Design of Enhanced Catalysts by Coupling of Noble Metals (Au,Ag) with Semiconductor SnO2 for Catalytic Reduction of 4‐Nitrophenol

The reduction of 4‐nitrophenol (Nip) into 4‐aminophenol (Amp) by NaBH₄, which is catalyzed by both binary and ternary yolk–shell noble‐metal/SnO₂ heterostructures, is reported. The binary heterostructures contain individual Au or Ag nanoparticles (NPs) and the ternary heterostructures contain both Au and Ag NPs. The Au@SnO₂ yolk–shell NPs are synthesized via a silica seeds‐mediated hydrothermal method. Subsequently, the Au@SnO₂@Ag and Au@SnO₂@Au yolk–shell–shell (YSS) NPs are synthesized, whereby SnO₂ is located between the Au and Ag NPs. The morphology, composition, and optical properties of the as‐prepared samples are analyzed. For the binary heterostructures, the rate of the reduction reaction increases with decreasing particle size. The catalytic results demonstrate the synergistic effect of Au and Ag in the ternary metal–semiconductor heterostructures, which is beneficial to the catalytic reduction of Nip into Amp. Both the binary and ternary heterostructures exhibit significantly better catalytic performances than the corresponding bare Au and Ag NPs. It is envisaged that the current synthesized strategy will promote further interest in the field of bimetal NP‐based catalysis.     

低温退火的X射线W/Si多层膜应力和结构性能

W/Si多层膜反射镜在硬X射线天文望远镜中有重要应用. 为减小其应力对反射镜面形和望远镜分辨率的影响, 同时保证较高的反射率, 采用150, 175和200 ℃ 的低温退火工艺对采用磁控溅射镀制的W/Si周期多层膜进行后处理. 利用掠入射X射线反射测试和样品表面面形测试对退火前后W/Si多层膜的应力和结构进行表征. 结果表明, 在150 ℃ 退火3 h 后, 多层膜1级峰反射率和膜层结构几乎没有发生变化, 应力减少约27%; 在175 ℃ 退火3 h后, 多层膜膜层结构开始发生变化, 应力减少约50%; 在200 ℃退火3 h 后, 多层膜应力减小超过60%, 但1级布拉格峰反射率相对下降17%, 且膜层结构发生了较大变化. W, Si界面层的增大和相互扩散加剧是应力和反射率下降的主要原因.     

Aeroacoustic Simulations Using Compressible Lattice Boltzmann Method

This paper presents a lattice Boltzmann (LB) method based study aimed at numerical simulation of aeroacoustic phenomenon in flows around a symmetric obstacle. To simulate the compressible flow accurately, a potential energy double-distribution-function (DDF) lattice Boltzmann method is used over the entire computational domain from the near to far fields. The buffer zone and absorbing boundary condition is employed to eliminate the non-physical reflecting. Through the direct numerical simulation, the flow around a circular cylinder at $Re$=150, $M$=0.2 and the flow around a NACA0012 airfoil at $Re$=10000, $M$=0.8, $α$=$0^◦$ are investigated. The generation and propagation of the sound produced by the vortex shedding are reappeared clearly. The obtained results increase our understanding of the characteristic features of the aeroacoustic sound.     

无网格方法中粒子分布与自适应研究

给出了一种区域粒子的Voronoi面积均匀的划分方法,先利用边界点得到边界粒子,再得到内部粒子,利用这种方法可以得到一般区域上粒子的均匀分布.同时,给出了计算过程中按流场的物理量对粒子进行自适应分布的方法.并给出了几个算例.     

半导体光放大器亚皮秒量级超快动态特性的研究

通过考虑脉冲频谱的增益色散，提出了一个分析亚皮秒光脉冲在半导体光放大器(SOA)中传输的新思路.分别对超快光脉冲在时域和频域内进行离散化，建立了一个更为合理的传输数值模型.基于该模型，观察到了脉冲频谱的明显漂移，并探讨了漂移量与脉冲载波波长、脉冲能量、脉冲宽度、SOA长度和注入电流等外部条件之间的关系，从理论上解释了文献没有证实的实验结果.同时，基于交叉增益调制原理，利用双光束结构，描述了载流子加热、光谱烧孔效应和双光子吸收等非线性效应引起的增益压缩.理论分析的结果为改善SOA的动态特性提供了指导. 关键词： 半导体光放大器 超快非线性效应 增益色散性     

太阳能甲醇分解吸收-反应器研制与实验研究

利用中温太阳能为甲醇分解的吸热反应供热,可以将中温太阳能转化为合成气燃料的化学能,同时提高燃料热值和太阳能的可用性,还可以实现太阳能与化石燃料的互补.本研究提出了太阳能热化学系统的一体化设计原则,建立了综合考虑太阳能集热、反应动力学和反应器结构参数的太阳能甲醇分解反应器的理论分析模型,并首次研制了5 kW热功率的抛物槽式太阳能甲醇分解一体化实验装置.太阳能甲醇分解的实验结果表明太阳能集热器可以为甲醇分解提供200～300 ℃的反应温度,在辐照300～800 W/m2,甲醇进料量为0.5～4l/h条件下,甲醇转化率可以达到50%～95%,投射到吸收-反应器上的太阳能转换为燃料化学能的效率可以达到30%～60%,具有良好的甲醇分解和太阳能转换性能.研制的实验装置体现了一体化设计特征,同时理论分析结果与实验结果也具有很好的一致性.本文研究成果将为开拓太阳能与化石能源互补的能量系统提供理论支撑和实验数据.     

基于FBG反射谱特征的修补结构裂纹扩展监测

为了提高飞行器壁板裂纹修补结构的安全性,对基于光纤布拉格光栅(FBG)反射谱特征的航空铝合金修补结构疲劳裂纹扩展长度及角度监测方法进行了研究。修补结构在疲劳载荷的作用下,裂纹发生扩展,其尖端附近会产生不均匀应变场,在其作用下FBG传感器反射谱发生变形,通过检测反射谱变形达到监测裂纹扩展的目的。建立了实验样件的模型,使用有限元方法计算得到不同角度下裂纹扩展到不同长度时的应变分布,使用传输矩阵数值计算方法得到相应的FBG反射谱。提取反射谱的主峰偏移、反射谱面积、次峰峰值和三峰峰值等变形特征,建立并训练人工神经网络(ANN),通过ANN建立反射谱变形特征同裂纹扩展情况的关系,实现了对修补结构裂纹扩展的精确监测,监测裂纹长度误差在0.5 mm之内,角度误差在5°之内。解决了修补结构的裂纹扩展精确监测问题,对提高飞行器安全以及节约维护成本有着重要意义。