大连理工大学学报杂志

大连理工大学学报杂志2024年第5期

• 镧镍储氢合金改性制备及吸/放氢性能研究

  纪佳欣,刘学武,李丁健,刘炳言,靖秀明,曹学磊

  镧镍合金(LaNi5)是公认的性能优良的常温储氢材料，成为固态储氢材料的热门研究对象，然而在循环吸/放氢过程中，材料晶格会因膨胀和收缩导致合金严重粉化，进而缩短其循环使用寿命．为研究掺杂不同质量分数膨胀石墨(EG)的LaNi5-x%EG粉末/压片混合材料的吸/放氢循环稳定性，通过实验获得掺杂EG改性后的镧镍合金导热系数、吸/放氢温度和吸/放氢量．实验结果表明：与LaNi5合金粉末相比，LaNi5-5.0%EG粉末在100MPa压力下固化压片后导热系数是其16.47倍，吸氢量提高了47.9%，放氢量提高了144.8%，具有更适合的吸/放氢能力，可进一步应用于大规模的固态储氢场合．

• Cu对Fe基催化剂NH3-SCR性能助力作用研究

  龚蕾,董世城,胡容赫,曲振平,王辉

  Fe基催化剂在中温范围有着良好的催化活性，而Cu基催化剂有着低温优势，因此将两者相结合，采用表面活性剂辅助法制备了Fe-Cu复合氧化物．引入Cu后，Fe-Cu催化剂的NOx转化率达90%，起燃温度下降至150℃．Fe2O3和CuO之间的相互作用使得催化剂的比表面积增大约1/4，且增强了Fe3+的亲电性，促进NO2等电负性物质的吸附．同时提高了催化剂的氧化还原能力与表面吸附氧Oα比例，NO更易向NO2转变，快速SCR(选择性催化还原)进程更易发生．此外，Fe2O3和CuO的相互作用让催化剂拥有较多的酸性位点，有利于催化活性的提升．最终使得Fe-Cu催化剂不仅继承了Cu基催化剂的低温优势，还保持了优良的N2选择性．

• 二硫化钼负载酸化活性炭高级氧化固定床反应器水中有机污染物处理

  丁志铎,安志军,周豪,吴明火,柳丽芬

  针对以亚铁离子(Fe2+)为活化剂的类芬顿高级氧化体系在有机废水处理中易产生铁泥且影响处理效率的问题，制备了二硫化钼(MoS2)负载酸化活性炭(AC)复合材料，并将其作为高级氧化固定床反应器(FBR)填料，以Fe2+活化的过硫酸盐体系(Fe2+/PS)对有机废水进行高效处理．该复合材料中，MoS2有助催作用，可以提升有机废水降解效率，酸化后的活性炭则可对Fe3+和Fe2+形成保留，提高铁源的利用率．实验结果表明，负载经磷酸和硫酸联合处理的活性炭(PSAC)复合材料，在所构建的Fe2+/PS/MoS2@PSAC体系中对阿特拉津(ATZ)的降解效果最佳．经过对反应条件的优化，该高级氧化FBR体系可以在低Fe2+浓度(18μmol/L)及高流速(2mL/min)下对500mL废水中的ATZ(20mg/L)保持90%以上的去除率．

• 基于含油污泥和生物质联合热压的颗粒燃料制备和油回收

  张雷,陈泉印,杨睿丽,陈传帅,李爱民

  针对膏糊状含油污泥三相分离难和成型难的瓶颈，提出了含油污泥和生物质联合热压的方法，以生物质作为骨架添加剂，改善含油污泥的孔隙率和抗压强度，通过热压制备高性能颗粒燃料并联合回收高品质油．结果表明，含油污泥在热压作用下实现了固液分离，得到了高品质的颗粒燃料和液体油．在含油污泥-生物质共成型过程中，含油污泥中的胶质和沥青质在颗粒中起到黏合作用，而油作为润滑剂减轻了颗粒和模具之间的摩擦．在物料(含油污泥和木屑)混合比为1∶1，成型压力为50MPa，温度为150℃时，成型颗粒的硬度达到40.4N/mm2，且成型颗粒保持稳定．成型颗粒的能量密度明显增大，热值达到20995kJ/kg，可作为高性能的颗粒燃料．同时回收的13.1%的油富含饱和烃、芳香烃、胶质等成分，便于进一步的利用．

• 以热轧油泥制备的臭氧催化剂深度处理焦化废水生化尾水研究

  陈思佳,刘素玲,胡绍伟,王飞,李林,徐晓晨,杨凤林

  使用热轧油泥与ρ-氧化铝粉混合造粒后煅烧制备了一种臭氧催化剂.对制备出的催化剂结构组分进行表征,结果表明催化剂是以Fe3O4为活性组分的铝基催化剂.与实验室研发的两种铝基催化剂催化臭氧处理焦化废水生化尾水效果进行对比,结果表明COD去除率仅分别降低了2.39%、5.30%,但是节省了添加活性组分所需药剂的费用.60min时催化臭氧体系臭氧利用率相较单独臭氧体系提升了16.41个百分点.对催化臭氧处理焦化废水生化尾水工艺参数进行优化,结果表明在催化反应时间为60min、催化剂投加量为100g/L、臭氧浓度为22.9mg/L条件下,对焦化废水生化尾水的COD去除率为62.14%.电子顺磁共振(EPR)和自由基抑制实验表明,催化体系中起主要作用的活性物种是?OH和?O2-.GC-MS结果表明,催化体系对焦化废水生化尾水中含量较高的特征污染物具有较强的降解效果.6次重复利用实验和金属离子溶出实验结果表明,催化剂具有稳定的催化性能.研究为热轧油泥的处置提供了一种新思路,为催化臭氧深度处理焦化废水提供了一种可行且低成本的催化剂.

• 海洋菌群好氧共代谢降解酮洛芬特性研究

  宋文芳,吕红,李钱生,王晓磊,傅泽,代祎,周集体

  酮洛芬已在海洋环境中被广泛检出.为进一步了解海洋微生物对该化合物的降解特性,利用从海水中富集得到的YEP菌群研究其对20mg/L酮洛芬的降解.结果表明,在以500mg/L酵母浸粉为共代谢基质条件下,YEP菌群能够在36h内好氧完全去除酮洛芬.在此过程中,YEP菌群分泌的铁载体能够将Fe(Ⅲ)还原成Fe(Ⅱ),Fe(Ⅱ)可与YEP菌群产生的H2O2反应生成?OH.淬灭剂实验表明,?OH参与了酮洛芬的降解.高效液相色谱-质谱分析表明,生物驱动的类芬顿反应生成的?OH参与了酮洛芬的初始羟基化反应,产生新的中间代谢产物,然后通过酶催化反应实现对酮洛芬的矿化.高通量测序分析表明,Halomonas、Gracilimonas、Oceanimonas、Owenweeksia和Marinicella参与了生物驱动的类芬顿反应.研究结果为理解酮洛芬的生物降解机理及其在海洋环境中的归趋提供了理论依据.

• 藻源有机质对近海沉积物微生物群落结构影响

  王竞,张宇晴,岳昊,李泽龙

  为研究赤潮产生的藻源有机质(AOM)对近海沉积物中微生物群落结构的影响，利用宏基因组学分析探究AOM对沉积物细菌和真菌结构的影响．结果表明，AOM降低了细菌和真菌的α多样性，并改变了细菌和真菌群落的β多样性．此外，AOM能够改变细菌和真菌的组成，微生物相对丰度在不同处理中呈现显著的时间异质性．AOM的存在能够改变细菌和真菌的种间关系，增强参与AOM分解代谢微生物之间的联系，并最终导致细菌和真菌共生模式的改变．

• 涡扇发动机再压缩CCA系统热力循环耦合分析

  苏杭,赵霄,张博,杨竹强

  为了提高发动机的推进性能和热效率，同时改善发动机冷却引气品质，在传统预冷冷却空气(cooledcoolingair，CCA)技术基础上，建立基于再压缩CCA系统的典型飞机发动机热力计算耦合分析仿真平台．结合涡轮叶片平均壁温计算模型和飞机/发动机总体匹配模型，分析再压缩CCA系统对涡轮叶片冷却效果、发动机总体性能及相应飞行性能的影响规律．结果表明：采用减小引气比的方式未加力时推力最高提升7.88%，加力时推力最高提升2.03%；加力时耗油率降低、热效率提升，冷却引气总温降低100~120K、总压提升4%左右，高压涡轮导叶冷却效果提高显著．采用提高燃烧室最高出口温度的方式未加力时推力最高提升22.81%，加力时推力最高提升3.70%；加力时耗油率降低、热效率提升，冷却引气总温降低90K左右，且在各任务航段高压涡轮叶片温度均低于许用温度．两种方案再压缩CCA系统对发动机性能损失基本无影响，取功比在各状态下均低于0.25%．

• 不同截面形状淹没水平柱体上波浪力数值模拟研究

  毛鸿飞,郑伟江,马英超,曾锦汶

  基于黏性流理论，采用有限体积法，考虑多种波浪参数和截面形状，计算淹没水平柱体在波浪作用下的受力.通过受力分解和局部流场特征分析，探究了波浪参数和截面形状对柱体受力的影响．结果表明，3种不同截面形状柱体受力主要由惯性力主导，柱体的淹没体积更大程度地决定了柱体所受波浪力的大小．在相同宽高比条件下，矩形柱淹没体积最大，其次是曲边矩形柱，最小的是椭圆柱．因此，综合考虑3种截面形状淹没水平柱体，矩形柱所受波浪力最大，椭圆柱所受波浪力最小，且随着宽高比的增大逐渐减小．

• 基于响应面法的船舶节能导管优化设计

  鲁宏雪,李楷,董立佳,陈明,王运龙

  以水动力节能装置经典伴流补偿导管为研究对象，提出利用响应面模型综合评价导管设计参数并进行优化．以导管结构特征尺寸为设计参数，建立节能导管的参数化模型．以KP505螺旋桨和节能导管耦合的水动力计算结果为响应参数，生成响应面模型．将螺旋桨效率提升比作为优化目标，将导管结构特征尺寸阈值作为约束条件，基于二阶响应面模型对导管进行结构优化设计，并对优化结果进行仿真验证，证明响应面模型的可靠性．结果表明，优化后桨-管系统的效率提升比增大了37.82%，说明利用构建的响应面模型对节能导管进行优化合理有效，可为其他类型的节能导管设计提供参考．

• 基于扭转剪切试验的沥青混合料抗剪强度分析

  栗培龙,牛犇,孙超,徐远

  沥青路面的高温抗变形能力与沥青混合料的抗剪强度密切相关．根据路面荷载作用下沥青混合料中矿料颗粒的受力特点及转动状态，自主研发了扭转剪切试验装置．针对不同级配沥青混合料，在不同条件下进行扭转剪切试验；分析了骨架稳定性、沥青用量和温度对扭转剪切特性的影响，建立了考虑骨架稳定性指数、沥青用量和温度的抗剪强度预估模型．结果表明：最大扭转剪切力可以用于评价沥青混合料的抗剪强度；最大扭转剪切力随温度升高呈指数形式减小，随沥青用量增加呈二次函数关系变化，随骨架稳定性指数增大呈幂函数关系增大．构建的抗剪强度预估模型能够较为准确地表征各因素耦合作用下沥青混合料的抗剪强度，可以为沥青混合料优化设计及路面养护决策提供参考．

• 深埋隧洞强岩爆微震活动特征分析及多元信息预警

  黄志平,黄紫怡,于群,朱志威,陈俊羽

  岩爆的监测和预警一直是岩石工程领域的挑战，如何有效预测和动态防治岩爆灾害已成为深部地下工程亟待解决的问题．以雅砻江锦屏二级水电站隧洞岩爆高风险区为研究对象，采用地震学原理将定性分析与定量计算相结合，基于微震时、空、强分布特征及演化规律，揭示岩爆孕育发展过程中各震源参数的演化特征及规律．微震监测和研究结果表明，开挖卸荷下的微震时空活动是由空间分散无序向集中有序的自组织演化过程，震源参数如微震事件密度、能量密度、视体积、能量指数及b值随时间突增或骤降等异常变化可视为岩爆征兆响应的预警指标．基于震源参数的时空演化特征，提出深埋隧洞岩爆多元信息预警方法和预警流程，该方法可为深部隧道工程的岩爆监测预警和顺利施工提供借鉴．

• 降雨-波浪-水位对库岸崩滑泥沙空间分布影响

  李依杭,侯祥东,李玉成,赵香玲,李玥璿,田晋,徐向舟

  库岸崩滑对库区含沙量有显著影响,掌握崩滑泥沙与水文因素的关系有助于分析库区泥沙的淤积过程和输移规律.通过降雨-波浪-水位多因素耦合模型试验分析了崩滑泥沙在不同水文因素作用下的空间分布规律.结果表明,降雨能减弱含沙量的变化幅度,促使悬移质泥沙颗粒细化.降雨后含沙量平均变异系数降幅为22%,极细砂粒含量降幅为53%.波浪可加大离岸方向库区含沙量,同时降低此方向含沙量变异系数.波浪作用下离岸方向的平均含沙量增幅为78%,含沙量平均变异系数降幅为67%.水位升高促使离岸方向和水深方向的含沙量降低,悬移质泥沙颗粒粗化.离岸方向和水深方向的平均含沙量在水位升高时降幅分别为14%和20%,极细砂粒含量增幅为15%.