一种分散在多孔碳上的碳包覆硅负极的制备及应用

硅负极具有高比容量的显著优势,其理论比容量（4 200 mA∙h/g）达到传统石墨负极的10倍以上,被认为是锂离子电池最有潜力的负极之一。然而,硅负极存在导电性较差、充放电过程中体积膨胀巨大等诸多问题,导致其循环性能较差,限制了大规模实际应用。本文提供了一种高性能硅负极的制备方法及应用,通过将硅负极分散在多级孔碳中,连同黏结剂聚丙烯腈涂覆在集流体上,再对极片进行热处理实现聚丙烯腈碳包覆,有效提高电极的整体导电性并能为巨大的体积变化提供空间,从而提升硅负极的大倍率性能和循环稳定性。     

烟气CO2捕集热能梯级利用节能工艺耦合优化

醇胺法捕集CO₂技术是一种较成熟的CO₂捕集技术，具有吸收速度快、脱除效果好等显著优点，但其操作费用高、解吸能耗大。本文以降低醇胺法捕集烟气中CO₂系统再生能耗为出发点，对常规醇胺法捕集CO₂工艺统进行了节能优化研究。在常规工艺流程基础上引入压缩式热泵节能技术，并利用Aspen Plus软件建立了基于压缩式热泵技术的CO₂捕集工艺流程模型。研究了压缩式热泵与机械蒸汽压缩回收（MVR）热泵、分流解吸、分布式换热、级间冷却4种节能工艺耦合，通过模拟计算与优化，结果说明了最佳节能工艺组合为“解吸塔压缩式热泵+贫液MVR热泵+分流解吸+级间冷却”耦合的CO₂捕集工艺流程，当解吸塔顶气体分流比为0.25∶0.75、冷富液分流比为0.05∶0.95、级间冷却器位于吸收塔17块塔板位置、吸收塔输入冷量为-3.0GJ/h时，系统再生能耗最低，为2.533 GJ/tCO₂，相比常规有机胺工艺（再生能耗4.204GJ/tCO₂）节能率39.748%。     

移动床活性焦烟气净化工艺中废活性焦的形成与特征分析

移动床活性焦低温干法烟气多污染物脱除技术在钢铁烧结烟气脱硫脱硝工艺中具有良好的适用性，但烟气净化过程中活性焦的损耗成为制约该技术推广应用的关键因素之一。以宝钢烧结烟气脱硫脱硝工艺中所产生的废活性焦为研究对象，通过考察其比表面积、孔容结构、灰分中重金属及碱金属含量、表面官能团特征及脱硫脱硝性能，探究烟气净化过程中活性焦组成、结构及表面性质的变化。结果表明，与新鲜活性焦相比，废活性焦粒度集中分布在0.2?5 mm，其表面的氮、氧、硫元素及过渡金属氧化物含量显著增加，比表面积由191.0 m2/g增加至499.0 m2/g，使废活性焦颗粒在150℃下脱硝率由20%提升到70%，120℃下穿透硫容由0.27 mg SO2/g提升至11.08 mg SO2/g，显示了良好的再利用潜力。     

耐乙醇汽油橡胶材料溶胀性能的研究

从原胶、炭黑、增塑剂及硫化体系的类型对胶料在乙醇汽油中的溶胀性能的影响进行了研究。结果表明,选择橡塑合金NV7050作为原胶,加入N550与N774炭黑各40份,选择增塑剂TP-95和过氧化物硫化体系的胶料在乙醇汽油E10中体积及质量变化率较小,呈现良好的力学稳定性,耐乙醇汽油溶胀性能较好。     

柱[5]芳烃对偶氮二异丁腈分子识别的研究及应用

以三氟化硼乙醚为催化剂、1,4-对甲氧基苯和多聚甲醛为原料合成具有高亲和性的全甲氧基柱[5]芳烃,通过核磁共振氢谱、紫外可见光谱、荧光光谱等检测手段研究了全甲氧基柱[5]芳烃对偶氮二异丁腈的分子识别能力。结果表明,全甲氧基柱[5]芳烃和偶氮二异丁腈可在氯仿中形成1∶1的主客体络合物,同时,全甲氧基柱[5]芳烃对偶氮二异丁腈具有刺激响应性,可作为荧光分子探针检测偶氮二异丁腈。     

[学科发展]5D打印——生物功能组织的制造

生物制造是制造技术与生命科学技术交叉融合产生的新兴学科方向，这一学科方向的发展将为巨大的人体组织与器官市场提供新技术，同时也给制造技术变革带来新机遇。面向生物制造未来发展，提出5D打印制造概念，论述了5D打印的内涵，分析了其关键技术。结合生物制造技术的现有进展，介绍了研究团队在心肌组织支架的制造、类脑神经组织制造、爬行生命机械混合机器人方面取得的初步研究进展，为生物制造技术拓展新方向提供新思路。     

高能量离子束诊断质谱仪的研制及性能表征

本研究开发了一台应用于高能量离子束诊断的直线式飞行时间质谱仪，实现了其与高能真空弧放电离子源的联用。该仪器加速电压30 kV，飞行腔有效飞行距离1.5 m，通过短脉冲离子门精确截取，ICCD高速相机优化聚焦，仪器分辨率优于90 FWHM，对放电过程中产生的等离子体可实现不同时间的离子成分分析。将该方法用于真空弧放电离子源放电过程中离子成分的检测，放电2 μs时，电离成分以气态离子C⁺、O⁺、C²⁺、O²⁺为主；放电6 μs后，除气体成分外，还可以检测到Fe⁺、Cu⁺及其同位素金属离子峰。该仪器能够给出离子源放电产生离子的种类、价态以及相对含量等信息，可实现整个放电过程产生离子成分信息的准确诊断。     

某高校既有建筑室内人员相关VOCs目标污染物的实测分析

为研究高校既有建筑室内人群散发对室内VOCs的影响，对高校不同人群样本的教室及会议室两类典型人群密集房间，共82个人群样本对象进行了VOCs采样分析，得到不同实际场景下的人员相关的VOCs浓度水平，并对其潜在的影响因素进行分析。结果表明，共确认了29种与室内人员相关的高检出率且较高浓度值的物质，包括芳香族化合物9种，烷烯烃类9种，酮类和醛类8种，醇酯类以及卤化物3种，并得到主要VOCs物质的浓度水平和I/O比。对影响因素的统计分析表明，室内人员密度、季节和房间类型对不同VOCs物质存在显著性影响，其中季节性因素对目标VOCs污染物影响最为广泛，其次是房间类型与室内人员密度。该研究可为进一步了解人员密集室内VOCs污染现状及控制策略提供一定的科学参考。     

重组大肠杆菌表达17β-羟基类固醇脱氢酶全细胞催化合成宝丹酮的研究

宝丹酮作为一种重要的蛋白同化雄性激素类固醇，具有提升肌肉质量和耐力的功能。宝丹酮的传统合成方法是以1,4-雄烯二酮（ADD）为底物通过化学法合成，但过程复杂、污染严重。17β-羟基类固醇脱氢酶（17β-HSD）可催化甾体化合物C-17位点的氧化还原反应，实现ADD和宝丹酮的相互转化。本研究通过基因序列同源性分析，筛选到6种不同来源的17β-HSD基因并对其在大肠杆菌中进行异源表达。利用不同重组菌转化ADD合成宝丹酮，结果表明重组菌BL21/pET28a-HSDPy的ADD转化率最高，因此选择BL21/pET28a-HSDPy进行进一步研究。鉴定了重组菌的酶学性质并优化其全细胞转化条件。结果表明在生物量为36 g·L^-1、底物浓度为5.40 g·L^-1条件下，经过两次补料，获得了3.66 g·L^-1宝丹酮，比优化前提高了4.1倍。而且在生物转化过程中未检测到副产物。为生物合成宝丹酮提供了可能。