大连理工大学学报杂志

大连理工大学学报杂志2022年第2期

• NNN型配体及其钨卡宾配合物合成

  成丽君,廖骞

  将4，4′-二甲基二苯胺依次经硝化和还原后，合成了双(4-甲基-2-氨基苯基)胺．此化合物与三苯基氯甲烷进行N烷基化反应，高产率地得到了一种新的氨基-NNN钳形配体2，2′-二(三苯甲基氨基)-4，4′-二甲基二苯胺．该配体在空气中稳定，且能与(t-BuO)3W≡CPh反应形成一种新型的钨卡宾配合物．通过核磁共振、X-射线单晶衍射等方法对该卡宾配合物研究发现，配体的3个N原子并未全部参与配位，而是有1个N原子取代基上的苯环参与了配位．通过DFT计算，发现NNC型配合物比NNN型配合物能量更低．

• Hf卟啉金属有机框架量子点合成及其光动力学性能

  戚秀玉,宋学志,李楚乔,宫艺书,谭振权

  TCPP是一种有机光敏剂，基于TCPP配体的MOF材料Hf-TCPP具有良好的光动力效应．采用相同的溶剂法分别合成了量子点Hf-TCPPQDs(2nm)和纳米粒子Hf-TCPPNMOFs(70nm)．与Hf-TCPPNMOFs相比，Hf-TCPPQDs在相同的反应条件下具有更高活性氧自由基产生效率．虽然量子点容易在细胞内扩散，但是难以通过EPR效应在肿瘤组织部位富集，所以用脂质体包裹Hf-TCPPQDs，并同时包裹小分子药物DOX制得DOX@Hf-TCPP@LIPs，从而改善EPR效应并实现光动力治疗与化学治疗相结合的目的．

• 高铁酸钾氧化降解卡马西平实验研究

  王小娜,张兴文,王栋

  以高铁酸钾作为氧化剂对卡马西平(CBZ)进行氧化降解，分别考察了高铁酸钾投加量、CBZ初始浓度、温度和pH对高铁酸钾降解CBZ的影响，并进行了反应动力学计算．采用响应面法拟合了高铁酸钾对CBZ降解率与反应条件之间的回归方程．实验结果表明，高铁酸钾降解CBZ的反应符合二级反应动力学规律．增加高铁酸钾浓度可以有效提高CBZ降解率．提高CBZ初始浓度增加了氧化降解的CBZ总量，但降低了CBZ降解率．升高温度促进CBZ降解．pH是高铁酸钾降解CBZ的关键因素，pH低于7.0时CBZ降解的初始反应速率较高，但降解率比较低；pH高于7.0时CBZ降解的初始反应速率低，但降解率比较高．高铁酸钾降解CBZ的主要反应途径为高铁酸根对烯烃双键的氧化．

• 可生物降解螯合剂GLDA土柱淋洗修复镉锌污染土壤

  栾雪,吴磊,谢晴,赵立茜,乔显亮

  为了降低重金属污染土壤的风险，需要研究有效的修复技术．采用可生物降解螯合剂谷氨酸N,N-二乙酸(GLDA)为淋洗剂，通过开展土柱淋洗实验，考察了GLDA对Cd和Zn的修复效果和对土壤理化性质的影响．研究结果表明：GLDA对Cd、Zn的淋出率(61.7%、22.3%)与乙二胺四乙酸(EDTA)的相近，酸可提取态和可还原态的Cd和Zn显著减少，Cd、Zn迁移性和环境风险有效降低．FeS沉淀淋洗液中的Cd和Zn，可以实现GLDA回收利用，再生与新鲜的GLDA对Cd、Zn具有相近的提取能力．GLDA淋洗后采用水冲洗土壤，可以减少GLDA的使用量，也会降低GLDA在土壤中的残留．GLDA淋洗对土壤pH、速效磷、速效钾均有不同程度的改变，并显著增加土壤细颗粒的比例，对土壤结构和质地会造成一定的影响．

• 镁修饰多壁碳纳米管吸附回收污水中磷酸盐

  江守沛,乔森,周集体

  制备了镁修饰多壁碳纳米管(Mg-CNT)用来吸附回收污水中的磷酸盐，最大理论吸附量(以P计)为211.7mg/g．通过场发射扫描电子显微镜配备X射线能谱仪(FESEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)与傅里叶红外光谱(FT-IR)对Mg-CNT进行表征，结果表明MgO纳米片覆盖在多壁碳纳米管表面，并在磷酸盐吸附过程中起主要作用，吸附的产物为Mg3(PO4)2．Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型对磷酸盐的吸附过程拟合较好，表明磷酸盐的吸附为单分子层化学吸附．Mg-CNT对磷酸盐的吸附效果随着溶液初始pH的升高而受到抑制，竞争离子的存在对磷酸盐吸附量没有显著影响．3次吸附-脱附循环后Mg-CNT仍保持了首次吸附时73%的吸附量与较高的磷酸盐脱附率．实验结果表明Mg-CNT在磷酸盐回收方面具有很大的应用潜力．

• MOF-808@PAN吸附剂去除水中抗生素性能研究

  李浩天,刘旺,付茂,王栋,董应超

  吸附法被广泛认为是一种高效去除水中抗生素的技术．但是，传统的吸附材料存在吸附容量低、回收困难等问题．选择MOF-808材料作为吸附主体，聚丙烯腈(PAN)作为载体，采用相转化法制备了MOF-808@PAN吸附剂．四环素溶液的静态吸附实验结果表明，当MOF-808和PAN质量比优化为2.5∶1时，吸附剂对四环素的吸附效率超过90%，并具有112.2mg/g的最大吸附容量．该吸附过程符合Langmuir等温吸附模型、准二级动力学模型以及颗粒内扩散模型．此外，该吸附剂在宽泛的pH范围以及高浓度的四环素溶液中均表现良好．首次将MOF-808材料用于水中抗生素的吸附去除，可为其他粉末吸附材料的工程化应用提供参考．

• 一种检测中药成分毒性的心脏芯片构建

  王帅,高志刚,李晓瑞,曲玥阳,丛烨,张索楠,罗勇

  为确定中药安全性,有必要对中药中各成分的量效毒关系进行研究.心脏毒性是新药研究中需要格外注意的器官毒性,为了解决孔板试验中缺少细胞间相互作用以及微环境与体内差异大的问题,构建了一种在体外模拟心肌细胞与毛细血管相互作用的心脏芯片,并使用该芯片检测了雷公藤甲素、氯化两面针碱、莨菪碱3种中药成分的毒性.通过对比加药前后芯片和孔板里心肌细胞的搏动状态变化,以及细胞培养液中乳酸脱氢酶和肌钙蛋白的含量变化,发现3种中药化学成分有剂量依赖的心脏毒性,同时发现芯片内的心肌细胞比孔板内的对于药物的耐受性更强,显示了本芯片用于检测药物心脏毒性的潜力.

• 附壁分离元件性能研究

  胡大鹏,刘利民,赵一鸣,张恒瑞,刘凤霞,穆思明

  提出了一种新的附壁分离元件，其具有操作气速范围广、结构紧凑、分离效率高等优点．通过数值模拟和实验，研究了分离弧内直径、入口气速和液滴粒径分布等因素对附壁分离元件性能的影响．研究结果表明：附壁分离元件在低入口气速时即具有较高的分离效率，入口气速大于1m/s时附壁分离元件对于10μm的液滴能够达到80%以上的分离效率，对于15μm及以上的液滴可以100%分离；分离效率随着入口气速的增大而增大，但在一定的粒径分布条件下，存在一个临界入口气速，大于临界入口气速后分离效率反而下降．在入口气速、液滴粒径分布相同时，分离弧内直径越小，分离效率越高．附壁分离元件的压降随着气速的增大呈现二次方增大的关系．

• 水平管外降膜蒸发气水对流过程换热量数值模拟分析

  张梦超,牟兴森,沈胜强

  对水平管外降膜蒸发气水对流过程进行了三维数值模拟．模拟了迎面风速分别为1.0、1.6、2.2m/s以及喷淋密度从0.036kg/(m·s)增加至0.084kg/(m·s)工况下气水对流传热传质过程，计算了气水对流过程的平均换热系数与Sh．结果表明，研究工况范围内汽化换热量在总换热量中占比为71%~77%；同一迎面风速空气条件下，随着喷淋雷诺数的增加，Sh先增大后缓慢减小；迎面风速的增大可以显著提高传热传质效果．

• 基于拉瓦尔管的气液两相流雾化规律研究

  刘承婷,贺亮,管恩东

  基于拉瓦尔管设计了一种雾化喷管，使天然气产生超音速流动，把液流剪切破碎成小液滴，降低了气液相截面密度和流动阻力．采用数值仿真软件Fluent模拟了喷管内部气液相流动的微观形态和内部流场规律，分析了气相压力、液流速度、喷孔直径和液相喷孔数量对雾化颗粒分布规律和雾化效果的影响．研究得出在303975Pa的气相压力下液流喷射深度为0.9112mm，散射宽度为1.2013mm，雾化效果较好；气相压力增大至1013250Pa时，雾化颗粒贴近壁面，喷射深度为0.3041mm，散射宽度为0.3650mm，雾化效果变差．液流速度增加，雾化效果增强；喷孔直径增大，喷射深度增加，喷孔直径为1.2mm时，散射宽度有极大值2.3562mm，雾化效果最好．使用双喷孔结构，雾化颗粒直径分布均匀，近似于正态分布，雾化颗粒直径减小，雾化效果增强．通过改变工况参数，可提高携液率和排采质量．

• 强侧风作用下带制动风翼板高速列车周围流场结构分析

  谢红太

  基于三维定常不可压的黏性流场N-S及k-ε双方程模型，采用计算流体动力学方法对不同风向角强侧风作用下带制动风翼板高速列车及风翼板表面时均压力分布规律、周围时均流动结构及瞬态流动结构等气动效应进行了数值模拟．初步研究结果表明：强侧风影响下，列车外围流场结构复杂多变，随着风向角在0°~180°内逐渐增大，头车首排制动风翼板前后形成的高压区和低压区、头车司机室上方形成的低压区、尾车司机室与车身连接处形成的低压区及车顶形成的低压区影响范围呈先扩大后逐渐缩小的变化趋势；同时随着风向角的逐渐增大，列车头车和尾车鼻尖处形成的高压区域影响范围逐渐变小、减弱．

• 基于PCA-IPSO-RBF神经网络的沥青路面破损状况预测

  马子媛,李海莲,蔺望东

  针对现有路面破损状况评价指数较为单一且无法准确预测路面实际破损发展趋势的问题，为探究路面使用指标、路面性能指标和路面环境指标对路面破损状况的影响，提出基于改进粒子群优化(IPSO)与径向基(RBF)神经网络耦合的沥青路面破损预测模型．首先，利用灰色关联分析和主成分分析(PCA)筛选出主要影响因子；然后，通过改进粒子群惯性权重因子，调整粒子全局和局部寻优能力，并利用IPSO算法训练RBF模型中的参数；最后，以主成分分析降维后数据为输入，建立路面破损状况的IPSO-RBF神经网络预测模型．实例研究表明，PCA-IPSO-RBF神经网络预测模型预测平均绝对误差为0.8416．因此，针对复杂非线性路面破损状况预测问题，该模型能够准确预测沥青路面破损状况，为路面养护决策提供有力支持．

• 切换正系统稳定性及l1增益性能分析

  刘教,孔祥娜,康乐

  研究一类切换正系统，其中包括稳定及不稳定子系统，分别将其运行区间看作τ部分与T部分，建立持续驻留时间切换正系统模型．基于此，结合多余正Lyapunov函数方法建立系统稳定性判据并获得持续驻留时间具体数值，降低已有平均驻留时间结果的保守性．此外，在持续驻留时间切换条件下通过累积计算每个阶段切换次数上限的方法，进一步分析切换正系统的l1增益性能并计算出l1增益．所获得条件均为标准线性规划形式，方便在Matlab中利用Linprog函数求解．最后，通过数值仿真验证了所提方法的可行性．

• 比率依赖的修正Leslie-Gower捕食-食饵模型正解存在性和唯一性

  窦晓霞,李海侠

  研究了一类基于比率依赖的修正Leslie-Gower捕食-食饵扩散模型．首先利用不动点指数理论给出了正解的存在条件．其次通过扰动理论结合不动点指数理论讨论了正解的唯一性和稳定性，得到了正解唯一且稳定的条件．最后运用抛物方程的比较原理分析了系统的渐近行为．研究结果表明，参数满足一定条件时，两物种能够共存，而且系统恰好存在唯一稳定的正解．