Ni单原子催化剂表面CO2电还原动力学的电化学谱学解析

针对Ni单原子催化剂表面的CO₂电还原反应(CO₂RR), 提出了以Ni为活性位点的“单中心”机理以及同时借助Ni位点还原和碳氮锚定位水解的“双功能”机理. 依据稳态极化的实验结果, 开展了CO₂RR的动力学解析与模型参数的敏感性分析; 借助暂态模型方程, 分别获取可表达CO₂RR线性与非线性频响特征的电化学阻抗谱(EIS)与总谐波失真(THD)谱. 研究结果表明, CO₂的溶解分压对CO₂RR活性影响最显著. 若CO₂RR遵循“单中心”机理, Ni位点COOH_ads的形成为速率控制步骤; 但若为“双功能”机理, 碳氮锚定位的水解与Ni位点的CO_2,ads还原同为速率控制步骤. EIS理论上可用于区分CO₂RR的“单中心”机理与“双功能”机理; 与之相比, THD谱在CO₂RR的机理识别中并无优势.     

动力调谐陀螺动态误差的两种补偿方案

本文针对动力调谐陀螺的动态误差模型，提出了动力调谐陀螺的动态误差补偿的计算机算法。算法中的输出值是角增量，它是二次拟和函数。该算法具有精度高，实时性好的特点。     

十二烷基硫酸钠水溶液的动态表面吸附性质

利用MPTC型气泡压力张仪研究了十二烷基硫酸钠(SDS)溶液在不同NaCl 浓度下的动态表面吸附性质, 分析了离子型表面活性剂在表面吸附层和胶束中形成双电层结构产生表面电荷对动态表面扩散过程和胶束性质的影响. 结果表明, SDS在表面吸附过程中, 表面电荷的存在会产生5.5 kJ·mol^-1的吸附势垒(E_a), 显著降低十二烷基硫酸根离子(DS^-)的有效扩散系数(D_eff). 十二烷基硫酸根离子的有效扩散系数与自扩散系数(D)的比值(D_eff/D)仅为0.013, 这表明SDS与非离子型表面活性剂不同, 在吸附初期为混合动力控制吸附机制. 加入NaCl可以降低吸附势垒. 当加入不小于80 mmol·L^-1 NaCl后, E_a小于0.3 kJ·mol^-1, D_eff/D在0.8-1.2之间, 表现出与非离子型表面活性剂相同的扩散控制吸附机制. 同时, 通过分析SDS胶束溶液的动态表面张力获得了表征胶束解体速度的常数(k₂). 发现随着NaCl 浓度的增大, k₂减小, 表明SDS胶束表面电荷的存在会增加十二烷基硫酸根离子间的排斥力, 促进胶束解体.     

基于多组态含时Hartree-Fock方法研究电子关联对于H_2分子强场电离的影响

发展了三维的处理双原子分子非微扰电子动力学的多组态含时Hartree-Fock方法,并利用该方法研究了电子关联对于H_2分子强场电离概率的影响.该方法采用能够精确处理双中心库仑势的椭球坐标系,以及减小双电子积分计算量的有限元-离散变量基函数方法.利用多组态含时Hartree-Fock方法计算了H_2分子随分子取向角度变化的XUV光电离结果,并通过与单组态结果的对比研究了电子关联对于单电离和双电离概率的不同影响.研究表明,电子关联对于单电离过程影响很小,而在双电离过程中则发挥了重要作用,导致了电离概率的减小.该方法为进一步研究强场物理过程中的电子关联效应奠定了基础.     

基于SHAP-RF框架的越野车辆路面识别算法研究

根据越野车辆在不同路面上行驶时的动力学响应特征, 可以实现路面类型的在线识别, 为面向路面特征调整底盘控制子系统参数从而获取更好的行驶性能奠定基础. 但越野环境地面特征复杂, 车辆响应机理分析困难, 给基于车辆动力学响应进行路面准确识别带来挑战. 提出了一种SHAP-RF路面识别算法设计框架, 通过SHAP (Shapley additive explanations)模型解释方法实现高维随机森林(random forest, RF)路面识别模型的降维化: 首先采集了试验车在压实土路、沙地、良好沥青路与冰雪路4种路面上的行驶数据并计算了3个次级行驶特征; 进一步计算了行驶数据的共计105个时域特征和频域特征, 并以此为输入特征建立了高维随机森林路面识别模型; 利用SHAP解释法分析高维模型输入特征对识别结果的影响从而提炼出各个特征与路面类型的关联性, 完成特征筛选; 最后, 利用筛选后的特征设计降维随机森林路面分类器. 基于实车数据的算法验证试验表明, 设计的降维路面识别模型对4种路面的识别精确率在94%以上, 召回率在93%以上, 相比高维的随机森林路面识别模型, 各种路面上的精确率和召回率最大降幅不超过3.2%, 证明本文提出的SHAP-RF路面识别算法设计框架能够在选用较少特征的情况下依然保证车辆行驶路面类别的准确识别.      

膜电极构型CO2还原电解单池的稳定性研究

电化学还原CO₂可实现CO₂的资源化转化,是缓解因其过度排放所导致诸多环境问题的关键技术. 本文提出了一种膜电极（membrane electrode assembly,MEA）构型CO₂还原电解单池的结构设计,可同步实现气体扩散阴极两侧CO₂的供给与电解质液层的更新. 基于该MEA构型电解池,实验考察了电解质液层中KHCO₃浓度和更新与否对氮掺杂石墨烯锚定的Ni电极表面CO₂电还原制备CO的反应活性、产物分布与稳定性的影响. 结果表明,若电流密度低于5 mA·cm^-2,KHCO₃浓度显著影响电解电势而非产物分布. CO₂还原电解单池在稳定运行中存在着“可逆”与“不可逆”两种衰减模式. 其中,阴极/电解质界面处催化剂的流失是 “不可逆”衰减形成的原因;而电解质液层中KHCO₃溶液的流失导致了MEA构型CO₂还原单池的“可逆”衰减,周期性更新KHCO₃电解质是降低其“可逆”衰减的有效方法.     

还原氧化石墨烯基三聚氰胺海绵的制备与吸附性能

以天然石墨为原料,用Hummers法和超声剥离法制备了氧化石墨烯(GO).将氧化石墨烯浸渍,涂覆于三聚氰胺海绵表面,在线还原制得还原氧化石墨烯基三聚氰胺海绵(RGOME).通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪及光学接触角测定仪等分析了RGOME的结构,考察了RGOME对多种油品的吸附性能,并对其油水选择吸附性能和循环使用性能进行了研究.结果表明,RGOME具有疏水超亲油性,对油品的吸附量达到56~127 g/g,可用Bangham方程描述RGOME对甲苯和煤油的吸附动力学过程;在选择吸附过程中,油品浓度急剧降低,吸附量不断升高,分离效率达到74.49%,可较好地实现油水分离;吸附油品的RGOME经脱附可多次循环使用.     

动力和盐度影响下长江口近岸沉积物中汞的再悬浮行为

利用PES(particle entrainment simulator)装置, 实验测定了不同的扰动强度和盐度条件下长江口近岸沉积物中Hg的再悬浮迁移和释放过程. 在盐度再悬浮试验中, 上覆水中HgD(溶解态Hg)和HgP(颗粒态Hg)含量分别在0.06~0.176 μg/L和0.033~0.723 μg/g之间变化, 在盐度×动力耦合再悬浮试验中, 上覆水中HgD和HgP含量分别在0.024~0.112 μg/L和0.05~0.958 μg/g之间变化. 在盐度较低(< 1‰)的水环境中, 动力条件是影响上覆水中Hg行为的重要因子, 动力条件改变后, 沉积物中的部分HgD和HgP存在短期释放行为, 但随扰动时间延长, 被扰动起来的悬浮颗粒对上覆水中的Hg起了较强的吸附作用. 当盐度在1‰以上时, 上覆水中的HgP出现解吸行为, 动力条件的耦合影响促进了Hg的解吸作用, 当动力条件达到250 r/min以上时, Hg的解吸作用增强, 上覆水中的HgD出现正通量, 表现为向上覆水的释放. 此外, 在较强动力条件下, 孔隙水中大量HgD的扩散释放也增加了其释放通量.     

基于荧光熄灭的硫阴离子选择性光化学敏感膜

基于Ｓ＾２－对固定于增塑的聚氯乙烯膜上的荧光素汞的荧光熄灭，研制了Ｓ＾２－选择性光化学敏感膜。该膜测定Ｓ＾２－的浓度范围为１０＾－９ｍｏｌ／Ｌ～１０＾－６ｍｏｌ／Ｌ，其荧光信号具有选择性强、重现性高且可逆的特点，适用于水相中硫化物的测定。     

高效液相色谱柱后衍生测定鸡组织中甲基盐霉素残留量

建立了鸡组织中甲基盐霉素的高效液相色谱柱后衍生化分析方法.样品经异辛烷提取,离心后上层有机相过硅胶固相萃取小柱,洗脱液浓缩后用V(甲醇)∶ V(水)=90∶ 10混合液溶解.采用Inertsil ODS-3 C18柱,以V(甲醇): V(乙酸)∶ V(水)=94∶ 3∶ 3为流动相,香草醛为衍生剂进行高效液相色谱柱后衍生分析,520 nm检测,外标法定量.方法检出限为6 μg/kg; 定量限为20 μg/kg; 添加浓度在20～1800 μg/kg范围内,平均添加回收率为76.4%～93.1%; 批内相对标准偏差(RSD)在2.6%～8.9%之间; 批间相对标准偏差(RSD)在4.7%～9.7%之间.样品浓度在0.07～10.0 mg/L范围内与峰面积呈良好的线性关系,r>0.9993.