天然纤维/木质素纳米颗粒制备高性能多孔碳纤维电极

以天然纤维为载体,利用溶剂交换法将木质素纳米颗粒（LNPs）负载到纤维表面制备碳纤维电极材料,研究碳纤维材料的形貌、比表面积、热稳定性、结晶性能、表面电荷和电化学性能。结果表明：在LNPs与纤维的初始质量比为1︰10时,电极材料比电容最大,为7.88 F/g,远高于未负载LNPs的电极材料比电容值(0.60 F/g);在经过10 000次的循环测试(10A/g)后,电容保持率高达93%。研究表明LNPs可有效提高复合碳纤维电极材料的比表面积和碳含量,为木质素在能源领域中的高附加值利用提供了新途径。     

木质素纳米颗粒/天然纤维基活性碳纤维材料的制备及其电化学性能

以木质素纳米颗粒（LNPs）负载的天然纤维复合材料为研究对象,利用KOH活化的方法对其进行处理制备生物质基复合多孔活性碳纤维电极材料。随后在三电极体系中对合成的复合多孔活性碳纤维电极材料进行了电化学性能测试。研究表明,在0.5A/g的电流密度下,KOH活化的复合碳纤维电极材料的比电容为351.13F/g,远高于相同条件下未活化的复合碳纤维电极材料的比电容（7.88F/g）和未负载LNPs的天然纤维基活性碳纤维材料（306.50F/g）。而且在活化过程中,负载在纤维表面的LNPs会形成多孔的活性碳层结构,这会进一步提高复合活性碳纤维材料的循环稳定性,同时LNPs中丰富的羟基赋予复合材料额外的赝电容。在10A/g的电流密度下经过10000次循环后,复合活性碳纤维电极材料的电容保持率仍然为95%,高于未负载LNPs的活性碳纤维电极材料的电容保持率87%。结果表明,木质素纳米颗粒/天然纤维基活性碳纤维材料是一种理想的电极材料,本研究也为LNPs在生物质碳纤维作为储能电极材料的高值化应用提供了一条新途径。     

木质素基材料在混合型超级电容器电极材料中的研究进展

木质素是一种多酚聚合物,具有丰富的芳香类官能团和含氧官能团,且在碳化后形成的多孔碳材料易于转化为石墨化碳层,从而形成局部高导电区域,是制备超级电容器的优质前体,故将木质素用于混合型超级电容器逐渐成为研究热点之一。本文综述了近年来木质素碳材料在混合型超级电容器电极材料中的应用,重点分析了木质素在其中的作用,将其总结为3类进行介绍,包括木质素/多孔炭（石墨烯、碳纳米管）型、木质素/金属化合物（金属氧化物、硫化物、氢氧化物）型和木质素/导电聚合物（聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩）型。此外,还介绍了木质素基混合型超级电容器在柔性超级电容器中的应用。最后,总结了木质素基材料应用在混合超级电容器中的优势和挑战。     

间抽井柱塞运动速度优化模型研究

针对我国低产油井普遍产量低、泵效低，油井抽油生产时泵充不满的问题，开采现场常采用间抽的方式以提高泵效；然而当前间抽制度的研究普遍以冲次和间抽周期为优化变量，很少有将间抽周期、冲次和柱塞运动速度三者相结合的研究。以提高泵效为生产要求，提出了间抽井柱塞运动速度优化模型，模型根据抽油机井的开采利润和最大系统效率确定合理动液面区间，用傅里叶级数构造柱塞运动速度函数，利用遗传退火算法优化傅里叶系数及频率来达到改变冲次和柱塞速度的目的。研究及试验结果表明，在此方案下，低产油井的工作时间缩短，泵效增幅明显，油井综合效益显著提高。研究结论可为低产油井的柔性控制策略提供较好的工程参考。     

MXene在生物质基储能纳米材料领域中的应用研究进展

MXene是一种类石墨烯结构的层状二维纳米材料，具有高导电性和高比表面积等优点，常用在储能领域。MXene含有丰富的端基官能团，易与生物质纳米材料形成交联结构并拓宽其层间距，从而提高储能器件的柔韧性及提供更多的离子传输通道。故MXene用于生物质储能纳米材料逐渐成为研究热点之一。本文综述了近年来MXene复合生物质基纳米材料在储能领域中的应用，首先介绍了不同MXene的制备方法及其优劣势，其次分别介绍了用CNF、BC、CNC等材料对MXene储能器件的优化改性方法，并总结了MXene复合生物质纳米材料在超级电容器、纳米发电机、二次电池等三种前沿储能器件中的物化特点及性能优势，重点分析了生物质纳米材料在MXene/生物质纳米复合材料中的功能。最后，对MXene复合生物质纳米材料在储能领域所面临的挑战及其未来应用前景进行了分析与展望。     

木质素及其衍生物在3D打印光敏树脂中的应用

随着社会消费需求向绿色、可持续发展方向不断转型及国家“双碳”战略目标的提出，深入开发低碳环保型3D打印材料(如生物质基3D打印光敏树脂)是十分必要的。木质素作为仅次于纤维素的第二大可再生绿色生物质资源，在3D打印材料中具有广阔的应用前景。本文综述了木质素及其衍生物用作生物质基3D打印光敏树脂材料的最新应用研究，包括木质素基光敏预聚物、木质素基活性稀释剂、木质素基光引发剂及木质素作为添加剂在3D打印光敏树脂材料中的应用机制及性能影响。最后对木质素基3D打印光敏树脂的未来挑战和工业化前景进行了分析与展望。     

AlN变质对Al-4Si-0.45Mg合金性能的影响

在亚共晶Al-4Si-0.45Mg合金中添加微量AlN,以改善合金的显微组织并提高其力学性能和导热性能。结果表明，未添加Sr和AlN的合金，其抗拉强度为167.3 MPa,伸长率为10%,热导率为149.5 W/(m·K);添加Sr后的抗拉强度为176.2 MPa,伸长率为20%,热导率为166.8 W/(m·K),抗拉强度和热导率分别提高了5.4%、11.6%;添加AlN后的合金抗拉强度为194.8 MPa,伸长率为16%,热导率为170.1 W/(m·K),抗拉强度和热导率分别提高了16.4%、13.8%。力学性能的提高主要与α-Al的晶粒细化、二次枝晶臂间距(SADS)的减小和Si的变质有关。加入Sr和AlN后，共晶Si由片状变成块状和球状，Sr变质后共晶Si的尺寸明显减少，且AlN变质后共晶Si的平均尺寸更小，说明热导率的提高主要与共晶Si相的形态变化有关。其机制为细小的Si使得电子通道增加，电子散射概率降低，平均自由程增加，从而提高了热导率。