Breaking Mass Transport Limitations by Iodized Polyacrylonitrile Anodes for Extremely Fast-Charging Lithium-Ion Batteries

The fast-charging capability of rechargeable batteries is greatly limited by the sluggish ion transport kinetics in anode materials. Here we develop an iodized polyacrylonitrile (I-PAN) anode that can boost the bulk/interphase lithium (Li)-ion diffusion kinetics and accelerate Li-ion desolvation process to realize high-performance fast-charging Li-ion batteries. The iodine immobilized in I-PAN framework expands ion transport channels, compresses the electric double layer, and changes the inner Helmholtz plane to form LiF/LiI-rich solid electrolyte interphase layer. The dissolved iodine ions in the electrolyte self-induced by the interfacial nucleophilic substitution of PF₆⁻ not only promote the Li-ion desolvation process, but also reuse the plated/dead Li formed on the anode under fast-charging conditions. Consequently, the I-PAN anode exhibits a high capacity of 228.5 mAh g⁻¹ (39 % of capacity at 0.5 A g⁻¹ delivered in 18 seconds) and negligible capacity decay for 10000 cycles at 20 A g⁻¹. The I-PAN||LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ full cell shows excellent fast-charging performance with attractive capacities and negligible capacity decay for 1000 cycles at extremely high rates of 5 C and 10 C (1 C=180 mA g⁻¹). We also demonstrate high-performance fast-charging sodium-ion batteries using I-PAN anodes.     

大库容量指纹自动识别系统中的优化模型与算法

生物学研究表明,指纹在胎儿时期发育形成,并且其脊线结构在人的一生中从不改变,除非当指尖处深度擦伤之类的事故发生而导致指纹损伤.指纹的这种特性使得指纹作为生物特征进行身份认证非常有吸引力.指纹自动识别系统包括指纹图像的获取和存储、指纹图像数据的再表达和特征提取、指纹分类和索引、指纹匹配等模块.针对大库容量指纹自动识别系统各个模块中的一些关键技术,建立了最优化模型,设计了快速准确的求解算法,使得指纹自动识别系统的各项指标均能够达到国际先进水平,并应用到我国一些省市和公安部刑侦领域指纹自动识别系统中.     

不同集流方式下对称双阴极固体氧化物燃料电池的电-化-热-力数值模拟及失效分析

 本文围绕新型对称双阴极固体氧化物燃料电池电堆单元在不同集流位置下热应力分布情况和优化集流方式,建立了一个基于电-化-热-力多场耦合理论的三维SOFC 电堆单元数值模型．引入固体力学热-力学理论,结合Weibull 失效概率分析方法,讨论了不同集流方式对SOFC 内部应力分布及失效的影响．研究结果表明,双侧阴极同时开展电子集流方式下的电解质平均电流密度比单侧单一集流方式下高,改变阳极集流位置会改变电极高温区的分布;SOFC 电堆单元上电极结构处的最大主应力明显大于其他组件上的最大主应力;阳极集流位置设置在阳极气体入口处时电极结构上的最大主应力和失效概率大于集流位置设置在阳极气体出口处的最大主应力和失效概率．     

Hydrazone-Linked Heptazine Polymeric Carbon Nitrides for Synergistic Visible-Light-Driven Catalysis

Heptazine-based conjugated polymeric carbon nitrides (PCNs) are promising metal-free photocatalysts, yet their synthesis is challenging due to the electron-deficiency and insolubility of heptazine units. Indeed, heptazine-containing polymers have only been prepared through nucleophilic substitution with amines by using toxic cyameluric chloride as the starting material. Herein, we report the novel and environmentally friendly method for preparing heptazine-based mesoporous PCNs with hydrazone links formed through a simple Schiff base condensation of melem-NH₂ and aldehydes. Unlike cyameluric chloride, melem-NH₂ is non-toxic, stable, and can be readily obtained from melem and hydrazine in solution. We demonstrate that the hydrazone linkages and the heptazine units synergistically enhance the photocatalytic activity of PCNs in visible-light-driven aerobic oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde. In particular, the polymer constructed from melem-NH₂ and p-phthalaldehyde shows 17 times more activity than graphitic carbon nitride (g-C₃N₄).     

纳秒脉冲放电处理有机染料废水的实验研究

随着印染行业的快速发展,印染废水的排放与日俱增。由于废水中的有机物具有成分复杂、难以降解的特点,若未经有效处理直接排放,会对生态环境造成严重的污染和危害。试验设计了一种多针-网式反应器循环处理有机组分为酸性红73(AR73)的模拟废水,其采用自行设计的基于TLT(Transmission Line Transformer)的高压重频纳秒脉冲电源驱动。电源可以产生峰值电压为50 kV,脉宽40 ns,上升沿20 ns的纳秒脉冲信号,工作频率可达500 Hz。试验考察了峰值电压、放电频率、染料初始质量浓度及作用时间等因素对AR73降解效果的影响。为评价处理效果,采用紫外分光光度法分别测量了废水中剩余染料浓度、过氧化氢浓度等指标。结果表明,在初始浓度30 mg/L,循环流量3.4 L/min,放电间距30 mm,峰值电压44.26 kV,放电频率200 Hz条件下处理30 min,AR73降解率可以达到83.20%,单次脉冲注入能量为11.73 mJ,过氧化氢浓度为47.36μmol/L,反应器脱色能效(G50)可以达到31.07 g·kW^-1·h^-1。增大放电电压可以进一步提高AR73降解率,溶液中活性物质浓度提高,但是能量效率有所下降。     

还原氧化石墨烯修饰泡沫镍原位负载MnO2对H2O2电还原反应催化性能的研究

采用两步易操作的水热法制备了还原氧化石墨烯（rGO）修饰泡沫镍（Ni foam）基体原位负载MnO₂纳米片（MnO₂/rGO@Ni foam）催化剂电极.通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对电极的微观形貌和组成进行了表征.利用循环伏安法和计时电流法对电极对H₂O₂电还原反应的催化性能进行了系统的测试.根据测试结果得知,电极在3 mol/L NaOH和1 mol/L H₂O₂溶液中表现出最佳的催化性能.在该溶液中,当电位为－0.8V时,H₂O₂电还原反应的电流密度可以达到240 mA/cm²,高于同等条件下MnO₂直接生长在Ni foam上的电流密度180mA/cm².通过不同温度下的极化曲线计算出了在该电极上H₂O₂电还原反应所需的活化能大小为21.53 kJ/mol,明显低于文献中报道的数值.对比实验结果表明rGO的加入显著地改善了MnO₂催化剂的催化性能与稳定性.     

化学发光淬灭测定磺胺甲基异噁唑(SMZ)的研究

复方新诺明系磺胺甲基异噁唑(Sulfamethoxazole,简称SMZ)和甲氧苄氨嘧啶(Trime-thoprim,简称TMP)的复方制剂,用于抗脑膜炎球菌、肺炎球菌、溶血性链球菌及革蓝氏阴性杆菌,为临床广泛使用的磺胺类抗菌药物之一。药典规定用永停滴定法,重氮化外指示剂法进行含量测定。文献报道也有用三波长分光光度法、双波长法、吸收度比值法,核磁共振法等。本文根据SMZ的结构     

环境及遗传因素对温州地区绝经女性骨质疏松影响的研究

为探讨温州地区绝经后女性骨质疏松症（Postmenopausal osteoporosis,PMOP）与雌激素受体基因（Estrogen receptor,ERa）多态性及相关因素的关联性,将203例观察对象按骨质疏松症诊断标准分为骨量正常组、骨量减少组与PMOP组,分别检测各组观察对象的腰椎L1~4正位骨密度、PvuⅡ、XbaⅠ基因型并调查其膳食行为与运动习惯等项目。结果显示：（1）年龄越大、文化程度越低、身材矮小及BMI低者、妊娠次数越多、产次越多者易罹患PMOP;经常饮用牛奶、豆浆、茶,经常食用水产品、豆类、肉类、蛋类、水果、坚果及每月运动次数较多者与高骨密度有关;在校正年龄、文化程度、BMI等干扰因素之后,饮茶、食用水果、坚果类的次数与BMD呈正相关。（2）该研究未发现PvuⅡ与XbaⅠ基因型与PMOP间有关联。提示该地区膳食行为、环境因素与PMOP关系密切,但雌激素受体α多态性与骨密度间关系尚不明确,其对骨质疏松的预测价值尚待深入研究。