法国工程师预科教育培养模式构建探索及应用

随着中国高等教育改革步伐的快速发展,出现了多种多样中外合作办学的新模式。文章针对法国亨利四世中学工程师预科阶段和上海交通大学-巴黎高科卓越工程师学院工程师预科阶段的培养模式、课程设置和考核方式进行对比分析,构建探索出一条适合本土化的法国工程师预科教育培养模式,为促进和发展我国高等工程师教育提供参考依据。

基于第一性原理的钨掺杂磷化钴的析氢反应活性的理论研究

众多析氢反应(HER)催化剂中,虽然贵金属催化剂(如Pt,Pd)表现出极其优异的催化性能,但出于成本和稳定性的考虑,仍然需要寻找性价比更高的催化剂.其中,CoP己被证实有着较高的活性和稳定性,并且其成本也显著低于贵金属催化剂.WP和CoP具有相似的结构,因此W可以通过取代CoP近表面的Co,实现对CoP的钨掺杂.根据我们前期的理论计算结果,WP和CoP均对HER具有催化性能,但相比之下,由于W元素对H原子的吸附过强,限制了札的脱附生成过程,WP的HER活性明显低于CoP.而在己有的实验中却发现,钨的少量掺杂能够提高CoP的催化性能.这很有可能是由于在表面的W对H原子的强吸附作用,变相削弱了Co位点对H原子的吸附,促进了整体的112生成.基于前期对掺杂磷化钴的研究,我们关注三个问题:(1)钨掺杂是如何影响CoP的催化活性?(2)对CoP进行钨掺杂时,最合适的掺杂量是多少?(3)最能提高CoP的催化性能的掺杂位点在哪?因此,本文通过密度泛函理论(DFT)对W掺杂的CoP的HER活性进行更加全面的理论研究.结果表明,在CoP的(111)晶面上,存在两种金属位点,它们对H原子的吸附表现出完全不同的特性,其中一种对H原子的吸附过弱,不利于HER的发生,我们定义其为“不可用位点”;而另一种对H原子的吸附较为合适,在热力学上能自发形成吸附,记为“可用位点”当W取代CoP表面的Co时,W具有比Co更强的电负性,因此W的掺杂导致了更多的电子被转移到W上.电子的定向转移则促进了Co的d带中心向下移,使得反键轨道反而被填充进更多的电子,增强了H的脱附.进一步对掺杂位点的研究发现,在表面掺杂时,当W占据一半的表面“不可用位点”时,(相对于整个理论模型质量的8.4%),对CoP的HER活性提高最为合适.一方面因为W的掺杂削弱了“可用位点”的Co位点上的吸附,使其更适合HER:另一方面,“不可用位点”的弱吸附特点也削弱了W元素对H原子的吸附,使其更适合HER过程.当“不可用位点”被完全占据时,Co上的吸附被削弱过度,不利于提高整体的HER活性,且主要位点变为较强的W.当“可用位点”被W占据时,W过强的吸附以及处于“不可用位点”上的Co的弱吸附,也不利于HER的进行.为了进一步减少W元素暴露在表面时吸附过强的负效应,将W掺杂进近表面(降低W的暴露)也是一个好的办法.计算证明,当次表面的Co被W取代时,如果全部“可用位点”均被占据,则表面的Co能表现出最好的HER活性(掺杂质量比为16.8%).

Pt-Cu合金纳米枝晶的合成及其氧还原催化性能(英文)

纳米材料的结构和化学成分对其催化性能的显著影响已经得到验证.因此,本文通过一种简易的蚀刻方法,合成出具有均匀合金结构且尺寸和形貌均一的Pt-Cu纳米枝晶(NDs)作为高效氧还原(ORR)催化剂.其树枝状形貌的形成得益于由Br-/O2氧化蚀刻剂引起的蚀刻效应.通过改变Pt/Cu前驱体的比例可以容易地调节Pt-Cu NDs的Pt/Cu原子比,而不会使其树枝状形貌发生改变.活性最高的碳载Pt1Cu1NDs(Pt1Cu1NDs/C)的面积比活性为1.17 mA·cm-2@0.9V(vs.RHE),约为商业Pt/C的5.32倍.此外,Pt1Cu1NDs/C还具有卓越的电化学耐久性,即使在经过加速衰减实验的12000个电势循环后仍保持其优异的ORR催化活性.Pt1Cu1NDs/C优异的ORR催化活性和电化学耐久性得益于由其合金结构和枝晶形貌产生的电子效应和结构效应.

基于快速流态化统一动力学模型的床层固含率分布规律模拟

快速流态化作为一种新型高效的气固接触技术,现广泛应用于各行各业。以快速流态化统一动力学模型为基础,分别探究了床料物性参数、操作运行条件以及床层直径大小对床层上部稀相区固体颗粒浓度分布规律的影响,并对相关结果进行了分析,以期为快速流态化统一动力学模型的工程推广应用提供进一步的指导。结果表明:在其他参数不变的条件下,快速床上部稀相固含率随颗粒密度的增大而减小;随颗粒直径的增大而减小;随床层直径的增大而增大;随固体循环流率的增大而增大;随操作风速的增大而减小。

细菌纤维素在电池应用中的研究进展

介绍了细菌纤维素的特点,阐述了细菌纤维素在电池应用中的进展,重点叙述了细菌纤维素在锂离子电池隔膜、燃料电池质子交换膜以及液流电池离子交换膜等方面的应用研究。尤其是细菌纤维素/无机物复合以及细菌纤维素/有机聚合物复合,以制备电池用纳米复合膜的相关研究。同时介绍了复合中应用到的工艺,包括原位复合法、溶胶凝胶法等。最后,对细菌纤维素在电池方面的研究工作进行了总结,评价了其作为电池隔膜的优缺点,并对其应用前景做了展望。

中外合作办学机构外籍人才“蓄水池”的探究

目前外籍人才引进主要通过点对点的方式实现,但点对点的外籍人才引进面临着引进成本高及外籍人才稳定性差等诸多不足,建立外籍人才储备库是当前外籍人才引进模式的重要思路。中外合作办学机构因其组织优势,掌握着丰富、优质的外籍人才资源,如何利用好这一优势,让手中的外籍人才资源变“活”起来,仍值得各个办学机构探索。上海交通大学-巴黎高科卓越工程师学院通过建立外籍师资储备库,充分发挥中外合作办学机构作为外籍人才“蓄水池”的关键作用,为更好利用外籍人才资源提供新思路。

PandaX-4T超高纯氙去除氪低温精馏系统运行分析

PandaX-4T实验组通过McCabe-Thiele(M-T)方法及质量、能量守恒,设计研制出将商业氙中氪的摩尔分数由5×10^(-7)降低至1×10^(-14)的高效低温精馏系统.该超高纯氪氙低温精馏系统已完成离线提纯运行,现需要对其运行状态进行深入分析.通过对系统各个运行阶段的温度、压力、流量及产品氙的摩尔分数等参数进行分析,研究该超高纯氪氙低温精馏系统的稳定性和提纯性能.该低温精馏系统在回收率为99%、提纯速率为10 kg/h的条件下稳定运行1.5 m,共提纯5.75 t氙.实验数据表明,系统在各运行阶段状态稳定、安全可靠,产品氙中氪的摩尔分数小于7.99×10^(-12).PandaX-4T超高纯氪氙低温精馏系统的运行分析具有理论研究价值和工程实际意义,同时也是优化下一阶段精馏提纯运行非常重要的参考依据.

超高纯氙去除氪低温精馏塔HYSYS模拟优化

为满足大型暗物质探测器PandaX-4T低本底及高灵敏度的要求,探测介质氙(Xe)中氪(Kr)含量要求为nKr/nXe≤1×10^(-13)(n为物质的量).本文以超高纯氙去除氪低温精馏塔为例,首先简单介绍精馏塔及其结构设计.其次,对该塔的精馏塔参数进行HYSYS模拟及优化,得出现有运行工况下精馏塔内压力、温度以及氪浓度的分布,并研究了进料位置、回流比、进料流量、再沸器加热量、废品氙流量及进料压力等操作因素对精馏纯度的影响.提出优化提纯效果的精馏操作参数,即塔压为221 kPa、回流比为145时,原料氙中氪含量可从5×10^(-7)提纯到4.1×10^(-14),这对超高纯氙去除氪低温精馏的产品纯度进一步提高有重要指导意义.

采用FANUC机器人内核KAREL语言实现机器人内外数据批量交互

当下智能化生产规模日益扩大,FANUC机器人在工业生产中应用广泛。针对现阶段工业生产中FANUC机器人难以实现同外部进行实时批量数据交互的问题,以FANUC机器人内核KAREL语言为切入点,搭建实现机器人同外部数据交互模型,通过算法设计及KAREL编程实现机器人与外部基于tcp/ip协议的通信,进而完成数据实时批量交互。Roboguide仿真模拟以及在实际FANUC绿色机器人工作平台上的实验验证表明所构建的数据交互方法能满足工业生产中对机器人实时运行数据采集的需求。

相变储热单元内肋片结构的拓扑优化

以管壳式相变储热系统为研究对象,以强化储热系统的换热能力为目的,基于拓扑优化原理,建立了二维相变储热系统模型,对储热系统模型的传热能力进行了研究,讨论了不同的肋片设计对于传热能力的影响.研究结果表明:通过与传统肋片模型传热能力对比,验证了拓扑优化的优越性和可靠性;揭示了自然对流对于肋片优化和系统换热能力的影响规律;通过对肋片进行了几何重构并对重构模型进行数值模拟验证,证明了重构模型的准确性和可靠性,为实验验证打下基础.

纳米结构表面液氮淬火换热特性研究

本文研究了电抛光的光滑表面和阳极氧化的纳米结构表面对液氮淬火换热的影响,实验结果表明纳米结构表面将莱登佛罗斯特点的温度从光滑表面的111.9 K提高到209.6 K,临界热流密度从光滑表面的146.3 kW/m^2提高到纳米结构表面的326.2 kW/m2。在过渡沸腾阶段,纳米结构表面的沸腾换热系数从429.2 W/(m^2·K)增加到5737.2 W/(m^2·K),光滑表面换热系数从518.9 W/(m^2·K)急剧上升到8822.9 W/(m^2·K)。虽然纳米结构表面的最大换热系数小于光滑表面,但纳米结构表面上发生沸腾模式转变的莱登佛罗斯特点的温度远高于光滑表面,因此纳米结构表面的换热能力远大于光滑表面。