结果表明nZVI/BCPFRs?的去除效果最显著，对总有机碳(TOC)的去除率为58%，对总氮(TN)的去除率为78%，Fe2+/H2O2的矿化能力和Fe3+/H2O2的脱氮能力在BCPFRs的诱导下分别提高了8.4%和17.4%．对处理前后的废水进行毒性分析，结果表明nZVI/BCPFRs处理后的出水毒性最小．GC-MS和LC-MS对废水组分的检测结果表明，处理后出水中硝基芳烃化合物的种类大大减少，nZVI/BCPFRs体系对TNT生产废水的去除率最高，表明nZVI/BCPFRs复合材料在难降解污染物的去除领域具有很好的应用前景．

• 相对湿度对波转子制冷性能影响

  刘培启,冯明宇,刘新宇,王海涛,胡大鹏

  波转子制冷常用于气体除湿，介质的相对湿度将影响波转子制冷性能．利用UDRGM修正极性气体物性，建立了水空气凝结蒸发模型，并搭建了两相波转子制冷实验平台，对相对湿度影响波转子制冷性能的规律进行研究．结果表明，随着相对湿度的增加，波转子制冷效率逐渐降低，变化趋势基本呈线性．转速2200r/min下，相比于干燥气，当压比为2.0时，饱和湿空气等熵膨胀效率下降2.9%，当压比为3.0时，等熵膨胀效率下降2.4%．进一步增大压比，相对湿度对波转子制冷效率的不利影响逐渐减小．随着相对湿度增加，水凝结时释放热量的增多是导致波转子制冷效率降低的主要原因．随着压比增大，凝结液滴量及入射熵产的减少使得制冷效率降低幅度减小．

• 变冲程机用轴移式配气系统及切换特性研究

  陈丽萍,崔靖晨

  2/4冲程内燃机具有低转速扭矩大、比质量功率高的优势，在提升内燃机全负荷性能、减重降体积的道路上具有重要的研究意义．鉴于可变气门驱动系统是实现变冲程内燃机的关键，针对拥有顶置双凸轮轴式的2/4冲程内燃机开发了一款轴移式配气系统，理论上可以满足2/4冲程模式下的配气需求，还能在一个内燃机循环内完成切换．研究了该系统的切换过程，设计了符合要求的切换型线，建立了ADAMS动力学模型以研究不同内燃机转速下重要零件的运动曲线，以及切换过程中各零件间的受力情况．研究表明，所设计的切换型线能很好地适应模型特点，保证切换过程具有较好的动力学特性．

• 焊接残余应力及几何缺陷对桁架臂稳定性影响分析

  付河灵,王欣,罗凯

  针对履带起重机桁架臂生产制造过程中产生的初始几何缺陷和焊接残余应力，建立了桁架臂多尺度有限元力学模型，采用MPC技术实现梁单元和实体单元之间的连接．利用生死单元技术模拟焊缝金属的填充过程和温度场向应力场的转换．基于缺陷模态法模拟桁架臂的初始几何缺陷，并定义了适合桁架臂结构的缺陷幅值，分析了前六阶缺陷模态对桁架臂承载能力的影响．同时对理想臂架，及仅考虑几何缺陷、仅考虑残余应力和同时考虑几何缺陷和残余应力的臂架进行了非线性稳定性分析．结果表明，几何缺陷和残余应力会对桁架臂稳定性产生不同程度的影响，使承载能力降低．整体失稳缺陷模态对臂架承载力的影响要弱于局部失稳模态的，残余应力对臂架承载力的影响与几何缺陷的影响相当．

• 无人大型矿用电铲实验平台控制系统硬件设计

  高槐泽,李光,王梦麟,刘晓星,岳海峰,付涛,宋学官

  大型矿用挖掘机是露天矿山开采系统中的核心装备,其综合性能直接决定着整个矿山的开采效率.人工操作时由于电铲体积巨大、作业过程振动剧烈等,会影响挖掘机的综合挖掘效率.针对传统大型矿用挖掘机在复杂矿山环境下综合挖掘效率低、无法实现高效开采等问题,进行了一个无人大型矿用电铲实验平台控制系统的硬件设计与搭建,该实验平台控制系统下位机是由PLC控制变频器分别驱动各工作电机,使用绝对值编码器、倾角传感器等传感器设备,实现对电铲各执行机构的运动闭环控制.同时搭建了实验样机的远程控制系统,其中分别设计有挖掘/行走模式、本地/远程模式转换按钮.该实验平台的搭建为后续进行无人大型矿用电铲智能化研究奠定了硬件基础.

• 马尔代夫海域大型海洋浮体模块选型及优化

  黄挺,田英辉,李俊龙,何良德,王荣,程宁,王乐

  以马尔代夫海域为工程背景，开展了大型浮体模块关键设计参数及内部结构布置型式研究．基于数值模型，分析了浮箱式模块不同浪向角下水动力响应，明确了模块优选纵横比及尺寸参数．提出了纵横板式、框架式和双壳式3种模块内部结构布置型式，对比分析了波浪荷载作用下模块结构应力及变形特点．采用增设T形肘板方式对纵横板式模块局部结构进行优化，基于子模型技术研究了肘板臂长对应力集中的影响，发现肘板臂长为10倍外壳壁厚时集中应力峰值可减小37.7%．

• 压缩感知中l1问题的自适应罚参数交替方向法

  徐丽君,胡瑞戈,李婷

  为解决交替方向法中的罚参数选取问题，以压缩感知中l1问题为研究对象，提出了一种自适应罚参数调整准则．该准则基于交替方向法迭代过程中目标函数和约束条件的变化关系，通过详细研究调整罚参数的条件、频率和大小，给出了基于对偶问题交替方向法的罚参数动态调整方案．数值实验表明所提出的自适应罚参数调整准则使得初始罚参数的选取范围更大，提高了可适用性；并且在迭代过程中动态调整罚参数可以加快运行速度，大大提高了交替方向法效率．

• 奇特征有限域上的辛图

  苏磊磊,南基洙,韦扬江

  令Fq是特征数为奇数的有限域．选取辛空间F(2ν)q中所有二维全迷向子空间作为顶点来构造辛图，并规定两个顶点是相邻的当且仅当它们的交是一维子空间．通过计算可知，当ν=3时，辛图是4-Deza图；当ν≥4时，辛图是5-Deza图．此外，研究了辛图次成分的正则性，并且计算了次成分中两个不同顶点之间的参数．结果表明，当ν=2时，辛图的两个次成分都是正则的；而当ν≥3时，辛图的两个次成分都不是正则的．