HY分子筛为模板合成的微孔炭及其电化学电容性能

以HY分子筛为模板, 采用糠醇浸渍炭化法和糠醇浸渍-乙腈气相沉积炭化法制备了多种微孔炭材料, 分别标记为PFA系列和AN系列, 并研究了其电化学电容性能. X射线衍射(XRD)测试表明AN系列炭材料较好地复制了HY分子筛模板的孔结构有序性. X射线光电子能谱仪(XPS)测试表明, 乙腈气相沉积在炭材料中引入丰富的含氮官能团. 氮气吸附测试表明, 炭材料是典型的微孔材料, 具有较高的比表面积, 较窄的孔径分布范围. 电化学测试表明, AN系列炭材料电容性能较好, 并具有明显的赝电容, 其中AN8的比电容最大可达210 F·g^-1. AN系列炭材料的电容保持率与材料的导电性和介孔率有关.     

介孔炭的直接制备及其电化学性能研究

以柠檬酸镁为原料,采用直接碳化法制备介孔炭电极材料。N2吸附测试表明,所制备多孔炭的比表面积达2 000 m2·g-1左右,介孔孔容和平均孔径随着炭化温度的升高而增加,当炭化温度大于800℃时,能够制备出以介孔结构为主的多孔炭材料。电化学测试表明,MgC-800和MgC-900具有优异的电化学电容特性。与硬模板法制备的OMC相比,MgC-800和MgC-900在实验电流密度范围内具有更大的比电容值,这应当归功于它们巨大的比表面积以及有利于电解质离子扩散的介孔结构。     

铜催化内炔的硅羧基化反应机理及区域选择性的密度泛函理论研究

用CO₂作为原料,在过渡金属催化下生成新的碳碳键是很重要的.在这类反应中,杂原子官能团和CO₂同时与不饱和的底物被催化生成高功能化的羧酸衍生物已经越来越受到人们的关注.本文采用密度泛函理论(DFT)方法,研究了金属铜催化剂催化内炔的硅羧基化反应机理.根据炔烃上甲基和苯环两个取代基的相对位置,提出了两条反应路径(path I:甲基和path II:苯环).计算结果表明炔烃插入Cu－Si键既是速率决速步骤也是区域选择决速步骤.在path I中,炔烃插入Cu－Si键的自由能为112.8 kJ·mol^-1,而在path II中为127.6kJ·mol^-1.显然, path I比path II在动力学上更有利,这与实验上两条路径对应产物的产率97: 3是一致的.分析表明区域选择性是由炔烃取代基甲基和苯环的电子效应决定的.     

低速冲击激励下嵌入黏弹性阻尼芯层的纤维金属混杂层合板动态响应预测模型

本文首次从解析角度建立了低速冲击激励下嵌入黏弹性阻尼芯层的纤维金属混杂层合板动态响应预测模型. 首先,结合经典层合板理论和冯$\cdot$卡门假设,建立了嵌入黏弹性芯层的纤维金属混杂层合板弹性损伤本构关系. 然后,将层合板受冲击时的变形分成接触和拉伸两个区域,在接触区域内,对金属层采用 Von Mises 失效准则,纤维层采用 Tsai-Hill 失效准则和对黏弹性层采用指数 Drucker-Prager 失效准则判断层合板损伤情况. 考虑不同材料层对冲击动态响应的贡献来修正两个变形区域的位移公式,进而计算结构因弹性变形产生的应变能,以及接触区域因塑性变形消耗的能量,实现每次失效事件发生后各层材料的能量、位移和冲击接触力的理论求解,并给出了结构动态响应分析的具体流程图. 最后,以嵌入 Zn33 黏弹性芯层的 TA2 钛合金混杂 T300 碳纤维/树脂层合板为研究对象,开展落锤冲击实验. 验证结果表明,理论预测与测试获得的冲击接触力、位移响应以及冲击载荷-位移曲线吻合较好,且关注的峰值点计算误差最大不超过 9%,进而验证了所提出的理论模型的有效性.      

可调有序介孔炭在有机和硫酸电解液中的电容性质

采用硬模板法, 掺杂硼酸制备了一系列有序介孔炭材料, 并研究了其在有机和硫酸电解液中的电容性质. 结构分析表明, 该类炭材料具有平行排列的有序介孔孔道, 随硼酸摩尔分数从0增大至50%, 炭材料孔径尺寸从3.3 nm增大至5.7 nm, 表面含氧量从2.0%增大至5.2%(摩尔分数). 电化学测试表明, 在有机电解液中, 炭材料的电容性能主要是双电层电容, 含氧官能团没有引入明显的赝电容. 在硫酸电解液中, 掺杂5%硼酸制备的有序介孔炭材料BOMC-5的质量比电容值最大, 为140.9 F·g^-1; 随含氧量增大, 炭材料单位面积比电容值增大, 掺杂50%硼酸制备的炭材料BOMC-50的单位面积比电容值达到0.17 F·m^-2, 说明含氧官能团在硫酸电解液中引入明显的赝电容. 炭材料的表面化学性质决定了材料表面与电解液的浸润性, 是影响炭材料比电容保持率的主要因素.     

离子液体在Wacker反应中的应用

在60℃及2 MPa条件下,以PdCl2-CuCl2为催化剂,分别在无溶剂、酸性水溶液、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(bmimPF6)离子液体为溶剂研究了分子氧氧化1-庚烯生成2-庚酮的Wacker反应。结果表明,在无溶剂、酸性水溶液、bmimPF6溶剂中,均可以得到目标产物2-庚酮,反应6 h后转化率均可达90%以上。在离子液体bmimPF6中,2-庚酮的选择性高于无溶剂和酸性水溶液中的结果。分别在酸性水溶液、bmimPF6溶剂中进行催化剂重复使用实验,研究不同溶剂中催化剂的稳定性。结果显示,在离子液体bmimPF6中催化剂的活性更加稳定,表明可以用离子液体取代传统的有毒、易挥发溶剂进行Wacker反应。     

基于子频带能量特征提取的汽车鸣笛声识别*

针对城市中汽车违法鸣笛声之间识别分类较难的问题，为了快速准确的识别鸣笛声并将不同种鸣笛声之间进行分类，在鸣笛声识别分类中提出了应用子频带能量提取鸣笛声的特征，并利用BP神经网络对提取的子频带能量特征值矩阵进行学习训练，且在神经网络学习过程中利用可变学习速度的方法，减小了神经网络的迭代次数。实验表明利用此种子频带能量特征提取法使鸣笛声与非鸣笛声的平均识别率达到了94.889%；使不同鸣笛声之间的分类正确率最大达到了93.75%，实现了不同鸣笛声之间的分类。