从废水到新能源:光催化燃料电池的优化与应用

随着经济的飞速发展,社会对能源的需求日益扩大,对工业废水的无害化处理也提出了更高的要求。光催化燃料电池 (photocatalytic fuel cell, PFC) 在燃料电池中引入半导体光催化材料作为电极,实现了有机污染物高效降解和同步对外产电的双重功能,在废水无害化与资源化利用方面具有潜在的应用价值。半导体光催化电极是PFC系统高效运行的核心组件,增强其可见光响应和光生载流子分离是提高PFC性能的关键策略。反应器结构设计和运行参数优化也有利于改善PFC性能。本文从PFC基本原理和应用入手,综述了PFC在环境污染物资源化处理中的研究进展,并详细阐述了提高PFC的污染控制性能和产电效率的优化手段,为进一步设计高效稳定的PFC系统并实现其在水污染控制和清洁能源生产中的应用提供理论指导。     

水下多级微结构液气界面的稳定性和可恢复性研究

微结构表面浸没水下所形成的液气界面对减阻等应用具有重要意义.液气界面的稳定存在是结构功能表面发挥作用的前提.因此,如何增强液气界面的稳定性以抵抗浸润转变过程,以及在液气界面失稳之后,如何实现去浸润过程以提高液气界面的可恢复性能,均具有重要的科学研究意义和实际应用价值,也是国内外研究关注的热点问题.本文针对具有多级微结构的固体表面,研究其在浸没水下后形成的液气界面的稳定性和可恢复性.通过激光扫描共聚焦显微镜对不同压强下液气界面的失稳过程和降压后的恢复过程进行原位观察,实验结果和基于最小自由能原理的理论分析相吻合.本文揭示了多级微结构抵抗浸润转变以及提高液气界面可恢复性能的机理:侧壁上的次级结构(纳米颗粒、多层翅片)通过增加液气界面在壁面的表观前进接触角增强了液气界面的稳定性;底面的次级结构(纳米颗粒和封闭式次级结构)可以维持纳米尺寸气核的存在,有利于水中溶解气体向微结构内扩散,最终使液气界面恢复.本文的研究为通过设计多级微结构表面来获得具有较强稳定性和可恢复性的液气界面提供了思路.     

高维量子可积系统的精确解

量子多体问题或量子场论中有一类模型是可以精确求解的,这类模型称作量子可积模型.量子可积模型的主要特征是:系统的守恒量数目与系统自由度的数目相同(对于具有无限自由度的系统,守恒量的数目亦为无限),从而使系统的本征态、本征能谱及热力学量都可精确求得.自从1931年Bethe～[1]首次求得一维Heisenberg链的精确解后,许多一维量子多体物理模型或(1+1)维(一维空间加一维时间)量子场论模型都获得了精确解.这些精确解曾对于人们理解许多物理现象(如稀磁合金中的Kondo效应)起到了极为重要的作用.如何将这方面的理论推广到高维空间,即寻找并精…     

边剖分、点扩张与图的最大亏格的可约性

设γM（G）是连通图G=（V，E）的最大亏格，记EM^-（G）={e∈E(G)|G\e连通，且γM（G\e）=γM（G）}。若EM^-(G)≠0，则称G是γ（G）-可约的；否则称G是γM（G）-不可约的。本文证明了边的剖分不改变图的最大亏格可约性，点的扩张不改变上可嵌入图的最大亏格可约性；并给出了两类满足EM^-（G）=E（G）的非4-边连通图。     

西部开发中能源配置模型的研究

开发西部丰富的能源资源,解决东部地区能源紧缺的矛盾,是东西部经济合作、优势互补、东西联动双赢战略研究的一项重要课题.在国家投资主体和市场经济条件下,以能源消费效益最大为目标,建立了基于边际效益均衡的能源空间配置优化模型;兼顾经济效益与环境效益的能源部门配置优化模型.结果显示,各地区、部门要获得更多的能源,就必须提高能源的使用效率,提高能源消费的边际效益,降低污染排放水平.     

氦原子与非对称替代氢分子碰撞(E=0.3eV)角分布计算

用密耦方法计算了非对称同位素替代分子与氦原子碰撞(He-HD,HT,DT)转动激发,当入射能量E=0.3 eV时,得到了上述碰撞体系的微分散射截面或角分布.基于上述理论计算,讨论了原子与双原子分子碰撞的同位素效应.     

可集成量子计算中的非近邻相互作用

我们研究一维自旋1／2链中的非近邻相互作用的影响。和近邻相互作用相比，非近邻的相互作用强度一般会较弱，因而在以前的许多方案中，这种长程的相互作用被忽略了。本文首先估计由被忽略的非近邻相互作用所引起的量子逻辑门的误差。我们得到的结果是，这项误差不仅和非近邻相互作用的强度有关，更依赖于一维自旋链所包含的粒子数，忽略非近邻相互作用有可能会对可集成量子计算造成影响。我们进一步研究如何消除或者压缩这种长程的相互作用所造成的影响。我们提出了一个量子计算方案。在这种方案中，次近邻的相互作用的影响被完全消除，从而我们可以使量子逻辑门的精度得以提高。我们也讨论了这种方案在超导量子计算体系里面的物理实现问题。     

浅析二阶齐次线性变系数微分方程的一个可积类型

本文讨论了二阶齐次线性变系数微分方程的特殊形式，给出了这种微分方程的一个可积类型．     

新可调谐超短脉冲OPA——OPerA-TOPAS-White

Coherent（相干）公司（www．coherent．com．cn）推出新的非共线光参量放大器（NOPA）OPerA^TMTM-TOPAS-White，可以从紫外到近红外连续调谐．即使采用脉冲宽度超过100fs的钛宝石超快放大器泵浦，非共线设计使OPerA-TOPAS-White仍然能够输出25fs以下的超短激光脉冲．相比之下，采用传统OPA获得超短脉冲需要更复杂而且更昂贵的超短卖出放大器系统泵浦．