电内加热Pt/NPC催化剂高效催化甲基环己烷脱氢反应研究

高效储氢技术研发是实现氢能规模化应用的关键。甲基环己烷(MCH)作为理想的有机液体储氢介质,具有质量储氢密度高、储运安全方便等优势,但其脱氢过程仍存在反应温度高、效率低等难题,开发高效脱氢催化剂并引入有效的过程强化是解决上述问题的关键。以不同焙烧温度得到的氮掺杂多孔碳(NPC)作为载体,通过浸渍法制备了系列NPC负载Pt的催化剂(Pt/NPC),在新型电内加热(IEH)模式下,研究了其对MCH脱氢反应性能的影响规律。研究结果表明,随着NPC焙烧温度的升高,Pt^(2+)占比先增加后减少,并在550℃达到最大值。在MCH脱氢反应中,Pt^(2+)占比与反应速率呈近似线性正相关。在优化的Pt/NPC催化剂上,IEH模式下的释氢速率约为传统外加热(CEH)模式的3倍。组合温度测量、反应热与传热计算、性能评价和原位红外表征结果阐明了IEH模式下高的加热速率与传热速率,以及增强的MCH吸附是提升催化性能的重要原因。本研究可为新型电内加热反应方式及与之相匹配高效催化剂的设计研发提供指导。

基于维度加权的残差LSTM短期交通流量预测

基于神经网络的交通流量预测由于嵌入了部分手工设计的特征,使得提取的网络特征功能单一,存在适应性及鲁棒性差、数据局部特征刻画不准确等问题。为此,提出基于残差长短期记忆网络(LSTM)的交通流量预测方法,利用集成学习思想将空间分布的数据端到端训练到残差LSTM网络中,同时在每个LSTM单元后引入维度加权单元,显式建模特征维度之间的相互依赖关系。实验结果表明,该方法能实现短期交通流量数据的自适应建模分析。

碳点用于光催化分解水制氢的研究进展

光催化分解水制氢是获取氢能的理想方式,开发高效的光催化剂成为本领域研究的热点。碳点因为具有独特的上转换性能、可见光响应以及带隙可调的性质且水溶性好、无生物毒性、光致发光性能优异,在光催化产氢领域的应用引起了极大关注。目前合成碳点的方法主要包括自上而下和自下而上两种方式。通过表面钝化、表面功能化或元素掺杂等改性手段可以进一步增强碳点的光电性能和抗腐蚀性能。本文从碳点主要的制备和改性手段出发,概述了近年来碳点用于光催化分解水制氢领域主要的研究成果,总结了碳点分别作为光催化剂主体、助催化剂、光敏剂以及Z型结构的电子转移介质在光催化制氢中的应用。同时指出目前碳点在光催化制氢领域还普遍存在着机理不明晰、产氢效率偏低的问题,未来该领域的研究方向将侧重于大规模合成结构更精确、目标特定性更强的碳点以及探究碳点在光催化产氢过程中的优化机制。

化工类专业本科生工程设计能力培养的思考与实践

工程设计能力是工程专业本科生培养的重要目标,也是工程教育专业认证的重要考查点。文章以中国石油大学(北京)化工类专业为例,围绕本科生工程设计能力培养相关的课程设置、质量把控与教师能力提升等方面,从方案设计、设备设计、工艺设计和化工设计四个环节介绍了具体的措施及实施经验。

氮掺杂碳材料的制备及其在催化领域中的应用

氮掺杂碳材料以其独特的性质在催化研究领域具有广泛的应用。氮掺杂过程可引入缺陷位及氮物种,改善催化剂的物理化学性质、酸碱性和浸润性,并与活性物种产生相互作用,提升催化性能。本文从氮掺杂碳材料的制备及其在催化领域中的应用展开综述。常见的氮掺杂碳材料主要利用含氮前驱体,通过后合成法、原位合成法、催化生长法和模板法进行制备。通过改变前驱体种类、处理条件等制备参数,可实现孔道结构、氮物种类型、氮物种掺杂量及其与活性物种相互作用等性质的调变。开发大规模经济环保的制备方法,推动对缺陷构筑以及氮物种与活性组分相互作用机制的研究,是未来重要的研究方向。氮掺杂碳材料在催化领域表现出优越的性能,有望成为催化剂开发的前瞻领域,推动相关工业技术的进步。

稀土改性ZSM-5分子筛在烃类催化裂解制低碳烯烃领域中的研究进展

烃类催化裂解生产乙烯、丙烯已经引起了石化行业的广泛关注。ZSM-5分子筛由于其优异的孔道择形性、适宜的酸性质、良好的水热稳定性以及抗结焦能力等,是目前烃类催化裂解反应中最高效的催化剂之一。稀土元素因自身独特的4f电子层结构和镧系收缩特性,在催化反应过程中表现出良好的助催化性能。目前,稀土分子筛催化材料在石油化工领域发挥着重要作用。总结了La,Ce等稀土元素对分子筛催化剂结构、酸性质和稳定性等物化性质的影响,重点论述了稀土改性ZSM-5分子筛在烃类催化裂解反应中的研究进展及作用机理,提出了稀土分子筛催化材料未来的发展前景。

薄层氮化碳光催化还原CO_2性能研究

以氮化碳(g-CN)为原料,采用水蒸汽焙烧剥离法在Ar/H2O氛围下制备薄层氮化碳(Hg-CN),并对其进行XRD、TEM、FT-IR、BET和UV-Vis DRS等表征。结果表明,进行剥离后,H-g-CN比表面积相比剥离前明显增大。H-g-CN的光催化还原CO_2活性大大高于未剥离gCN的活性,光照反应9 h,H-g-CN光催化还原CO_2活性由剥离前的11. 4μmol·g^(-1)提高至24. 6μmol·g^(-1),H-g-CN的CO选择性为91. 2%,未剥离的g-CN的CO选择性为89. 1%,并提出相应的反应机理。

基于海量公交轨迹数据挖掘的地图匹配算法

针对现有地图匹配算法(如基于经典隐马尔可夫及其变体、先进算法等)对于低频轨迹数据匹配效果不甚理想的问题,提出一种基于海量公交历史轨迹数据的轨迹数据挖掘方法。首先,以公交站点为序列骨架,从大量低频轨迹中挖掘、提取轨迹点数据,进行重组、排序形成高质量高频轨迹数据序列;然后,将高质量高频轨迹数据序列应用基于经典隐马尔可夫模型地图匹配算法,得到公交路线地图匹配结果。与未经过挖掘算法处理的低频轨迹数据的匹配方法相比,所提方法在匹配误差上平均下降6.3%,匹配所需的数据规模、时间大幅缩减;且该方法对于低频、不稳定的噪声数据具有鲁棒性,适用于所有公交路线的地图匹配问题。

干胶法合成多级孔ZSM-5分子筛及其正辛烷催化裂解反应性能

采用干胶转化法制备多级孔ZSM-5分子筛,利用XRD、N 2吸附-脱附、SEM、TEM和NH 3-TPD等考察添加三嵌段共聚物(P123)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等不同软模板剂合成分子筛样品的物化性质。结果表明,利用P123软模板剂合成的多级孔ZSM-5分子筛具有介孔(2.5 nm)-介孔(9.5 nm)-微孔复合的梯级孔结构,且分子筛酸强度有所增强。多级孔ZSM-5分子筛应用于正辛烷催化裂解反应中,具有较高的催化活性和低碳烯烃收率,其优异的催化性能可能归结于强酸性质和优异扩散传质能力之间的协同作用。

纳米薄层ZSM-5分子筛的低成本合成及其催化裂解性能

在双子季胺盐模板剂体系下,采用晶种辅助法分别以正硅酸四乙酯和水玻璃为硅源合成了系列纳米薄层ZSM-5分子筛,通过XRD、SEM、TEM、N_(2)吸附-脱附、NH_(3)-TPD等方法分析了晶化时间、模硅比、不同硅源对分子筛结构和理化性质的影响,并考察了分子筛的正庚烷催化裂解性能。实验结果表明,引入晶种可缩短晶化时间至1 d;当水硅摩尔比降至25、模硅摩尔比降至0.025时,仍可以合成出晶型完整的纳米薄层ZSM-5分子筛;十六烷基三甲基溴化铵可部分取代双子季铵盐模板剂,发挥辅助晶化作用;以水玻璃为硅源也可合成纳米薄层ZSM-5分子筛,但体系pH会直接影响分子筛的形貌。不同硅源合成的分子筛均表现出良好的正庚烷催化裂解性能。

CO_(2)加氢制醇类催化剂的设计制备及性能研究进展

CO_(2)作为一种可循环再生的C1资源和氧资源,具有储量丰富、廉价易得、安全无毒等诸多优点,可以通过多相热催化技术转化为醇类等高值化学品和燃料,引起了学术研究与产业应用领域研究者的广泛关注.其中,设计与制备兼具高活性、高选择性和高稳定性的CO_(2)加氢催化剂是关键挑战.近年来,关于CO_(2)加氢合成醇类的催化剂结构设计已有许多研究报道,并在典型的金属基和氧化物基催化剂上均取得了显著的进步.因此,本综述详细分析了CO_(2)加氢制甲醇和乙醇等醇类化学品的基元反应步骤、反应机理等,并从各类活性金属、金属氧化物、碳化物和硫化物等组分的结构特点、催化性能及构效关系等方面进行了归纳和分析,阐释了目前CO_(2)加氢制醇类领域面临的主要挑战,并对未来的发展趋势进行了展望.

Task Graph Reduction Algorithm for Hardware/Software Partitioning

Hardware/software（HW/SW） partitioning is one of the key processes in an embedded system.It is used to determine which system components are assigned to hardware and which are processed by software.In contrast with previous research that focuses on developing efficient heuristic,we focus on the pre-process of the task graph before the HW/SW partitioning in this paper,that is,enumerating all the sub-graphs that meet the requirements.Experimental results showed that the original graph can be reduced to 67% in the worst-case scenario and 58% in the best-case scenario.In conclusion,the reduced task graph saved hardware area while improving partitioning speed and accuracy.

水稻Ca2+依赖性核酸酶融合蛋白的构建、纯化及酶活性分析

为了进一步探究水稻(Oryzasativa)Ca^2+依赖性核酸酶基因OsCaN的功能,本研究通过PCR克隆出OsCaN,并将其插入到带有GST标签的原核表达载体pGEX-6p-3中。成功构建了pGEX-6p-3-OsCaN1、pGEX-6p-3-OsCaN3、pGEX-6p-3-OsCaN4原核表达载体,再将其转化到大肠杆菌BL21中,通过IPTG诱导表达融合蛋白。利用蛋白亲和层析柱对重组蛋白进行纯化并通过SDS-PAGE进行电泳检测,随后对核酸酶的酶活性进行鉴定。可以得到GST-OsCaN融合蛋白并检测出目的蛋白相对分子量约为64kD、65.5kD和82.5kD,同时确定了水稻OsCaN1、OsCaN3以及OsCaN4基因是钙离子依赖性核酸酶。本研究为后续分析水稻Ca^2+依赖性核酸酶OsCaN基因的生物学功能提供理论参考。