应用变分法计算三角形截面毛管中的流动

以三角形截面管道中的流动为研究对象,在前人研究的基础上,进一步研究了牛顿流体和幂律流体在截面为三角形毛管中的流动,应用变分方法求出了毛管内速度分布的近似解,并通过对整个毛管进行积分,求出了类似泊肃叶定律的不同毛管内的流量与压差的定量关系.同时,又应用Matlab中的Pdetool工具对不同截面毛管中的层流流动进行了数值求解.变分结果、数值结果与有关文献解析解、数值解进行了对比,又进一步分析了幂律指数和截面形状对综合阻力系数、等效渗透率及流量-压差关系的影响.     

Co-N4大环配合物分子应用于异相电催化CO2还原

利用可再生能源产生的电能催化二氧化碳还原(CO₂RR)是可持续制备碳基化学品的一种潜在途径.电催化剂是实现这个转化的关键,目前还需要深入地研究机理去优化催化剂的设计.M-N₄结构的大环配合物是一类结构明确、性能易调控的分子电催化剂,是研究结构-性能关系的理想平台.其中,金属酞菁在异相电催化CO₂RR中展现出较好的催化性能,受到广泛关注.而其它M-N₄结构大环配合物(如金属卟啉、金属咔咯)在异相电催化CO₂RR中报道较少,且催化性能一般.本文对比研究了酞菁钴(CoPc)、四苯基卟啉钴(CoTPP)和三苯基咔咯钴(CoTPC)三种分子异相电催化CO₂RR的性能,揭示制约金属卟啉和金属咔咯分子应用于异相体系的原因,并提出改进方法.首先采用碳纳米管(CNT)复合的方法对三种分子进行了研究.结果表明,只有CoPc能够与CNT形成性能优异的复合电催化剂,而CoTPP和CoTPC复合电催化剂几乎不具备活性.这是因为这两种分子具有扭曲的苯环导致分子与CNT作用力弱,在复合物里面只有很少的分子锚定在CNT上.本文采用直接滴涂法制备三种分子与CNT物理混合电极,并研究了分子载量对催化性能的影响.结果表明,在1.08×10^-8molcm^-2低分子载量时,CoTPP+CNT和Co TPC+CNT样品基本无活性,它们的电催化活性随着分子载量的提升而显著增加.在5.4×10^-7molcm^-2的高载量时,CoTPC+CNT和CoTPP+CNT样品在-0.67 V(相对可逆氢电极,下同)的电位下分别展现出14.0和7.61 mA cm^-2的CO分电流密度,是1.08×10^-8 molcm^-2载量样品的8.7和7.9倍.这说明对于Co TPP和CoTPC分子,可以通过加大载量来增加与CNT作用几率,从而提高电极活性.然而,基于CoPc制备的样品活性随着CoPc分子载量的增加变化不明显.这是由于在低载量下CoPc分子已经很好地与CNT相互作用,并且CNT上CoPc分子负载量是有限的,继续增大载量只会导致聚集.本文进一步发展一种聚乙烯吡啶(PVP)桥连的办法,提升CoTPP和CoTPC在低载量下的电极活性.聚乙烯链能够通过疏水作用缠绕在CNT上,同时吡啶能够与分子金属中心配位,从而为分子与CNT结合建立桥梁.当分子载量为1.08×10^-8mol cm^-2时,CoTPP+CNT/PVP在-0.67 V电位下展现出85%以上的CO法拉第效率,而且CO分电流密度达到7.84 mA cm^-2,是没有添加PVP对比样CoTPP+CNT的8倍.由此可见,分子与基底的相互作用强度对异相电催化CO₂RR的性能有重要影响.对于与基底相互作用弱的大环配合物分子可以通过大分子载量的滴涂法或引入桥连分子来提高电极性能.这些方法可以拓展到其它分子体系,有助于构建高效的异相分子电催化剂.     

Ti3C2 MXene助催化剂组装的介孔TiO2用以增强光催化甲基橙降解和产氢活性

利用太阳能驱动半导体光催化剂进行光催化降解污染物和产氢被认为是解决环境问题和能源危机最有效的方法之一.在众多的半导体光催化剂中,TiO₂因其优异的化学稳定性、环境友好和成本低等优点,在光催化领域具有不可或缺的作用.介孔TiO₂由于具有独特的介孔结构,更有利于光催化过程中反应物的吸附和传输.然而,单一TiO₂具有较高的光生载流子重组效率和低的光利用率等缺点,导致其光催化活性低.通过负载助催化剂可以增强光吸收、促进光生载流子的分离以及提供更多活性位点,是提高光催化活性的一种有效策略.目前,常用的高效助催化剂主要为贵金属,如Pt,Pd和Au等,但昂贵的价格及稀缺性限制了其在未来的广泛应用.因此,寻找新型的非贵金属助催化剂来提高光催化剂的活性具有重要意义.MXene作为一种新型的二维过渡金属碳化物和/或氮化物,具有丰富的表面亲水性官能团、良好的金属导电性和较高的载流子迁移率等特性,适合用于光催化中作为助催化剂来提高光催化性能.受此启发,本文利用静电自组装策略将介孔TiO₂纳米颗粒均匀地固定在Ti₃C₂MXene助催化剂上,构建了紧密的介孔TiO₂/Ti₃C₂复合材料,并研究其光催化降解甲基橙(MO)和产氢性能.Zeta电位测试结果表明,带有相反表面电荷的介孔TiO₂和Ti₃C₂可以通过静电作用构筑稳定的复合材料.X-射线粉末衍射、拉曼光谱、X-射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜等表征也进一步表明,成功制备了介孔TiO₂/Ti₃C₂复合材料.XPS也证明在复合材料中光生电子从TiO₂转移到Ti₃C₂助催化剂上,表明两者之间具有强相互作用.BET测试结果表明,相比单一的介孔TiO₂,复合材料具有更大的比表面积和孔体积,可提供更多的活性位点,有利于提高光催化活性.紫外-可见漫反射光谱表明,Ti₃C₂助催化剂的引入提高了材料的光吸收能力.荧光光谱、时间分辨荧光光谱、光电流密度和电化学阻抗等测试结果表明,复合材料具有优异的光生载流子分离和转移能力.在光催化性能测试中,最佳Ti₃C₂含量(3wt%)的介孔TiO₂/Ti₃C₂复合材料在40 min内对MO的光催化降解效率可达99.6%,并利用自由基捕获实验和电子自旋共振表征证实了活性物种·O₂-和·OH在光催化降解过程中起主要作用.此外,该复合材料也表现出了较好的产氢性能(218.85μmolg^-1h^-1),约为单一介孔TiO₂的5.6倍,且三次循环后仍保持稳定的产氢效率.综上,MXene族材料可以作为一种高效的非贵金属助催化剂应用于光催化领域.     

柱前衍生/高效液相色谱-荧光检测器测定面粉制品中的偶氮甲酰胺

建立了面粉制品中偶氮甲酰胺(ADA)残留量的丹磺酰氯柱前衍生结合高效液相色谱-荧光检测器的分析方法。面粉制品中的ADA经湿热处理后,转变成氨基脲(SEM),加入丹磺酰氯(DNS-Cl)进行衍生。采用Aglient TC C18(250 mm×4.6 mm,5μm)对衍生产物进行分离,流动相为乙腈-水(65∶35),流速1.0m L/min,柱温30℃,激发波长330 nm,发射波长530 nm,高效液相色谱-荧光检测器检测,外标法定量。偶氮甲酰胺在0.1~50 mg/L范围内具有良好的线性关系,相关系数(r)大于0.998,检出限(LOD)和定量下限(LOQ)分别为0.03 mg/L和0.10 mg/L。在0.1,0.3,1.0 mg/kg 3个加标水平下的平均回收率为78.4%~96.6%,相对标准偏差(RSD,n=6)为7.1%~9.4%。该方法具有简便、快速、灵敏等特点,可用于面粉制品中偶氮甲酰胺的检测。     

缺位类型磷钨酸盐催化的烯烃环氧化反应

主要合成了两种杂多磷钨酸盐环氧化催化剂,分别是由单缺位Keggin类型磷钨酸阴离子或者饱和结构的磷钨酸阴离子与十六烷基三甲基季铵盐阳离子构成,即[n-C16H33N(CH3)3]4Na3PW11O39(PW11)以及[n-C16H33N(CH3)3]3PW12O40(PW12),将其与低毒性的乙酸乙酯、30%的双氧水、烯烃构成催化环氧化反应体系,以环辛烯的环氧化反应为模型反应,着重探讨了PW11与PW12的催化性能产生明显差异的原因,并通过傅里叶变换-红外光谱,核磁共振谱以及催化剂溶解性实验给出了合理的解释.首先,在进行环辛烯的环氧化反应的动力学研究中,我们发现相同的反应条件下,PW11的催化活性明显高于PW12的催化活性,当反应进行至10min,以PW11为催化剂的反应体系,环辛烯的转化率已达到89%,而相应的采用PW12为催化剂的反应体系,环辛烯的转化率仅仅为11%.通过核磁磷谱(31PNMR)表征证明:当PW11和PW12与双氧水反应10min时PW11已降解产生大量的活性物种,而PW12的31PNMR谱并没有显示降解产物的谱峰.溶解性实验则更近一步说明,两个催化剂在双氧水的作用下均可降解形成小分子的物...     

一种基于参数字典的动态数据库设计与管理方法

某武器试验资源库系统中,针对拥有不同参数数据的武器型号入库问题,提出了一种基于参数字典的动态数据库设计方法。该方法通过参数结构表、参数字典表、数值数据表实现动态结构,较好地解决了J2EE平台下SSH2不能通过增加数据表的方式实现动态数据库的问题。在动态数据库的管理中,针对参数字典更新的“少次、大量”的原则,提出并实现了3种参数字典更新模式：参数字典模板导入模式、浏览器端直接输入模式、工作表导入模式。经系统验证,很好地满足了要求。     

新型高能氧化剂的合成方法及性能研究

新型高能氧化剂在固体推进剂中占据较大比重,是提高固体推进剂能量水平的关键材料之一。本文以ADN、HNF、TNAZ及HNFX为例,着重对其合成路线、物理化学、爆轰性能及改性等方面的最新研究进展进行综述,并展望了其在固体推进剂中的发展方向与应用前景。     

演播室AFD信息自动幅型变换的解决方案和可行性调查

高标清同播或高清制作标清播出将会在电视行业持续很长一段时间,为解决幅型变换的问题,电视行业引入了AFD值的概念。但要实现根据AFD值进行自动幅型变换,也并非一帆风顺。本文分析了在演播室直播过程中AFD赋值遇到的问题,分析原因、提出解决方案,并对方案进行了可行性调查。     

基于Avalon总线的SD卡读写控制器的设计

介绍Altera公司提出的SoPC技术,根据SoPC系统Avalon总线规范,设计一种同时包含Master和Slave端口的SD卡读写控制器,无需CPU的干预,并且支持中断,大大提高了SD卡的读/写速度。该设计的核心部分为SD卡读/写时序控制以及Avalon-MM总线与NiosⅡ的接口部分。该控制器在友晶科技DE2开发平台上验证通过,实现了大数据量的快速存取,满足了一般消费类电子需求,具有较大的应用前景。