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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
  • 作者(Author):Pengyuan Wang, Yuan Peng, Chenyu Zhu, Rui Yao, Hongling Song, Lun Kun,Weishen Yang

    摘要(Abstract):  双碳目标下,“捕获”二氧化碳,发展低能耗、环境友好的二氧化碳选择性分离膜具有重要意义和价值。近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员杨维慎、副研究员彭媛团队在纯相共价有机框架气体分离膜方面取得新进展,以二维共价有机框架(COFs)纳米片为分离膜构筑基元,诱发错排缩孔效应,成功将COFs的孔径缩小,实现小分子气体二氧化碳的高效分离。相关成果发表在《德国应用化学》上。    长久以来,针对混合气体的高效分离,研究人员将目光聚焦在拥有较小孔径的金属—有机框架材料上,而COFs由于孔径大于0.8纳米,一直被用作液体分离,难以精确分离小分子气体。为了构建具有高效二氧化碳分离性能的纯相二维COFs膜,研究团队提出错位堆叠COFs纳米片以缩小孔径的设想,“这就像把大孔的渔网错位叠在一起网住小鱼一样”,彭媛说。    要拆解重新组装,必须得有极薄的COFs纳米片。在前期研究基础上,该团队以三种不同表面化学和孔径的层状COFs材料为研究对象,发展出一种弱酸性溶剂剥层,并辅以温和机械外力的方法,将厚度约3000纳米的COFs材料剥离为厚度约2纳米、尺寸达微米级的系列超薄纳米片层。而后,通过精确控制纳米片错排组装策略,成功构建出孔径尺寸适合二氧化碳分离的纯相COFs膜;此外,COFs有丰富的表面官能团,能够选择识别和吸附二氧化碳。实验结果表明,COFs纳米片错排缩孔效应与骨架对二氧化碳选择性吸附特性的协同作用诱发了气体在膜内表面扩散机制,实现了二氧化碳/氢气混合气中大分子二氧化碳优先渗透分离,分离性能达到工业应用需求。    杨维慎表示,不同种类的COFs孔径不同,经过改造后或可实现其他气体的分离,这为开发新型COFs气体分离膜材料提供了新思路。(来源:中国科学报 卜叶)
  • 摘要(Abstract):附件:IJCST能源与环境优秀论文(31篇).pdf
  • 摘要(Abstract):  一、智能巡检机器人原理    智能巡检机器人系统适用于煤矿井下的长距离巷道巡检。该系统采用了拖拽式钢丝绳牵引结构,其组成包括驱动执行系统、自动充电系统、巡检机
  • 作者(Author):张天,荆德吉,葛少成,王继仁,任帅帅,孟祥

    关键词(KeyWords):超音速气动雾化,汲水虹吸,呼吸性煤尘,高速细雾幕,节能高效

    摘要(Abstract):近日,辽宁工程技术大学荆德吉副教授团队提出一种超音速汲水虹吸式气动喷雾降尘技术。该技术将“以高压穿透高速气流注水”转变为“利用超音速流动特性汲水虹吸”方式。相比干雾抑尘,该方式射程远、耗气量低、耗水量低,瞬时降尘效率提高了2%~26%。7月15日,相关成果以《超音速汲水虹吸气动雾化降尘技术研究与应用》为题在线在表于《煤炭学报》。
  • 作者(Author):焦魁

    摘要(Abstract):  2021年7月14日,天津大学焦魁教授带领的电化学热物理实验室研究团队在Nature正刊发表了9页的展望文章,提出了新一代超高功率密度燃料电池发动机技术路线。针对燃料电池中涉
  • 作者(Author):付华,赵俊程,付昱,卢万杰,徐耀松

    关键词(KeyWords): 瓦斯涌出量,软测量,深度学习,长短时记忆网络,softsign函数,量子粒子群

    摘要(Abstract):针对现有的绝对瓦斯涌出量软测量方法普遍未考虑瓦斯涌出量自身历史数据的前后影响,提出一种基于深度学习中长短时记忆网络(LSTM)的瓦斯涌出量软测量模型,利用绝对瓦斯涌出量及其相关影响因素历史数据的时间序列进行预测。考虑到LSTM模型需特别注意控制学习率以防止因出现梯度问题从而影响结果,对LSTM单元结构做出调整,引入softsign函数,通过其变化相对缓和的一阶导数以更好的解决梯度问题,使网络更快收敛且更不容易出现饱和。针对LSTM中存在诸多超参数,结合量子粒子群算法(QPSO)对其优化,使绝对瓦斯涌出量软测量结果精度最优,并利用核主成分分析对测量指标降维,加快模型收敛速度。对比改进后的模型与初始模型,得到改进的模型具有更高的精度和效率,均方根误差、平均绝对百分比误差和拟合优度决定系数3种误差评价指标分别为0.080、0.82%和0.988。将提出的模型与ELM、PSO-SVM、PSO-BP以及GRU模型对比,可得到提出的模型误差更小,测量结果优于其他模型。实验结果表明,提出的瓦斯涌出量软测量模型具有更好的表现。 
  • 作者(Author):李永洁,王鹏,肖荣波

    关键词(KeyWords):国土空间生态修复,再野化,基于自然的解决方案,实施路径,广东省

    摘要(Abstract):6月30日,广东省自然资源厅李永洁等科研人员在《生态学报》撰文,梳理了近100年来以荒野、再野化、基于自然的解决方案、生态修复为核心的国际生态环境治理理念的发展语境,并辨析了各概念之间的区别与联系。介绍了国际生态修复的基本研究框架,并梳理了国外具有代表性的德国鲁尔工业区与莱茵河、韩国清溪川、新加坡加冷河、澳大利亚矿山和美国大沼泽地等地区生态修复实践案例,总结他们存在的主要问题与对策。
  • 作者(Author):智能化煤矿, 技术架构, 采掘失衡, 协同控制, 煤矿机器人

    关键词(KeyWords):王国法,任怀伟,赵国瑞,杜毅博,庞义辉,徐亚军,张德生

    摘要(Abstract):基于我国煤矿智能化发展现状,提出了“一朵云+一张融合网+三级平台+N个应用模块”的智能化煤矿建设总体技术架构,分析了基于微服务架构的智能化综合管控平台构建思路,形成技术架构统一、功能模块有增减、硬件参数有差异的智能化煤矿统一采购、统一建设、综合运维模式。系统分析了我国煤矿智能化发展存在的认识与理念不统一、智能化发展不平衡、5G应用场景不成熟、“透明地质”技术保障支撑能力不足、采掘失衡与掘支失衡、对复杂条件适应性差、智能化巨系统兼容协同困难、井上下智能机器人发展不成熟、管理与人才储备不足、投入保障不足等10个方面的问题,从理论创新、技术创新、装备创新、管理模式创新、人才体系创新等方面指出了我国煤矿智能化建设需要开展的科技攻关方向,提出了构建智能绿色煤炭产业新体系的发展方向与措施。
  • 作者(Author):何治亮,马永生,朱东亚,段太忠,耿建华,张军涛,丁茜,钱一雄,沃玉进,高志前

    关键词(KeyWords):成因机理, 岩石物理模型, 地震预测, 精细地质建模, 地质过程模拟, 地质模式, 碳酸盐岩储层, 深层- 超深层

    摘要(Abstract):中国碳酸盐岩油气勘探不断向深层和超深层推进,发现了越来越多的油气资源,成为世界超深层领域油气勘探开发最活跃的地区。围绕深层- 超深层碳酸盐岩储集体成因机理、地质模式、地球物理预测和储层精细建模等方面,取得了重要进展。在深层优质碳酸盐岩储集体的成因研究上初步形成了一些共识: 原始高能相带和早期白云岩化作用是优质储集体发育的基础; 构造抬升导致与不整合面相关的大气水岩溶作用,形成岩溶缝洞型储层; 早期物质基础与后期深埋的构造- 流体环境是深层优质碳酸盐岩储层形成- 保持的关键。针对碳酸盐岩成岩流体识别示踪和成岩期次定年研究取得了重要进展,为碳酸盐岩储层高精度、高时空分辨率的成岩演化过程分析和成储模式的建立,提供了新的思路和方向。深层- 超深层碳酸盐岩储层地震预测技术,分别在高压条件下碳酸盐岩储层岩石骨架弹性变化规律与岩石物理模型、多相态混合孔隙流体弹性性质变化规律以及高分辨率储层反演等几个方面,取得了一些实质性进展。在深层碳酸盐岩储集体精细建模方法上,分别形成了结合多点统计与沉积过程模拟的地质建模技术、孔隙型碳酸盐岩油气藏智能优化地层沉积反演建模技术、多尺度数据融合岩石物理相建模技术、细胞自动机断控岩溶过程数值模拟技术。深层- 超深层碳酸盐岩储层研究还面临一系列的重大理论技术难题。有关深层- 超深层优质碳酸盐岩储层成因机理的学术观点纷争,深层储层地震预测还存在重大技术瓶颈,目前尚缺乏成熟有效的深层储层精细表征与建模技术。未来需要在岩石学、矿物学和地球化学研究基础上,明确成岩流体类型,通过高温高压溶蚀实验和数值模拟等方法,探索复杂流体作用下,特别是有机成岩流体作用下的储集空间形成与保持机制; 开发出更高温压条件下的岩石弹性测量系统,分析强非均质性带来的地震波传播的尺度效应,以地质目标模型为导向不断优化储层刻画技术流程; 探索攻关多场耦合下的储层沉积、成岩正反演数值模拟技术,发展多尺度数据融合、多方法协同的储层智能建模技术,提升深层储层建模精度。
  • 作者(Author):白中科

    关键词(KeyWords):国土空间,生态保护与修复,山水林田湖草沙,伪生态,假技术,发展战略

    摘要(Abstract):国土空间生态保护与修复是实现美丽中国、“关系中华民族永续发展的根本大计”。本文采用文献资料综合分析法、系统回顾法、实证分析法、类比分析法、趋势外推法、政策环评等相结合的方法,从国家方略、顶层设计两个方面,梳理了国土空间生态保护与修复的脉络;从国土空间生态修复规划、技术路经与方法、野外台站和科研样地等角度,阐明了国土空间生态保护与修复研究的方法论;举例辨析了国土空间生态保护与修复的若干“伪生态”和“假技术问题”;指出了国土空间生态保护与修复发展的战略方针、战略目标、战略方向、战略原则、战略重点、战略对策;从生态保护与修复的重大科学问题和热点、语境分析、分区分类、差异化、生态补偿机制等5 个方面,提出了助推中国国土空间生态保护与修复需要的科技支撑;讨论了“两屏三带”、科学推进生态修复,以及管理逻辑与技术逻辑融合问题。研究结果为破解国土空间“整体保护、系统修复与综合治理”过程中生态要素的综合性与管理事权的部门化、生态空间的连续性与区域的政区化、生态工程的长期性与行政管理的届次化三大矛盾,提供了科学依据。
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