压力诱导相变原位构建BiVO4/Bi0.6Y0.4VO4型异质结增强光催化全解水性能

光催化完全分解水制氢是一个在粉末颗粒中实现多个串行物理化学步骤的复杂反应过程.这一过程在理论上具有体系简单、成本低、易操作等特点.然而,单步光激发系统中通常存在严重的光生载流子复合,这极大地制约了光催化的整体效率.利用能带结构不同的半导体合理构建异质结催化剂被认为是解决这一难题的重要途径之一.特别是近年来,S型异质结概念的提出为设计异质结结构以及分析不同半导体之间的载流子迁移问题提供了新的思路.本文以小粒径BiVO₄/Bi_0.6Y_0.4VO₄(BYV)为研究对象,首先利用"共沉淀-晶化"的方法制备了BYV固溶体纳米颗粒,随后利用压力诱导固溶体中四方相钒酸铋结构转变为单斜相,从而构建了BiVO₄/Bi_0.6Y_0.4VO₄复合光催化剂.XRD,Raman,HRTEM,HAADF-EDS的结果表明,经过高压后处理的BYV固溶体表面会出现粒径约为5 nm单斜钒酸铋纳米颗粒,实现了原位构建异质结结构.随后载流子动力学的相关表征以及Au选择性光沉积的结果表明,在光照条件下,所构建异质结中的光生电子主要分布在BYV固溶体上,而在表面形成的单斜相钒酸铋颗粒主要起到了类似"空穴"捕获的作用.这种在异质结中的载流子迁移路径符合S型异质结机理.电化学、稳态荧光光谱以及瞬态荧光光谱的表征结果表明,相比于单一固溶体,在S型异质结这种两步激发系统中所存在的载流子迁移路径能够大幅促进光生载流子分离,从而提高了小粒径BYV的光催化完全分解水性能.综上,构建S型异质结是一种解决小粒径光催化剂中载流子分离能力差的有效途径.同时,压力诱导材料晶型转变实现原位构建异质结的制备方法也为提高光生载流子分离效率提供了新的研究思路与机遇.     

气驱油油气混相过程的界面传质特性及其分子机制

油气混相过程的界面传质特性对气驱提高原油采收率技术非常重要。本文针对吉林某油田的实际油组分,采用分子动力学模拟研究了气驱油过程,分析了不同气体和驱替压力下油气两相的状态变化以及界面特性,获得不同驱替气体的最小混相压力(MMP)。结果表明,随着驱替气体压力的升高,气相的密度逐渐增大,油相膨胀密度降低,气相与油相的混合程度增强,油气两相界面厚度增加,界面张力随之减小。同时发现,驱替相中二氧化碳浓度越高,在同等气体压力下,油气界面更厚,油气混合程度更高。纯CO₂驱油得到的MMP远远小于纯N₂驱油,当这两种气体摩尔比为1 : 1混合时MMP介于两种纯气体之间,说明要达到同样的驱油效果二氧化碳需要的压力更小。最后,本文从分子微观作用力角度解释了驱替气体不同时影响油气混相程度的机制,通过分子平均作用势曲线发现油相分子对CO₂的吸引力要大于N₂分子,因此CO₂分子更容易与油相混合,驱替效果更明显。     

基于POD方法的高超声速边界层转捩判定方法

高超声速边界层转捩是高超声速飞行器设计的关键基础问题之一.为了研究高超声速边界层转捩, 在风洞中, 对平板模型进行了M=5的实验, 在模型中心沿流动方向使用PCB脉动压力传感器对脉动压力时间序列进行采集.文章将本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方法引入高超声速脉动压力数据处理中, 发展了单点POD分析方法.经验证, 使用该方法重构数据的均方根(root mean square, RMS)峰值位置可表征转捩位置, 实用性强.      

石化厂区有毒气体泄漏在线监测平台的构建

针对石化厂区在生产过程中可能发生有毒气体泄露带来的生产安全问题,构建了石化厂区有毒气体在线监测平台。该平台是由PC监控中心、网络监控中心、ARM便携式终端、安卓手机客户端组成。实现对石化厂区中有毒气体及环境参数的实时、在线监测和预警,使生产管理人员掌握石化厂区的有毒气体实时动态信息,对可能引发危险事故的因素及时排除,把危险控制在始发阶段,以实现化工生产的安全、持续、高效进行。测试结果表明该平台能实现所设计的各项功能,并具有良好的稳定性、安全性和实用性。     

一种车用单刀双掷开关的质检仪器研发

介绍了一种车用单刀双掷开关质量检测仪器的研发,包括检测系统的硬件设计、检测原理以及算法软件开发。首先,根据单刀双掷开关的工作原理及质量检测要求,开发了检测手指触觉压力的机械装置,以及控制开关通道切换的继电器控制电路;在此基础上,开发了相应的检测算法,可实现对开关切换状态、电压差以及手指触觉压力进行自动化的数据采集、分析、检测和判断,从而挑选出合格的开关;最后,设计了触屏人机交互界面,可实时显示产品检测的参数。该检测设备在某自动化生产线上经过近一年时间的检测验证,证明系统运行平稳,检测效果良好、误检率低,可以完全取代传统的人工检测方式,提高了开关的检测效率,降低了检测人员的工作量。     

基于Web的实时漆包线材生产设备监控平台设计

为了实现漆包机生产的远程监控,设计了一款基于Web的实时漆包机远程监控平台。该平台使用模块化,可扩展的设计方案,采用了Spring MVC的后台Web应用程序框架,基于Modbus协议的数据交互,Ajax方式的网络数据异步提交以及无刷新的图表显示技术。传统的监控平台只能通过以太网在企业内部访问,而该平台可接入互联网,可实现随时随地通过电脑及或者移动终端对生产设备各部分的温度点、电机风机转速、耗电量统计的实时监视,对温度的上下限及电机转速进行远程控制,接收设备状态异常的实时报警,数据存储分析。实验测试表明,该平台的实时性和稳定性均能达到车间生产的要求。     

围岩压力在煤矿爆破中的光纤在线监测

围岩压力状况的在线实时监测,特别是在煤矿爆破过程中,对及时采取安全支护措施和预防顶板失稳具有重要意义。利用ANSYS有限元仿真分析顶板的受力分布,将一种双膜式光纤Bragg光栅土压力传感器通过全锚锚杆使传感器均匀地承接来自直接顶的压力作用。在试点处,通过螺母与锚杆伸出端的螺纹连接,用托盘将土压力传感器紧紧顶靠在围岩顶板上。采集数据显示,监测数据的曲线走势出现三次峰值突变,分别为128kPa、87kPa和134kPa,反映出煤矿爆破对围岩压力产生的扰动作用。实现了在爆破过程中对围岩压力的实时监测,为进一步的顶板失稳预报提供了可靠的数据支持。     

Fabrication and Performance of a Low Operating Pressure Nanofiltration Poly（vinyl chloride） Hollow Fiber Membrane

A low operating pressure nanofiltration membrane is prepared by interfacial polymerization between m-phenylenediamine(MPDA) and trimesoyl chloride(TMC) using PVC hollow fiber membrane as supporting.A series of PVC nanofiltration membranes with different molecular weight cutoff(MWCO) can be obtained by controlling preparation conditions.Chemical and morphological characterization of the membrane surface was carried out by FTIR-ATR and SEM.MWCO was characterized by filtration experiments.The preparation conditions were investigated in detail.At the optimized conditions(40 min air-dried time,aqueous phase containing 0.5% MPDA,0.05% SDS and 0.6% acid absorbent,oil phase containing 0.3% TMC,and 1 min reaction time),under 0.3 MPa,water flux of the gained nanofiltration membrane reaches 17.8 L/m2·h,and the rejection rates of methyl orange and MgSO4 are more than 90% and 60%,respectively.     

微信平台辅助的农科有机化学实验课混合式教学实践

利用微信公众平台和移动网络辅助教学的优点,改革农科院校中非化学专业公共基础有机化学实验课传统教学模式,构建了“课前翻转教学,课中解惑内化,课后巩固提高”的三段混合式新型教学模式,并对此类教学模式的构建原则,特色微信公众平台建设、应用情况及注意事项进行实践研究。     

多模态教学模式在“食品理化检验”中的应用

基于学生自主学习能力的培养,为更好地帮助并引导学生理解晦涩难懂、枯燥抽象的知识点,以我校卫生检验与检疫专业65名学生为研究对象,将食品理化检验课程的部分章节内容采用多模态教学模式,其余内容采用传统讲授教学模式,课程结束后使用统一问卷进行调查,对多模态教学效果进行评价。结果表明2种教学模式在理解抽象实验技术或仪器、活跃课堂气氛、拓宽学习思路以及培养学习兴趣、自主学习能力和解决实际问题能力等方面均有统计学差异(p＜0.05),且有95%的学生建议继续采用多模态教学模式。教学实践及其效果评价证明多模态教学对理解抽象问题等有一定的促进作用,并可唤起学生学习兴趣、培养学生解决实际问题的能力、拓宽学习思路等。