声电协同海洋信息传输网络

海洋信息的传输需要穿越水—空气界面,在信息传输网络架构上需要水声网络和无线电网络的高效融合。然而,水声链路性能远远落后于水上无线电链路,成为制约海洋信息传输网络性能的瓶颈。提出声电协同海洋信息传输网络的新思路,通过声、电链路的协同协作,提高网络的性能。通过3个应用场景展示声电协同的优势后,进一步讨论了声电协同海洋信息传输网络的架构与协议以及面临的技术挑战。声电协同不仅是实现空、海一体化网络融合的有效方法,也是实现海洋网络通信、计算和存储融合的重要方法。

基于NS-3的声电协同网络实现及路由性能分析

水下无线通信主要依靠水声通信的方式进行信息传输。但水声链路本身具有高时延和高误码率等不足,为水下应用提供低时延的通信服务是一项具有挑战性的工作。声电协同网(CRAN)旨在充分利用水面无线电链路弥补水声网络(UAN)的性能局限,提升网络的整体性能。其中,CRAN中的路由协议需要构建声、电混合路径,是声电协同网络研究中的关键问题。该文首先在网络模拟器3(NS-3)中设计并实现了声电浮标节点与CRAN协议栈,搭建了CRAN的仿真平台。随后探讨了以无线自组网按需平面距离向量路由协议(AODV)为代表的被动式路由在CRAN中的应用。该文发现,AODV协议使用的距离向量准则在CRAN中能够更多地选择高速的无线电链路进行数据转发,有效地降低了网络传输时延。最后,通过仿真对AODV与其他协议的性能进行了对比、分析。结果表明,CRAN在投递率、传输时延、网络吞吐量、能效和路由响应速度方面对比水声通信网有较大提升。同时,以AODV为代表的被动路由协议,相比于以优化链路状态路由协议(OLSR)为代表的主动路由协议更适用于CRAN。

声电协同氧化2-氯酚的机理及动力学研究

为提高有机物的降解效率,提出了超声波协同电催化的集成一体化反应体系.在声电协同反应器中,研究了2-氯酚(2-CP)的去除效果,探讨了声电协同工艺降解2-CP的机理,建立了声电协同作用的动力学模型.降解途径研究表明,2-CP降解经历了羟基对位氧化、开环分解、形成小分子有机酸等过程.数据拟合显示,在电流密度20 mA.cm-2、声频率20 kHz、声强0.27 W.cm-2、2-CP初始浓度200 mg.L-1等实验条件下,声电协同氧化2-CP表观速率常数表示的增强因子达1.324,表明协同效应存在.根据反应动力学方程和Langmuir表面吸附理论,推导出的动力学模型,能较准确地描述声电协同体系中2-CP的初期降解情况,模型数值解与实验值总体吻合良好,模型参数取值与反应条件相关联.

Ni基Ag-Cu合金电极的制备及其在水杨酸降解过程的应用

为给电极的制备及水杨酸的降解提供一定理论依据,采用电沉积法制备了Ni基Ag-Cu合金电极并应用于水杨酸的降解过程。对不同Ag-Cu物质的量比例的Ni基Ag-Cu合金电极的电化学性能进行了考察,探索了在板间距、外加电压、电解时间等试验条件相同时,不同电解液浓度对水杨酸降解率的影响,比较了电化学氧化降解和声电协同降解效果。结果表明:在温度、电流密度、电极间距、电极材料等试验条件相同,当电沉积液n_(Ag)∶n_(Cu)=8∶2时,Ni基Ag-Cu合金电极表面形貌良好,对水杨酸的降解率最高。Na_(2)SO_(4)作为电解质时最佳电解液浓度为1.064 g/L,此时对水杨酸的电化学氧化降解率为98.01%,而声电协同降解率为99.89%,协同效应下降解完全程度更高。

Cobalt/iron bimetal-organic frameworks as efficient electrocatalysts for the oxygen evolution reaction

The development of high efficiency and stable electrocatalysts for oxygen evolution is critical for energy storage and conversion systems. Herein, a series of Co/Fe bimetal-organic frameworks (MOFs) were fabricated using a facile ultrasonic method at room temperature, as electrocatalysts for the oxygen evolution reaction (OER) in alkaline solution. The Co2Fe-MOF exhibited an overpotential of 280 mV at a current density of 10 mA cm^-2, a low Tafel slope of 44.7 mV dec^-1, and long-term stability over 12000 s in 1 mol L^-1 KOH. This impressive performance was attributed to the high charge transfer rate, large specific surface area, and synergistic effects of the cobalt and iron centers.