压缩CO2中Co-N-C催化3-硝基苯乙烯选择性加氢反应动力学及相行为

对于苯环上含有各种可还原基团(如–C=C,–CN,–C≡C)的硝基芳烃,通过选择性加氢来制备芳香胺类化合物依然充满挑战.负载型纳米催化剂通常存在过度加氢的缺陷,虽然通过覆盖部分金属位点等方法可改善其选择性,但多是以牺牲催化活性为代价.得益于较高的原子利用率以及孤立的活性位结构,单原子催化剂在硝基芳烃选择性加氢反应中崭露头角.例如Pt1/FeOx单原子催化剂在3-硝基苯乙烯加氢反应中对目标产物的选择性高于99％,且转化频率(TOF)是Pt纳米催化剂的20倍以上.然而,已报道的单原子催化体系中,活性组分多为Pt族贵金属,且以有机溶剂为反应介质,不符合绿色化学理念.本文以环境友好型溶剂——压缩CO2为反应介质,以氮掺杂碳负载非贵金属Co单原子(Co-N-C)为催化剂,实现了3-硝基苯乙烯的选择性加氢,且反应体系中无任何有机溶剂和助剂.在温和(60 oC,3 MPa H2(RT),总压8.1 MPa)的反应条件下,3-硝基苯乙烯可完全转化,目标产物3-乙烯基苯胺的选择性达到>99％,且产物可通过简单卸压直接分离.Co-N-C单原子催化剂表现出较高的稳定性,循环使用4次以后活性并无明显降低.HAADF-STEM表征发现反应后的催化剂中,Co仍然呈单原子分散.研究发现,通过改变CO2压力(即CO2相行为)可调变H2在其中的溶解度以及在加氢反应中的反应级数,进而调变反应速率.通常认为,催化活性会随CO2压力增大呈线性增加,而本文中转化率却随CO2压力增加呈现"倒V型"曲线关系,即当体系总压为8.1 MPa(PCO2=5.0 MPa)时,转化率达到最大值(100％),而升高或降低CO2压力均会显著降低催化活性.为解释"倒V型"曲线的成因,通过含可视窗的高压釜研究了3-硝基苯乙烯/CO2/H2三元体系的相行为.发现当总压为13.4 MPa时,体系为均匀的一相(即3-硝基苯乙烯完全溶解在CO2中);而当总压为8.1 MPa时,却形成了气-液两相.用激光笔照射高压釜上部的气相时,出现了明显的丁达尔现象,说明其中溶解有少量的3-硝基苯乙烯,呈胶体分散;底部为CO2膨胀的3-硝基苯乙烯液相,且该膨胀行为通过硝基苯-CO2二元相行为研究得到证实(即在一定CO2压力下,6 mL硝基苯可被CO2膨胀至充满整个高压釜(容积为29.3 mL)).动力学研究发现,在不含CO2以及总压为11.2 MPa时,H2的反应级数为～0.5;而当总压为8.1 MPa(CO2压力为5.0 MPa)时,H2的级数降为0,说明该压力下H2的溶解度显著增加.通过Peng-Robinson方程计算了不同CO2压力下H2的溶解度,发现H2溶解度与CO2压力也呈"倒V型"曲线关系,且最高点对应的CO2压力与上述转化率-PCO2曲线一致.因此,当总压为8.1 MPa,CO2分压为5.0 MPa时形成了CO2膨胀的3-硝基苯乙烯液体,溶解入该膨胀液体的CO2促进了H2的溶解,进而使H2的反应级数降为0,从而促进了加氢反应的进行.综上,本文以压缩CO2为溶剂,以非贵金属基Co-N-C为催化剂,发展了一种3-硝基苯乙烯绿色选择性加氢途径.同时发现,改变CO2压力可调变反应体系的相行为及反应动力学行为,进而调变催化性能.该研究结果可为调变压缩CO2介质中进行的其它催化转化反应性能提供借鉴.     

新型变步长扰动观察法在光伏发电系统中的应用

光伏阵列最大功率跟踪技术（MPPT）中常用的扰动观察法（P&Q）在光伏发电系统达到稳态时,存在输出功率在最大功率点附近震荡运行。为减少输出功率震荡问题,现引入一种新型变步长扰动观察法作为最大功率跟踪控制算法,该算法可以有效减少系统动态误差。利用Matlab/Simulink仿真软件建立了基于Boost电路的光伏发电系统仿真模型,详细阐述了扰动观察法的优缺点,进而采用新型变步长扰动观察法对最大功率跟踪技术进行仿真验证。新型变步长扰动观察法通过设置功率阈值与门限斜率双重判定的方式改变扰动步长,从而达到减缓光伏发电系统达到最大功率点时的功率往复震荡现象。通过仿真比较,该改进算法在提高系统跟踪速率的基础上,有效减缓了系统达到最大功率点时存在的震荡现象,提高了系统的跟踪效率和稳定性。     

三维光子集成芯片的进展与挑战（特邀）

以光子为信息传输媒介的光子集成芯片,具有高带宽、高速率、高灵敏度等优点,在光通信、光互联、光学传感等领域得到了广泛的研究与应用。为了进一步提高光子集成芯片的集成度、扩展光子集成芯片的功能,在原本二维平面的光子集成芯片的基础上,通过晶圆键合、气相沉积、磁控溅射等方法,制备三维集成光子芯片。利用多层堆叠的方式,使光子集成芯片在厚度上进行拓展,在紧凑的尺寸上,实现大规模集成光子芯片的制备。本文介绍了几种三维光子集成芯片的材料平台与制备工艺,包括单晶硅（c-Si）键合、SiN-on-SOI、非晶硅（a-Si）沉积、多晶硅（p-Si）沉积和聚合物三维光子集成芯片制造平台,结合关键器件与在光互连、光通信、激光雷达等领域的应用,介绍了不同工艺平台的发展现状与挑战。     

对电信业务创新的几点思考

阐述了业务创新是企业发展的需要,从管理的角度提出了电信业务创新应关注的问题,以及中国铁通黑龙江分公司在业务创新方面应采取的具体措施.     

基于近红外光谱智能反演的三羟甲基丙烷合成过程在线监测

本文发展了近红外光谱技术的智能反演方法,建立三羟甲基丙烷(TMP)生产过程中产品及其副产物的定量分析模型,实现其产物及其副产物含量的快速检测,同时定量监测TMP的工艺合成过程,构建TMP合成过程的在线监控系统.首先采用气相色谱法测定TMP合成过程中产品及其副产物含量,然后采集大量样品的近红外光谱图,最后调用TQ Analyst软件的偏最小二乘回归法(PLS)建立产品TMP、副产物双三羟甲基丙烷、2-乙基-2-己烯醛、2-乙基丙烯醛的4种智能预测模型.结果表明,所建立的TMP、双三羟甲基丙烷、2-乙基-2-己烯醛、2-乙基丙烯醛的4种定量分析模型的校正均方根误差(RMSEC)分别为0.744、0.300、1.500、1.280,相关系数(R)分别为0.9868、0.9840、0.9945、0.9113;预测均方根误差(RMSEP)分别为1.290、0.588、1.440、1.180, R分别为0.9797、0.9209、0.9960、0.9323.最终证实了所建立的TMP合成过程中产品及其副产物的近红外智能反演模型具有较好的预测精度与预测稳定性,可用于三羟甲基丙烷的合成过程的在线监测.     

基于TCAM的包分类算法研究综述

包分类技术作为网络交换业务的核心技术,在保证网络的高带宽和低延迟方面发挥着重要作用。在核心网与承载网领域,高性能网络对交换、路由、QoS(Quality of Service)等业务提出了更高的要求。目前高端交换芯片的主流技术仍以基于硬件的包分类算法为主,其中又以TCAM技术的应用最为成熟。本文分析了当前TCAM算法应用现状和研究进展,系统性地介绍了TCAM中的范围匹配和多匹配两大核心问题及其解决方案,对比阐述了现有算法的优点和缺点,最后给出了未来TCAM包分类算法的研究趋势。     

低信噪比下脉冲重复周期渐变波形的相推测速实现

相推测速技术可以实现相位量级的测量精度,但是其存在准确提取相位和解相位模糊两大难点.本文提出了针对低信噪比条件下脉冲重复周期渐变波形的相推测速实现方法.首先,建立了考虑脉冲重复周期渐变波形的回波模型;然后介绍了基于包络测速解相位模糊的相推测速模型;进而为了提高相推测速在低信噪比条件下的适用性,分别提出了回波相位提取值修...     

伯努利方程对流体力学理论建立的历史贡献

著名的理想流体定常流动的能量方程即伯努利方程,自建立以来在流体力学领域中贡献卓著。本文依据伯努利方程的建立内涵,阐述了其在流体静力学、定常孔口出流、皮托管测速、文丘里管流量和翼型绕流等具体流动中的成功应用。同时,进一步说明了由伯努利方程建立提出的局部跟随流体质点的建模思想,被欧拉概括为描述流体运动的流场法,是建立欧拉方程组和N–S方程组的基本依据,也为后来湍流理论、边界层理论、气动噪声等理论的建立奠定了基础。     

毛细管电泳药物筛选方法与技术

毛细管电泳（CE）在新药研发领域显示着重要的应用前景。CE使用水溶液介质作为实验体系,保证了药物筛选在类似于生命介质的环境中进行,优于其他传统体外仪器筛选方法。除了维持被筛选分子和作用对象的生物活性外,CE筛选过程着重突出配体与受体之间的相互作用。毛细管电泳药物筛选瞄准与药理学理论相关的重要参数,如结合常数K_b 、结合速率常数K_on 和解离速率常数K_off ,有利于模拟并预测机体内靶标与药物之间的相互作用过程。该文回顾了毛细管电泳进行药物筛选的历史,评述了毛细管电泳药物筛选方法所依据的理论和相对成熟的各种常用方法,并抽取了部分典型实例以及相关技术进行说明,对以亲和毛细管电泳、动力学毛细管电泳为手段的药物筛选方法进行了介绍,包括分子和细胞层次的药物筛选,以及针对不同类型的候选药物的研究工作都有提及。毛细管电泳与多种技术的联用,包括与质谱以及化学发光等联用发挥了更大的效能。联用方法还应用于中药有效成分的筛选。毛细管电泳在DNA编码化合物库筛选中将有良好应用前景。馏分收集的发展为筛选药物提供了广阔前景,它配合指数富集配体系统进化技术为毛细管电泳药物筛选提供了更多可能。总之,毛细管电泳多样可选的药物筛选方法和技术将为新概念的药物筛选与药物评价提供有力支撑。     

温和条件下混合碱辅助水热合成硅酸镁纳米管

在混和碱的辅助下, 以普通氢氧化镁和二氧化硅粉末为原料在温和条件下高效合成硅酸镁纳米管。采用XRD, TEM, FTIR, 氮气吸附等多种手段对产物进行了表征, 并对其合成过程进行了研究。结果表明氢氧化钠和氢氧化钾的共融液能提高反应物间的溶解性, 促进反应可以在温和条件下加快进行。250℃下合成硅酸镁纳米管, 传统水热法至少需要7 d, 混合辅助水热合成只需36 h。与传统的水热法相比, 混和碱辅助的水热法是一种温和且高效的过程。