异质结构Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)纳米线网络催化剂的原位表面重构实现大电流密度下全水分解

利用可再生能源发电,并通过低温电解水技术生产氢气,被认为是一种环保且可持续的制氢途径,是未来氢能发展的重要方向之一.采用该方法生产的氢气因其环保特性而被称为“绿氢”.然而,目前绿氢高昂的生产成本限制了电解水制氢技术的大规模应用.因此,开发先进的非贵金属催化剂和电催化体系以降低电解水制氢成本具有重要意义.界面工程是一种提升非贵金属催化剂电解水性能的有效策略,但目前对其催化活性位点的识别及活性提升机制的研究仍然不足.本文采用简单的水热及低温磷化法制备了具有丰富异质界面的Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF催化剂,并研究了其在电解水过程中的催化活性位点及这些位点在提升催化能力方面的协同作用.采用扫描电镜(SEM)证明了Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF催化剂呈现纳米线网络结构,这种结构不仅有利于增加催化剂的电化学活性位点和加速反应动力学,而且促进了连续产生的气泡从活性位点逃逸,从而提高了催化剂的机械稳定性.电化学研究结果表明,所制备Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF催化剂在1.0 mol L^(‒1)KOH溶液中表现出较好的析氧反应(OER)和析氢反应(HER)活性,分别仅需218和127 mV的过电位,即可达到100 mA cm^(‒2)的电流密度.将Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF分别作为阴极和阳极构建双电极电解槽,该装置产生100和500 mA cm^(‒2)的电流密度分别仅需1.68和2.05 V的电压,这一性能优于大多数已报道的自支撑过渡金属磷化物催化剂.多步计时电位测试结果进一步证实了Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF作为阳极和阴极材料在水分解过程中具有较好的长期耐久性.X射线光电子能谱和差分电荷分析表明,电子从富电子的FeP_(4)向缺电子的Ni_(2)P和CoP转移,这促使Ni_(2)P和CoP上的电子积累和FeP_(4)上的空穴积累,有利于优化反应中间体的吸附和脱附自由能,提升OER和HER催化性能.结合X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱和原位拉曼光谱结果发现,催化剂重构后形成的特定(氧)氢氧化物结构,是OER反应真正的关键活性位点.原位拉曼光谱进一步证实了异质界面促进了OER过程中Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF的快速重构.此外,利用密度泛函理论分析了催化剂的HER反应机理.计算结果表明,H2O优先吸附在Fe位点并发生水解,随后产生的H*吸附在Ni位点上并发生解吸,从而促进了催化剂中Fe和Ni活性位点的高效利用.同时,CoP的引入提高了Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF催化剂的水吸附和解离能力,进一步提升了其HER活性.综上所述,本文通过简单的水热及低温磷化法制备了具有丰富异质界面的Ni_(2)P/CoP/FeP_(4)/IF过渡金属磷化物纳米线网络催化剂,并将其用于碱性水分解.通过多种表征技术及理论计算结果分析,识别了电解水过程中的关键催化活性位点,即催化剂重构后形成的特定(氧)氢氧化物结构,并揭示了其在OER和HER反应中的催化机制.本研究可为高性能碱性电解水催化剂的理性设计和开发提供参考.

波长可调的量子点纠缠光源(特邀)

可按需产生纠缠光子对的量子光源是光量子网络中的重要组成部分。半导体量子点可确定性地产生高纠缠保真度的光子对。基于量子点构建量子网络所需的量子中继单元时,需要多个发光波长一致的高质量纠缠光源。然而量子点形貌、组分和应力的不均一性严重限制了基于量子点的量子中继器的可扩展性。国内外研究团队发展了多种量子点生长后调节技术,成功调节量子点精细结构劈裂并通过联合多个调节自由度实现多维度的调节。本文综述了目前联合多个调节自由度实现发光波长和精细结构劈裂均能调控的实验方案,总结了不同方案的调节方法和研究现状,并介绍了将量子点与光学微腔相结合通过Purcell效应能进一步提升纠缠光源的性能。最后,对该领域的未来发展进行展望。

基于多种群协同优化的叠合板智能拆分设计

在装配式建筑中,叠合楼板的拆分主要是基于规则的半自动方式完成,其设计过程耗费大量时间和人力,难以获得最优解;同时,采用基于规则的方法存在构件规格多的问题,增加了构件加工的成本和时间。为了解决上述问题,本文提出基于多种群协同优化的叠合楼板智能拆分方法,以提高叠合楼板的标准化和模数化程度。将叠合板规格和数量、接缝宽度规格作为优化目标,每个叠合板位置和尺寸作为优化变量,考虑单构件的限重、限宽等加工和运输要求,建立多目标优化模型。采用变量关联性分析对叠合楼板所有布置区域进行分组划分,原高维优化问题转化为低维优化问题。通过上海某装配式建筑住宅项目的叠合楼板拆分实例应用,表明本文提出的叠合楼板智能拆分方法能够高效、快速地生成全部楼板的规格、数量和位置;相比基于规则的设计方法,本文提出的方法能够一定程度提高叠合板的标准化和模数化水平,且拆分结果满足设计规范和施工要求,从而验证了智能拆分方法的可行性和有效性,有利于装配式建筑的推广。

高温蒸汽养护复掺混凝土力学性能时变特性与模型研究

为研究高温蒸汽养护下粉煤灰-矿粉机制砂混凝土(简称复掺混凝土)力学性能时变特性与模型,本文结合某高速公路高温蒸汽养护复掺混凝土预制梁项目,设计了蒸汽-标准养护、蒸汽-自然养护和标准养护三种养护方式,测试了不同阶段复掺混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量,探究了抗压强度与劈裂抗拉强度、弹性模量的关系。结果表明:合适的蒸汽养护方式能促进复掺混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量更快增长,其中对抗压强度形成作用最显著,后期的力学性能不倒缩;蒸汽养护恒温阶段复掺混凝土的力学性能具有最大的增长率,其次是升温阶段,降温阶段力学性能增长率最小;蒸汽-标准养护方式下复掺混凝土的抗压强度时变模型可取对数或对数与幂函数复合函数,劈裂抗拉强度、弹性模量时变模型可取幂函数。

基于显著性区域检测的多尺度图像盲复原算法

针对大多数基于先验的盲图像去模糊算法耗时较长和显著边缘结构提取不理想的问题,提出一种基于显著性区域检测的多尺度图像盲复原算法。为了复原出更加清晰的图像,采用由粗略到精细的多尺度交替迭代框架构建图像金字塔。在图像单一尺度方面,首先提取出图像中具有强边缘结构的显著性区域,并对其施加l_(0)范数约束,提出显著映射先验;将显著性映射先验和最大后验概率相结合并引入传统图像去模糊模型中,构造出点扩散函数估算模型,利用半二次分裂算法解决模型的非凸问题;对点扩散函数进行复原时,利用点扩散函数相似度的变化量限制每个尺度中的过渡迭代;对模糊图像和最终估计的点扩散函数进行非盲解卷积,获得复原图像。实验结果表明:与现有的主流去模糊算法相比,新算法在合成数据集和真实数据集中都可以有效抑制振铃和伪影现象,得到了很好的视觉体验,且评价指标均优于对比算法,同时大大缩减了复原时间。

多联机空调系统夏季工况设计流程探讨

根据《实用供热空调设计手册》的设计流程,结合《多联机空调系统设计应用技术规程》的设计要求,研究分析了多联机空调系统在夏季工况时负荷处理、新风形式的特点,指出室内机选型时须进行显热量校核、潜热量校核、气流组织校核的必要性,并对文献中的设计流程提出修改建议。

求解PageRank向量的一种松弛多步分裂迭代方法

基于求解PageRank向量的内外迭代格式,引入一个松弛因子得到一种松弛内外迭代方法。结合已有的多步分裂迭代框架,引入两个不同的松弛因子,提出了求解PageRank向量的松弛多步分裂迭代方法并分析了算法的收敛性。更进一步地,利用松弛内外迭代格式构造了加速投影子空间方法的预处理矩阵,理论分析相关谱分布情况,并给出了松弛多步分裂迭代方法及预处理矩阵中参数的选取准则。几个数值例子验证了松弛多步分裂迭代方法和预处理矩阵的有效性,通过选取合适的松弛因子,与多步分裂迭代方法相比具有更高的运算效率。

基于运行大数据的长江流域家用多联机系统部分负荷运行特性分析

长江流域家用空调的运行特性一直是学者们关注的焦点,然而前期的研究一般以分体式的挂机或柜机为研究对象,针对家用多联机的部分负荷特性的研究相对缺乏。基于长江流域家用多联机的运行大数据,分别从冬夏两季、全时段、不同时段、不同城市多方面对该地区3个典型城市的部分负荷运行特性进行了量化分析;然后分析了对多联机系统功率的影响因素,并基于多种影响因素与机组运行功率的耦合关系,开发了系统功率的预测模型,基于该模型对家用多联机系统的节能潜力进行了讨论。研究结果表明:对于家用多联机系统,其夏季部分负荷率在30%~60%之间的占比最大,达到48.4%,其冬季部分负荷率小于30%的占比最大,达到59.7%;家用多联机系统在不同季节、不同城市、不同时段下的部分负荷特性均存在差异;与此同时,系统负荷需求和系统部分负荷率对系统功率的影响最大,基于本研究开发的系统功率预测模型,当负荷需求较低时,将18、16、14 kW的机组容量分别调整至16、14、12 kW后,夏季制冷模式功率下降了7%~13%,冬季制热模式功率下降了3%~22%,因此,对于在一定环境工况下低负荷运行时间占比较大的用户,适当匹配稍小的机组容量(提升部分负荷率),将有助于系统节能。该研究结论可为家用多联机的性能开发、运行控制逻辑优化、设备选型提供数据支撑与参考。

基于仿真对比的某办公建筑空调系统改造分析

对某办公建筑的老旧空调系统进行改造,比较了冷水机组与多联机2种改造方案,探讨了人员加班情况对系统选择的影响。首先,对建筑改造区域进行了负荷模拟,针对每种方案进行设备选型。然后,对2种方案供冷、供暖季的空调系统能耗进行了仿真和比对,多联机系统能耗更低,投资回收期仅4.6 a。最后,针对不同的加班模式和加班率进行了仿真分析,绘制了能耗-加班率曲线,发现多联机系统更适用于有人员加班情况出现的建筑。当独立办公室加班率为10%时,改造区域多联机系统的供冷季能耗比冷水机组系统低41.7%。

融合Transformer和DeepLabv3+的电力线语义分割网络

为解决目前语义分割算法在电力线分割领域存在预测速度缓慢和分割精度不高的双重问题,提出一种电力线分割网络STDC-DeepLabv3+。首先,为提升网络预测速度,在编码器部分采用Swin Transformer V2设计轻量化的主干特征提取网络;其次,为提高分割精度,针对电力线的细长结构以及贯穿整幅图片的特点,提出动态蛇形空间金字塔池化(DSASPP)模块,同时,在解码器部分设计多尺度特征融合模块,使网络更好地利用不同层次的语义信息提取电力线特征,减少网络对电力线的漏分割现象;最后,引入坐标注意力(CA)机制减少背景干扰,进一步提升分割的准确率。实验结果表明,改进后的算法平均交并比(MIoU)和平均像素精度(MPA)分别达到了84.18%和92.85%,与现有分割算法相比,分割精度和预测速度均有所提升,预测速度与DeepLabv3+相比提升了93.92%。

基于任务拆分的多无人机任务分配多目标优化

针对多无人机协同攻击作战想定,基于任务需求可拆分,研究多无人机任务分配优化问题。引入任务时间窗约束,构建任务收益水平测度函数。建立寻求执行任务总成本最小和总收益最大的多无人机任务分配优化模型,并根据模型特点,设计三阶段禁忌搜索算法进行求解。仿真实验结果表明:考虑任务拆分相比不考虑拆分的分配方案,无人机执行任务成本及效益更优。

某办公建筑多联机空调系统设计及运行分析

为了掌握办公建筑多联机空调系统的运行情况,本文以郑州市某办公建筑为研究对象,介绍了多联机空调系统的设计,基于智慧运行平台、调研、测试数据,分析了典型房间室内温度、相对湿度,分析了多联机空调系统整体能耗、月能耗、典型日能耗特征。结果表明,该办公建筑存在下班未及时关闭空调的情况;供暖季典型房间室内温度高于设计温度;多联机空调系统全年空调建筑面积能耗强度为35.64 kW·h/m^(2);能耗强度具有明显的季节性,供暖季室外温度变化较大,能耗强度变化较大,制冷季室外温度变化较小,能耗强度变化较小。本研究为推广多联机空调系统提供参考。

探究影响多分束短切毡用纱分束率的因素

探究了分束板齿间距、卷绕比、工艺线对多分束短切毡用纱的分束率和络纱顺畅度的影响,研究结果表明:分束板齿间距越大,卷绕比越小,下分束板离运转机头中心垂直距离越小、水平距离越大,丝饼分束宽度越大,分束率越高,但是络纱出团增大,络纱顺畅度低。综合拉丝实际生产工艺和络纱顺畅性,分束板齿间距齿间距最优为6.5 mm,卷绕比最优为3.7281,下分束板离运转机头中心垂直距离和水平距离最优分别为1200 mm、600 mm。

多联机空调系统电气设计常见问题探讨

针对多联机空调系统电气设计中的一些常见问题,从室外机配电功率,断路器是否需要设置RCD,断路器降容,电缆敷设及载流量修正和室内机配电方式、控制等方面进行探讨,并给出相应的意见及建议。

广州某办公大楼的节能改造及能源托管探析

文章对广州市某办公大楼进行了节能改造和能源托管的经济指标分析。对于照明系统改造,节能率达到了3%。而多联机系统的智能控制和定时运行的设定,以及合理的温度和风速设置,进一步提高了多联机系统的节能效果,节能率达到了2.4%。在办公大楼的屋顶安装了光伏系统,年发电量占总能耗的3.7%。综合以上各项节能措施,办公大楼的总节能率达到了9.1%。通过能源托管10年,总节电量为228.4万kWh,除去初始投资,可获利100万元。

厦门市某养老设施用房暖通空调设计

养老社区应以追求更好的热舒适性、较高的空气品质、良好的声环境及较高的安全等级为设计目标。本文以厦门市某高端养老示范社区中的部分养老设施用房为例,对设计过程中遇到的多联机系统、空调送风系统和防排烟系统问题及解决措施进行了介绍,指出国家标准仅是对设计师提出的最低要求,适当情况下应提高相应标准,以期为其他养老项目提供设计参考。

医院多联机空调系统在特殊科室应用的施工管理

随着现代医疗技术的快速发展,医院的环境要求越来越高,尤其在特殊科室如手术室、重症监护室(ICU)和基因扩增实验室等关键区域,空气质量、温度和湿度的控制变得至关重要。多联机空调系统(VRF)因其灵活的调节能力、独立的温湿度控制以及高效的能耗管理,逐渐成为医院空调系统的首选。文中探讨医院特殊科室应用多联机空调系统的施工管理问题,重点分析了特殊科室对空调系统的特殊要求、施工中的常见问题及应对策略,以期为医院空调系统的规划与施工提供参考。

多分量裂缝预测技术研究及其在川南页岩气工区的应用

与常规油气相比,页岩中普遍含气,但是单井的产量变化大,通过改造形成裂缝网络的页岩气井才具有工业开发价值。目前,页岩裂缝预测的方法较多,大多数是基于纵波地震资料的,而利用多分量地震资料预测裂缝发育区仍是研究人员探索和努力的方向。这里首次运用转换横波地震资料对页岩气的裂缝发育情况进行预测研究。首先,利用转换波模型正演,结合多波地震资料对比识别页岩的小断裂、小断层。其次,通过基于横波分裂特性的裂缝预测技术对高角度的裂缝走向和密度进行预测。通过四川盆地实际资料应用表明,多分量裂缝预测技术能够有效识别页岩气的裂缝发育情况,多分量裂缝预测效果明显优于纵波叠前裂缝预测,成果更加合理。

广东地区办公楼多联机系统新风方案探讨

本文介绍了多联机空调系统的几种新风方案(常规新风机、热交换新风机组、直膨式新风机组、风冷热泵+组合式新风机组、热泵热回收新风机组等)。同时,以广东地区某办公楼为例,对三种预处理的新风方案系统布置、初投资、运行费用及年运行成本进行了分析,并建议优先采用热泵热回收新风机组,具有较好的推广价值。

分体多格室锚碇基础在山区复杂地质中的应用

针对偏远山区土方转运困难、地质环境复杂、采用深基础大开挖易扰动周围环境而产生次生地质灾害的特点,以及锚碇基础施工场地处于巨厚覆盖层、持力层埋藏较深、地质条件差或较为复杂、采用重力式扩大基础大开挖施工对周围环境影响较大的情况,提出了一种由地连墙构成的分体多格室锚碇基础。该基础采用了地连墙施工工艺,充分利用了基础-土体相互作用对承载力的有益影响,适当降低了对持力层的承载性能要求,大幅降低了土石方工程量和对施工过程边坡防护的要求,减小了对周围环境的不利影响,并认为在环境保护要求下,有必要采用分体多格室锚碇基础。该基础的运用可为复杂地质条件的锚碇基础选型提供参考。