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原位构建四联吡啶钴@半导体复合体系光催化还原CO2研究

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原位构建四联吡啶钴@半导体复合体系光催化还原CO2研究

作者：易富豪东莞理工学院

学位级别：硕士

近半个世纪来,世界人口快速增长和全球经济的快速发展迫使化石燃料过度使用和开采,所累积产生的二氧化碳加剧了全球气候变暖问题。因此,利用太阳光将二氧化碳转化为高附加值的化学品或燃料是缓解气候变暖的理想方式之一。在光催化二氧... 详细信息

近半个世纪来,世界人口快速增长和全球经济的快速发展迫使化石燃料过度使用和开采,所累积产生的二氧化碳加剧了全球气候变暖问题。因此,利用太阳光将二氧化碳转化为高附加值的化学品或燃料是缓解气候变暖的理想方式之一。在光催化二氧化碳还原中,分子催化剂易分解,并且贵金属配合物作为光敏剂,价格昂贵且与分子催化剂的电子转移效率低。为降低成本和提高电子的迁移效率,需要在分子催化剂与光敏剂间构建合适的连接方式,从而提高整个光催化二氧化碳还原体系的活性。通过分子催化剂与半导体材料杂化可构建兼具分子催化剂高活性以及半导体材料高稳定性的多相催化体系。本文以廉价金属钴配合物为分子催化剂,半导体材料g-CN和g-CN/GO为光敏剂,构建了杂化光催化二氧化碳还原体系。通过简单改变两种半导体光敏剂,实现了酸碱调控光催化二氧化碳选择性还原为甲酸和一氧化碳。主要内容如下:1、在席夫碱反应的启发下,设计合成的带有醛基的分子催化剂Coqpy-Ph-CHO,以半导体材料g-CN为光敏剂,Coqpy-Ph-CHO和g-CN通过亚胺键共价连接,原位构建了Coqpy-Ph@g-CN杂化体系。该体系可高效、高选择性光催化还原二氧化碳制甲酸。以N-甲基吡咯烷酮为溶剂,三乙胺和BIH为电子牺牲剂,光照24小时,Coqpy-Ph@g-CN杂化材料产甲酸的转化数（TON）最高可达到2185,选择性99.5%。与无共价键键连Coqpy/g-CN杂化材料相比,Coqpy-Ph@g-CN材料催化性能提升了3倍。通过紫外可见漫反射光谱、光电流响应、电化学阻抗谱和光致发光光谱等表征发现,Coqpy-Ph-CHO与g-CN两者间的共价键合,不但有效提高了g-CN光生电子-空穴对的分离效率,而且加速了光生电子由g-CN向Coqpy分子催化剂的转移速率,从而可高效、高选择性地实现光催化还原CO制甲酸。2、为了进一步探究Coqpy-Ph@g-CN杂化体系的性能,g-CN与碳基纳米材料GO杂化后形成异质结材料g-CN/GO,原位构建Coqpy-Ph@g-CN/GO杂化体系。以N-甲基吡咯烷酮为溶剂,苯酚和BIH为电子牺牲剂,光照72小时,Coqpy-Ph@g-CN/GO杂化材料产生一氧化碳的转化数（TON）最高可达到2487,选择性99.8%。通过表征证明了在该杂化体系中作为电子转移桥梁,加速了g-CN中光生电子-空穴对的分离,电子通过亚胺键继续转移到分子催化剂Coqpy-Ph-CHO上。这拓宽了分子催化剂Coqpy-Ph-CHO的应用,实现了酸碱调控产物的产生。

关键词： CO2还原 g-C3N4 GO 钴配合物席夫碱反应

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基于深度学习的拓扑优化算法研究

基于深度学习的拓扑优化算法研究

作者：崔富豪烟台大学

学位级别：硕士

拓扑优化是工业设计领域中常见的数学方法,旨在给定的物理领域内,在满足各种约束条件、负载和其他边界条件等前提下,生成最佳的拓扑结构。传统的拓扑优化方法大多使用有限元法(Finite Element Method,FEM),但有限元方法的迭代计算很大... 详细信息

拓扑优化是工业设计领域中常见的数学方法,旨在给定的物理领域内,在满足各种约束条件、负载和其他边界条件等前提下,生成最佳的拓扑结构。传统的拓扑优化方法大多使用有限元法(Finite Element Method,FEM),但有限元方法的迭代计算很大程度上增加了拓扑优化的时间成本和算力成本。如今,机器学习和深度学习在图像生成领域内的快速发展为拓扑优化的发展带来了机遇。其中,扩散模型是一种新兴的图像生成模型,因生成效果优秀、细节完美等特点被广泛使用;条件生成对抗网络作为经典的图像生成模型,能够根据给定的条件信息生成相应的高质量图像。本文对将在这两个模型的基础上提出基于深度学习的拓扑优化方法,通过优化网络结构,使其更适应拓扑优化生成特性和要求。本文的主要工作如下:(1)提出了基于条件扩散模型的拓扑优化算法(Topology Optimization using Conditional Diffusion Modes,TOu CD)。针对预测拓扑优化最终结构问题,提出采用扩散模型进行预测的深度学习方法为了预测有特定需求的拓扑结构,使整个拓扑优化更具有针对性和物理意义,在扩散模型中创新性地在时间编码器(Time Embedding)中加入了条件信息;为了提高模型的训练效果,损失函数采用均方误差(Mean Squared Error,MSE)和绝对值误差(Mean Absolute Error,MAE)分段式启动模式,使模型快速收敛并趋向于稳定,预测结果与金标准高度相似。通过实验验证,该方法产生的预测结构具有多样化、噪声少等优点。(2)提出了基于级联条件对抗网络的拓扑优化算法(Topology Optimization using Multi-stage c GAN,mc GANs)。针对基于深度学习的拓扑优化方法在条件信息的生成中仍需大量前期准备工作的问题,本文提出级联网络。网络前两个自网络用于生成应变、应力等物理条件信息,后一个子网络用于预测最终拓扑结构,在保证拓扑结构具有物理意义的同时极大地节省了时间成本和算力成本。为了提高网络生成效果,模型生成器采用U-Net架构并加入注意力机制;为了解决模型深度增加导致的梯度爆炸问题,模型引入了残差模块;最后,为了优化部分预测结果出现噪声问题,采用局部二值化方法对最终结果进行后处理。通过实验验证,该方法在时间成本上远远小于传统方法并且领先于TOu CD,预测结果也和传统方法高度相似,且无需迭代计算为实验做前期准备。(3)提出基于条件对抗网络的热扩散拓扑优化算法(Thermal Diffusion Topology Optimization Using c GAN,TDuc GAN)。针对TOu CD预测时间成本依旧很大和mc GANs无法适应热扩散拓扑结构预测问题,本文提出了TDuc GAN网络;针对于深度学习网络不能很好识别出拓扑优化过程中的重要信息问题,本文在TDuc GAN网络中引入了CBAM注意力机制;针对于预测结构与真实结构存在差异性问题,本文多次对TDuc GAN模型进行实验分析,归纳出合理的损失函数。

关键词：扩散模型条件生成对抗网络拓扑优化 U-Net模型

习近平新时代中国特色社会主义思想海外研究的动态与评析——基于WOS核心合集的可视化分析

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思想政治教育研究 2024年第3期40卷 15-26页

作者：谢昊举张富豪上海交通大学马克思主义学院上海200240 中共成都市龙泉驿区委党校四川成都610100

习近平新时代中国特色社会主义思想海外研究具有相当关注度,具备成果产出、作者群体、期刊平台等基本要素支撑;研究内容聚焦“道路之问”“强国之问”“强党之问”,分别探讨了习近平新时代中国特色社会主义思想何以筑牢道路根基、何以... 详细信息

习近平新时代中国特色社会主义思想海外研究具有相当关注度,具备成果产出、作者群体、期刊平台等基本要素支撑;研究内容聚焦“道路之问”“强国之问”“强党之问”,分别探讨了习近平新时代中国特色社会主义思想何以筑牢道路根基、何以锚定社会主义现代化强国建设方向、何以破解“历史周期率”难题;研究方法出现注重“小问题、多学科、重实践”趋向的局部转圜,但在研究价值立场上,“西方中心论”疴症影响深远。未来研究应遵循“破局—立语—传意”原则,在解构海外学界话语霸权与专制叙事的基础上,完善外宣话语体系与传播平台,运用共情传播方式扩大习近平新时代中国特色社会主义思想的国际影响力与辐射力。

关键词：海外中国研究习近平新时代中国特色社会主义思想知识图谱文献计量

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改性磷石膏对超硫酸盐水泥水化特性的影响

材料导报 2024年第14期38卷 138-143页

作者：王露涂拥军高富豪刘数华武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室武汉430072

本工作研究改性磷石膏对超硫酸盐水泥(SSC)早期水化热、强度、孔溶液pH值、水化产物和微观形貌的影响。与通用硅酸盐水泥(CPC)体系相比,SSC体系早期水化速率较慢、水化热较低、诱导期延长,第二放热峰出现延后,表现出较低的早期水化特性... 详细信息

本工作研究改性磷石膏对超硫酸盐水泥(SSC)早期水化热、强度、孔溶液pH值、水化产物和微观形貌的影响。与通用硅酸盐水泥(CPC)体系相比,SSC体系早期水化速率较慢、水化热较低、诱导期延长,第二放热峰出现延后,表现出较低的早期水化特性,磷石膏的改性方式可调控早期水化速率和体系水化活性。SSC体系主要水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶,浆体pH值稳定在11,其强度与磷石膏特性有关,煅烧处理可提高其中后期强度,而石灰中和处理可提高全龄期强度。磷石膏经处理后,活性增加,产生更多的AFt和C-S-H凝胶,使其结构密实、强度增加。

关键词：磷石膏改性处理超硫酸盐水泥早期水化热微结构

基于晶界工程调控增材制造Inconel 718合金的腐蚀性能

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稀有金属 2024年第5期48卷 640-650页

作者：丁雨田孙富豪许佳玉刘博高钰璧张东兰州理工大学材料科学与工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室甘肃兰州730050 金川集团股份有限公司镍钴资源综合利用国家重点实验室甘肃金昌737100 天水师范学院机电与汽车工程学院甘肃天水741001

采用电子背散射衍射(EBSD)和电化学工作站中极化曲线和阻抗曲线等手段,研究了不同晶界工程处理(变形量为5%,10%和20%,退火制度为1150℃/0.5 h)对选区激光熔化成形Inconel 718合金(SLM-Inconel 718合金)的晶界特征分布和腐蚀性能的影响... 详细信息

采用电子背散射衍射(EBSD)和电化学工作站中极化曲线和阻抗曲线等手段,研究了不同晶界工程处理(变形量为5%,10%和20%,退火制度为1150℃/0.5 h)对选区激光熔化成形Inconel 718合金(SLM-Inconel 718合金)的晶界特征分布和腐蚀性能的影响。结果表明,当压缩变形量为10%+退火制度为1150℃/0.5 h时,SLM-Inconel 718合金基本完成了再结晶,其微观组织由细小的再结晶晶粒以及退火孪晶组成;在此工艺下合金的平均晶粒尺寸最小,为4.5μm;同时,合金中低ΣCSL(重合位置点阵倒数)晶界(3≤Σ≤29)的比例为64.23%,Σ3晶界的比例为50.03%,Σ9+Σ27的晶界比例为13%,特殊三叉晶界比例中J2(三叉晶界中含2条低ΣCSL晶界)晶界比例为44.3%,J3(三叉晶界中含3条低ΣCSL晶界)晶界比例为26.5%,表明10%+1150℃/0.5 h处理后的样品中的特殊晶界要远高于其他晶界工程处理(5%+1150℃/0.5 h和20%+1150℃/0.5 h)的样品;此外,SLM-Inconel 718合金经10%+1150℃/0.5 h晶界工程处理后,平均腐蚀速率为1.8×10-4 mm·year^(-1),其腐蚀速率相较于5%+1150℃/0.5 h和20%+1150℃/0.5 h晶界工程处理的样品分别降低了6倍和5.5倍。

关键词：选区激光熔化(SLM) 晶界工程低ΣCSL晶界晶界特征分布腐蚀性能

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岩体声发射与地震活动相关性和地震预报

东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 697-706页

作者：祝志文姜子涵汕头大学工学院汕头515063

为研究声发射(AE)技术用于地震预测的可行性,在花岗岩地下隧道内布置AE系统和地震仪同时开展AE及地震监测.采用多模态统计方法分析了35 d监测期内AE与地震活动的时间相关性,并观测了AE时间序列的b值和自然时间方差κ_(1)的演化.实验结... 详细信息

为研究声发射(AE)技术用于地震预测的可行性,在花岗岩地下隧道内布置AE系统和地震仪同时开展AE及地震监测.采用多模态统计方法分析了35 d监测期内AE与地震活动的时间相关性,并观测了AE时间序列的b值和自然时间方差κ_(1)的演化.实验结果表明:包含爆发的AE特性变化预示着主震的临近,其密集爆发与临近的3.2级及2.4级主震密切相关;主震发震前,b值出现连续下降的趋势并降至1以下的最小b值,自然时间方差从0.07迅速减小到接近零的最小值;多模态统计方法得到的AE时间分布的变化趋势比地震活动早,能提前约17 h预测主震事件.因此,AE与地震活动有很强的相关性,可作为地震前兆.实测结果为AE用于地震预报提供了可能性和观测证据.

关键词：声发射地震预报岩体 b值自然时间分析多模态统计

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基于CFD和响应面法的引射器优化设计

液压与气动 2024年第7期48卷 152-161页

作者：刘本学吕桉秦翔左富豪郑州大学机械与动力工程学院河南郑州450001

针对质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)氢气引射器优化研究中优化精度低、忽视多结构耦合作用的问题,采用CFD和响应面法结合优化引射器结构参数。通过单因素仿真试验研究各结构对引射比的影响,在此基础上... 详细信息

针对质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)氢气引射器优化研究中优化精度低、忽视多结构耦合作用的问题,采用CFD和响应面法结合优化引射器结构参数。通过单因素仿真试验研究各结构对引射比的影响,在此基础上设计正交试验构建响应面分析多结构参数交互作用。研究结果表明:喷嘴距和等压混合室直径的响应p值小于0.05,存在耦合作用且对引射性能具有显著影响,通过响应面法优化后引射器最大引射比达到3.62,相比于单因素优化结果提升了25.69%并且预测模型误差仅为4.93%。

关键词：质子交换膜燃料电池引射器 CFD 结构优化响应面

深度学习在医学档案图像识别与分析中的应用研究

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信息系统工程 2024年第3期 142-145页

作者：郑富豪福建省立医院科研处

医学档案图像在医疗实践中扮演着至关重要的角色,是医生进行诊断和治疗决策的重要依据。对医学档案图像识别与分析现状进行了一定论述,在此基础上,进一步探讨了深度学习在医学档案图像识别与分析中的具体应用,并结合深度学习的特点,分... 详细信息

医学档案图像在医疗实践中扮演着至关重要的角色,是医生进行诊断和治疗决策的重要依据。对医学档案图像识别与分析现状进行了一定论述,在此基础上,进一步探讨了深度学习在医学档案图像识别与分析中的具体应用,并结合深度学习的特点,分析了其在应用过程中存在的挑战,提出了具有针对性的解决方案,有助于促进深度学习在医学档案图像识别与分析中应用的不断深入,进而推动医疗水平的不断提高。

关键词：深度学习医学档案图像识别

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低温风洞中液氮液滴的破碎特性模拟研究

西安交通大学学报 2024年第2期58卷 91-99页

作者：苗庆硕魏震陈佳军张海洋钟富豪郑勉刘秀芳西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所四川绵阳621000

为探究低温风洞中液氮液滴的破碎特性并阐明其破碎机理,基于耦合水平集流体体积函数(CLSVOF)方法,采用自适应局部网格加密技术,构建了二维液氮液滴破碎模型,对比了液氮液滴与常温液滴的形态演变规律,计算分析了韦伯数(We)对液氮液滴形... 详细信息

为探究低温风洞中液氮液滴的破碎特性并阐明其破碎机理,基于耦合水平集流体体积函数(CLSVOF)方法,采用自适应局部网格加密技术,构建了二维液氮液滴破碎模型,对比了液氮液滴与常温液滴的形态演变规律,计算分析了韦伯数(We)对液氮液滴形态、变形系数及时间特性的影响规律。模拟结果表明:液氮液滴的We高于常温液滴,且更容易发生变形和破碎;随着We的增大,液氮液滴依次发生袋状破碎、多模式破碎和剪切破碎;液滴迎风面和背风面的压差均随时间呈现先增大后减小的规律,发生转变的原因是袋状结构形成或边缘液滴颗粒脱落;不同液氮液滴破碎模式下,变形系数的变化规律差异明显;液氮液滴无量纲初始破碎时间随We的增大而减小,在0

关键词：低温风洞液氮液滴破碎特性破碎模式变形系数