宽负荷下切圆燃煤锅炉H_(2)S分布特性的数值模拟

锅炉采用空气分级燃烧降低NO_(x)排放的同时也提高了主燃区H_(2)S体积分数。炉墙壁面过高的H_(2)S体积分数是加剧水冷壁高温腐蚀的重要因素。为保障新能源并网发电,大型燃煤机组灵活调峰的需求增加,不同负荷下的水冷壁近壁面H_(2)S分布特性值得关注。通过正交试验分析了切圆燃煤锅炉运行参数对水冷壁近壁面H_(2)S体积分数分布的影响。选取一台超临界600 MW切圆燃煤锅炉建立数值模型,设计L_(16)(4^(5))正交工况,覆盖100%BMCR、75%THA,50%THA以及35%BMCR四种负荷。建立了自定义SO_(x)生成模型以确定燃料硫的析出和转化路径,模型包含多表面反应子模型以描述焦炭与O_(2)/CO_(2)/H_(2)O等3种气体的异相反应,并确定焦炭气化反应消耗量占总消耗量的比例,进而对炉膛H_(2)S空间分布进行了模拟计算。研究表明,近壁面高体积分数H_(2)S区域主要位于投运燃烧器层中最下层燃烧器以下以及最上层燃烧器以上至SOFA层之间,烟气切圆沿炉膛高度增加逐渐增大是造成后一区域H_(2)S体积分数较高的重要原因。35%BMCR负荷下水冷壁重点区域的H_(2)S平均体积分数为364μL/L,明显低于其他负荷。锅炉运行参数对重点区域H_(2)S体积分数影响程度的排序为:锅炉负荷>一次风率>主燃区空气过量系数>假想切圆直径>燃烧器竖直摆角。

S型异质结光催化剂ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3)的构筑及光催化还原CO_(2)性能

通过在WO_(3)纳米片表面负载ZnFe_(2)O_(4)纳米颗粒,构建了一系列S型异质结光催化剂ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3),并研究了其光催化CO_(2)还原性能。在没有助催化剂和牺牲剂的条件下,所制备的ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3)复合材料可对CO_(2)与水蒸汽进行光催化反应。优化后的材料光照5 h后CO_(2)还原产物CO和CH_(4)的产量分别为7.87和4.88μmol·g^(-1)。相对于单相组分,CO和CH_(4)的产量明显提高。光催化活性的提高,归因于ZnFe_(2)O_(4)和WO_(3)异质结的形成以及光生载流子的S型电荷传输模式。

环境因素对BT80S-5Cr抗CO_(2)/H_(2)S腐蚀套管均匀腐蚀速率的影响

通过模拟国内某油田腐蚀工况,采用高温高压釜模拟腐蚀试验,利用失重法研究试验周期、温度、CO_(2)及H2S分压环境因素对BT80S-5Cr油套管均匀腐蚀速率的影响。研究表明,随着试验周期的延长,试验钢均匀腐蚀速率逐渐降低,且降幅趋于平缓,试验周期360 h是BT80S-5Cr在该油气田模拟工况下衡量耐蚀性能的最佳试验周期;随着试验温度的提高,试验钢均匀腐蚀速率逐渐增加,试验温度100℃的试验钢的均匀腐蚀速率是试验温度40℃时的均匀腐蚀速率的1.67倍;随着CO_(2)分压的提高,试验钢均匀腐蚀速率逐渐增加,CO_(2)分压1.0 MPa的试验钢均匀腐蚀速率是不含CO_(2)时的均匀腐蚀速率的10倍;随着H2S分压的提高,试验钢均匀腐蚀速率逐渐降低,微量H_(2)S气体的引入对试验钢电化学腐蚀行为有一定的抑制作用。

湿气环境中CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面上吸附与点蚀机理研究

目的从微观尺度探究CO_(2)-H_(2)S(CO_(2)和H_(2)S共存)在湿气管道顶部的吸附特性,进而揭示点蚀机理。方法基于密度泛函理论的第一性原理,利用Materials Studio构建CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面的吸附模型,对CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能、局域态密度、分波态密度和差分电荷密度进行仿真;利用高温高压釜模拟CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)腐蚀环境,分析L360钢在湿气环境中的腐蚀行为;最后,揭示含Cl^(-)湿气管道顶部CO_(2)-H_(2)S吸附机制与点蚀机理。结果CO_(2)、H_(2)S、CO_(2)-H_(2)S及CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)在最稳定位置时的吸附能分别为-4.065、-3.961、-8.538、-12.775e V,表明相较于CO_(2)与H_(2)S单独吸附,CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能更负,Cl^(-)会进一步降低CO_(2)-H_(2)S的吸附能;且CO_(2)在与H_(2)S竞争环境电子中占优势;Cl^(-)会使CO_(2)-H_(2)S的局域态密度峰值降低,转移趋势为失去电子,基体和腐蚀介质的电子向着低能级跃迁释放出更多能量,进而加强了Fe与CO_(2)-H_(2)S间的化学键强度;Cl^(-)的2p轨道与Fe的3d轨道在-6.8 eV和-5.7 eV发生重叠,Cl^(-)被吸附到Fe表面并与Fe形成化学键生成氯化物,进而改变腐蚀产物膜的组分与结构,削弱产物膜的致密性和稳定性,减弱腐蚀阻抗力。在含Cl^(-)湿气的CO_(2)-H_(2)S环境中,液相中的Cl^(-)浓度升高,使L360钢的气相平均腐蚀速率逐渐增大,最高达2.935mm/a,点蚀越发严重。结论CO_(2)与H_(2)S在α-Fe(110)面吸附存在一定的协同和竞争作用,协同促进金属的腐蚀,FeCO3会优先沉积成膜,但H_(2)S会抑制FeCO3的生长,腐蚀产物以FeS为主;Cl^(-)会增强CO_(2)-H_(2)S与α-Fe(110)面间的作用力,弱化腐蚀产物膜层的保护性,进一步加速金属腐蚀、尤其是点蚀。

AR、SKP2、SOX10、PD-L1及TIL表达在三阴性乳腺癌中的意义

目的:探索雄激素受体(androgen receptor,AR)、S期激酶相关蛋白2(S-phase kinase-associated protein 2,SKP2)、性别决定区Y相关的HMG盒含因子10(sry-related HMG box-containing factor 10,SOX10)、程序性死亡配体1(programmed death-ligand 1,PD-L1)及肿瘤浸润性淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocyte,TIL)在三阴性乳腺癌(triple negative breast cancer,TNBC)表达与临床病理特征和预后的关系。方法:根据苏木精-伊红染色(hematoxylineosin, HE)染色切片评判109例TNBC瘤巢内TIL的比例,采用Leica Bond-Max全自动免疫组化仪检测TNBC组织中AR、SKP2、SOX10、PD-L1的表达。分析以上各生物指标与临床病理特征间的关系,并采用kaplan-Meier、Log-rank进行生存分析。结果:95例患者获得随访,中位随访时间为48个月,中位无病生存时间(disease-free survival, DFS)为42个月,中位总生存时间(overall survival, OS)48个月。在TNBC中,AR阳性表达与淋巴结转移阴性(P=0.009)、肿瘤最大径<2 cm(P=0.008)相关,TIL高表达与低级别TNBC相关(P=0.007),SKP2阳性表达与神经/脉管侵犯阳性(P=0.011)、高级别TNBC相关(P=0.002),SOX10阳性表达与淋巴结转移阳性(P=0.022)、高级别TNBC(P=0.005)相关,PD-L1阳性表达与淋巴结转移阳性(P=0.020)、神经/脉管侵犯阳性(P=0.006)、高级别TNBC(P=0.042)相关。生存分析显示,SKP2、SOX10阳性表达与更差的DFS(P=0.007、P<0.001)和OS(P=0.013、P<0.001)相关,TIL高表达与更好的DFS(P=0.016)及OS(P=0.004)相关。在生物表志物的联合表达中,AR+/SKP2-、AR+/SOX10-与更好的DFS(P=0.004、P<0.001)及OS(P=0.007、P=0.001)相关,SOX10+/低TIL、PD-L1+/低TIL与更差的DFS(P<0.001、P=0.008)及OS(P=0.001、P=0.002)相关,AR-/低TIL者具有更差的OS(P=0.014)。SKP2(HR=4.143,95%CI为1.578~10.875)、SOX10(HR=7.578,95%CI为2.067~27.782)的阳性表达是影响TNBC患者DFS的独立预后因子,SKP2(HR=3.758,95%CI为1.400~10.084)、SOX10(HR=5.131,95%CI为1.316~20.000)及TIL(HR=0.375,95%CI为0.154~0.917)的阳性表达是TNBC患者OS的独立预后因子(P均<0.05)。结论:在TNBC中,AR阳性、TIL高表达与具有更好预后的临床病理特征相关,SKP2、SOX10和PD-L1与具侵袭性的临床病理特征相关。SKP2、SOX10及TIL表达与TNBC预后相关,提示这些生物指标可能成为TNBC新的预后因子,同时它们也有可能成为潜在的治疗靶点。

含H_(2)S天然气管道内腐蚀直接评价方法的改进

为了确定H_(2)S对天然气管道内腐蚀的影响,对NACE SP0110-2010标准提出的天然气管道内腐蚀直接评价方法(包括预评价、间接评价、直接评价、后评价四个环节)进行改进,即在该方法的间接评价环节引入了CO_(2)-H_(2)S腐蚀速率预测模型和积水概率参数,提高了推荐开挖点管道腐蚀程度的准确性。并以某含H_(2)S天然气管道为例,对改进后的评价方法进行了演示。结果表明:根据间接评价(多相流腐蚀模拟计算),极严重腐蚀出现在管道前500 m处,23%管段的积水概率为1;根据直接评价(现场开挖),5个开挖点处管道均属于极严重腐蚀,最大腐蚀速率为0.337 mm/a,与间接评价的预测结果一致;根据后评价确定了管道再评估时间间隔为1 a。改进后评价方法对预测多相流含H2S天然气管道内腐蚀高危点具有一定的借鉴意义。

5S健康教育模式对2型糖尿病患者口腔保健行为及知识知晓率的影响

目的 探讨5S健康教育模式对2型糖尿病(T2DM)患者口腔保健行为及知识知晓率的影响。方法 选择2021年9月至2022年9月收治的T2DM患者100例,患者随机分为对照组和观察组,每组50例。对照组给予常规健康教育方法,观察组采用5S健康教育模式进行干预,比较2组患者的干预效果、口腔保健行为及知识知晓率。结果 2组干预后的口腔保健行为优于干预前,且观察组优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组的口腔健康知识知晓率为92.00%(46/50),高于对照组的70.00%(35/50),差异有统计学意义(P<0.05)。2组干预后对口腔护理、疾病危害、注意事项的认知度评分高于干预前,且观察组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。2组干预后对合理饮食、保持口腔卫生、定期口腔检查的评分高于干预前,且观察组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。2组干预后的护患信任程度得分高于干预前,且观察组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。2组干预后的口腔健康影响程度量表(OHIP-14)评分低于干预前,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 5S健康教育模式用于T2DM患者中,效果显著,有利于患者进行口腔保护。

颅脑术后继发颅内感染患者脑脊液膜联蛋白A2和S100钙结合蛋白A10表达水平及临床意义

目的探讨颅脑术后继发颅内感染患者脑脊液膜联蛋白A2(Annexin A2)和S100钙结合蛋白A10(S100A10)表达水平及临床意义。方法选取收治的颅脑术后继发颅内感染患者120例为试验组,选取同期颅脑术后未感染的120例患者为对照组。采用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测脑脊液中Annexin A2、S100A10水平;采用Pearson相关分析法分析Annexin A2、S100A10与各临床指标的相关性;采用Logistic回归分析法分析颅脑术后继发颅内感染的影响因素;采用受试者工作特征(ROC)曲线分析Annexin A2、S100A10水平对颅脑术后继发颅内感染的预测价值。结果试验组的糖尿病占比、脑脊液渗漏占比、血乳酸脱氢酶(LDH)、脑脊液中Annexin A2及S100A10水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。颅内感染患者脑脊液中Annexin A2与S100A10、血LDH水平呈正相关,S100A10水平与LDH水平呈正相关(P<0.05)。多因素Logistic回归分析显示,糖尿病、脑脊液渗漏、血LDH、脑脊液中Annexin A2和S100A10均是颅脑术后继发颅内感染的独立影响因素(P<0.05)。ROC曲线显示,脑脊液中Annexin A2、S100A10水平单独预测及二者联合预测颅脑术后继发颅内感染的曲线下面积(AUC)分别为0.788、0.768、0.865,其中联合预测AUC大于二者单独预测(P<0.05)。结论颅脑术后继发颅内感染患者脑脊液中Annexin A2、S100A10表达水平升高,是颅脑术后继发颅内感染的独立影响因素,二者联合预测价值较高。

老年2型糖尿病患者血清同型半胱氨酸、血清淀粉样蛋白A、S100β水平与颈动脉斑块稳定性的关系

目的探讨老年2型糖尿病患者血清同型半胱氨酸(Hcy)、血清淀粉样蛋白A(SAA)、S100β水平与颈动脉斑块稳定性的关系。方法选取2021年6月至2023年6月德阳市人民医院收治的186例老年2型糖尿病患者为病例组,同期体检的186例健康者为对照组,根据斑块情况将病例组患者分为不稳定斑块组57例,稳定斑块组32例,无斑块组97例。回顾性分析受试者血清Hcy、SAA、S100β水平及不稳定斑块组、稳定斑块组、无斑块组的临床资料。采用Spearman法分析老年2型糖尿病患者血清Hcy、SAA、S100β水平与颈动脉斑块稳定性的相关性,Logistic回归模型分析老年2型糖尿病患者颈动脉斑块稳定性的影响因素,ROC曲线分析Hcy、SAA、S100β评估老年2型糖尿病患者颈动脉不稳定斑块的效能。结果病例组患者血清Hcy、SAA、S100β水平高于对照组(t=28.737、40.946、57.982,P<0.05);不稳定斑块组、稳定斑块组、无斑块组三组间糖尿病病程、空腹血糖、糖化血红蛋白、总胆固醇、低密度脂蛋白、Hcy、SAA、S100β差异有统计学意义(P<0.05);老年2型糖尿病患者血清Hcy、SAA、S100β水平均与颈动脉斑块的不稳定性呈正相关(r=0.802、0.669、0.745,P<0.01);糖尿病病程、糖化血红蛋白、低密度脂蛋白、Hcy、SAA、S100β是老年2型糖尿病患者颈动脉不稳定斑块的危险因素(OR=1.384、1.582、2.147、2.560、2.309、3.728,P<0.05);Hcy、SAA、S100β均可评估老年2型糖尿病患者颈动脉不稳定斑块,三项联合评估的效能优于单项评估(Z=2.217、1.995、1.986,P<0.05)。结论老年2型糖尿病患者血清Hcy、SAA、S100β水平与颈动脉斑块稳定性相关,三项联合评估颈动脉不稳定斑块的效能优于单项评估。

高速S-CO_(2)向心透平几何参数优化及变工况特性分析

透平是热力循环中实现热功转换的核心设备,优化透平几何参数以改善气动性能,是提升系统热效率的关键。该文以面向某船舶主机烟气余热利用的超临界二氧化碳布雷顿循环透平设计参数为基础,给出向心透平主要几何参数,采用耦合CO_(2)真实物性参数的CFX仿真方法,分析几何参数动、静叶包角以及叶轮出口几何角对透平性能的影响规律并进行参数优化,进一步研究非设计工况下的透平运行特性。结果表明:增大静叶包角会使动叶前缘出现扰动涡流并减少余速损失,增大叶轮出口几何角,动叶包角对透平效率的影响规律不变,但效率峰值点会沿动叶包角减小的方向移动;动、静叶包角和叶轮出口几何角分别为49°、21.5°、25°时透平设计点总-静等熵效率高达87.99%,相比优化前,提高0.54个百分点;透平偏离设计点±20%工况下等熵效率大于80%。结果可为超临界二氧化碳高速向心透平设计提供一定参考。

基于STC12C5A60S2单片机显示模块的实验研究

以常用的STC12C5A60S2单片机为主控芯片,以实验室单片机平台为载体,分别对数码管、LCD1602、LCD12864、OLED以及TFT五种显示屏进行DS18B20温度传感器采集与显示实验。实验测试结果表明五种显示模块均能有效采集并显示当前温度值,对比分析各种显示模块的性能,为不同应用场景下的显示需求提供了参考和借鉴,具有重要的实际应用价值。

H_(2)S在线监测装置研发及在锅炉水冷壁高温腐蚀防治中的应用

锅炉水冷壁高温腐蚀问题一直是影响锅炉安全运行的难题。为解决锅炉水冷壁高温腐蚀的主要媒介H_(2)S需要连续测量,但当前行业内缺乏能长期运行的H_(2)S在线监测装置问题,研发了基于可调谐二极管吸收光谱TDLAS原理测量锅炉水冷壁H_(2)S的监测装置,并使用装置在某300 MW等级电站锅炉上进行了示范应用,跟踪评估了该装置的性能。结果显示,基于TDLAS原理所研发的仪器在现场投运12个月以来保持稳定运行,装置在线监测结果显示炉内H_(2)S呈现脉冲式波动特点,H_(2)S浓度高时超过1600μL/L。监测中发现,炉内H_(2)S浓度与运行调整存在较密切的关系,在升负荷过程中,由2台磨转为3台磨运行时,前后墙23.60 m平台测点处H_(2)S浓度急剧增加,从46μL/L增至822μL/L,H_(2)S与脱硫塔入口SO_(2)没有显著的关联性。H_(2)S在线监测装置的成功研发可以实现锅炉主燃烧器区域关键参数的在线监测,并作为运行人员调整锅炉运行参数的主要依据,这对于锅炉高温腐蚀监测和锅炉数字化建设具有积极意义。

玉米雄性不育突变体ms20s2的表型鉴定与基因定位

玉米突变体male-sterile 20s2(ms20s2)是在玉米自交系KWS49中发现的一个无花粉型雄性不育突变体。与野生型相比,ms20s2突变体花药细小且颜色偏浅,花药内未观察到花粉。扫描电镜观察表明,与野生型相比,9叶期突变体ms20s2的花药中未观察到正在减数分裂的花粉母细胞;抽雄后突变体花药壁外部角质层形成异常,内部未观察到乌式体结构。观察不同发育阶段花药的石蜡切片发现,在S6-S7时期,与野生型相比,ms20s2突变体花药部分中间层和绒毡层细胞发生异常分裂,导致花药壁萎缩,花粉母细胞无法正常进行减数分裂,最终造成花粉母细胞死亡,产生雄性不育表型。遗传分析表明,突变体ms20s2的雄性不育表型受单个隐性核基因控制。利用玉米10K SNP芯片对F2定位群体进行基因型分析,初步将该突变位点定位在玉米2号染色体长臂上6.21 Mb区段内。进一步精细定位将该区间缩小到了590 kb,区间包含一个已知的蛋白编码基因MS32(Zm00001eb106620)。对MS32基因进行测序分析,在突变体MS32基因4号外显子上发现了一段3166 bp的大片段插入,可能影响了MS32蛋白功能,造成ms20s2的花药发育异常和雄性不育的表型。等位测验结果表明,突变体ms20s2是雄性不育基因MS32的新等位突变体。组织表达分析发现该基因在玉米花药中特异表达,且仅在花药发育的S6和S7时期表达量较高,进一步验证了该基因在玉米花药绒毡层和中间层细胞发育过程中的重要作用。

Na_(2)S改性生物炭高效吸附重金属离子:制备及吸附机理

以废弃芦苇为原料、硫化钠(Na_(2)S)为改性剂,制备了对Pb^(2+)、Cd^(2+)、Zn^(2+)具有高效吸附性能的Na_(2)S改性生物炭(BCS)。通过扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、红外光谱(FTIR)、元素分析等手段对改性前后的生物炭进行了表征。结果显示,Na_(2)S改性能够为生物炭引入多种含硫官能团,提升孔体积并增加比表面积。Langmuir模型拟合结果表明,随着改性剂Na_(2)S溶液浓度的增加,BCS对重金属离子的吸附能力得到提升。在pH为2.0~6.0的范围内,BCS对重金属离子的吸附能力随pH增加逐步增强。在pH=6.0时,BCS对Pb^(2+)、Cd^(2+)、Zn^(2+)的最大吸附量分别为494.99、131.14、94.89 mg/g。根据动力学实验结果可知,BCS对重金属离子的吸附行为符合伪二级动力学模型。吸附机理主要包括表面官能团的络合、离子交换和静电吸附。本研究可为废弃物的再利用以及废水中的重金属的高效去除提供一种环境友好且可行的解决方案。

H_(2)S在Cr(111)面上吸附与解离的第一性原理研究

采用了第一性原理研究了H_(2)S在Cr(111)面的吸附解离过程,利用吸附能、吸附构型和偏态密度图(PDOS)研究了H_(2)S及其解离产物在Cr(111)面上的吸附情况,都偏向倾斜吸附在Cr(111)面.同时研究了HS/H和S/H共吸附情况,得到共吸附物质在Cr(111)面上有明显的相互作用.最后使用线性同步和二次同步变换方法确定了解离反应的过渡态,了解到第一、二步解离的活化能分别为1.65 eV、0.82 eV,H_(2)S分子在Cr(111)面上的解离过程是放热反应,反应能为-2.90 eV.

2D-STI评价妊娠期高血压患者左心功能与脐动脉S/D的相关性

分析妊娠期高血压患者通过二维斑点追踪成像技术(2D-STI)评价左心功能与脐动脉S/D的相关性。方法 抽取50例院内心脏彩超科在2022年6月~2023年6月间(12个月)接受临床诊断的妊娠期高血压患者为观察组,均在用降压药物治疗之前进行图像的采集,并根据病情程度分成18例的妊娠期高血压组、17例的轻度子痫前期组与15例的重度子痫前期组,再以同期来诊的正常孕妇50例为对照组,研究左心功能与脐动脉S/D的相关性。结果 各组的超声心动图参数LVEDD、LVESD、LVEF、SV、LVMI、IVRT值相比无差异P>0.05,而妊娠期高血压组、轻度子痫前期组与重度子痫前期组的左室应变参数GLS、GLS-Avg值相比对照组差异显著P<0.05,最后轻度子痫前期组与重度子痫前期组的脐动脉S/D值相比对照组更高,具体水平随血压升高而上升P<0.05。对照组的GLS-Avg与脐动脉S/D存在的负相关性P<0.05,其他各组的LVEDD、LVESD、LVEF、SV、LVMI、IVRT、GLS与脐动脉S/D均无相关性P>0.05。妊娠期高血压的病情严重程度与脐动脉 S/D呈正相关P<0.05,与LVEDD、LVESD、LVEF、SV、LVMI、IVRT、GLS、GLS-Avg均无相关性P>0.05。结论 2D-STI可作为评估妊娠期高血压患者左心功能与脐动脉S/D的相关性的手段,正常孕妇的左室收缩功能随血压升高而减弱,同时脐动脉S/D随之升高,GLS-Avg与妊娠期高血压的脐动脉S/D有负相关性。

基于STC12C5A60S2的温湿度控制系统设计

文章针对环境温湿度对纺织生产影响很大的情况,设计温湿度控制系统。系统采用STC12C5A60S2为控制核心,由DHT11进行数据采集,并且采用直观的1602LCD数字显示模块,以实现温度和湿度实时显示,高温时启动外部负载降温,低温时外部负载停止工作的控制,以将温湿度控制在一定的范围内,可以帮助纺织厂生产区域控制环境温湿度,确保纺织厂的温湿度符合要求。

Cu_(3)Mo_(2)O_(9)/Mn_(0.3)Cd_(0.7)S S型异质结的构筑及其光解水产氢性能研究

采用超声辅助研磨煅烧法制备了Cu_(3)Mo_(2)O_(9)/Mn_(0.3)Cd_(0.7)S S型异质结光催化剂,通过X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、固体紫外漫反射等测试技术表征了样品的物相、形貌、化学元素组成以及光吸收能力等物理化学性质。在可见光加近红外光照射下进行了光催化析氢性能测试,结果表明,Cu_(3)Mo_(2)O_(9)/Mn_(0.3)Cd_(0.7)S复合材料的光解水产氢性能均优于纯相的Mn_(0.3)Cd_(0.7)S和Cu_(3)Mo_(2)O_(9),其中Cu 3Mo 2O 9的质量分数为1%的Cu_(3)Mo_(2)O_(9)/Mn_(0.3)Cd_(0.7)S显示出最佳的产氢速率(1.554 mmol·h^(-1)·g^(-1)),是Mn 0.3 Cd_(0.7)S的5.5倍。且经过四次循环实验后仍保持较好的光催化活性。此外,根据电化学测试以及红外热成像结果提出了合理的机理,Cu 3Mo 2O 9的光热效应与S型异质结的协同作用是Cu_(3)Mo_(2)O_(9)/Mn_(0.3)Cd_(0.7)S光催化活性提高的关键。

ZnIn_(2)S_(4)修饰TiO_(2)的分级S型异质结用于促进光催化析氢

利用半导体光催化裂解水制氢被认为是解决日益严重的环境污染和能源短缺问题的有效途径之一,然而半导体光吸收范围窄、光生载流子复合率高以及光催化剂氧化还原能力差等问题限制了该技术的发展.为克服这些难题,构建能带结构匹配的S型异质结成为提高光催化活性的有效策略.该结构能实现光生载流子的空间分离和转移,有效地抑制其复合,同时保留了光催化体系的强氧化还原能力.本文利用原位化学浴沉积法成功地将ZnIn_(2)S_(4)纳米片修饰在花状TiO_(2)微球表面,制备了具有独特分级结构的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4) S型异质结光催化材料,并研究了其光催化析氢活性.Zeta电位结果表明,TiO_(2)带有正电荷,可以率先吸附溶液中的S2-并与后续加入的In3+和Zn2+原位反应生成ZnIn_(2)S_(4),进而构建稳定的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结光催化剂.X射线粉末衍射、扫描电镜和透射电镜等结果证实了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结光催化剂的成功制备.紫外-可见漫反射结果表明,ZnIn_(2)S_(4)的引入明显增强了TiO_(2)的光吸收能力.结合莫特-肖特基曲线、X射线光电子能价带谱和紫外光电子能谱等表征结果,确定了TiO_(2)和ZnIn_(2)S_(4)的能带结构及费米能级位置.光电流密度、电化学阻抗、表面光电压、荧光光谱和时间分辨荧光光谱等测试结果表明,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有较好的光生载流子分离和转移效率以及更长的光生载流子寿命.线性扫描伏安和接触角测试证明了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有更低的过电势和良好的亲水性,更有利于析氢反应发生.通过阿伦尼乌斯方程对反应温度和析氢速率之间的关系进行拟合,结果发现,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有更低的析氢反应表观活化能,从而更有利于光催化析氢反应发生.非原位和原位X射线光电子能谱以及电子自旋共振光谱等结果表明,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结遵循S型电子转移机理.在模拟太阳光照射下,最佳配比的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结的光催化析氢速率达6.85 mmol g^(-1) h^(-1),分别约为纯TiO_(2)和ZnIn_(2)S_(4)的171.2倍和3.9倍.此外,经六次循环后催化材料仍保持良好的光催化析氢活性,表明具有紧密界面接触的分级结构异质结可以有效地抑制ZnIn_(2)S_(4)的光腐蚀,且保持良好的结构稳定性.综上,本文构建了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4) S型异质结,有效促进了光生载流子的空间分离和转移,同时保留了其强氧化还原能力,从而提高光催化析氢活性.本研究为设计和合成高效的异质结光催化剂提供了参考.

O、S、Ce含量对U71MnG钢中Ce_(2)O_(3)和Ce_(2)O_(2)S夹杂物的影响

我国稀土钢未实现大规模的生产,其主要原因是对稀土与钢中O、S等杂质元素的相互作用规律认识不足。考虑到Ce、O、S含量对钢中稀土夹杂物的影响缺少定量分析,使用FactSage 7.1软件计算U71MnG钢中不同含量O、S、Ce之间的相互作用关系及其对Ce_(2)O_(2)S、Ce_(2)O_(3)夹杂物析出量的影响。热力学计算结果表明,在U71MnG钢的成分体系下,随着Ce含量的增多,Ce_(2)O_(3)的析出量呈先增多后减少的趋势,m_(O)/m_(Ce)约为1/7.4时,Ce_(2)O_(3)的析出量最大;Ce_(2)O_(2)S的生成需要O、S、Ce共同作用,m_(O+S)/m_(Ce)约为1/3.7时,Ce_(2)O_(2)S析出量最大。试验钢夹杂物的SEM图像以及夹杂物颗粒数量统计结果显示,Ce含量为0.024%的试验钢中Ce_(2)O_(3)、Ce_(2)O_(2)S的个数大于Ce含量为0.016%的试验钢,钢中夹杂物析出规律与热力学计算结果一致。