常规咪唑类离子液体捕集CO2性能的QSPR研究
离子液体及其类似物在二氧化碳捕集中的设计与筛选
四、结论
3、研究离子液体及其类似物的再生和循环使用技术； 4、评估离子液体及其类似物在工业应用中的可行性和经济性。
参考内容
内容摘要
随着工业的快速发展，二氧化碳排放量不断增加，导致全球气候变化问题日 益严重。因此，二氧化碳捕集、活化及化学转化技术的研究和应用变得尤为重要。 功能化离子液体作为一种新型的萃取剂和反应介质，在这些问题中展现了优异的 应用前景。
一、离子液体及其类似物的特性
一、离子液体及其类似物的特性
离子液体是指在室温下由离子组成的液体，具有以下特点： 1、熔点低：多数离子液体的熔点在-100℃以下，有的甚至接近室温。
一、离子液体及其类似物的特性
2、稳定性好：离子液体具有较高的热稳定性，可在高温下保持稳定。 3、溶解度大：离子液体具有较好的溶剂性能，能够溶解多种有机、无机和金 属化合物。
2、讨论
2、讨论
根据实验结果，我们发现多孔液体的尺寸过吸附剂的比表面积、孔径分布和孔容等物理性质进行解释。在 较小的多孔液体中，比表面积和孔容较大，可以提供更多的活性位点来吸附二氧 化碳。此外，较小的孔径使得气体分子在吸附过程中的扩散阻力减小，提高了吸 附速率。
内容摘要
功能化离子液体具有独特的化学组成、分子结构和物理性质，使其在二氧化 碳捕集、活化及化学转化过程中发挥重要作用。首先，离子液体的阳离子和阴离 子可以与二氧化碳分子进行高效结合，从而实现二氧化碳的捕集。其次，功能化 离子液体具有较低的蒸气压和良好的热稳定性，有利于其在高温和高压条件下对 二氧化碳进行活化和化学转化。
三、离子液体及其类似物的设计策略
2、混合溶剂：将离子液体与其他溶剂混合使用，可以改善其对CO2的吸收性 能。例如，将一种疏水性离子液体与一种亲水性离子液体混合使用，可以增加离 子液体对CO2的溶解度。
面向CO2高效捕获与转化的功能化咪唑离子液体基有机无机复合材料
面向CO2高效捕获与转化的功能化咪唑离子液体基有机无机复合材料面向CO2高效捕获与转化的功能化咪唑离子液体基有机无机复合材料摘要随着温室效应的日益加剧，温室气体CO2的捕获和转化引起了科学界的广泛关注。
然而，由于CO2具有很高的热力学稳定性和动力学惰性，实现其化学转化往往需要高温高压等苛刻条件，从而制约了CO2的资源化进程。
离子液体基有机无机复合材料兼具离子液体和多孔载体的优点，可显著减少离子液体用量，降低CO2传质阻力，提高吸附催化效率和循环使用率，但仍存在制备过程复杂、载体孔隙堵塞、离子液体易流失等问题，且实现低温低压催化转化需外加助催化剂。
基于此，本论文探索利用共价接枝以及超分子自组装法构筑活性位点丰富、易回收、循环利用率高的离子液体基有机无机复合材料，在低温低压、无溶剂、无外加助催化剂等条件下直接催化CO2和环氧化物反应生成环状碳酸酯，实现CO2低能耗、可持续的资源化利用。
主要研究内容和结果如下：（1）以氨基功能化咪唑离子液体（Mim-NH2）为催化剂，四丁基溴化铵（TBAB）为助催化剂，将两者通过物理混合制成一种高效二元均相催化剂用于催化CO2和环氧丙烷（PO）环加成反应生成碳酸丙烯酯（PC），并系统考察了催化剂/助催化剂的摩尔比例、CO2压力以及反应温度对PC产率的影响。
研究发现，Mim-NH2和TBAB对CO2的环加成反应有良好的协同催化效应，从而在无金属、无溶剂、低温低压条件下高效催化CO2。
当Mim-NH2/TBAB的摩尔比例为1:1时，在75°C以及0.35MPa的CO2压力下，反应48h后PC产率高达98.1%。
但是由于该催化体系属于均相，所以分离回收困难。
因此，将离子液体负载在多孔载体上，开发一种非均相CO2催化剂非常必要。
（2）将氨基功能化离子液体（Si-IM-NH2）和季铵盐离子液体（Si-TBAI）分别共价接枝于介孔二氧化硅SBA-16中，构筑了一种兼具催化和助催化双功能的非均相催化体系。
咪唑类离子液体在二氧化碳与环氧化合物环合反应中的催化性能研究[开题报告]
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毕业论文开题报告环境工程咪唑类离子液体在二氧化碳与环氧化合物环合反应中的催化性能研究一、选题的背景、意义随着人类工业化的进程，温室效应对人类的生存与发展提出了严重的挑战。
作为温室气体的主要成分，CO2排放量的增加直接导致了温室效应的加剧，CO2是碳和含碳化合物氧化的最终产物，是主要的温室气体之一。
同时，CO2也是地球上最丰富的C1资源之一，具有储量大、安全无毒和价廉易得等优点。
因此，CO2资源利用具有重大的经济和环境意义。
近几十年来，CO2化学已引起各国化学家的广泛关注，尤其是温和条件下的CO2化学固定。
以CO2为原料制备有用化学品还有很多突出的优点：①CO2价格低廉、无毒，常用于代替剧毒的化学品{光气。
异氰酸酯等}；②与媒、石油相比，它是一种可再生资源，可以循环利用，符合当今社会可持续发展的要求；③从CO2出发可以制备出很多性能优良、价格低廉的化学品，如有广泛用途的碳酸二酯、聚碳酸酯等；④一定程度上减少了CO2的排放，为抑制全球气候变暖提供一种可能。
近来，我国学者在CO2利用的研究领域取得了可喜的成绩。
例如，有关CO2的分子催化活化并进行化学转化利用方面，采用离子液体、金属配合物、季铵盐或季鏻盐、金属盐负载于金属氧化物等催化体系，合成碳酸酯及其衍生物。
因此，通过化学转化的方式将这种主要的温室气体转化为有用的化工产品，既有利于环境保护，又为化学工业提供了清洁和可再生的C1原料，减少了化学工业对日益减少的化石资源的依赖。
近十几年来，离子液体作为“清洁”溶剂和新催化体系正受到世界各国催化界及石化企业界的关注．常温离子液体是指在常温下呈液态的熔盐体系，由烷基吡啶或双烷基咪唑季铵盐组成，具有优异的化学和热稳定性，可溶解多种有机、无机化合物及金属配合物等．由于离子液体的蒸汽压低，可在较高温度下工作，故可用蒸馏等方法将离子液体与产物分离，达到重复利用的目的．早在2O世纪80年代初期，英国BP公司和法国IFP等研究机构开始探索离子液体作为溶剂与催化剂的可能性，并取得相当好的结果，如Ffiedel—Crafts反应、烷基化、异构化、烯烃二聚及催化加氢和Diets—Alder反应等．Deng等发现离子液体是环氧化合物和CO2合成环状碳酸酯的有效催化剂。
1-甲基咪唑离子液体促进 CO2水合物生成实验探究
最 小表 面 张力 为 ３ ４ ｍＮ ／ ｍ。Ｌ ｉ 笪【 ０ 】 利用 四丁 基溴 化 铵（ Ｔ Ｂ Ａ Ｂ ） 作 为水 合 物 促 进 剂 ， 分离 烟 气 中 的 Ｃ Ｏ ： ， 获 得 良好 效 果 。Ｆ ａ ｎ等 【 “ Ｊ研 究 了 四丁 基 氟 化 铵 （ Ｔ Ｂ Ａ Ｆ ） 促进剂 Ｃ Ｏ 水 合物生成 ， 虽 也 取 得 了 良好 的效 果 。Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ２ 】 在 静 态体 系 中添 加少 量 Ｃ Ｐ， 发 现Ｃ Ｏ 水 合物 的诱 导时 间小 于 ０ ． ２ ｈ ， 在 气． 液表 面生 成并 生长 。刘妮 等【 ｌ ３ 】 发现 Ｃ Ｏ 水合 物生 成量 会 随单
中图分类号： Ｔ Ｑ ０ ４ ７ ． １
文献标识码： Ａ
文章编号： １ ０ ０ １ ． ９ ２ １ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ Ｏ １ ． Ｏ ４
随 着 能 源 消耗 量 的不 断增 加 ． 各 种工 业 废 气 排 放量 越 来 越大 。 其中 Ｃ Ｏ 是 造成 温 室效 应 和 环 境 问
题 的罪魁祸首Ｉ ” 。 因此 Ｃ Ｏ 的捕 捉 和 封 存 技 术 显 得
酸钠 （ Ｓ Ｄ Ｓ ） 和Ｓ Ｄ Ｂ Ｓ混 合 溶 液 ， 发现 Ｃ Ｏ 水 合 物 在
质 量浓 度 为 ２ ６ ５ ｍ ｇ ／ Ｌ的 Ｓ Ｄ Ｓ和 Ｓ Ｄ Ｂ Ｓ（ 质量 比 ｌ ： １ ）
溶 液 中最容 易生成 ， 且生 成 速率较 快 。王海 秀等［ ９ １ 研
组分 添 加剂 浓度 的增 大 而增 大 ， 但 当浓 度超 过 １ ｇ ， Ｌ 后， 促 进效 果不 再 明显 。目前 已有研究 表 明 ， 不 同添 加剂 均有 一定 程 度地 水 合物 促 进作 用 ． 但 效果 仍 不
功能化离子液体捕集co2的研究
功能化离子液体捕集co2的研究现代工业活动中产生的二氧化碳是主要的温室气体排放，它们对全球气候变暖的影响巨大。
光催化过程可以将二氧化碳转化为有用的化学物质，但是，在实际应用中，光催化受到很多限制。
有趣的是，功能化离子液体表现出了捕集CO2的潜力。
由于其较低的极性，它们能够形成强烈的CO2与己酸(FA)和羧酸酯(MCP)亲和力，因而有效地捕集和分离CO2。
然而，由于CO2的低比重，这种捕集与分离技术在技术上仍然存在一些挑战。
为了更好地理解功能化离子液体对CO2捕集的机制，最近进行的研究比较了四种不同的离子液体：三氟甲磷酸钠，溴代四氟甲醚，羟基四氟甲醚和叔丁基三氟甲醇卤素。
研究结果表明，这些离子液体在不同温度环境下均能显示出良好的CO2捕集性能。
同时，他们的特性也将影响CO2捕集的效率。
在酸性条件下，羟基与三氟甲磷酸钠的结合更加稳定，而在碱性条件下，溴代四氟甲醚的结合最为稳定。
在讨论功能化离子液体技术的发展方向时，一些重要的方面值得探讨。
首先，功能化离子液体的选择有利于不同的温度环境和湿度环境，从而提高CO2捕集效率。
其次，在CO2分离过程中可以考虑引入极性溶剂，这种溶剂可以增加被捕集CO2分子的极性，从而提高捕集效率。
最后，可以考虑通过热成型技术，将CO2与功能化离子液体形成热稳定的膜，以维持CO2捕集效果。
总之，功能化离子液体技术具有巨大的潜力，可用于捕集二氧化碳。
目前，研究人员正在研究功能化离子液体的改性、合成以及分离技术，以改善CO2捕集效果。
相关技术和研究成果仍有待解决，有望大幅提高CO2捕集的效率和精度。
研究表明，功能化离子液体具有巨大的潜力，可用于捕集二氧化碳。
它们具有较低极性，可以形成与CO2的稳定亲和力，从而有效地捕集和分离CO2。
目前，研究人员正在研究功能化离子液体的改性、合成以及分离技术，以改善CO2捕集效果，期望不断提高CO2捕集的效率。
未来，功能化离子液体技术可以在CO2的捕集、分离和转化方面发挥重要作用，为抑制温室气体排放提供可靠的解决方案。
离子液体吸收CO2的研究进展
Research Progresses in Ionic Liquid Absorption of
CO2
作者： 孙志敏[1] 李宝亮[2]
作者机构： [1]长春师范大学工程学院,吉林长春130032 [2]天津钢管集团股份有限公司,天津300301
出版物刊名： 长春师范大学学报
页码： 60-64页
年卷期： 2015年 第8期
主题词： 离子液体 CO2 吸收 功能化离子液体
摘要：本文综述了近年来离子液体吸收固定CO2的研究进展,介绍了几类离子液体吸收CO2的研究成果,同时对比各种离子液体对CO2吸收性能的差异,并重点介绍功能化离子液体吸收CO2的特点及其应用,突出其在吸收CO2方面的优越性。
同时探讨了离子液体在吸收CO2过程中所面临的问题。
咪唑类离子液体的研究进展_王仲妮
收稿:2007年9月,收修改稿:2007年11月 3山东省自然科学基金项目(Y 2006B29)资助33通讯联系人 e 2mail :zhongniw @咪唑类离子液体的研究进展3王仲妮33 王洁莹 司友华 周 武(山东师范大学化学化工与材料科学学院 济南250014)摘 要 咪唑类离子液体以其独特的物理化学性质和在众多领域的巨大应用潜能而引起广泛的关注。
本文结合我们的研究工作,对近期国际上关于咪唑类离子液体的气2液和液2液平衡、咪唑类离子液体的表面活性剂行为、传统表面活性剂在咪唑类离子液体中聚集体的形成、表面活性剂Π水(油)Π咪唑类离子液体三元体系超分子自组装体形成等方面的一些主要研究成果进行了综合评述。
在此基础上,提出了进一步开展非传统表面活性剂Π离子液体体系超分子自组装体及离子液体结构对聚集体形成、结构、性质影响等研究的设想。
关键词 咪唑类离子液体 溶解平衡 超分子自组装体中图分类号:O64514;O626123 文献标识码:A 文章编号:10052281X (2008)07Π821057207Imidazolium 2B ased Ionic LiquidsWang Zhongni33 Wang Jieying Si Youhua Zhou Wu(C ollege of Chemistry ,Chemical Engineering and Materials Science ,ShandongN ormal University ,Jinan 250014,China )Abstract The unique physicochemical properties of imidazolium 2based ionic liquids (I BI Ls )have attracted increasing interests due to their potential applications in various areas.In this paper ,combining with our w orks ,recent progress in s ome physicochemical properties of I BI Ls have been reviewed and discussed ,including the gas 2liquid and liquid 2liquid equilibrium of I BI Ls ,the surfactant behaviour of I BI Ls ,the aggregations of traditional surfactant in I BI Ls ,as well as the supram olecular self 2assemblies formed in surfactant ΠI BI Ls Πwater (or oil )ternary systems.Suggestions for further studies have been proposed to investigate the self 2assemblies formed in non 2traditional surfactant ΠI BI Ls systems and to make clear that how the structures of I BI Ls in fluence the formation and properties of surfactant self 2assemblies.K ey w ords imidazolium 2based ionic liquids (I BI Ls );s olubility equilibrium ;supram olecular self 2assemblies 离子液体(ionic liquids ,I Ls )是一类新型的熔融盐物质,其阳离子一般是体积较大、带有烷基取代基的有机离子如烷基季铵阳离子、N 2烷基吡啶阳离子、N ,N ′2二烷基咪唑阳离子等,阴离子一般是体积相对较小且对称性较好的离子如X -,BF 4-,PF 6-,ROS O 3-,T fO-(CF 3S O 3-),N fO -(C 4F 9S O 3-),T f 2N -((CF 3S O 2)2N -)等[1,2]。
咪唑类离子液体吸波性能及超宽带吸波器构建与机理研究
咪唑类离子液体吸波性能及超宽带吸波器构建与机理研究咪唑类离子液体吸波性能及超宽带吸波器构建与机理研究引言随着电磁波应用的广泛发展，如无线通信、雷达、卫星导航等，对于吸波材料的需求也越来越大。
传统的吸波材料往往具有波段窄、制备复杂、性能不可调控等缺点。
而咪唑类离子液体作为一类新型的吸波材料，表现出了许多优异的特点，如宽波段吸波、可调控性能等，因此引起了众多研究者的关注。
咪唑类离子液体的吸波性能研究咪唑类离子液体是一种离子液体，由咪唑离子与非对称离子组成，具有良好的热稳定性、电导率和化学稳定性等特点。
这些特性使得咪唑类离子液体成为一种理想的吸波材料。
首先，咪唑类离子液体具有宽波段吸波特性。
研究发现，咪唑类离子液体在多个频段范围内都表现出了较高的吸收率。
这可以归因于咪唑离子与非对称离子之间的相互作用导致了内部结构的复杂性，从而导致了在不同频段范围内的吸波性能。
其次，咪唑类离子液体具有可调控性能。
通过改变咪唑离子和非对称离子的结构以及阳离子和阴离子的比例，可以调节离子液体的吸波性能。
研究者们发现，随着咪唑离子链长度的增加，离子液体对于短波段的吸收率增大；而随着非对称离子和阳离子的比例增加，离子液体对长波段的吸收率增大。
这种可调控性能使咪唑类离子液体成为一种非常灵活的吸波材料。
超宽带吸波器构建与机理研究超宽带吸波器是一种能够在宽频段范围内吸收电磁波的装置。
近年来，研究者们在咪唑类离子液体的基础上构建了一种新型超宽带吸波器，并探索了其吸波机理。
首先，超宽带吸波器的基本结构由咪唑类离子液体和基底材料组成。
通过将咪唑类离子液体涂布在基底材料上，形成一层薄膜结构。
这种薄膜结构能够在多个波段范围内吸收电磁波。
其次，超宽带吸波器的吸波机理是基于咪唑类离子液体的吸波特性。
在电磁波入射时，咪唑类离子液体中的咪唑离子和非对称离子会吸收电磁波能量，将其转化为热能。
通过这种吸收机制，超宽带吸波器能够在多个频段范围内吸收电磁波。
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常规咪唑类离子液体捕集CO2性能的QSPR研究
作者：曹洋蒋军成薛妮
来源：《经营管理者·上旬刊》2017年第07期
摘要：针对CO2对全球温室效应及其他环境问题的影响，基于定量结构—性质相关性（QSPR）原理，对常规咪唑类离子液体结构参数与捕集CO2性能间存在的内在定量关系进行了研究。
分别采用多元线性回归方法以及多元非线性回归方法建立了相关模型。
结果表明，两个模型的复相关系数分别为0.780和0.850，与捕集性能最为密切相关的结构参数影响大小排列如下：Mor12u>HATSv>GATS1i>MATS5i>MW>Mor03u。
模型预测能力好且具有较高稳定性。
可为环保及其他工业上的应用提供有效指导。
关键词：常规咪唑类离子液体二氧化碳捕集定量结构—性质相关性预测模型
一、引言
由CO2造成环境问题日益严重，破坏了环境并影响了经济发展，因此有效地捕集CO2并对其进行分离显得尤为重要。
离子液体目前已成为研究热点，其拥有极好的热稳定性且蒸气压几乎为零，是一种新型的环境友好型溶剂。
在常规离子液体中咪唑类的CO2溶解度相对较高。
定量结构—性质相关性研究（Quantitative Structure- Property Relationship，QSPR）目前已是物理化学研究中的热点，通过收集与目标性质相关的各类实验数据以及表征物质特有的相关结构属性，进行定量分析。
目前，Jung等研究者测试并比较了咪唑类甲基磺酸盐对CO2的捕集能力。
Matsuda等人在基团贡献法的基础上对离子液体的电导率进行了相关性研究；总体而言，对常规咪唑类离子液体捕集CO2的实验研究已经相对成熟，但对其捕集CO2性能的预测研究不完善。
本文根据QSPR研究的基本原理和步骤，建立了两种稳定可靠的预测模型。
二、模型建立方法与过程
1.数据准备。
本文共选取了[emim] [EtSO4]以及[bmim][MeSO3]等21种常规咪唑类离子液体在不同压力和温度下CO2捕集量（摩尔百分比）的269组实验数据。
随机划分为训练及测试集，训练集包含215个数据，并通过回归方法进行建模；测试集包含54个数据，只对所建模型进行相关验证。
2.描述符的计算与筛选。
QSPR方法的关键在于计算和选择可表征物质结构的各类描述符。
本文首先利用chemdraw程序绘制阴阳离子的结构，然后通过Chem3D的MM+方法对其进行初步优化，再使用MOPAC程序的AM1法作进一步结构优化最后导入Dragon6.0软件，
分别计算出阴阳离子的拓扑、组成等4880种描述符。
使用筛选软件将对目标性质贡献较小的一部分排除。
采用遗传算法进一步筛选重要参数。
所得的6种描述符分别为MW、MATS5i、GATS1i、Mor03u、Mor12u和HATSv。
最终结果所得的6种结构参数描述符与捕集量最为相关。
具体类型及定义见表1。
3.模型的建立。
捕集能力与温度压力分别负正相关，且影响显著。
因此，将以上6个结构参数描述符结合压力、温度作为输入参数进行建模。
采用多元线性回归（MLR）以及多元非线性回归（MNR）分析的方法对捕集性能与离子液体结构参数间的关系进行分析，建立MLR以及MNR模型。
本文通过SPSS软件建立MLR 模型，通过OriginPro软件对MNR模型进行建立。
定性及定量的分析其中可能存在的线性及非线性关系。
三、模型结果
1.MLR模型。
基于MLR方法对分配的训练集样本数据及选取的参数进行模型的建立，MLR模型的实验与预测值见图1，获得性能最佳的MLR模型见下式：
四、模型稳定性分析及机理解释
1.模型稳定性分析。
通过分析预测残差的方法对在建模过程中产生的“偶然相关性”进行排除，保证模型具有一定的稳定性能。
所得模型的预测残差值见图3和图4，结果表明，残差在0刻度线两侧无规律的随机分布，所以说预测模型的预测结果没有出现系统误差，也表明两个回归模型稳定性都较高。
2.模型机理解释。
通常采用计算平均影响（mean effect，ME）值方法对MLR线性模型进行机理解释，逐次去掉模型中的任一参数，重新建立MNR模型，比较前后模型R2的变化，计算差值。
若差值越大，则表示该参数越敏感，对模型的影响越大，各参数相对应的ME及
R2差值见表3。
ME为正值则与捕集性能正相关，反之则相反。
各描述符含义参照表1。
从表中可以看出，压力对离子液体的捕集性能影响更为显著，压力与分度分别与捕集性能正负相关。
在计算得到的6种描述符中，阴离子占5个描述符，阳离子占1个描述符，说明阴离子的结构参数在对捕集性能的影响中起到主导作用。
根据ME值的大小，将MLR模型中各参数对离子液体捕集CO2性能的影响大小排列如下：Mor12u>HATSv>GATS1i>MATS5i>MW>Mor03u；对于温度和压力，其大小排序为：P > T。
MNR預测模型排序结果与MLR吻合。
3.模型的比较。
从表2发现，两者都具有较高的预测精准度。
对比表2以及残差图的紧凑程度可以发现，MNR模型在拟合以及预测等各个方面的结果都比MLR模型好，说明MNR模型预测性能比MLR模型的性能更好，因此表明常规咪唑类离子液体的捕集性能与其描述符之间存在着较强的非线性关系。
五、模型的应用域
QSPR的研究需要确定模型的适用范围，即应用域。
本文通过威廉姆斯图对模型的应用域进行探讨。
X和xi分别表示样本集描述符和单个样本组建形成的矩阵和向量。
若hi（杠杆值）> h*（警告杠杆值），则说明训练集的样本结构与单个样本本身结构差异过大，公式如下：
式中，p代表的是用于建模的参数数量，n则表示训练集所包含的实验数据总数量。
模型对某一样本的预测质量通过威廉姆斯图的Y轴反映，一般用预测值的标准化残差表示，通常选用±2～3个标准化残差单位作为判断界限。
两个模型警告杠杆值均为0.126。
通过计算所得结果绘制威廉姆斯图，对两个模型的应用域进行直观的分析比较。
从图5、图6可以看出，所有样本集线性回归及非线性回归模型所预测的点均落在判断界限以及警告杠杆值所封闭形成的区域内，结果表明：两个模型的可靠性非常高。
六、结语
本文从常规咪唑类离子液体的结构角度出发，结合压力及温度两个重要参数，对CO2的捕集性能进行了QSPR研究。
通过遗传算法筛选出与常规咪唑类离子液体捕集CO2性能最关联的几种结构参数，并对其进行了重要度分析以及机理解释，建立MLR和MNR两种模型，发现其存在较强非线性关系且阴离子的结构特性在捕集性能中起到主导作用。
QSPR模型的提出为环保以及工程上预测离子液体捕集CO2的性能提出了新方法。
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