Cu基催化剂上糠醛转化为糠醇结构敏感性的理论研究

本研究采用密度泛函理论方法以Cu(111)和Cu(211)表面为代表研究了Cu基催化剂上糠醛加氢转化为糠醇反应的结构敏感性。通过研究糠醛转化为糠醇过程中反应物、中间物种和产物的吸附及可能的反应机理,得出,在Cu(111)和Cu(211)表面上,糠醛C=O基团的碳原子首先加氢(F-CHO+H→F-CH_(2)O),然后氧原子加氢(F-CH_(2)O+H→F-CH_(2)OH),且第二步是整个反应的速率控制步骤。计算结果表明,Cu(211)表面对糠醇的生成具有较好的催化活性,这是由于该表面能够促进H_(2)解离和增强糠醛吸附,进而促进将糠醛转化为糠醇。本工作为通过调节金属催化剂的微观结构来控制生物质分子转化的活性和选择性提供了一种可行的方法。

用于高精度催化性能预测的精细结构敏感型深度学习框架

催化剂表面的精细结构对结构敏感型反应有很大影响,高通量(HT)筛选和机器学习(ML)可以有效地探索这些影响因素.为了将ML与化学相结合,必须首先将化学结构转换为可用作ML模型输入的特征编码,目前常用的两种转换方法为描述符和图.然而,描述符的构建往往忽略原子连接,这使得ML模型难以捕获与催化性能最相关的几何信息.基于图的ML模型在更新节点的过程中会不可避免地丢失吸附位点的几何排列信息,同时消息传递神经网络复杂,导致其对电子或几何结构不敏感、缺乏可解释性.因此,目前仍然缺乏可以同时兼顾多相催化中电子和几何精细结构的可解释ML框架.相比之下,将化学结构转换为网格数据可以完全保留精细的几何信息.鉴于此,通过将催化剂表面结构和吸附位点信息分别转换为二维网格和一维描述符,本文创建了一个名为“整体+局部”卷积神经网络(GLCNN)的数据增强(DA)卷积神经网络(CNN)ML框架,其结合“整体+局部”特征,无需复杂的编码即可捕获原始精细结构,DA的加入可以扩充数据集并减缓过拟合.GLCNN可以很好地预测和区分碳基过渡金属单原子催化剂上OH的吸附能,平均绝对误差小于0.1 eV,这是在大型数据集上训练的ML模型所能达到的较好结果.将GLCNN与基于描述符或图的模型对比,结果表明,对比模型无法完全准确预测包含IB和IIB过渡金属或者顺式/反式构型催化剂的OH吸附能.而GLCNN模型的预测效果明显好于对比模型,表明网格和描述符的组合可以更好地体现催化活性中心的电子和精细几何结构信息.另外,对DA处理后的样本计算平均标准误差后发现,通过DA获得的不同晶胞几乎不影响预测结果,说明DA对晶胞的平移并不改变晶胞的性质,表明GLCNN可以学习到周期性表面的边界条件信息.与传统的CNN和基于描述符的单边特征提取不同,本文中对精细结构敏感的ML框架可以通过不包含人类偏见的可解释性分析,从几何和化学/电子特征中提取影响催化性能的关键因素,如对称和配位元素.一维描述符的特征重要性分析表明,吸附位点的电子结构和对称性特征至关重要,且金属对于催化性能的影响强于其配位环境.将CNN卷积部分的中间输出可视化后发现,碳基载体上远离金属的区域中很大一部分对催化性能几乎没有直接影响,且卷积层会优先对金属原子反复关注,再次强调金属的重要性高于其配位环境,表明卷积核可以自动提取符合催化常识化学结构的几何信息.对全连接层(FC)进行降维可视化分析后发现,随着层数的增加,FC基于基本催化知识逐渐寻找特征提取的方向,提取出更抽象的有利于吸附能预测的高维特征,这与卷积部分类似.综上,GLCNN框架为具有广阔物理和化学空间的多相催化剂的高精度HT筛选提供了可行方案.

基于相似性与结构敏感性分析的产品平台设计过程模型

建立结构合理的产品平台是实现企业多样化效率和效益的重要途径。从设计角度把产品平台分为概念平台和实体平台,前者组成了产品族创新的核心资源,后者集合了企业产品的核心元件。提出了基于相似性分析与结构敏感性分析的产品平台设计过程模型,并对其中关键环节所涉及的通用化设计规则和方法进行了着重分析。应用该过程模型可以为企业建立更具柔性的层级产品平台架构,设计过程可以分为两个阶段:首先通过功能和概念结构相似性分析以及通用化设计建立产品概念平台;然后通过实体结构对需求变化的敏感性分析和通用化设计建立产品实体平台。最后该模型用于某企业的铠装刮板输送机产品平台的设计。

结构敏感功能材料的基础研究

结构敏感功能材料是其功能对原子的空间排列变化敏感的材料。通过对结构敏感功能材料的研究 ,归纳和总结化合物的物理化学性质与原子的空间排列以及电子结构之间的内在规律 ,结合物理化学性能测试和理论计算 ,逐步推导出功能基元和数学关系式 ,以形成功能基元理论 ,为开发新型功能材料提供理论基础。本文以碳原子不同的空间排列形式而展现出显著差异的物理化学性质为引子 ,阐述光学、电学和磁学性能对结构的敏感性 ,并讨论理论计算在该学科中的应用。

复杂社会技术系统安全事故的成因结构敏感性及预防对策研究

简要回顾现有复杂社会技术系统安全事故的成因理论存在的局限性,根据大量统计资料和经验总结构建事故成因理论的缺陷。该研究试图从分析和推理入手,根据复杂社会技术系统运行机制及事故成因结构敏感性特征,探索由于新技术快速普及应用而不断涌现的复杂社会技术系统的失效机制及事故的成因理论;解释复杂社会技术系统安全事故的严重程度差异性、时间方向性及情境依赖性;为任何因新技术普及应用而产生的人造系统的安全分析及事故预防提供理论和方法支撑。

VPO催化剂上丙烷选择氧化制丙烯酸的结构敏感性研究

ＶＰＯ催化剂上丙烷选择氧化制丙烯酸的结构敏感性研究赵如松，徐铸德（浙江大学化学系，杭州３１００２７）关键词ＶＰＯ催化剂，丙烷，氧化，丙烯酸，结构敏感性丙烷直接选择氧化制取丙烯酸（ＡＡ）是个包含脱除４个氢原子和插入两个氧原子的复杂反应过程，要求催化剂具...

组织结构敏感性对组织绩效的影响分析

钱德勒在其名著"结构与战略"中提出企业成长过程始终伴随着企业组织结构的不断转变。在管理实践中,众多企业期望通过对其他企业组织结构的复制及成功经验的模仿来改善本企业绩效而获得进一步成长。文章从系统动力学核心思想"组织宏观行为源自其微观结构"入手,并运用结构敏感性分析,论述了企业的不可完全复制及组织管理因果律失效之源,并给出企业只能近似复制的理论分析及相关理论框架,为企业成长及组织变革提供理论参考。

煤样力学行为的结构敏感特性及干预机制试验研究

冲击地压的形成过程极为复杂,但本质是弹性能的大量积聚和剧烈释放。明确影响能量演化过程的客观要素和干预机制,将为指导实际防控工作提供基础认知。通过CT扫描重构了具有真实分布特征的煤样数值模型,并基于力学行为和加载环境密切相关的事实,开展了不同加载速率模拟试验。研究结果表明,应力环境变化时,相较于强度较小的煤基质,强度较大的夹杂质对于屈服、应力集中等响应表现出了更为显著的吸引作用,而屈服较晚的单元体在积聚弹性变形能的同时,整体逐渐形成了具有承载能力的空间骨架,并指出夹杂质、承载骨架或其他能够破坏介质均匀性的结构性要素,其空间分布模式对于能量或应力分布具有潜在控制作用。基于含人造结构面试样开展的不同加载速率力学试验验证了该结论,并提出有目的的人工形成特定的结构模式可实现对于煤岩宏观力学行为的选择性控制,进而为冲击地压的量化防控提供参考。

反应结构敏感性的分形分析

本文将分形理论引入气固相催化反应系统 ,利用反应维数DR 来表征反应结构敏感性的程度 ,同时测定Ni γ -Al2 O3催化剂对氢气的化学吸附维数和在此催化剂上发生的乙烯加氢反应的反应维数。试验结果表明 ,随着Ni晶粒尺寸的增大 ,其对氢的化学吸附维数由大于 2 0 0逐渐向 2 0 0靠近 ,乙烯加氢反应的反应维数为 2 0 0±0 0 5。说明了此反应的结构非敏感性 。

论思想语言的结构敏感性与“列车隐喻”

思想语言不仅是心理表征的载体,而且还是语义加载与心的计算理论的载体。思想语言为了实现上述两大功能,在心理表征过程中一方面体现出对于句法结构的敏感性;另一方面,在语义加载过程中还体现出对于语境的敏感性。列车隐喻可以很好地解释心理表征中的概念性内容与非概念性内容在个体层面与亚个体层面的表达机制,以及两类心理内容与结构敏感性的关系。

苯乙烯在Ag(111)和Ag(110)表面环氧化反应结构敏感性的理论研究(英文)

采用密度泛函理论(DFT)对苯乙烯在Ag(110)表面和Ag(111)表面的环氧化反应进行了计算研究.经计算,在Ag(110)表面预吸附氧原子更易吸附在3重穴位(3h),吸附能为-3.59eV;在Ag(111)表面预吸附氧原子的最稳定吸附位是fcc位,吸附能为-3.69eV.苯乙烯的环氧化反应过程首先经过一个金属中间体,然后再进一步反应变为产物,其中经过直链中间体较支链中间体更加有利.Ag(110)面的反应活化能一般大于Ag(111)面的,并且微观动力学模拟结果表明,Ag(111)表面生成环氧苯乙烷的选择性要明显高于Ag(110)表面(0.38与0.003),原因是Ag(111)面环氧化反应活化能小于苯乙醛及燃烧中间体的活化能,而在Ag(110)上正相反.

乙炔选择性加氢:催化剂结构敏感性分析及调控

Pd催化乙炔选择性加氢是石脑油蒸汽裂解和煤基电石乙炔路径制备聚合级乙烯的关键。传统的Pd基催化剂使用成本较高且选择性和稳定性较差。本文综述了近年来乙炔选择性加氢催化剂结构敏感性及其调控方面的相关研究进展,重点介绍了包括活性金属粒径、纳米颗粒形貌和电子结构等对乙炔选择性加氢反应性能的重要作用,进而阐明了催化剂结构调控的目标与方向。进一步归纳总结了针对该反应特性的催化剂结构定向调控的研究进展,主要包括合金和金属间化合物催化剂、单原子及其合金催化剂的设计。通过合理地调控催化剂结构,优化关键物种的吸脱附和反应动力学行为,能够显著提高乙炔加氢催化剂的选择性及稳定性。在未来的研究中,如何针对该反应特性,构筑高效、稳定和低成本的催化剂将会是该体系催化剂研究的重点与难点。

粒径对旋叶分离器结构敏感性的影响

在不同液滴粒径工况下,对等比例旋叶分离器的旋叶倾角和上升通道高度进行结构敏感性分析。建立基于欧拉法和Realizable K-Epsilon湍流模型的空气-液滴两相流动的数学模型,通过计算流体力学软件对冷态工况下5种不同结构的旋叶分离器流场进行数值模拟,得到了不同液滴粒径下的分离效率变化曲线和液滴质量流量径向分布曲线,同时还通过冷态试验验证数值计算模型。结果表明:当液滴粒径等于5μm或大于100μm时,旋叶分离器效率对旋叶倾角和上升通道高度结构不敏感;当液滴粒径在5～100μm时,18°旋叶的旋叶分离器分离效率大于30°旋叶,上升通道高度等于其一倍直径时旋叶分离器分离效率最优;其中当液滴粒径等于30μm时,旋叶分离器分离效率差值最大,结构敏感性最为显著。

带边界项的结构敏感性超像素图像分割方法研究

针对结构敏感性超像素不能很好贴合边界的问题,提出了一种带边界项的结构敏感性超像素图像分割方法。该方法在考虑结构敏感性的同时引入边界项,通过边界项来计算当前像素落在图像真实边界上的可能性,重新分配和优化超像素边界,使得超像素分割边界和实际边界尽可能贴合,保证在结构敏感区域生成大的超像素,在稀疏区域生成小的超像素。实验采用Berkeley数据集,通过六种考核指标对分割图像进行分析对比,验证了所提方法在召回率、欠分割误差、可实现分割准确度等性能方面有良好的表现。

总压探针性能结构敏感性分析

总压探针结构是影响探针性能的关键因素,结构对总压系数、不敏感角大小等性能影响很大。为了研究总压探针性能的结构敏感性,制作不同类型且不同关键尺寸的总压探针,包括凸嘴型总压探针和带套型总压探针。在校准风洞上对这些探针进行总压系数校准试验,发现整流罩型探针性能最好,屏蔽罩型探针次之,凸嘴型探针性能最差。通过对比试验结果,得到了探针关键尺寸对其性能的影响规律。

金属材料超长寿命疲劳行为及其微结构敏感性

高速列车、航空航天、核电等国家重大工程与装备的高速发展,促使关键部件需具备在超高周次条件(107~109周次)下的高可靠性与安全性.近30年的材料超长寿命疲劳研究发现,疲劳裂纹萌生与小裂纹扩展在疲劳失效过程中有着至关重要的作用,并且其发展演化过程与材料微结构有极大的相关性.从疲劳强度、疲劳裂纹萌生与小裂纹扩展的微结构敏感性3个方面对近年来最新实验与研究成果进行阐述,分析金属材料微结构性质、形态、分布等特征下的超长寿命疲劳行为与失效机理,为新型抗疲劳材料的设计与研发提供基础性依据.

基于结构敏感参数的卷装成形质量控制

研究机构的安装结构参数对卷装成形的敏感性,分析相关参数对成形质量的影响,从而提出成形质量控制条件。

微机电固态波动陀螺敏感结构设计与分析

基于微机电固态波动陀螺的工作原理,设计了一种全对称的S形弹性梁环形波动陀螺敏感结构。首先设计了微机电环形固态波动陀螺的环形敏感结构,并分析了其动力学方程与角度敏感原理。其次,在有限元软件中建立了S形弹性梁环形波动陀螺敏感结构的微机械模型,仿真分析了敏感结构的运动模态与幅频响应。模态仿真表明该S形弹性梁环形波动陀螺敏感结构的1~10阶模态中,中心频率为9.2897~9.2914 kHz的第7、8阶模态为面内的四波腹椭圆弯曲振动,可以作为环形陀螺的基础工作模态。幅频响应分析表明在0~10 kHz的频段上只有一个振动模态被激发且中心频率为9.2897、9.2914 kHz,谐振幅值为0.673μm,该模态的频率与模态分析的中心频率一致,验证了敏感结构设计的合理性,为其进一步的研究与工程化提供了必要的理论基础。

磷酸钛氧钾(KTP)型晶体结构敏感性能

大量实验结果表明：由于ＫＴＰ（磷酸钛氧钾）晶体结构的多样性，通过掺质晶体生长或离子交换处理技术，可形成一系列ＫＴＰ型晶体．当掺质原子进入晶体结构后，ＫＴＰ型晶体结构与ＫＴＰ相比，会发生微小或局部的变化，这种微小或局部的变化往往导致了晶体宏观物理性能的变化，这种性能的变化称为ＫＴＰ型晶体结构敏感性能．结构敏感性能有时可用来调谐晶体的非线性光学性能，从而拓宽了ＫＴＰ晶体的应用范围．

计及结构特征的TEFC感应电动机温度敏感性研究

为研究小型感应电动机温升分布与其结构特性的数值关系,以一台TEFC(Total enclosed fan-cooled)感应电动机为研究对象,根据流体力学和传热学基本理论,并结合感应电动机定子绕组散下线等结构特点,建立包含离心式风扇及接线盒等结构部件的三维流动与传热耦合数学模型及物理模型,采用有限体积元法,对其三维流体场及温度场进行耦合计算,在利用试验数据佐证本研究精准性的基础上,详细地阐明电动机内部温升随结构特性的敏感性,结果表明,机壳底脚上的横向拉筋对电动机内部的温升分布有着较大的影响,导致与其位置对应的定子绕组存在温升二次升高的现象,同时,转子上具有自力性的风扇对定子绕组端部表现出良好的散热效果,以上结论为中小型电动机的机械结构优化提供了一定参考。