基于三苯胺的荧光探针设计、合成与应用研究进展

螺旋桨结构的三苯胺荧光团既能作为强的电子供体,又能作为潜在的聚集诱导发光(AIE)骨架.同时,三苯胺衍生物很容易通过简单的反应进行结构修饰,如醛基、氨基、硼酸基、卤素、乙炔基等取代的三苯胺能够发生缩合反应或偶联反应等,进一步功能化.因此,功能性三苯胺类化合物被广泛用于太阳能电池、荧光染料、固态发光材料和荧光探针的分子设计中.根据三苯胺基荧光探针的检测对象,将其分为阳离子、阴离子和中性小分子荧光探针三类,并从分子的结构和性能出发,重点综述了近五年来国内外三苯胺基荧光探针在分子设计、合成与检测应用方面的最新进展.展望未来,构建近红外发光和高量子效率的AIE荧光探针值得关注.     

三功能策略设计制备具有优异低温抗积碳性能的Ni-CeO2@SiO2催化剂催化甲烷干重整反应

随着全球人为温室气体排放量(主要是甲烷和二氧化碳)的增加,全球变暖的趋势逐渐增加,因此,迫切需要通过各种技术来捕获和利用这些温室气体.甲烷干气重整反应(DRM)可以有效地将甲烷和二氧化碳这两种资源丰富、价格低廉的温室气体转化为高附加值化学品,减少它们向大气排放.尽管DRM工艺的应用具有许多优势,但是反应期间碳沉积和活性组分的烧结是阻碍其工业应用的两个主要原因.这些碳沉积物可能覆盖活性中心或阻塞催化剂的孔道,从而导致催化剂活性降低.镍基催化剂因其价格低廉、初始活性高和资源丰富而得到广泛的应用.但应用于DRM反应的Ni基催化剂在反应中容易烧结和积碳,导致催化剂迅速失活.为解决上述问题,本文从三功能策略角度出发,即SiO2壳层的限域作用和Ni-Ce之间的协同作用以及CeO2的消除积碳作用,采用原位一锅法设计合成了一种限域型Ni-CeO2核壳结构催化剂(Ni-CeO2@SiO2).通过X射线衍射、透射电子显微镜、能量色散X射线光谱、N2吸附/脱附、氢气程序升温还原和脱附、氧气程序升温脱附、拉曼光谱、热重分析和原位漫反射红外傅里叶变换光谱测试对催化剂进行了系统的表征,来揭示催化剂的理化性质和反应机理.催化剂应用于甲烷干气重整反应结果表明,在温度区间为550～800℃时,与传统浸渍法合成的催化剂相比,Ni-CeO2@SiO2催化剂具有更高的活性.高温800℃下的稳定性测试结果显示,传统浸渍法合成的催化剂在反应20 h后就出现了大量的积碳且活性下降明显;而Ni-CeO2@SiO2催化剂在800℃下反应100 h后未检测到积碳,并且催化剂中的Ni纳米颗粒的平均粒径从5.01 nm仅增长到5.77 nm,表现出很好的高温抗积碳和耐烧结性能.值得注意的是,Ni-CeO2@SiO2催化剂在低温600℃(形成碳沉积的最可能温度区域)下反应20h后也未检测到积碳的形成,表现出催化剂良好的低温稳定性和抗积碳性能.这可能归因于对Ni-CeO2@SiO2催化剂的三功能作用,即多孔二氧化硅壳层的限域作用、Ni与CeO2之间强的金属-金属氧化物相互作用以及具有丰富活性氧物种CeO2的消除积碳的作用.通过原位漫反射红外傅里叶变换光谱测试来探究反应机理.结果 表明,DRM反应在Ni-CeO2@SiO2催化剂上遵循L-H机理,添加CeO2可以消除碳沉积并促进CO2活化.该三功能策略为设计其他应用于DRM的高性能催化剂提供了指导,有望加快该工艺的工业化.     

Risk-averse stochastic optimal control: An efficiently computable statistical upper bound

In this paper, we discuss an application of the Stochastic Dual Dynamic Programming (SDDP) type algorithm to nested risk-averse formulations of Stochastic Optimal Control (SOC) problems. We propose a construction of a statistical upper bound for the optimal value of risk-averse SOC problems. This outlines an approach to a solution of a long standing problem in that area of research. The bound holds for a large class of convex and monotone conditional risk mappings. Finally, we show the validity of the statistical upper bound to solve a real-life stochastic hydro-thermal planning problem.     

Identification of the zeroth-order coefficient and fractional order in a time-fractional reaction-diffusion-wave equation

In this paper, we investigate an inverse problem of recovering the zeroth-order coefficient and fractional order simultaneously in a time-fractional reaction-diffusion-wave equation by using boundary measurement data from both of uniqueness and numerical method. We prove the uniqueness of the considered inverse problem and the Lipschitz continuity of the forward operator. Then the inverse problem is formulated into a variational problem by the Tikhonov-type regularization. Based on the continuity of the forward operator, we prove that the minimizer of the Tikhonov-type functional exists and converges to the exact solution under an a priori choice of regularization parameter. The steepest descent method combined with Nesterov acceleration is adopted to solve the variational problem. Three numerical examples are presented to support the efficiency and rationality of our proposed method.     

半线性抛物最优控制问题全离散插值系数有限元方法的收敛性分析

本文考虑全离散插值系数有限元方法求解半线性抛物最优控制问题,其中控制变量用分片常数函数逼近,状态变量和对偶状态变量用分片线性函数逼近.对于方程中的半线性项,先用插值系数技巧处理,再用牛顿迭代法求解.通过引入一些辅助变量和投影算子,并利用有限元空间的逼近性质,得到半线性抛物最优控制问题插值系数有限元方法的收敛性结果;数值算例结果验证了理论结果的正确性.     

竞争环境下供应链的BOPS合作策略及其对交通拥堵改善的影响

针对由一个拥有线上直销渠道的制造商以及一个线下零售商组成的供应链,考虑消费者对不同渠道的偏好构建了供应链博弈模型,研究了竞争环境下制造商与零售商的最优BOPS合作策略,并分析了BOPS合作在改善交通拥堵方面的作用。研究表明,BOPS合作在缓解供应链双重边际效应的同时会加剧渠道之间的价格竞争,所以并不总是对供应链有利;仅当消费者线上渠道偏好程度比较低且线下麻烦成本比较大时,制造商和零售商才会都从BOPS合作中受益从而自愿达成合作,其他情形下制造商可根据供应链利润变化设计转移支付契约促成与线下零售商的BOPS合作并实现双赢;此外,一定条件下BOPS合作能够通过调整渠道需求结构,在保证供应链成员利润的同时对交通拥堵改善也带来正向作用。     

钠离子电池用高性能锑基负极材料的调控策略研究进展

锑(Sb)具有高的理论比容量、较小的电极极化、合适的Na⁺脱嵌电位、价格低廉以及环境友好的优势,而成为一种具有较大应用前景的钠离子电池负极材料。但是,Sb基负极材料的一个重要挑战是在循环过程中高比容量伴随着大的体积变化,进而导致活性材料粉化,并从集流体上脱落,这大大限制了其在钠离子电池领域的大规模应用。因此,如何解决Sb基负极材料充放电过程中体积膨胀问题对于高性能的钠离子电池设计是至关重要的。本文详细综述和讨论了Sb基材料的结构-性能关系及其在钠离子电池中的应用,详细介绍了钠离子电池Sb基负极材料在氧化还原反应机理、形貌设计、结构-性能关系等方面的最新研究进展。本综述的主要目的是探讨影响Sb基负极材料性能的决定因素,从而提出有前途的改性策略,以提高其可逆容量和循环稳定性。最后,对Sb基钠离子电池负极材料的未来发展、面临的挑战和前景进行了展望。本文可为Sb负极材料的构建和优化提供具体的观点,阐明了Sb基负极材料未来的发展方向,从而促进钠离子电池的快速发展和实际应用。     

Fixed Final Time Optimal Control via Simple Cell Mapping

A cell mapping strategy based on Bellman'sPrinciple of optimality (BP) is proposed to solve the fixed final time optimalcontrol of strongly nonlinear systems with state and control bounds. Thefixed final time problem is transformed into a fixed final time-fixed finalstate optimal control problem by reversing the time. This transformationallows to solve the problem in the framework of the BP. Backward searchingalgorithms within the cell mapping context are used to obtain the solution ofthe new problem. This approach reduces considerably the computational effortrequired for the original problem when it is solved by a forward searchingapproach. The vibration control problem of damped and undamped variablestiffness oscillators with bounded stiffness tuning range is studied todemonstrate the effectiveness of the approach. A numerical study on theconvergence of the method is also presented.     

一种最优控制的胞映射算法

由Hsu提出的利用胞映射进行最优控制的方法可以发展成实用的工程控制技术.本文以研究算法为出发点,利用胞映射的特性,结合实际的计算与可能,作了一系列旨在提高计算速度和节省内存的改进;并给出了简单有效的区分同耗最优控制对的统一的方法.使用平常的微型计算机也能有效地解决实际工程问题的最优控制.     

建筑结构最优阻尼及最优配置研究

利用阻尼来抗震是建筑物最简单的抗震方法,当在阻尼数目少于楼层数时,为使所布置的阻尼达到最优的抗震效果,本文开发了两种最优阻尼配置方法。第一种方法是根据临界激励法确定计算所有可能布置位置中的临界阻尼,选择最小的临界阻尼位置作为最优配置。第二种方法则是根据给定阻尼,计算最优控制效果以确定最优阻尼配置。然后根据实代码遗传算法,在结构抗震效果基本保证的前提下,寻找最优阻尼以降低结构总的阻尼增量。最后给出了一个计算实例。