表面Co2CrO4电化学转化为CoOOH/CrOOH及其增强电催化析氧中的性能

以清洁能源发电为动力的水分解技术是一种很有应用前景的制氢方法,可以缓解日益增长的能源消耗和公众高度关注的环境问题.水分解的氧化过程,即析氧反应(OER),是一个四电子-质子耦合反应,其动力学缓慢,是实现高效电解水的技术难题.以RuO₂和IrO₂为代表的贵金属氧化物表现出极高的催化活性,但受限于储量低及价格昂贵,很难广泛应用.因此,迫切需要开发出具有高效和持久活性的非贵金属电催化剂以解决动力学迟缓问题.钴元素储量丰富、价格低廉,同时具有较高的催化活性,有望替代贵金属催化剂而在工业化电解水中大规模应用.尖晶石型氧化物(A₂BO₄)具有氧缺陷含量高,氧化态灵活,能形成氧化-还原对的特点,有利于提高催化剂的电化学活性.因此,Cr和Co合理协同制备A₂BO₄型催化剂可获得更好的催化剂性能.研究结果(Chem.Commun.,2018,54,4987?4990)表明,OER性能主要与催化剂表面OH?的吸收效率有关,过渡金属羟基氧化物(MOOH)是OER反应的主要活性物质.对A2BO4型催化剂进行阳极化处理,可以使其表面发生原子级相变,生成MOOH产物.因此,对电催化剂进行结构演化是提高其催化活性的一个重要策略.本文采用电化学阳极化处理,即在碱性环境下对Co₂CrO₄表面进行原位演化生成CoOOH/CrOOH,从而得到CoOOH/CrOOH-Co₂CrO₄.通过X-射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线光电子能谱和氮气吸附-脱附等方法对催化剂的结构和形貌进行表征.结果表明,阳极化处理后,光滑的Co₂CrO₄表面生成了CoOOH/CrOOH褶皱,CoOOH/CrOOH和Co₂CrO₄的协同效应可以暴露出更多活性位点并加快电子的传输,明显提升析氧反应性能.在1.0 M NaOH中进行CoOOH/CrOOH-Co₂CrO₄电催化性能测试,循环伏安曲线结果表明,电流密度达到20 mA cm^?2时,仅需过电位244 mV,转化频率是0.536 s^?1,说明催化剂催化析氧反应性能优异.多步计时电流曲线以及长时间电流曲线表明催化剂稳定性较高.     

开放性化学实验作业提升学生人文素养举隅

化学实验教学中采用开放性实验作业－－撰写科学说明文和实验观察记录,可有效地提高学生的实验能力,激发学生的创新意识,提升学生人文素养。     

次级通道模型误差下滤波X型最小均方差算法性能的分析

分别从时域和频域对滤波X型LMS算法(即FXLMS算法)的性能进行分析,分析表明次级通道模型误差对FXLMS算法影响的大小取决于其相对误差随频率的分布,当相对误差不随频率而变化时,次级通道模型误差将不再对FXLMS算法的性能产生影响。其次证明了FXLMS算法的一个极限性质,该性质表明当滤波器的长度足够大时,次级通道模型误差对FXLMS算法没有影响,故通过提高滤波器的长度可以补偿模型误差对性能带来的负面影响。最后,给出了FXLMS算法“溢振”现象的机理。     

20 GW/100 Hz脉冲功率源研制

 20 GW/100 Hz脉冲功率源是一台基于Tesla变压器技术的重复频率脉冲功率装置,设计功率20 GW,脉宽40 ns,重频1～100 Hz,输出功率及重频指标在一定范围内可调。介绍了20 GW/100 Hz脉冲功率源的系统构成,电气及结构参数的确定方法,关键部件的工程工艺技术,并分析了关键绝缘部件的电场分布。实验调试结果表明,20 GW/100 Hz脉冲功率源运行稳定可靠,重频工作时输出电压分散性小于1％,可应用于高功率微波及强流束产生等物理实验研究。     

父母对高中生STEM职业倾向的影响*

从父母受教育水平、STEM职业背景、参与高中生教育的程度以及对STEM教育资源的利用等4个方面,阐释父母对高中生STEM职业倾向的影响机制,并提出相关建议。1影响机制1.1对性别偏见的重新审视高中生对STEM领域中性别偏见的态度会影响其STEM职业倾向。受教育水平高的父母能对不合理观念提供科学的指导。从事STEM职业的父母则能对不合理观念进行"现身说法",用STEM职业中真实的男女比例帮助高中生形成正确的态度观念。善用社会教育资源的父母还会带领高中生参观博物馆等非正式教育机构,通过观看STEM领域中女性的成就,重新审视女性在STEM职业领域中的价值。     

“素养为本”的高中化学课堂教学评价标准研究

为落实《普通高中化学课程标准（2017年版）》所倡导的“重视开展‘素养为本’的教学”理念,需要开发与之相适应的高中化学课堂教学评价标准体系。围绕“素养为本”的高中化学课堂教学在教学设计、教学活动、思维过程、素养达成等方面的核心要素,形成了以1个核心、4个维度、20项指标为基本框架的课堂教学评价标准体系,并采用专家咨询、课例检验等方法使该评价体系更趋科学、全面、规范。     

不可压缩粘性流动的CBS有限元解法

对于二维不可压缩粘性流动,首先通过坐标变换的方式得到了的不含对流项的NS方程,并给出了CBS有限元方法求解的一般过程。结合一类同时含有压力和速度的出口边界条件,对方腔顶盖驱动流、后向台阶绕流和圆柱绕流进行了计算。所得结果与基准解符合良好,验证了CBS算法对于定常、非定常粘性不可压缩流动问题的可行性和所用出口边界条件的无反射特性。特别的,对于圆柱绕流,Re=100时非定常升、阻力系数及漩涡脱落等非定常都得到了较好地模拟,为一进步研究自激振动等更加复杂的非定常流动问题奠定了基础。     

柔性结构气弹效应在流动控制中的应用及进展

柔性结构与空气动力耦合形成的系统呈现出丰富的非定常、非线性流动和结构动力学行为,对其气动弹性效应合理地控制和利用,能够大幅度提高飞机机翼、风力机叶片等结构的气动性能,并使其具有气动自适应能力.本文总结了近年来与气弹效应应用相关的研究进展及存在的问题,具体介绍了薄膜翼型的流动控制特性、柔性壁面减阻技术以及Sinha扰流装置的发展过程、主要成果以及未来发展趋势,着重对相关试验、流–固耦合数值分析、Lagrangian拟序结构动力学等理论分析方法进行总结,展示了气弹效应在流动控制方面的巨大潜力和深远的学术意义,以便更多的研究人员开展该领域的研究工作.     

同轴脉冲形成线的运输振动环境适应性研究

为了准确评估某MV级Tesla型脉冲功率源的运输振动环境适应性水平,针对脉冲功率源中采用悬臂绝缘支撑结构的同轴脉冲形成线,通过仿真和试验结合的方法开展研究。针对叠层结构式内外磁芯,提出一种通过结构元胞等效材料参数和坐标变换的等效建模方法进行有限元建模,通过模态试验修正有限元模型,首次对比研究了绝缘油对形成线的模态频率和阻尼的影响,仿真分析了形成线车载运输典型工况的应力及响应,设计实施了大尺寸形成线等效件振动试验进行验证。通过振动试验发现了形成线结构存在非线性,通过仿真分析和等效件试验验证,同轴脉冲形成线现有结构设计基本满足车载运输振动环境适应性要求。