课题组发表的主要科研文

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关于推荐2016年度公示

关于2016年度滨州市科学技术奖申报和推荐工作的通知滨州市

公示期为2016年7月16日至2016年7月22日.在公示期内,:3190133人工作单位和联系.过期或不按要求提出的异议,不予受理.

科研处

2016.7.14

市自然科学奖

基于此,课题组以"燃料油氧化脱硫反应机理的理论研究","汽油加氢脱硫精制过程中二次硫化物生成的反应机理研究"为题申请了省自然科学基金项目,并获立项支持,编号分别为Y2007B26,ZR2016BL016.该成果属于大气污染控制技术H2S反依托本研究项目,项目负责人和参与人共发表SCI,EI及中文核心论文共计8篇.

张士国

(2)卞贺

项目参与,负责氧化脱硫机理的具体建模和计算工作,寻找反应路径上各个反应物,产物,中间体,过渡态结构,并做出结果分析,同时负责论文的撰写等工作

(3)李大枝

项目参与,负责项目的计算及实验工作,重点解决计算中出现的技术问题,包括不收敛等问题.开展了二次硫化物生成反应机理方面的实验工作.

(4)宋明芝

项目参与,负责项目的相关计算工作,开展了燃油氧化脱硫方面的计算和实验工作.

(5)张会明

项目参与,负责项目的实验工作,开展了燃油氧化脱硫和二次硫化物生成方面的的实验工作,并进行了实验数据整理和分析.

5,全部完成单位及排序:

滨州学院

推荐成果(二)

1,项目名称

时间尺度上具阻尼项的动力方程振动性理论研究

2,申报奖种

市自然科学奖

3,项目简介

该项目为2016年山东省科技厅下达的山东省科技发展计划项目,下达文号:2016GWZ20401.该项目研究领域为时间尺度上动力方程的定性理论.2016年9月经滨州市科学技术局组织鉴定,该项目取得的研究成果达到了国际先进水平.

主要研究内容:

(1)时间尺度上具有阻尼项的非线性动力方程振动性理论研究,

(2)时间尺度上具阻尼项的半线性时滞动力方程的振动性研究,

(3)具阻尼项的半线性时滞微分方程的振动性研究,

(4)具阻尼项的高阶非线性中立型微分方程振动性研究.

关键技术:项目组成员应用微分方程解零点分布的比较理论和分离理论,微分不等式和积分平均技巧,广义Riccati变换和分类讨论等方法,逐步解决了含有时滞项,阻尼项,中立型和半线性的动力方程振动性的几个关键问题,特别是利用时间尺度上"指数函数"的半群性质和函数不等式技巧,很好地解决了"阻尼项"所产生的困难,系统地研究了在半线性条件下具阻尼项的二阶动力方程振动性问题.

主要创新之处:在理论上,带有阻尼项的非线性动力方程振动性理论研究,在当时研究成果很少且主要是二阶的,并且该理论实用性强,在此基础上,课题组成员深入研究了时间尺度上具阻尼项的动力方程,具阻尼项或中立型的偶阶时滞微分方程,具连续分布时滞的三阶微分方程和二阶非线性泛函微分方程的振动性理论,获得了一些有重要理论价值的振动性准则,研究成果达到国际先进水平.

在方法上,应用微分方程解零点分布的比较理论和分离理论,建立微分方程解的比较定理,应用恰当的微分不等式,Hardy不等式和积分平均技巧,采用广义Riccati变换和分类讨论的方法,引进适当的函数序列和辅助函数,利用时间尺度上"指数函数"的性质和函数不等式技巧,很好地解决了"阻尼项"所产生的困难,较系统地研究了在半线性条件下具阻尼项的二阶动力方程振动性问题,所获得的结果已达到国际先进水平.

主要成果:依托本研究项目,项目负责人和参与人共发表学术论文16篇,2篇发表在权威杂志《中国科学:数学》上,9篇被SCI收录,其中,7篇发表在SCI1区期刊,2篇发表在2区期刊,1篇发表在3区期刊,4篇被EI收录.目前,有5篇论文被引用.尤其在半线性条件下对具阻尼项的动力方程振动性的研究成果填补了国内空白,处于国际领先地位.特别是对时间尺度上具阻尼项的非线性动力方程振动性理论的研究中,利用时间尺度上"指数函数"的性质和函数不等式技巧,很好地解决了"阻尼项"所产生的困难,较系统地研究了在半线性条件下具阻尼项的二阶动力方程振动性问题,其中发表在《中国科学:数学》(41(10)2016)上的论文被他引7次,发表在《Comput.Math.Appl.》(62(11)2016)上的论文被他引5次,发表在《Appl.Math.Lett.》(25(10)2016)上的论文被他引2次.

4,全部完成人排序及对项目的贡献

(1)张全信

项目主持,项目实施方案撰写,负责项目的构思以及论文的撰写等工作,取得的主要成果及贡献包括:应用微分方程解零点分布的比较理论和分离理论,微分不等式和积分平均技巧,广义Riccati变换和分类讨论等方法,系统地研究了时间尺度上具阻尼项的二阶半线性动力方程的振动性问题.所获得的结果已达到国际先进水平.发表学术论文16篇(第一作者14篇,第二作者2篇),2篇发表在权威杂志《中国科学:数学》上,9篇已被SCI收录,4篇被EI收录.撰写研究报告.

(2)刘守华

项目参与,主要负责论文的议稿,撰写等工作,取得的主要成果及贡献包括:主要研究了具阻尼项的二阶非线性动力方程的振动性问题.发表学术论文6篇(第一作者1篇,第二作者2篇,第三作者3篇),2篇发表在权威杂志《中国科学:数学》上,4篇已被SCI收录.撰写研究报告,准备鉴定材料和鉴定答辩.

(3)高丽

项目参与,主要负责论文的议稿,撰写等工作,取得的主要成果及贡献包括:主要研究了具阻尼项的偶阶半线性时滞微分方程的振动性问题.发表学术论文9篇(第一作者3篇,第二作者4篇,第三作者2篇),2篇发表在权威杂志《中国科学:数学》上,4篇已被SCI收录.

(4)邱芳

项目参与,主要负责论文的议稿,撰写等工作,取得的主要成果及贡献包括:主要承担时滞动力方程稳定,振动性理论研究.发表学术论文1篇.撰写研究报告,准备鉴定材料和鉴定答辩.

(5)宋霞

项目参与,主要负责查阅文献资料,论文的议稿,撰写等工作,取得的主要成果及贡献包括:主要研究了时间尺度上二阶非线性时滞动力方程振动性问题.发表学术论文3篇.

(6)高合理

在本项目中,主要负责查阅,整理文献资料,论文的议稿,撰写等工作,取得的主要成果及贡献包括:主要研究了时间尺度上二阶半线性阻尼动力方程振动性理论.撰写研究报告,准备鉴定材料和鉴定答辩.

(7)徐化忠

在本项目中,1,项目名称

黄河三角洲地区土壤主要有机污染物监测技术,分布特征及生物修复原理研究

2,申报奖种

市自然科学奖

3,项目简介

该项目属农业科学技术领域.

黄河三角洲地区是我国重要的石油化工基地,棉花产区,这种产业布局致使该地区为土壤有机污染易发区域,但至今,关于该地区土壤有机污染状况及控制修复研究还十分匮乏.为此,从分析测定技术的优化构建入手,本项目对土壤中典型持久性有机污染物(POPs):多环芳烃(PAHs),多氯联苯(PCBs),滴滴涕(DDTs),六六六(HCHs)及邻苯二甲酸酯类(PAEs),石油污染状况进行了系统研究,取得的主要科学发现如下.

优化并构建了黄河三角洲地区土壤中典型POPs,PAEs及石油分析测定方法.通过引入快速溶剂萃取仪,在传统测定技术的基础上进行优化提升,建立了涵盖采样,制样,提取,净化,测试和质量保证(QA)/质量控制(QC)等内容的有机污染物测定方法,显着提高了分析效率和准确度.

率先系统研究了黄河三角洲地区土壤中典型POPsPAEs含量,组成及分布特征.发现了沿农村—郊区—城区梯度土壤中主要有机污染物分布及变化规律,即PAHs,PCBs,PAEs沿该梯度逐渐降低,而DDTs,HCHs则相反.石油污染物在土壤中分布呈现采油点向外辐射分布的.

率先对黄河三角洲地区土壤有机污染状况进行了评价.目前我国尚无完善的土壤有机污染相关标准,依据美国,加拿大,荷兰等发达国家标准,对土壤有机污染状况进行了评价,发现该地区土壤PAHs,DDTs污染程度相对较为严重,达到了轻度污染水平,PCBs,PAEs污染较轻,但PCB118,邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二正丁酯(DnBP)等个别组分含量偏高,应引起重视,加以控制.

深入研究了土壤有机污染生物修复的机制.以石油污染为例,筛选得到了一批适合黄河三角洲地区自然条件的高效降解菌株(群),本土植物,并深入分析了其修复机制.发现微生物修复主要有产生表面活性剂,生物乳化剂及直接代谢利用等途径,解析了植物修复条件下菲降解途径,研发了高效修复微生物载体材料.

本项目已经发表论文20多篇篇,其中SCI收录论文4篇,申报国家发明专利2项,已授权1项.发表的研究成果已被有重要国际影响期刊ScienceoftheTotalEnvironment,Chemosphere,AgronomyforSustainableDevelopment等引用,得到了国内外同行的充分认可.系统报道的黄河三角洲地区土壤有机污染状况,优化构建的黄河三角洲地区土壤有机污染物分析方法,填补了该地区这方面的研究空白,为该地区有机污染物的管理控制提供了有力技术支撑.盐渍化土壤石油污染修复研究是国内外公认的薄弱环节,本项目所取得的研究成果,对于深入认知盐渍化土壤石油污染问题,促进修复技术研发具有十分重要的意义.

项目负责人,负责项目实施方案制定与实施,设计了土壤样品采集规程,负责组织了项目的验收与鉴定工作,负责土壤中POPs污染检测,分布特征及石油污染生物修复机理研究工作,以第一作者发表论文2篇,通讯作者发表论文3篇,申报国家发明专利2项,已授权1项.

(2)吴涛

负责有机污染修复实施方案制定与实施,参与组织了项目的验收与鉴定工作,负责石油污染微生物修复技术及机制的研究工作,以第一作者发表论文4篇,申报国家发明专利2项,已授权1项.

(3)杨红军

参与组织了项目的验收与鉴定工作,负责土壤中PAEs污染检测,分布特征及石油污染植物修复机理研究工作,发表论文4篇.

(4)王颖

负责田间试验的实施,参与项目的验收与鉴定工作,参与了土壤中主要有机污染物检测,分布特征及生物修复机理等部分的研究工作.

(5)刘明

负责试验数据分析工作,参与项目的验收与鉴定工作,参与了土壤中主要有机污染物检测,分布特征及生物修复机理等部分的研究工作.

5,全部完成单位及排序:

滨州学院

市自然科学奖石油勘探,开采,运输,加工等过程中造成的石油污染问题日益严重石油污染已成为世界各国普遍关注的环境问题我国作为石油生产和消费大国石油污染问题十分突出尤其是土壤的石油污染问题相当严重相关数据表明,我国石油企业每年产生的落地原油约700万t经回收处理后仍有60万t进入土壤环境,给生态环境安全和人类健康带来了巨大的威胁.微生物修复技术具有无二次污染,可彻底油污染治理的重要途径近年来石油降解菌的研究已成为国内外研究热点许多石油降解菌被分离,鉴定很多对石油污染土壤有很好的修复效果

黄河三角洲地区拥有丰富的油气资源,是我国第二大石油基地,为我国经济的快速发展提供了能源保障然而,经过几十年的发展,该地区石油污染也日趋严重,特别是油田作业区周围的土壤受到了严重的污染,许多石油污染土壤甚至寸草不生另外,近年来黄河断流影响了黄河三角洲地区淡水水源的补给,破坏了土壤中水盐的平衡,致使土壤含盐量上升,土壤盐碱化现象严重,土壤表层盐分达0.4-3%,这给该地区石油污染土壤的微生物修复带来了很大的困难研究表明,环境因素对微生物修复起到非常关键的作用在高盐环境下,传统的非耐盐微生物的生长代谢将受到抑制,导致生物修复效果降低,甚至丧失因此,分离和获得优良的耐盐解烃菌,是石油污染土壤微生物修复的首要前提目前报道的耐盐解烃菌,主要

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罗尔斯通氏菌XB能够在高盐环境中降解多环芳烃.该菌株能够在0-5%NaCl,pH6-9最适盐度和pH范围内以多环芳烃为碳源和能源生长,可降解蒽,菲,芘等多环芳烃,并能够利用12烷至32烷的正构烷烃,对原油的降解率可达65.5%以上.该菌不产表面活性物质但是有很强的疏水性,对烃类物质的吸附能力很强,因此可高效的降解烷烃和多环芳烃类物质,可用于治理石油污染和多环芳烃污染的盐碱土壤.

(3)菌株JK-7的分离鉴定及产生物乳化剂的特性分析

对菌株JK-7的耐盐解烃特性以及耐盐产生物乳化剂的特性进行了研究,在实验室内模拟了菌株JK-7对石油污染盐碱土的生物修复情况.该菌能够在含有0-12%NaCl的培养基中以石油烃为唯一碳源生长,对原油的降解率可达74.5%.以柴油为碳源,在0~5%的最适NaCl浓度范围内,可产生一种生物乳化剂,该生物乳化剂对柴油具有很好的乳化效果,且具有耐高温,耐盐碱的特性.室内模拟实验结果表明,菌株JK-7产生的生物乳化剂能够明显促进菌株对土壤中原油的降解,在石油污染盐碱土壤的生物修复中具有很好的应用前景.

(4)耐盐解烃菌BM38的分离和解烃特性分析

研究了BM38的耐盐和产生物表面活性剂特性以及对不同烃的利用能力.结果表明,在含0.5%-6.0%NaCl液体培养基中BM38生长良好,属中度耐盐菌.在高盐环境下BM38具有较强的分解石油烃能力,其中在含1.0%NaCl液体培养基中,降解7d后,原油降解率达到73.5%,在含盐量0.22%和0.61%土壤中添加BM38,降解40d后,土壤总石油烃降解率达到40%以上.BM38能产生一种生物乳化剂,盐浓度对这种乳化剂的乳化能力影响较大,当NaCl浓度增加到1.0%,乳化值(EI24)开始迅速降低,但在NaCl浓度为2.0%时,EI24仍达到61.0%.BM38能够利用环己烷,甲苯,异辛烷,菲和正十六烷为唯一碳源生长,其中对正构烷烃和芳烃具有较强的利用能力.

4,全部完成人排序及对项目的贡献:

(1)王君

项目主持人,负责项目技术路线制定,试验设计以及论文的撰写等工作.

(2)姚志刚

项目主要完成人,主要负责实验方案的设计,实施及专利的撰写等工作.

(3)吴涛

项目主要完成人,负责样品的采集,菌种的解烃特性及其生物修复效果研究.

(4)范延辉

项目主要完成人,负责菌种的多相分类鉴定及其生物修复研究

5,全部完成单位及排序:

市自然科学奖全固态照明光源(半导体发光二极管,LEDS)被认为是21世纪最具有发展潜力的高技术领域之一,目前,世界各国都在积极研制半导体全固态照明器件.利用半导体发光技术进入照明领域的先决条件是实现白光.白光LED是一种直接把电能转化为白光的新型半导体冷光源,具有效率高,无污染,寿命长,响应快,体积小,易维护等优点,体现在新材料,新工艺上独树一帜,其最大的吸引力和期望是作为第四代照明光源(或绿色照明光源)有庞大的照明市场和显着的节能前景.实现白光通常有三个途径,一是利用蓝光LED激发黄光荧光粉,二是利用紫外光LED激发红绿蓝三基色荧光粉.目前商业化的白光LED多采用这两种方案,然而这两种途径都包含二次激发过程,这使得器件的发光效率被降低,在一定程度上制约了器件的进一步发展,第三种方案是将红,绿,蓝三种LED封装在一起直接获得白光,但由于三种LED的驱动电压各不相同,这不仅使器件的控制电路更加复杂,能耗也将大幅提高.鉴于上述问题的存在,我们希望能够实现无荧光粉的单芯片半导体白光发射器件.为ZR2016AL020.全固态白光发射器件(如白光二极管)的实现通过实验制备和表征分析,建立衬底温度,激光功率,退火条件等对PLD沉积的ZnS/PS复合膜的微观结构和表面形貌影响的关系,探明消除薄膜中的裂痕和孔洞,降低因晶格失配等问题引入的界面缺陷的解决方案,为优化制备方案来获得高质量薄膜提供依据.做出发光效率不同的ZnS/PS器件,研究ZnS薄膜生长温度,激光功率,退火等不同条件对ZnS/PS复合体系光学和电学性质的影响,得到器件发射白光的最佳条件.

降低界面内的缺陷密度,获得稳定,高效的多层膜白光发射.建立合理的PN结能带模型,阐释异质结的载流子输运,复合发光特性的机理.

ZnS作为一种可用于照明的高效半导体发光材料,具有用途广泛,价格低廉等优势,在照明领域具有极大的发展潜力.本项目研究的ZnS/PS异质结白光发射器件具有器件结构简单,不需要荧光粉,发光效率高等优点,为全固态白光发射器件(如白光二极管)的实现开辟了一条新的捷径,市场应用前景广阔.ZnS/PS复合体系的制备及光电特性分析,异质结器件的白光发射及机制研究,能带模型的建立.共发表论文16篇,其中SCI,EI收录11篇,撰写项目结题报告.

(2)胡波

项目参与,主要负责实验方案构思,数据分析处理,理论论证等工作,取得的主要成果及贡献包括:组织选题,论证,项目申报书的指导.降低因晶格失配等问题引入的界面缺陷的解决方案对制备和测试结果深入的物理分析,阐释异质结的载流子输运,复合发光特性的机理.市自然科学奖BS2016001.该项目为应用研究,研究领域为时滞非线性系统的稳定及镇定性理论.

主要研究内容:

(1)研究非线性不确定时滞控制系统的鲁棒稳定性,建立稳定性判据,分析其应用,给出数值实例,

(2)研究非线性Lurie控制系统的绝对稳定性,建立稳定性判据,分析其应用,给出实例仿真,

(3)研究非线性时滞神经网络的全局稳定性及平衡点位置的估计问题,建立稳定性判据,给出实例仿真.

关键技术基于Lyapunov-Krasovskii稳定性理论,以自由权矩阵,时滞划分,莱布尼兹不等式,M-矩阵理论,,等方法为主要处理手段,对时滞非线性系统分析理论与Lyapunov稳定性理论加以分析借鉴提出对变时滞进行划分的方法,克服时滞划分方法只用来解决常时滞系统的困难.利用一种新颖的积分等式及自由项选取规则的方法处理Lyapunov-Krasovskii泛函的导数中出现的交叉项,可进一步降低稳定判据的保守性.将自由权矩阵或时滞划分的方法,有效地推广到具有非线性扰动的中立型系统系统的稳定分析中.主要创新之处内容上的创新.首次在高阶递归神经网络系统的稳定性判据中引入了外部输入且考虑了平衡点的位置,同时借助矩阵测度方法,不动点定理,自由权矩阵方法研究了此类系统的多周期稳定和吸引问题,目前对高阶离散非线性系统的多周期吸引问题还未见到有结果发表,本成果有一定的创新.

方法上的创新.提出对时变时滞进行划分的方法,结合具有三重积分的Lyapunov泛函方程及含参变量的积分理论,解决目前时滞划分方法仅适用于常时滞系统的问题.利用积分等式的新方法,克服用积分不等式方法产生的缺陷,这些方法的运用使得成果研究具有很大的创新性.采用具有三重积分项的Lyapunov泛函方程,并结合运用自由权矩阵方法,时滞划分或凸组合方法,并结合数值实例或仿真,获得系统最大可能的时滞上界,这些方法的结合运用使得本成果研究具有很大的创新性,为时滞系统的分析和设计提供新的思路.

应用验证方面.本成果具有广泛的应用背景,特别是在化工过程和现代通信系统等方面.本成果将提出的研究方法运用于一类新系统—带有双加性时滞的网络控制系统中,给出仿真实例,构建一个新的系统领域.

在计划年度内,共完成学术论文11篇,其中SCI检索7篇,EI检索6篇,CSCD核心1篇,其中项目负责人以第一作者完成学术论文6篇,SCI检索4篇,EI检索5篇.该成果提出对时变时滞进行划分的方法,并结合三重积分的Lyapunov泛函研究了几类非线性时滞控制系统的稳定性.尤其是首次在高阶递归神经网络系统的稳定性判据中引入了外部输入且考虑了平衡点的位置,较系统的研究了高阶离散非线性系统的多周期吸引问题.该成果的研究内容被国内外学者广泛借鉴,对从事该领域研究的高校教师提供了理论上和方法上的借鉴,目前该成果有7篇论文被引用,他引次数共达40余次.本成果具有广泛的应用背景,对推进动时滞系统动态特性的发展具有重要的理论意义和实际意义.

(1)邱芳

该项目主持人,负责管理和研究组织工作,以及理论与应用方法研究.主要承担非线性时滞系统稳定,镇定性理论研究.应用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论,以自由权矩阵,时滞划分,M-矩阵理论,积分等式,矩阵测度等方法为主要处理手段对时滞非线性系统分析理论与Lyapunov稳定性理论加以分析借鉴.提出对变时滞进行划分的方法,将自由权矩阵或时滞划分的方法结合具有三重积分的方法,有效地推广到具有非线性扰动的中立型系统或时滞神经网络系统的稳定分析中.所获得的结果结论被国内外多篇文献引用.本成果发表学术论文9篇(第一作者6篇),3篇被SCI收录,6篇被EI收录.目前,有5篇论文被引用,他引次数共达30次.

(2)张全信

项目参与,主要负责论文的议稿,撰写等工作,取得的主要成果及贡献包括:应用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论,微分不等式和积分平均技巧和分类讨论等方法,逐步解决好含有时滞项和中立型的动力方程稳定及振动性的几个关键问题,系统地研究了在半线性条件下的二阶动力方程振动性问题.发表学术论文4篇(第一作者1篇,第二作者3篇),3篇已被SCI收录.

(3)王少英

项目参与,主要负责论文的议稿,撰写等工作,取得的主要成果及贡献包括:主要研究了具有非线性扰动和混和时变时滞中立型系统的稳定分析.发表学术论文1篇(第一作者),已被EI收录.

(4)田学刚

项目参与,主要负责查阅文献资料,论文的议稿,撰写等工作,取得的主要成果及贡献包括:具有非线性扰动和混和时变时滞中立型系统的稳定分析.发表学术论文1篇.

(5)刘静

在本项目中,主要负责查阅,整理文献资料,仿真技术等工作,取得的主要成果及贡献包括:主要研究了时滞神经网络系统的稳定性问题.

5,全部完成单位及排序:

偏振市自然科学奖偏振面溢油水面溢油水面溢油水面溢油水面溢油掺杂SnO2微/纳空心球气敏材料的设计制备及性能研究

市自然科学奖当今社会的发展在为人类社会带来巨大财富的同时,工业生产和人类生活中排放的废气也造成了大量的环境污染.随着社会的进步和人类安全与健康意识的提高,迫切需要对大气,家庭和各种生产,生活场所的易燃易爆气体,有毒有害气体进行检测和定量分析,防止安全事故的发生.用于气体分析检测的仪器很多,如:气相色谱仪,红外线分析仪,热导分析仪等,但这些仪器价格昂贵,且不适合进行现场监测.因此,开发成本低,灵敏度高和便携的气体传感器已成为当务之急.一个完美的气体传感器需具备:①

本文是一篇石油污染论文范文,石油污染类本科毕业论文,关于课题组发表的主要科研文相关专科毕业论文范文。适合石油污染及自然科学及微生物方面的的大学硕士和本科毕业论文以及石油污染相关开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。

自从1962年半导体金属氧化物气体传感器问世以来,以其灵敏度高,结构简单,价格低廉等优点,已经成为当前应用最普遍,最具有实用价值的一类气体传感器.半导体金属氧化物气体传感器的核心是金属氧化物敏感材料.SnO2作为一种金属氧化物半导体普敏材料,能对H2S,NH3,NO2,CH4,Cl2等易燃易爆,有毒性气体进行有效的检测.具有制备简单,热稳定性好,化学稳定性高,灵敏度高,响应速度快,成本低廉等一系列优点,是目前应用最为普遍的气敏基体材料之一.但是在实际应用中,单一的SnO2气敏传感器仍然存在选择性差,工作温度高(300-500),对微量气体灵敏度不够等缺点.许多研究者将关注点集中在如何提高气体传感器的灵敏度,响应恢复,选择性和工作温度上,高的灵敏度通常可以增强对有害气体的检测限,快的响应恢复时间可以加快对待测气体的识别速度,避免灾害.好的选择性有利于实现靶向气体检测,低的工作温度有利于降低能耗,延长传感器的使用寿命,在检测易燃,易爆气体时减少爆炸危险.目前,研究者们针对单一SnO2气敏材料的不足进行研究的方向之一就是:通过控制SnO2的形貌,改变材料的微结构来提高其气敏性能,达到结构化增强目的.空心结构因其具有大的空腔结构和高的比表面积,导致反应物具有高的扩散速率,反应能够更快的达到平衡状态,气敏反应表现出更快的响应-恢复时间.另外中空复杂结构的材料由于其具有高比表面积,高表面渗透性与质量轻等优点,有利于制作灵敏度高,响应-恢复时间短,易携带的气体传感器

基于此,课题组以掺杂SnO2微/纳空心球气敏材料的设计制备及性能研究为题申请了省自然科学基金,并获立项支持,编号为ZR2016BL002.该成果属于环境科学与工程专业下的环境保护领域,对研究开发灵敏度高,选择性好,有长期稳定性且能耗低的气体敏感材料及其传感器具有重要价值.本成果的主要技术内容,技术经济指标,应用推广及效益,发表论文等情况介绍如下:

(1)用水热法,模板法,固相反应法等制备纳米或微米级空心球,研究制备方法对等空心球形貌的影响,探讨其形成机理.

(2)将金属氧化物空心球及掺杂修饰氧化物空心球制成旁热式厚膜型气敏元件,对其气敏性能进行测试.研究空心球形貌及掺杂修饰对材料气敏性能(工作温度,灵敏度,选择性,稳定性,响应恢复时间)的影响.

(3)构建不同氧化物对小分子气体吸附的模型,应用密度泛函理论,研究材料对不同气体吸附情况,揭示吸附机理,探索吸附规律,为实验提供理论依据.

(1)王彩红

项目主持,项目实施方案撰写,负责项目的构思,实验设计以及论文的撰写等工作,取得的主要成果及贡献包括:空心球的制备,机理形成研究及材料形貌对灵敏度,选择性,稳定性,响应恢复特性等气敏参数影响的研究.发表论文4篇.

(2)张士国

项目参与,主要负责模拟计算工作,同时对实验方案的制定,结果分析给予学术指导,取得的主要成果包括:金属氧化物气体吸附模型的建立,吸附机理分析.

(3)卞贺

项目参与,在本项目中,取得的主要成果及贡献包括:气敏性能测试及金属氧化物气体吸附模型的建立,探索金属氧化物结构对各种不同气体的吸附影响,协助完成项目结题.

(4)李大枝

项目参与,在本项目,取得的主要成果及贡献包括:金属氧化物气敏材料的表征测试及气敏性能研究,研究不同制备方法对空心球形貌和气敏性能的影响.

(5)杨仲年

项目参与,在本项目中,负1,项目名称

市奖

(1)主要技术内容

1)D401-Zr复合树脂的研究

①D401-Zr复合树脂的制备及表征将锆的水合氧化物固载于大孔螯合树脂D401上,制备出一种特有性能的新型除砷材料D401-Zr,并采用扫描电镜,比表面积分析仪,红外图谱等仪器,测试并确认,锆已成功负载到母体树脂表面,可以用于除砷性能研究.②D401-Zr复合树脂的除砷性能研究研究了在不同实验条件下D401-Zr对去除水溶液中As(V),As(III)的影响.研究结果表明:pH<,5.2时该材料对As(V)都具有较强的吸附性能,对As(III)最佳吸附效果的pH范围是6.3~9.2.③D401-Zr复合树脂的除砷机理研究实验结果表明D401-Zr复合树脂的除砷过程吸附等温线能够用Langmuir吸附模型很好地描述,其吸附动力学符合Lagergren二级速度方程.④D401-Zr复合树脂的除砷竞争吸附研究在D401-Zr复合树脂的除砷过程中,当与SO42-,Clˉ竞争离子共存时,D401-Zr对As(V)的去除率仍能达到90%以上,而与PO43-,Fˉ竞争离子共存时其对砷的去除率明显下降.⑤D401-Zr复合树脂的再生工艺研究实验研究确定,D401-Zr树脂可以用一定浓度的氢氧化钠再生,再生效率大于90%,具备再生-循环利用优势.

2)D301-Fe复合树脂研究

①采用水合方法,制备了复合树脂D301-Fe②D301-Fe复合树脂的除砷性能研究研究了在不同实验条件下其对去除饮用水As(V)的影响,包括pH,温度,吸附时间和共存离子的影响.研究结果表明,在pH<,10时,D301-Fe对As(V)都具有较强的吸附性能.③D301-Fe复合树脂的除砷机理研究研究结果表明,D301-Fe复合树脂的除砷过程的吸附等温线与Langmuir吸附模型具有较高的吻合度,吸附过程为自发,放热,熵推动的过程,D301-Fe对砷的吸附遵循二级动力学方程④D301-Fe复合树脂的除砷竞争吸附研究当As(V)与SO42-,Clˉ,Fˉ共存时,D301-Fe对砷仍具有较高的去除率,而与PO43-共存时其去除率明显下降,基本低于40%.

3)D301-Fe/D401-Zr两种复合树脂对比研究

通过对两种材料的对比得出:D401-Zr较D301-Fe对痕量砷的去除效果更为明显,D401-Zr和D301-Fe对砷的吸附过程分别为吸热过程和放热过程,竞争吸附试验表明D401-Zr对砷的吸附受PO43-,Fˉ较为明显,而D301-Fe受PO43-的影响较为明显.D401-Zr和D301-Fe对砷的去除过程可分为两步,第一步,快速反应阶段,第二步,慢反应阶段.两者均遵循二级动力学速率方程.

(3)技术推广与社会经济效益分析

现有除砷工艺和技术存在适用范围小,对含砷水中去除As(V)的能力弱,操作运行费用高,集成性差,产生二次污染等缺陷,本项目研究期间未见类似国内类似新工艺的系统性研究的开发报道.本项目基本完成了基于去除砷As(V)的高效,集成,经济,无二次污染,操作简便,通用性强的新型处理工艺及技术,具有广泛的市场前景,经济效益,社会效益显着.

(3)要研究成果

该项目计划目标在国内外有影响的杂志上发表高水平研究论文5篇,现已在SCI,EI,中文核心期刊等共发表论文8篇,其中SCI/EI论文4篇,核心期刊论文4篇,已申报专利一项(申请号201610145887.9),超额完成计划目标.本成果系统的研究了有机/无机复合弱碱性大孔阴离子交换树脂去除砷的条件和相关机理,总体上有望达国内领先水平.

主要论文及专利:

①论文:RemovalofarsenicfromdrinkingwaterbyusingtheZr-loadedresin(SCI/EI收录)

②论文:Iron-ImpregnatedWeaklyBasicResinfortheRemovalof2-NaphthalenesulfonicAcidfromAqueousSolution(SCI/EI收录)

③论文:AdsorptionandremovalofAs(V)fromdrinkingwaterusingD301-Fe(EI收录)

④发明专利:一种在线化学氧化动态膜废水处理系统(已公开,申请号201610145887.9)

4,全部完成人排序及对项目的贡献:

(1)刘学文

全面负责组织项目的立项,主持和实施工作,参加各个阶段技术关键点的攻关,重点对试验方案的制定,实验验证给予决策性支持,在整个项目研究过程中起到关键作用,对项目成功具有决定性作用.

开展了开展了创新点"D401-Zr复合树脂,D301-Fe复合树脂的制备,结构表征及对砷(Ⅲ)和砷(Ⅴ)的吸附性能等方面进行了较为系统的实验及机理分析"的实验研究,以及创新点"地下水中SO42-,Clˉ,Fˉ,PO43-等共存离子的影响,不同共存离子与砷的竞争吸附过程和影响机理的研究"的研究,投入的工作量占本人工作总量的百分比达90%.见支撑材料附件:1.基金项目任务书,2.结题报告,3.在JournalofChemicalandEngineeringData(2016),AppliedMechanicsandMaterials(2016),工业水处理(2016),环境工程学报(2016),硅酸盐通报(2016)上发表的论文在JournalofChemicalandEngineeringData(2016),AppliedMechanicsandMaterials(2016),工业水处理(2016),环境工程学报(2016),应用化工(2016)上发表的论文在JournalofChemicalandEngineeringData(2016),AppliedMechanicsandMaterials(2016),工业水处理(2016),环境工程学报(2016),应用化工(2016)上发表的论文在JournalofChemicalandEngineeringData(2016),AppliedMechanicsandMaterials(2016),工业水处理(2016),环境工程学报(2016)上发表的论文

推荐成果(十)

1,项目名称

高功率复合电极材料的制备,结构设计及储锂性能研究

2,申报奖种

市自然科学奖汽车国内外研究热点,动力锂离子电池由于容量增加,单位容量的散热面积下降,使得电池的安全性更为突出与电子产品相比,动力锂离子电池需要更长的循环寿命.具有特殊结构商业化应用前景的材料成为关键所表面包覆尖晶石钛酸锂的改性处理及其作为锂离子负极材料的电化学性能研究(1)根据硫化亚铁电极材料的充放电特点,通过分析不同充放电电位条件下的产物特征,阐明了该材料锂化/脱锂过程反应机理,依据其储锂性能及快速充放电性能影响因素,提出改进其倍率性能的改性处理方法及相应的充放电制度,并制备出新型硫化亚铁基复合材料,提高了该类材料的应用前景.

(2)针对目前动力锂离子电池缺陷,对具有高安全性能特点的钛酸锂,磷酸钒锂以及硅酸铁锂等新型电极材料进行了制备方法,结构设计以及改性处理等方面的研究工作,制备出具有纳-微结构特点的碳包覆层复合材料,优化适合产业化生产的制备工艺条件,分析了该结构特征条件下材料的充放电过程机理,并提出了有效提高其高电流密度下的循环性能与容量保持率的改性方法.

(3)针对目前传统电极材料磷酸铁锂与石墨材料在动力锂离子电池应用中的缺点,提出了相应的改进方法.设计出一种具有-碳连接球簇特征的微米级球形磷酸铁锂材料,克服了超微颗粒存在的无规则团聚问题,利用钛酸锂对石墨材料进行改性处理,制备出相应复合材料,利用二者的协调效应大幅度提高了倍率性能,组装成成品电池获得正极,负极,电解液及电池设计参数之间的影响规律,为动力锂离子电池提供了重要

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依托本研究项目,项目负责人和参与人共发表SCI收录论文12篇,其中JCR一区文章5篇,引用总数达80余次.

(1)董晨初

项目主持,主要承担项目实施方案撰写,负责项目的构思,试验设计,电极材料电化学性能分析,改性提高材料倍率性能方法论证以及论文撰写等工作.

(2)郑晓冬

项目主持,主要承担电极材料制备工艺的优化与创新,电池组装及性能测试,电极材料充放电过程机理分析,并承担部分论文撰写工作.

(3)黄兵

项目参与,主要承担电极材料颗粒结构设计与合成工艺探索,材料物理表征分析,试验工艺条件优化,电池组配组参数的影响规律等方面的研究工作,并承担部分论文撰写工作.

(4)路密

项目参与,主要承担工作包括评价电池体系参数,如电压,容量,充放电曲线重合度,内阻等对电池性能的影响,电池倍率性能与安全性能评价,电解液与电极材料界面电化学反应特征及影响等方面的研究工作,并承担部分论文撰写工作.

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