无表面活性剂条件下一锅法制备金属/氧化锌复合材料用于催化二氧化碳加氢制甲醇反应（英文）

由于温室效应的危害和人类对可再生能源的需求,二氧化碳加氢还原制甲醇成为非常重要的一个化学反应。最近几年的研究中,过渡金属/氧化锌纳米复合材料作为催化剂被广泛应用于该反应,这是因为过渡金属/氧化锌纳米复合材料具有优秀的协同功能以及独特的光电子和催化性能。因此,发展该复合材料的尺寸可控制备方法显得很有价值。虽然使用物理方法可以大批量制备催化材料,但却难以实现金属和载体间的强相互作用力。因此,研究者们更多地倾向于使用化学方法来制备多组分催化剂材料。然而,为了获取活性金属相,该催化剂通常需要氢气还原步骤;同时,还需要表面活性剂来控制纳米粒子的尺寸,这就使得大多数复合纳米材料的合成需要很多步骤,从而导致金属/氧化锌纳米复合材料催化性能的不稳定性。因此,我们发明了一种在回流乙二醇中一锅法合成金属(钯,金,银,铜)/氧化锌纳米复合材料的制备方法,该制备方法不需要任何表面活性剂。在该方法的制备过程中,钯和氧化锌可以通过减少各自的表面能从而在之后的聚集中互相稳定彼此来实现粒子的尺寸控制。此外,碳酸氢钠可以通过调整碱性度来控制钯纳米粒子的尺寸。而乙二醇作为一种温和的还原剂可以将钯离子还原成钯纳米粒子,同时还可以作为该制备过程的溶剂。在制备过程中,钯粒子通过热还原而成核和聚集,氧化锌纳米粒子则通过醋酸锌的热分解而形成。本文中,我们通过X射线衍射来分析制备的复合纳米材料的相态,结果显示,没有杂相。我们使用透射电镜来研究材料的形貌和结构特征。此外,X射线光电子能谱分析被用来确认金属/氧化锌复合材料的成分组成,结果显示钯和氧化锌之间有金属和载体间的强相互作用力。为了确定复合材料的真实元素组成,我们对材料进行了电感耦合等离子体质谱分析,并且发现理论值和实验值相吻合。为了研究钯锌投料比和碳酸氢钠对钯粒子尺寸的影响,我们通过X射线衍射结果计算出不同钯锌投料比和碳酸氢钠反应量下钯粒子的尺寸,并进行比较分析,之后利用透射电镜图进行进一步直观验证。众所周知,Cu/ZnO/Al_2O_3纳米复合材料是二氧化碳加氢制甲醇的优良催化剂,本文中研究的其他金属/氧化锌复合材料也可以很好地催化该反应。所以,为了进一步研究所制备的不同金属/氧化锌复合材料,我们将其作为催化剂,研究了它们对二氧化碳加氢制甲醇的催化作用;结果显示,当钯锌投料比为1:9,反应条件为240oC,5 MPa时,其催化效果最好,二氧化碳转化率为30%,甲醇选择性为69%。其出色的催化表现可能是以下两个因素,其一是因为钯是氢气解离为活泼氢原子的良好催化剂;其二是因为钯和氧化锌之间的强的金属和载体间相互作用力可以使得氧化锌表面形成表面氧空穴。此外,我们发现大部分金属/氧化锌复合物都表现出很高的甲醇选择性,尤其是金/氧化锌催化剂,它的甲醇选择性达到了82%,只是二氧化碳转化率较低。最后,希望本文可以提供一种制备金属/氧化锌的简便易行的方法,且该方法可以为金属/氧化锌用于催化时提供干净的催化表面。     

基于球壳内壁反射的球形换能器自易校准方法

基于球形换能器发射的脉冲球面声波及其在同心球壳内壁的反射,应用机电互易定理,导出了在球面波发射回波声场中,用于校准球形换能器的互易常数.以此为基础,提出一种使用封闭球壳反射器的自易校准方法,通过一次测量即可得到球形换能器的5个基本电声参数.进一步,将自易法校准所得的电压灵敏度换算成平面波声场中定义的标准灵敏度,给出了换...     

变速转子准稳态主动平衡系统的增益调度控制

在现代高速旋转机械中,不平衡引起的振动是机器性能降低甚至损坏的重要原因。对变速转子准稳态主动平衡系统,可按一定时间步长把变转速离散成有限个转动角速度。针对每个离散角速度,依据影响系数法,采用包含残余振动值和校正不平衡的广义线性二次型目标性能函数推导出控制律。通过每个离散转速下影响系数的估计和增益矩阵的计算,形成对应于各离散转速的增益表,从而实现变速转子准稳态主动平衡系统的增益调度控制。数值模拟验证了增益调度控制能很好地抑制不平衡振动。与传统的加权二乘法(WLS)相比,数值模拟显示,该法对校正不平衡的惩罚可提高系统的稳定性,也可增强控制的鲁棒性。     

基于模糊控制的清水池水位控制系统设计

清水池水位控制具有时变、滞后、突发性强等特点,难以准确建立合适的数学模型,为了达到快速维持清水池水位在期望值,避免所有水泵同时启停的目的,提出了一种清水池水位模糊控制的方法,该方法借助于MATLAB软件对控制系统进行了仿真,验证了模糊控制算法在清水池水位控制系统中应用的合理性,并计算出模糊输出控制量表,为确定水泵启停台数提供指导。采用了S7-200 PLC控制器和MCGS组态软件实现了清水池模糊控制系统的程序设计,给出相应的模糊控制PLC程序,并应用于清水池水位控制系统中。结果表明,系统稳定性好,响应速度快,能够较好的满足控制要求。系统将模糊控制理论与实际控制相结合,满足了清水池水位控制的要求,延长了水泵使用寿命,节省电能,为清水池水位自动控制提供借鉴。     

光声内窥镜系统在人体直肠癌离体组织中的实验研究

研制了基于4阵列传感器的光声内窥镜探头,并基于此搭建了光声内窥镜成像系统,开展了仿体实验成像研究,通过内窥镜探头4个阵元位置激光吸收强度的变化情况来分析仿体中吸收体的位置,论证了其定位能力,利用光声内窥镜系统对人体离体的正常组织、直肠癌早期组织进行成像研究;通过对不同阵元位置的光吸收强度分布进行统计分析,证明了光声内窥镜对早期直肠癌组织和正常组织的辨别能力,此项技术有望提高直肠癌早期诊断的准确率,具有潜在的临床应用前景。     

低温过冷测试平台冷压缩机性能的测试研究

冷压缩机具有工作温度低、尺寸小、功耗低、便于操控等特点,是大型过冷氦低温系统中的关键设备。对低温过冷测试平台的冷压缩机进行测试,方法为采用两台串联的冷压缩机在低温低压下直接抽吸饱和液氦容器,液氦容器内装有电加热器用以模拟超导磁体的热负荷,并调节氦气蒸发速率。测试表明,冷压缩机的稳定工作参数接近设计值,运行过程中冷压缩机始终保持安全运行,未出现喘振情况,液氦容器温度和压力分别达到3 K、22 kPa,满足设计要求。     

蓄压型液舱用于沿海LNG运输的研究

提出了解决沿海液化天然气运输的一种方案。针对小型LNG船的关键设备蓄压型独立液舱存储液化天然气,进行了理论计算和模拟试验,并对影响液舱压力和运输时间的主要因素进行了研究分析。对LNG运输的时间进行预测,论证了该种小型LNG船在近海或沿海运输的可行性,为开发用于近海运输的小型LNG船,提供了理论依据。     

克服“Locking”发散性的有限元研究进展

从克服Locking发散性到高性能格式的研究发展是过去十年有限元法研究的一个重要方面.本文认为所谓高性能有限元方法是一种特别的低阶位移格式,它具有如下的理论和计算优点:(1)保持物理力学问题固有的数学物理特征;(2)因此,应用于工程数值模拟,它是“鲁棒'的、高效的.按此立场,评论介绍了在计算结构力学和计算流体力学中发展的克服两类Locking发散性的有限元方法.      

考虑零售商公平关切的期权合约研究

当供应链中的企业都是完全理性时,一个合理设计的期权合约可使得供应链达到协调。本文考虑一个具有公平关切的零售商的供应链系统,分析期权合约下零售商的订货决策,以及使供应链达到协调的条件。研究发现,零售商的公平关切偏好对期权合约的协调作用有着显著的影响:尽管与完全理性的供应链系统相比,可协调供应链的期权合约的定价规则没有变化,但是随着零售商公平关切程度的提高,供应商可能获得的最大利润减小,协调性期权合约的可选择范围不断缩小,直至消失.算例分析进一步验证了以上结论,并说明了即使存在协调性期权合约,零售商可能会因为对不公平的厌恶而极大降低自身效用,出现负的效用值,导致该合约被拒绝。     

CRAFT TF中场线圈导体及内部接头电阻-温度特性研究

我国于2019年启动了国家大科学装置聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)的建设,环向场(Toroidal Field, TF)线圈是聚变堆主机关键系统综合研究设施的重要组成部分.TF线圈绝缘制造采用真空压力浸渍工艺实现,因TF线圈体量巨大,为使线圈绝缘固化时温度均匀,减少绝缘树脂固化热应力,拟采用导体电流加热的方式进行加热.TF中场线圈有三个内部接头,因此需要同时知道导体和内部接头电阻与温度之间的关系,以防内部接头局部过热,导致绝缘固化失败.本文将中场内部接头样件加热到线圈绝缘工艺温度,用直流四线法测量导体和内部接头在不同温度下的电阻,得到在303～443 K温度区间内导体和内部接头电阻-温度关系式.发现相同温度下,导体电阻大于内部接头电阻,同时分析了内部接头铜套以及铬层对电阻的影响.并根据测得的电阻-温度关系式,可以得到在不同温度下超导缆及内部接头产生焦耳热的能力,从而为超导线圈绝缘固化温度控制提供重要的参考依据.