稀土高熵氧化物用于能源和环境催化

随着工业技术的快速发展,能源短缺与环境污染问题日益凸显,对人类生活和社会经济发展造成了严重影响.在这一背景下,加速能源系统转型、积极开发与利用可再生能源变得至关重要,成为当前研究领域的热点.同时,消除环境中的有毒有害物质也具有较高的研究价值,对维护生态平衡和人类健康具有重要意义.催化技术因在去除污染物和能源转换方面具有巨大的应用潜力而备受关注.其中,高熵氧化物因其具有多样可调的晶体结构和丰富的表面活性位点,展现出较好的催化性能,从而备受研究者关注.此外,稀土元素因以其相近的离子半径、独特的电子轨道和可变的氧化态,常被用作高熵氧化物的组成元素.通过引入稀土元素,可以有效改善高熵氧化物的结构和性能.近年来,稀土高熵氧化物在催化应用中取得较多的研究成果,然而却缺少对该方面工作系统全面的综述.本文旨在系统总结稀土高熵氧化物的结构特点、合成方法及其在催化领域的应用,以期为该领域的进一步发展提供有益的参考.本文从结构、合成及应用等方面,对稀土高熵氧化物在催化领域的研究进展进行了总结.首先,详细介绍了钙钛矿型、萤石型和烧绿石型三种类型稀土高熵氧化物的结构特征,并探讨了结构对催化反应过程的重要影响.研究表明,多组分的高熵效应保证了单相固溶体的形成和高温下的催化稳定性,而晶格畸变效应则促进了氧空位等活性位点的形成,进而提升了催化活性.复杂多变的晶体结构导致了离子扩散延迟,这也使得高熵材料在催化过程中具有优异稳定性.此外,揭示了多种元素间的协同作用对催化性能的提升作用.值得一提的是,非等摩尔金属成分也可形成高熵氧化物,为稀土高熵氧化物研究开辟了新的方向.其次,讨论了稀土高熵氧化物的合成方法,主要包括固相反应合成法、喷雾热解法、化学共沉淀法和溶液燃烧法,合成方法的选择和优化对于建立高熵系统至关重要.目前,众多简单快速的合成方法已取代耗时耗力的合成过程,为稀土高熵氧化物的制备提供了便利.最后,重点概述了稀土高熵氧化物在电催化、热催化和光催化中的应用进展,并详细介绍了多元素可调材料对反应活性的影响.同时,指出了稀土高熵氧化物未来发展所面临的挑战,并提出了相应的应对策略,以期为高熵系统的理论研究提供有力支撑.综上,稀土高熵氧化物因其复杂结构而展现出丰富的潜在催化反应性能,具有巨大的应用潜力.未来研究可以加强开发设计、精准调控结构以及深入分析反应机理,从而提升高熵氧化物的催化性能.希望本文能够为稀土高熵氧化物催化体系研究提供有益的参考.

Fe促进的Pt@CeO_(2)催化剂用于CO_(2)加氢制C_(1)产品

在Pt@CeO_(2)核壳纳米球表面引入过渡金属助剂,探究了不同过渡金属的引入对其CO_(2)加氢性能的影响.研究结果表明,Fe物种的引入对加氢性能的提升效果最佳,液体C_(1)产率达到6.34×10^(-2) mmol·g^(-1)_(cat.)·h^(-1).透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N_(2)吸附-脱附实验、CO_(2)程序升温脱附(CO_(2)-TPD)和H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)等表征结果表明,Fe物种在Pt@CeO_(2)表面均匀分散,且Fe的存在降低了Pt物种的电荷密度,产生了更多的Pt^(2+)物种,提高了产物中甲醇的选择性.此外,Fe的存在还促进了更多氧空位(O_(v))的形成,进而促进了对CO_(2)的吸附及后续的加氢反应,提高了催化活性.

物以“硒”为贵,人倚“硒”为福

硒元素(Se)的发现到现在已有两百多年的历史,从最初的茫然未知到现今的新兴关键金属、生命火种和人类健康保护神,硒元素在新能源、新材料等领域的应用方兴未艾,正成为人们追求健康生活的新宠。硒的应用已今非“硒”比,富硒之地谋定无限“硒”望。

复杂地质条件下超深竖井的渗控措施及效果分析

富水区复杂地质条件下超深竖井工程施工期安全风险大,合理的渗控措施对保障超深竖井基坑施工期安全至关重要。以深圳市罗田水库—铁岗水库隧道工程超深竖井为例,通过构建超深竖井基坑三维渗流有限元模型,揭示了基坑开挖过程中断层破碎带和地连墙完整性等因素对渗流场的影响规律,并评估了竖井渗漏量及其渗透稳定性等。结果表明:①如不设地连墙,竖井开挖到底时渗流量高达4018m^(3)/d,且对周边区域地下水有明显影响,影响范围大于100 m。②设置高喷式地连墙的渗控效果显著,分步开挖过程中覆盖层没有渗透稳定问题,浇筑底板后渗漏量可降至10m^(3)/d以下,同时地连墙也起到隔离区域地下水的作用,竖井周边未形成降水漏斗,地下水位基本没有变化。③若地连墙完整性出现问题其渗透系数增大一个量级时,相应的渗漏量可能增大2倍以上。④断层性态对竖井渗漏量也有一定影响,断层充填物渗透系数由10^(-4) cm/s增大至10^(-3)~10^(-2) cm/s,渗漏量将增大12~80倍。对于超深竖井,特别是在地质情况复杂、有断层通过的部位,应高度重视竖井地连墙施工质量,保证墙体接头部位的防渗效果,以满足竖井渗流安全要求。研究成果可为超深竖井基坑渗控设计和施工提供依据。

五轴零件设计与数控加工课程的数字化教学资源建设研究

五轴加工技术作为各国制造业的先进制造手段,也是职业院校数控加工专业的核心技能课程,让学生掌握五轴加工的CAD/CAM基本操作,独立完成零件造型设计,并通过后置程序生成数控机床加工NC代码,能按照零件要求规范机床操作进行加工。文章主要对五轴零件设计与数控加工课程的数字化教学资源的建设要求、建设策略以及优化路径进行研究分析,并提出合理建议,以供参考。

中国硒矿的矿床类型、分布与资源潜力

作为战略性新兴矿产之一的硒,在电子、化工、医学、半导体、光伏、空间探测等产业的众多领域都有重要的应用。目前,中国的硒资源供需矛盾十分突出,摸清中国硒资源的家底,合理利用和开发硒资源,是保障国家硒资源战略安全,推动相关产业高质量发展的关键。本文对中国92个硒矿床进行了资料收集与整理,归纳总结了中国硒矿床的成因类型与时空分布特征,分析了硒资源潜力。研究结果表明:中国硒矿床的成因类型主要为岩浆熔离型、矽卡岩型、斑岩型、岩浆热液型、海相火山岩型、陆相火山岩型、浅成中低温热液型、化学或生物化学沉积型;中国硒矿床自元古代到新生代均有产出,但大部分集中在中生代,其次是晚古生代和早古生代,其他时代的硒矿床数量较少。根据中国硒矿床的矿床类型、分布特征,划分南阿尔泰-北准噶尔、东天山、阿拉善、北祁连、西秦岭南亚带、东秦岭、湘鄂西-黔中南以及长江中下游共8个中国潜在硒矿资源矿集区。

载体还原处理提高Ru/CeO_(2)催化对苯二甲酸加氢转化性能

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料可通过水解反应回收成对苯二甲酸(PTA)与乙二醇单体,后续PTA的综合利用具有一定的研究意义。本文以Ru/CeO_(2)多相催化PTA加氢转化为主要研究对象,通过将可变价氧化物CeO_(2)载体进行高温氢气还原预处理,尝试使其表面形成更多的氧缺陷与Lewis酸位点,以增强其催化PTA加氢转化反应中的活性。结果表明,经过高温氢气还原的CeO_(2)载体负载的Ru基催化剂在该反应中的催化活性显著优于未经过处理的样品,其在200~250℃下PTA转化率提高179%~300%,初步推测是由于高温氢气还原处理在载体表面构建了更多的氧缺陷与Lewis酸位点,增强了其对含有富电子芳环的反应物分子的吸附。本工作对于铈基氧化物多相催化剂的优化设计与表面调控具有一定的借鉴意义。

合肥先进光源光束线站辐射安全联锁系统设计

合肥先进光源(HALF)是基于衍射极限储存环的第四代同步辐射光。同步辐射光通过管道进入光束线站,可能会对人体健康产生危害,为此,需要建立线站辐射安全联锁系统。线站辐射安全联锁系统是确保工作人员人身安全的重要保障。基于EPICS和冗余PLC技术,设计了HALF光束线站辐射安全联锁系统,并完成了系统IOC与OPI等软件的开发。最后在研制的原型样机上,进行了冗余PLC主备CPU的切换时间的测试,验证了冗余PLC的性能,满足设计要求。

基于致溃程度的堤防管涌分类方法及应用

管涌险情是我国堤防工程的主要险情之一,是防汛抢险一线重点关注的对象,一旦致灾,损失重大。在防汛抢险实践中发现,不同管涌险情对堤防工程的危害程度不同,但难以采取不同的措施进行处置,导致对管涌险情的抢险存在夸大或轻视的现象,其主要原因是对管涌险情的危害程度认识不足。为此,从管涌险情对堤防工程的危害程度角度出发,从管涌险情特征、作用水头差和堤防工程自身条件等方面识别了8个影响堤防险情致溃性的因子,并采用层次分析法建立了管涌险情的致溃程度评价方法。结果表明,管涌距堤脚的距离对堤防工程的危害影响最大,其次为堤外水头和管涌规模,其权重分别为0.3755、0.2021和0.1723。以长江流域33个典型管涌险情案例进行管涌分类评价,分析了湖北省嘉鱼县簰洲湾和湖北省武汉市青山倒口湖管涌险情处置情况,验证了该方法的科学性和实用性。该研究成果可为管涌险情分级抢险提供技术支撑,为制定堤防险情抢险方案提供借鉴。

高质量Cu_2ZnSnS_4纳米晶的合成及其自组装行为的研究

本文以简单的无机盐,包括醋酸铜、醋酸锌、四氯化锡为原料,以硬脂酸和硬脂胺作为保护剂,以二苯醚作为溶剂,采用高温热注射的方法,合成出了高质量的具有自组装行为的Cu2ZnSnS4纳米晶,并详细研究了酸和胺对于纳米晶形貌的影响。研究结果表明,随着硬脂酸用量的增加,Cu2ZnSnS4纳米晶的尺寸逐渐变大,并且呈现出具有多个棱角的复杂结构。此方法制备的Cu2ZnSnS4纳米晶对于紫外和可见光区均有很强的吸收,是构筑高效、低耗的薄膜太阳能电池的理想材料。

混凝土硫酸盐侵蚀研究进展

硫酸盐侵蚀是导致混凝土性能劣化的重要因素之一。通过介绍环境因素、混凝土材料因素以及结构承载等方面开展硫酸盐侵蚀下混凝土性能演变的相关实验,环境中的SO2-4浓度、阴,阳离子类型、p H值、温度以及干湿交替等各种因素对混凝土硫酸盐侵蚀具有显著影响;水灰比、水泥种类、掺和料等将影响混凝土本身的密实度、C-S-H和Ca(OH)2的含量等,进而对混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能产生影响;混凝土结构所受到的拉压应力、其他荷载等也影响其受硫酸盐腐蚀性能演变。研究归纳了统计模型、力学本构模型等理论,为预测硫酸盐环境中混凝土结构的寿命等提供了新思路。

灌溉水中NaCl和Mn对棉花生长及产量的拮抗效应

盐分和某些微量元素对植物的共同影响，不仅仅是简单的叠加效应，还可能存在一定的协同或拮抗作用。为揭示盐（NaCl）和微量元素（Mn）对棉花的影响，在中国科学院武汉植物园，采用盆栽试验，设置30组不同浓度Mn（4.5μmol·L-1、9μmol·L-1、18μmol·L-1、36μmol·L-1、72μmol·L-1）和NaCl（0、5 mmol·L-1、15 mmol·L-1、25 mmol·L-1、35 mmol·L-1、45 mmol·L-1）正交灌水处理。通过Abbott方程计算拮抗因子，评判这2个因素对棉花生长和产量的共同作用。结果表明， NaCl浓度大于25 mmol·L-1时，抑制棉花根系及地上部生长，促进棉花产量；NaCl浓度在15~25 mmol·L-1时，棉花生长情况最好；Mn浓度为36μmol·L-1时对棉花生长及产量最为有利。NaCl可促进棉花叶子中 Na积累，抑制 Mn积累；灌溉水中 Mn浓度超过18μmol·L-1时，棉花叶片中Na含量减少，而Mn含量增加。利用Abbott方程的计算结果表明， NaCl与Mn对棉花生长和产量存在显著的拮抗作用。本试验中，当灌溉水中NaCl浓度为0~45 mmol·L-1、Mn浓度为4.5~72μmol·L-1时，可以缓解NaCl或Mn作为单一因素对棉花的毒害。

基于IOC与PLC的双光束线真空安全联锁控制系统设计

论述了合肥光源新建的两条光束线软X射线磁性圆二色线(MCD-A)和苏大能源材料线(MCD-B)的真空安全联锁控制系统的相关设计内容。在基于IOC与模块化PLC的基础上,实现了双光束线共用一套真空安全联锁控制系统。每条光束线的终端OPI均可运行在本地或者远程实验站上。不仅精简了系统的硬件,节约了成本,也使系统的可靠性、安全性、可扩展性等都相应得到提高。为将来光束线站控制系统集中管理,采用多条光束线站共用一套真空安全联锁控制系统提供了实践基础。

侧向变位对板桩墙土压力影响的研究综述

板桩码头具有结构简单、施工方便、对复杂的地质条件适应性强等诸多优点,被广泛应用于沿海和内陆地区。常规的设计方法假定作用在板桩墙前后的土压力达到主动与被动极限状态,然而在板桩墙的施工和使用过程中,由于受到土体与锚碇结构的共同作用,整个墙体的侧向变形和位移会受到不同程度的限制,所以实际的土压力并不处于极限状态,这可能导致工程设计过于保守而造成浪费或过于轻率而产生安全隐患。因此,众多学者围绕侧向变位对板桩墙前后土压力的影响开展了卓有成效的研究。文中对土体侧向变形对土压力系数的影响和板桩墙变位对土压力的影响进行了综述和归纳,明确了板桩墙所受土压力的变化规律,并探讨了后续需进一步研究的问题。

条形射频源大口径离子束刻蚀机性能(英文)

针对大尺寸基底往复扫描条形离子束来实现大面积刻蚀的特点,实验测试了基于射频感应耦合等离子体离子源大型离子束刻蚀机的性能.利用法拉第筒扫描探测系统在线测量束流密度,通过控制气体流量、调节加速电压等,得到了纵向束流密度±5.3%均匀性的较好结果.刻蚀实验表明40 cm长度范围刻蚀深度均匀性为±5.4%,同时具有较好的束流稳定性.添加束阑,并结合掩模修正束流,会得到更好的束流密度与刻蚀深度均匀性.

基于PLC的真空联锁保护与运动控制系统

合肥光源二期工程重大维修改造项目对光束线真空联锁保护与运动控制系统采用标准化、模块化设计。介绍了国家同步辐射实验室BL10光束线站真空联锁保护的控制逻辑要点以及用西门子的FM353模块实现对该线站步进电机的定位控制。研制出了基于西门子S7-300 PLC的光束线站联锁保护与运动控制系统。系统的可靠性、稳定性以及抗干扰能力等都得到相应提高,也便于对线站进行统一维护管理。

基于ABAQUS的分离卸荷式板桩码头受力特性

针对分离卸荷式板桩码头结构的受力变形特性,利用ABAQUS软件进行有限元数值模拟,从卸荷承台与胸墙间距、桩基截面尺寸和桩基排数3个方面对分离卸荷式板桩码头的受力变形特性进行研究,结果表明,加大桩身截面横向尺寸对前墙和桩基的受力变形特性影响较小,适当减小卸荷承台与胸墙间距、选用双排桩结构等可以改善码头受力变形特性,为工程实际提供一定参考依据。

EPICS环境下PLC在光束线安全防护控制中的应用

光束线安全防护控制系统是确保储存环正常运行以及线站安全实验不可或缺的部分。论文介绍了合肥光源重大升级改造项目中光束线安全防护控制的方法。在基于EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)软件平台下,以标准化、模块化、高性能的可编程控制器PLC(Programmable Logic Controller)为核心进行光束线联锁控制系统的设计。重大升级改造完成后,各线站的联锁控制在得以统一化和标准化的同时,系统的安全可靠性、稳定性以及抗干扰性等也都得到有效提高。

分离卸荷式板桩码头土压力计算方法

分离卸荷式板桩码头在传统板桩码头后方增设桩基卸荷承台,从而有效地改善了前墙受力变形特性。针对分离卸荷式板桩码头的特点和土体的具体情况,利用极限平衡理论、微元分析法等建立分离卸荷式板桩码头前墙土压力、前排桩桩后土压力以及后排桩桩后土压力的计算公式。以某港区10万t级分离卸荷式板桩码头为例,建立有限元模型,将土压力公式结果与数值模拟结果进行对比分析。结果表明两者吻合度较高,提出的土压力计算公式可用,并可为类似工程设计和结构计算提供一定参考。

可编程控制器在光束线真空控制系统中的应用

光束线真空联锁保护与控制系统是保障同步辐射加速器与光束线、实验站安全、可靠运行的至关重要的必要设备。采用标准化、高质量的可编程控制器 (PL C)为核心的光束线真空控制系统可以提高系统的可靠性、稳定性、抗干扰性和电磁兼容性。本文介绍了合肥同步辐射光源真空联锁保护与控制系统以及 PL