钌锡比对Ru-Ir-Sn氧化物阳极涂层性能的影响

应用溶胶凝胶法制备了不同钌锡摩尔比氧化物阳极涂层.SEM,EDX,强化电解寿命,循环伏安和电化学阻抗等测试表明,钌锡摩尔比对阳极涂层的表面形貌以及电化学性能有很大影响.随着钌含量的增加涂层的强化电解寿命呈先增加后降低变化,析氯电位呈先降低后增加;电流效率呈先增加后降低,与其对应的循环伏安电量以及双电层电容值亦呈先增加后减小变化.     

SO2在Fe2O3颗粒表面不同温度下非均相反应的实验模拟

使用漫反射Fourier变换红外光谱(DFTIRS)、离子色谱(IC)及透射电子显微镜(TEM)对不同温度条件下SO2在α-Fe2O3颗粒表面的非均相反应过程进行实验模拟和监测,并分析了反应剧烈波段(8.7μm)的产物硫酸盐以及颗粒吸收和后向散射光学系数的变化.结果表明,在15-45℃内,硫酸盐生成量、生成速率以及吸收系数、后向散射系数都随反应温度的升高而呈现先增加后减少的趋势;同一反应温度下,硫酸盐生成速率随时间呈现先增大后减小,最后逐渐趋于稳定的演变;光学系数变化与硫酸盐生成量之间存在较好的指数关系.在当前全球气候变暖背景下,研究结果将对深入了解真实大气中SO2与矿尘非均相反应造成的气溶胶光学特性演变,以及定量评估其辐射强迫影响具有一定意义.     

一种微型FAIMS传感器芯片的研制

基于微机电系统(MEMS)技术,研制了一种微型高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)传感器芯片.芯片尺寸为18.8mm×12.4mm×1.2mm,由离子化区、迁移区、离子检测区组成.采用真空紫外灯离子源在大气压环境下对样品进行离子化,经过离子化区中聚焦电极的电场作用,实现离子在进入迁移区之前的聚焦,提高离子信号的强度.通过在上下玻璃上溅射Au/Cr(300nm/30nm)金属,并与厚度为200μm、采用感应耦合等离子体(ICP)工艺刻蚀的硅片键合,形成迁移区的矩形通道,尺寸为10mm×5mm×0.2mm.离子检测区为三排直径200μm、间距100μm交错排列的圆柱阵列式微法拉第筒,能同时检测正负离子.采用频率为2MHz,最大电压为364V,占空比为30%的高场非对称方波电压进行FAIMS芯片实验.以丙酮和甲苯为实验样品,载气流速80L·h-1,补偿电压从-10V到3V以0.1V的步长进行扫描,得到了丙酮和甲苯的FAIMS谱图,验证了FAIMS芯片的性能.丙酮和甲苯的FAIMS-MS实验进一步表明FAIMS系统实现了离子分离和过滤功能.     

氧化石墨烯表面生长铕配合物纳米晶及其荧光性能研究

本文利用π-π堆积的方式在氧化石墨烯(GO)表面生长了Eu(Ⅲ)配合物纳米晶。傅立叶变换红外光谱(FTIR),透射电子显微镜(TEM),X-射线衍射(XRD)的表征证明,Eu(Ⅲ)配合物纳米晶成功地生长在氧化石墨烯表面。荧光光谱分析证明,复合材料具有一定的荧光性能,其中Eu³⁺的猝灭浓度为18wt%。热重分析显示,复合材料的热稳定性也比纯配合物有了明显的提高。     

双－苯并噻唑非环冠醚的合成与表征

2-巯基苯并噻唑(MBT)与二溴缩甘醇在碳酸钾存在下发生S-烷基化反应生成双－苯并噻唑非环冠醚化合物1～4,并通过元素分析、IR、NMR(^1H,^13C)、MS波谱进行结构表征。     

吉西他滨类似物的设计、合成及体外抗肿瘤活性

吉西他滨是临床一线治疗恶性肿瘤的药物,但其4-位氨基(N4)易与脱氧胞苷脱氨酶(CDA)作用而失活,导致代谢稳定性差,严重影响了临床治疗效果。以吉西他滨为起始原料,经3步反应合成了N4保护的脂溶性吉西他滨衍生物(3a和3b),其结构经1H NMR,13C NMR和HR-MS(ESI)表征。体外活性测试结果显示:化合物3a对多种肿瘤细胞的抗增殖作用均强于临床药物吉西他滨(P<0.05)。酶稳定性实验结果表明:3a几乎不受CDA影响,代谢稳定性显著高于原药吉西他滨。     

高分散Fe-N-C氧还原反应电催化剂及其在直接甲醇燃料电池中的应用

氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属空气电池等洁净发电装置中阴极的主要反应,该反应动力学过程慢,电化学极化严重. Pt基电催化剂具有较好的ORR活性,然而Pt资源有限、价格昂贵,研制高活性、低成本的代Pt电催化剂意义重大.经过几十年的探索,研究者发现将含有C, N和Fe等元素的前体进行高温热处理得到的Fe-N-C电催化剂对ORR具有良好的活性,然而在高温热解过程中Fe容易发生聚集而形成大块颗粒,导致Fe的利用率不高,影响了电催化剂的ORR活性.
　　本文分别以聚吡咯和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)为C和N的前驱体,利用高温热解形成的富含微孔的碳材料对铁前体的吸附及锚定作用,获得了一种Fe高度分散的Fe-N-C电催化剂.采用物理吸脱附技术、高分辨透射电镜(HRTEM)和扫描电镜对Fe-N-C及其制备过程中相关电催化剂的孔结构及表面形貌进行了表征.结果表明,在第一步热解过程中, EDTA-2Na的Na对碳材料起到了活化作用,形成富含微孔的N掺杂碳材料(N-C-1),其BET比表面积达到1227 m2/g,孔径约1.1 nm.在第二步热解过程中, N-C-1有效地抑制了Fe的聚集,产物Fe-N-C中的Fe元素均匀地分布在碳材料中,其比表面积高达1501 m2/g.
　　电化学测试结果表明,在碱性介质(0.1 mol/L NaOH)中, Fe-N-C电催化剂对ORR具有良好的催化活性, ORR起始电位(Eo)为1.08 V (vs. RHE),半波电位(E1/2)0.88 V,电子转移数n接近4, H2O2产率<3%,与商品20%Pt/C(Johnson Matthey)接近.电化学加速老化测试结果表明, Fe-N-C的E1/2未发生明显变化,而Pt的负移45 mV,表明Fe-N-C具有很好的稳定性;在酸性介质(0.1 mol/L HClO4)中, Fe-N-C的Eo为0.85 V, E1/2为0.75 V,其E1/2比Pt/C负移约0.15 V,表明在酸性介质中Fe-N-C对ORR的催化活性还有待提高.采用TEM、X射线衍射、X射线光电子能谱以及穆斯堡尔谱等方法研究了电催化剂构效关系.结果表明, Fe-N-C较好的ORR活性主要来自于高分散的Fe-N4结构,此外, N(吡啶N和石墨N)掺杂的C也对反应具有一定的催化活性.
　　与Pt/C相比, Fe-N-C电催化剂具有很好的耐甲醇性能.本文对比了Fe-N-C和Pt/C作为阴极催化剂的直接醇类燃料电池(DMFC)性能,采用质子交换膜的DMFC最大功率密度分别为47(Fe-N-C)和79 mW/cm2(Pt/C),而采用碱性电解质膜的则分别为33(Fe-N-C)和8 mW/cm2(Pt/C).结合半电池结果表明, Fe-N-C电催化剂在碱性介质中具有比Pt更为优秀的催化活性和稳定性,有望用作DMFC阴极代Pt催化剂.     

斜波压缩下HMX晶体的弹塑性行为

开展了（010）、（011）晶向HMX晶体的斜波压缩实验,获得了约15 GPa压力下的速度响应剖面。实验结果表明,HMX单晶存在明显弹塑性转变行为,且速度波形有下降趋势,这是材料的黏性效应导致,材料的弹性极限随着样品厚度增加而变化,不同晶向的材料动力学特性存在差异。结合Hobenemser-Prager黏弹塑性本构关系和三阶Birch-Murnaghan物态方程开展了HMX晶体斜波压缩物理过程的数值模拟,计算结果可以很好地描述HMX晶体的弹塑性转变这一物理过程。     

激光烧蚀下不同颗粒度Al-teflon的反应行为

为研究不同颗粒度对Al-teflon反应行为的影响,以颗粒度25μm、1μm和20～200 nm的Al粉和微米级Teflon粉混合制备的反应材料为研究对象,基于脉冲激光烧蚀实验,结合ICCD相机和光谱仪对反应过程中的自发光成像和发射光谱进行瞬态观测。研究结果表明,Al-teflon反应材料在激光烧蚀下的反应行为体现出典型的二次反应特征,具有持续燃烧特征和明显的后燃效应,也具有较长的能量释放时间;同时,其反应行为与Al粉颗粒度密切相关:初始阶段,反应随Al粉颗粒度的降低加剧,随着反应的进行,纳米级Al粉对应的反应材料后续反应能力逐渐下降,反应强度和反应时间都小于1μm铝粉对应的反应材料。     

改进的XGBoost杂散电流预测及可解释模型

为了解决影响地铁轨道的杂散电流特征众多,常规特征选择方法影响模型预测精度及模型结果可解释性差的问题,提出基于最优特征改进极端梯度提升（XGBoost）的杂散电流预测模型。利用遗传算法的灵活性和较强的搜索能力,在包含原始V个特征的集合中逐代寻找使目标函数均方误差（MSE）最小的前M个特征,建立最优特征选取方法下的杂散电流预测模型（OFS-XGBoost）。同时为了解决OFS-XGBoost模型预测结果较好,但是黑箱模型对预测结果解释性不足的问题,提出基于SHAP理论的归因分析框架,根据杂散电流特征样本的边际贡献,以易于理解的的方式显示特征集合对模型预测结果的影响,提高模型可解释性。结果表明：所提模型的预测误差仅为1.684%,低于相同优化策略下的随机森林、反向传播（BP）神经网络等预测模型;基于SHAP值的归因分析方法可以从全局与个体角度解释输入特征对杂散电流预测结果的影响,在提高模型可解释性的基础上辅助地铁智能化健康管理。