安培级电流密度下淬火优化CoPS纳米棒的晶型/非晶型比例以促进肼辅助的全水分解

近年来,具有独特电子效应和协同效应的异质界面工程策略在扩展催化功能和提高本征活性方面显示出较大的应用潜力.其中,具有晶型/无定形(c/a)异质结构的电催化剂,由于结构上的巨大差异,展现出显著的催化活性.然而,c/a-异质界面的可控调控及其与电催化性能的内在联系仍缺乏系统研究.因此,本文采用“酸刻蚀-气相磷硫化-淬火”方法,合成了具有可调控c/a异质界面的q-CoPS材料,并将其应用于碱性整体水分解.同时,通过控制淬火的初始温度,实现了对CoPS纳米棒中c/a比例的有效调控.一般来说,在晶型材料中,表面催化往往发生在固定的晶面上.而无定形材料可以同时满足体积和表面的催化.同时,无定形材料具有柔韧性,在催化反应过程中可以转化为任何需要的其他形式,因此在耐腐蚀方面也具有较好的自愈性能.此外,无定形材料还具有丰富的缺陷,运用缺陷工程可以带来一定的性能提升.因此,二者的协同作用可以提升催化剂的催化性能.本文创新性地提出了通过改变淬火初始温度对CoPS纳米棒中c/a比进行调控.采用“酸刻蚀-气相磷硫化-淬火”方法,成功制备了具有独特c/a-CoPS核壳异质结构的q-CoPS纳米棒.随着淬火初始温度的升高,无定形CoPS壳的面积也在逐渐增大.这可能是由于处于非平衡状态的磷硫化物在超低温液氮中突然淬火,处于热运动的Co,P和S原子会迅速冷却,趋向于形成无序的CoPS无定形材料.值得注意的是,制备得到的q-CoPS纳米棒具有合适的c/a含量比,提供了丰富的c/a界面活性位点,并优化了Co位点的电子构型.在析氢反应(HER)中,q-CoPS/CF仅需90 m V的过电位即可以达到1000 m Acm^(-2)的工业级电流密度,结果优于先进的Pt/C.同时,q-CoPS/CF在肼氧化反应(HzOR)中,仅0.06 V时即可实现1000 m Acm^(-2)的电流密度.密度泛函理论计算表明,在HER和HzOR中,界面处的Co原子的内在活性远高于P原子和S原子,c/a-异质界面处活性位点的能垒远低于晶型CoPS和无定形CoPS.此外,Co位点作为c/a界面的双功能活性位点,有效地优化了HER和HzOR的反应动力学.综上所述,q-CoPS/CF催化剂电催化性能的提升主要是由于其具备高活性的CoPS、合适的晶型/无定形(c/a)比例和较大的比表面积.本文为设计具有c/a异质结构的高活性电极提供参考,为进一步探索c/a异质结构的演化和确定c/a界面的活性位点提供借鉴.

Ga-N共同掺杂CoP催化氨硼烷制氢机理的理论研究

本文通过密度泛函理论(DFT),计算研究了金属原子Ga和非金属原子N共同掺杂磷化钴(CoP)作为催化剂催化氨硼烷(NH_(3) BH_(3))的脱氢过程.在这里,我们设计了四条可行的反应路径,并且计算了每条路径中间体过渡态的能量.通过研究结果得出结论,路径Ⅱ为最优反应路径.这将为金属和非金属共同掺杂CoP催化NH_(3) BH_(3)脱氢反应提供一定的理论基础.

CoZn-MOF衍生多级孔取向碳载CoP及其析氢性能

在“双碳”背景下,高效、清洁的氢能源成为代替传统化石能源的重要选择,而电解水产氢是开发氢能源需要攻克的关键技术之一。目前,电解水产氢催化活性较高的催化剂主要以贵金属催化剂为主,然而贵金属价格高昂、资源稀缺严重阻碍了它们在清洁能源领域的大规模应用。因此,开发高效、耐用、廉价和地球资源丰富的电催化剂是实现电解水产氢的迫切需求。本文以无定形的锌钴双金属有机框架为前体,通过酸溶液处理制备了一种具有独特多面体结构的新型骨架材料(ZnCo-MOF),然后通过逐级碳化磷化过程,在保留原有形态的基础上得到了CoP负载的具有规则形貌的多级孔碳(H-CoP/C)。研究表明:多级孔碳作载体不仅能够负载更多活性位点,而且有利于活性位点的暴露、材料的导电性和催化过程中的传质。凭借有利的结构特征、充足的活性位点,所获得的电催化剂H-CoP/C在碱性介质中展现出优异的HER性能,驱动10mA/cm^(2)的电流密度只需168mV的过电位,优于大多数的非贵金属电催化剂。

半导体介导MoS_(2)/T-CoP复合异质结光催化降解染料污水

半导体介导的多相光催化现在被认为是废水处理的有效方法。异质结被认为比单体具有更好的光催化活性。本工作通过简单的水热法制备了MoS_(2)/T-CoP异质结,并研究了光催化降解罗丹明B与原始MoS_(2)和T-CoP的比较。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)证实了MoS_(2)和T-CoP之间复合异质结构的形成。采用紫外-可见漫反射光谱(UV-visDRS)和电化学莫特-肖特基实验研究了MoS_(2)和T-CoP的带隙。MoS_(2)的导带边缘MoS_(2)/T-CoP对罗丹明B表现出优异的光催化降解效率,1h内达到71.01%。自由基捕获实验表明,h+是光催化降解的主要活性物质。这些结果表明,在MoS_(2)上添加T-CoP可以有效增强MoS_(2)/T-CoP异质结的光催化能力,其原因在于MoS_(2)和T-CoP之间的匹配能带结构促进了界面电荷转移,抑制了光生电子与空穴在界面处的复合。

生态哲学观视域下COP15中国宣传片中多模态隐喻架构研究

联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)官方宣传片真实呈现了中国为全球生态文明建设所做的努力。该研究以COP15中国官方宣传片为研究对象,基于生态话语分析、多模态话语分析与认知批评话语分析三维话语分析范式,从形式、语义、语用三个维度探究多模态符号资源在构建隐喻表层架构、激活蕴含国际生态哲学观的隐喻深层架构,以及塑造中国在保护物种多样性问题上的协同作用机制,从而揭示COP15宣传片中多模态隐喻架构所凸显的符号性、认知性与社会性,为新媒体时代下多模态短片中隐喻架构动态性与情境性解构过程提供可行分析范式。

Co-CNNS/CdS/CoP复合催化剂的制备及光催化产氢性能研究

基于热缩聚法和非贵金属掺杂,通过超声剥离得到g-C_(3)N_(4)纳米片(CNNS)为二维结构,在其表面包覆一维的CdS纳米线,最后负载非贵金属催化剂CoP,成功制备出Co-CNNS/CdS/CoP复合催化剂,用于高效产氢。首先,通过Co掺杂和超声剥离法合成g-C_(3)N_(4)纳米片(CNNS),增加了反应的活性位点。然后构建了CdS和CNNS的异质结,促使吸收边带红移,对光的吸收能力增强,且光生电子-空穴的复合机率减小,提升了光生载流子的分离效率。此外,CoP助催化剂的添加降低了反应的活化能,促进了整体催化产氢的效率。最终制备出了具有良好光催化产氢活性和稳定性的4-Co-CNNS/CdS/CoP复合光催化材料,其制氢性能为315.7μmol·h^(-1)·g^(-1),较纯CNNS提升了近提升了近2.3倍。

环境参数对回热空气制冷系统COP及能效最优压缩比的影响分析

为配合加强基加利修正案中氢氟碳化物的管控,环境友好型制冷空调系统的研究成为热点。针对以空气为工质的制冷系统,为研究系统性能系数(COP)及其达峰的最优压缩比,本文建立了回热直流高压空气制冷系统COP计算模型,探讨分析了环境温度、压力及相对湿度等参数对系统COP与能效最优压缩比的影响。结果表明:降低环境温度、增大环境压力可降低系统的能效最优压缩比并提高制冷COP,且环境压力升高可显著减少膨胀过程的凝冰量;环境空气相对湿度对能效最优压缩比及系统制冷COP影响较小。

CoP/g-C_(3)N_(4)复合材料的制备及其光催化还原CO_(2)性能

采用水热法制备了CoP/g-C_(3)N_(4)复合材料,将其用于光催化还原CO_(2),结合XRD、SEM-EDS、TEM、XPS、UV-Vis DRS、PL、电化学测试和原位DRIFTS技术建立了复合光催化剂的构效关系,并探究了其光催化还原CO_(2)的机理。实验结果表明,相比于纯g-C_(3)N_(4),CoP的引入使甲烷的产率提升了近2倍,同时产生了新的还原产物甲醇,甲烷和甲醇的产率分别为104.23μmol/(g·h)和63.83μmol/(g·h)。表征结果显示,偏向金属特性的CoP颗粒均匀分布在g-C_(3)N_(4)片状结构上,二者通过电子相互作用形成紧密接触的异质结结构,一方面可显著抑制光生载流子的复合,另一方面可有效建立内建电场,加速光生载流子从体相到催化剂表面的迁移,从而提升催化剂的光催化还原CO_(2)性能。

负载型贵金属催化剂Pt/N-COPs催化肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇

以Pt/N-COPs为催化剂,催化肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇.采用三聚氰胺和三聚氰氯为原料,通过Buchwald-Hartwig反应合成含有三嗪环的共价有机聚合物,通过浸渍负载Pt制备Pt/N-COPs催化剂,用XRD、FT-IR和BET对其进行表征.结果表明,载体的富电子可以促进Pt很好分散在载体上.在肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇的反应中,对催化剂的催化活性、动力学行为进行评价.结果表明,Pt/N-COPs催化剂不仅表现出优异的催化活性,而且表现出优异的C=O键加氢选择性.

关于冷凝器胶球自动清洗装置对冷水机组COP影响分析

冷凝器易脏堵且对冷水机组COP有重要影响。以北京某项目冷水机组节能改造工作为研究背景,通过选择2台冷水机组为实验机组与对比机组,在实验机组冷却侧加装胶球自动清洗装置,在制冷季收集实验机组与对比机组蒸发器、冷凝器运行数据,从理论和实践上对胶球自动清洗装置效果进行验证,获得了冷水机组在蒸发器趋近温度和两侧水流量基本不变的情况下,胶球自动清洗装置可降低冷凝器趋近温度,提高冷凝器换热效果,提高冷水机组ICOP,从而提高冷水机组COP。胶球自动清洗装置不仅减少了项目每年冷水机组维保清洗费用,还降低了维保人员在清洗过程中对换热铜管损坏的风险。

钒掺杂CoP材料的制备及碱性电催化析氢研究

通过将V_(2)O_(5)胶体和ZIF-67进行耦合成功合成纳米V-CoP材料。利用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)对材料的组成和形貌进行表征,并进行电化学析氢性能测试。结果表明,钒元素是高度均匀分散在CoP中的,与块状的CoP相比,V-CoP纳米材料表面粗糙且呈多孔性,V元素的引入使得V-CoP的活性位点增加,进而增进催化剂的HER性能。在1.0 mol/L KOH溶液中,V-CoP具有优异的HER性能(169 mV@10 mA·cm^(-2)),较小的塔菲尔(Tafel)斜率和高效的电子转移速率,在67 h的计时电压法测试后催化剂仍保持较好的活性,表明该电极具有良好的稳定性。

CoP/CoMoP纳米复合材料的制备及催化析氢性质的研究

分别采用一步和两步水热法制备前驱体,再将前驱体以次磷酸钠热解法进行磷化制备磷化物复合材料。采用X射线衍射仪对样品进行物相表征,以扫描电子显微镜(SEM)对其进行了形貌表征。采用循环扫描伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)分别测试制备的磷化物复合材料的析氢性能。实验结果显示,在电催化析氢反应中,相比一步水热法再磷化得到的磷化物复合材料,经过两步水热法后磷化得到的CoP/CoMoP纳米复合材料的析氢性能更优越。

严寒地区空气源热泵耦合电磁能系统模拟运行研究

目的 为了促进空气源热泵耦合电磁能供热系统在严寒地区住宅建筑中的应用,研究该系统的运行性能和稳定性。方法 以沈阳地区某住宅建筑为例,应用Trnsys软件建立了空气源热泵耦合电磁能供热系统仿真模型,并用实测值对模型进行了验证;深入探讨空气源热泵耦合电磁能供热系统在供热期的运行特点,并与空气源热泵和电磁能供热系统分别进行比较。结果 空气源热泵耦合电磁能供热系统模型可靠,相对误差可以控制在15%以内;在供热期,室内平均温度可保持在17.97~21.84℃;空气源热泵耦合电磁能供热系统比电磁能供热系统的COP提高了59.17%,空气源热泵耦合电磁能供热系统CO_(2)减排量比空气源热泵和电磁能供热系统分别提高1.47%和59.50%。结论 空气源热泵耦合电磁能供热系统运行和COP变化更为稳定,系统环境效益更佳,室内热舒适性更高。

计及随机变量相关性的多点线性化概率潮流计算

为满足考虑源荷双侧强不确定性场景的“双高”电力系统潮流分析计算需求,提出一种新型的概率潮流计算方法。基于核密度估计建立输入随机变量的概率分布模型,构建Copula函数刻画多维随机输入变量间的相关性,获取更加符合系统实际运行情况的样本数据。引入多点线性化潮流计算方法,在降低非线性潮流计算量的同时减小单点线性化潮流计算的截断误差。在IEEE-30节点系统上进行算例测试,验证所提方法的准确性和有效性。

油田联合站水源热泵能效比软测量方法及节能效果研究

油田联合站水源热泵的应用既有效减少了以天然气为燃料的加热炉碳排放量,又解决了采暖伴热和机泵冷却的问题。但如何能精准方便测量和提高其能效比(COP)值,对水源热泵在油田推广应用有着重大意义。为此,采用BP神经网络对油田在运水源热泵的COP进行建模,测得与实际运行参数平均相对误差均小于1%,证明这种基于BP神经网络建模的水源热泵COP值软测量方法是可行的;另外,通过仿真模型分析,提出将水源热泵间接式单蒸发工艺改进为直进式双蒸发工艺,水源热泵COP值由3.6~4.2提高到4.5~4.8,年节约电耗174.1×104 kWh。研究结果对油田水源热泵的推广应用和系统节能降耗起到了积极作用。

冬季运行能量桩热力响应及系统性能监测与评价

以湖北宜昌地区25 m~2的建筑房间冬季供暖需求为应用场景,构建由能量桩、集分水器、热泵机组、循环水泵等组成的地源热泵系统,分析建筑房间实际冬季供暖需求条件下,能量桩系统持续或间歇运行对能量桩热力响应及系统性能的影响规律,并开展传统钻孔埋管地源热泵系统试验和空气源热泵系统试验进行对比分析。着重探讨实际运行条件下能量桩热力响应特性与传统TPT或TRT试验条件下获得结果之间的异同点,监测能量桩系统的供暖效果、能效比(COP)。持续运行试验对应桩顶出现最大温度降低值3.78℃及最大约束拉应力0.70 MPa(约为完全约束应力上限值的57.5%),运行桩较非运行对角桩对应承台部位产生的实测应变值差值在顶部和底部分别为19.98,17.78με。实测能量桩系统COP约为3.03,较相关空气源热泵系统提高约12.2%~21.2%(规范参考COP为2.50~2.70)。能量桩系统较常规空气源热泵系统,能提前约2.5 h到达预设温度,具有更快的启动速度。

采用电子膨胀阀和毛细管的空气源热泵热水器性能对比实验研究

为研究不同节流方式对空气源热泵热水器性能的影响,分别以毛细管(CAP)和电子膨胀阀(EEV)作为节流元件研制了样机,通过实验对比研究其运行特征。结果表明:CAP系统的吸气过热度能稳定在1℃左右;CAP系统的排气温度相对更低,约比EEV系统低15℃;加热同样一箱水,CAP系统的制热速度更快;EEV系统的COP和全年性能系数(APF)均高于CAP系统,但在名义工况下CAP系统具有与EEV系统相当的制热COP。综合考虑制热性能及初投资等因素,可根据需要优先采用毛细管作为节流装置。

多台冷水机组联合运行系统的最佳性能系数(COP)

根据空调负荷连续性和冷水机组承担负荷非连续性的特点,以及冷水机组的性能系数(COP)与其部分负荷率R有关的特性,提出一种基于最佳COP的冷水机组负荷分配方法.采用回归方法获得冷水机组R与COP的关系并建立机组能耗目标函数,利用序贯加权因子法获得最佳的负荷分配率.将该方法用于多台冷水机组联合运行系统的在线运行控制.试验结果表明,该优化控制策略优于常规的负荷等额分配控制或区间负荷比例分配控制策略.

气泵和压缩机热回收系统的实测性能比较

为了有效回收空调机房排风热量,提出气泵和压缩机热回收系统,设计出样机并应用于北京某实验基地的空调机房。当新风进口温度从3℃升至15℃时,通过实际测试获得了气泵系统和压缩机系统的制热量、功率、温度效率、新风出口温度、性能系数(COP)及节能率。结果表明:当新风进口温度低于7℃时,气泵系统性能较好;当新风进口温度高于等于7℃时,压缩机系统性能较好;与采用电锅炉相比,气泵系统和压缩机系统的节能率分别为38.85%、35.25%。

电催化氢解脱氯反应研究进展及应用可行性分析

氯代有机物是一类重要的化工原料和中间体,广泛应用于医药、农药、染料等领域,而大量的使用致使其环境暴露量增加,造成污染.因碳-氯键(C—Cl)的存在,氯代有机污染物(chlorinated organic pollutants,COPs)分子结构稳定,难自然降解,易生物累积且具三致效应,环境风险极高.电催化氢解脱氯(electrocatalytic hydrodechlorination,EHDC)是目前处理水体COPs的热点技术,其通过在催化剂表面原位电解水形成活性氢(H^(*))攻击C—Cl键,使氯原子脱落转化为Cl^(-),C—Cl键转化为C—H键,从而大大减小COPs分子毒性和稳定性,增加废水可生化性.相比以Fe^(0)或H_(2)驱动的氢解脱氯技术,EHDC技术主要优势在于:(1)反应条件温和,过程可控;(2)无需额外添加化学试剂;(3)反应选择性高,毒副产物少.金属钯(Pd)具有独特的电子轨道,吸附及活化C—Cl键能力强,同时在产H^(*)方面具有显著优势,因此被广泛用于EHDC.本文重点综述了EHDC领域研究者在催化剂筛选、电子转移路径、表界面反应机制及Pd基催化剂性能调控策略等方面的研究进展,总结了电催化技术推广应用现存的壁垒,提出了该技术可能的发展前景.