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氮杂环卡宾纳米材料的设计及其光电性质和催化性能调控的理论研究

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氮杂环卡宾纳米材料的设计及其光电性质和催化性能调控的理论研究

作者：孙京超浙江农林大学

学位级别：硕士

二维（2D）碳材料因其优异的电学、光学等性能在光电器件、能源储存、催化等领域展现出广泛的应用前景。材料性能的根本决定因素在于其结构。因此,结构修饰成为改进二维碳材料性质和拓展应用范围的关键手段之一。相比于其他材料,二维材... 详细信息

二维（2D）碳材料因其优异的电学、光学等性能在光电器件、能源储存、催化等领域展现出广泛的应用前景。材料性能的根本决定因素在于其结构。因此,结构修饰成为改进二维碳材料性质和拓展应用范围的关键手段之一。相比于其他材料,二维材料性质调控更为直接和高效,常见的方法包括空位引入、掺杂等,这些手段均可促使材料性能的改善或优化。在本论文中,通过在石墨烯晶格中引入两种典型五元环氮杂环卡宾结构,设计出一系列新型的异相化氮杂环卡宾的纳米材料（2D-NCMs）。探究了结构的热力学稳定性、电学性质和光学性质等。进一步地,基于这些纳米材料和29种过渡金属,设计了一系列用于氮气还原反应（NRR）的高效的单原子催化剂（SACs）。结合密度泛函理论、高通量筛选和机器学习方法,系统地研究了这些SACs在NRR中的催化性能。具体工作和主要讨论内容如下:（1）新型氮杂环卡宾纳米材料设计及光电性能调控的研究。本研究成功将两种经典的五元环氮杂环卡宾（NHC和CAAC）引入石墨烯晶格中,设计了一系列新型的孔型二维氮杂环卡宾纳米材料（2D-NCMs）。第一性原理计算表明,2D-NCMs具有良好的热力学稳定性。通过精确调控NHC和CAAC的比例,实现了从金属到半导体的电子性质调控。此外,这些材料中的卡宾碳原子既能吸附酸性BCl分子又可以吸附碱性CO分子,展现出独特的两性特性。在光学性质方面,2D-NCMs打破了石墨烯的各向同性的限制,展示出各向异性的优点。同时,2D-NCMs对10种过渡金属表现出卓越的吸附能力,突显了它们在未来催化应用中的潜在优势。（2）氮杂环卡宾纳米材料基单原子催化剂固氮催化性能的研究。将2D-NCMs作为载体,本文设计了29种与过渡金属原子结合的SACs,并利用密度泛函理论、高通量筛选和机器学习系统地研究了它们的NRR催化性能。经过多步的计算,筛选出了两种具有高催化活性和选择性的SACs（分别基于Mn和Ta）,它们在NRR反应中表现出了优异的性能,其极限电位分别为-0.51 V和-0.53 V。此外,考虑到溶剂化效应,Mn的极限电位进一步降至-0.43 V。机器学习分析揭示了N的吸附能是NRR活性的有效描述符,过渡金属原子的门捷列夫数（N）、摩尔体积（V）和第一电离能（I）与这些SACs的NRR性能有关。该工作展示了一类基于氮杂环卡宾纳米材料的高效SACs,为进一步设计具有优异催化性能的NRR催化剂提供了有价值的见解。

关键词：石墨烯氮杂环卡宾光电性质调控氮还原催化机器学习

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多跑道构型交通流运行仿真分析

多跑道构型交通流运行仿真分析

作者：孙京超中国民航大学

学位级别：硕士

随着改革开放的进一步发展,民航运输总量的激增与机场有限承载能力之间的矛盾日益突出。多数机场规划设计单位采用查询美国机场设计手册的数据确定机场容量,而国内运行环境存在着许多与该手册不一致的情况,经常导致机场建成后会早于预... 详细信息

随着改革开放的进一步发展,民航运输总量的激增与机场有限承载能力之间的矛盾日益突出。多数机场规划设计单位采用查询美国机场设计手册的数据确定机场容量,而国内运行环境存在着许多与该手册不一致的情况,经常导致机场建成后会早于预期达到饱和运行。近年来,国内多跑道机场的数量和规模不断扩大,为减少投资风险,需要在规划阶段对规划跑道布局的容量准确判断。本文从运行规划的角度出发,通过计算机仿真的方法分析多跑道构型机场运行模式与交通流的关系。首先建立航空器跑道起降模型,起飞过程采用基于飞机性能的模型,着陆过程采用基于QAR数据修正的运动学模型;其次在起降模型的基础上建立单跑道机场交通流运行模型,模型使用离散事件仿真原理,采用蒙特卡罗法生成进离场交通流,使用跟驰原理中的刺激反应原理调节航空器之间的间隔与速度;再次,在单跑道交通流运行模型的基础上建立多跑道构型交通流运行模型,将复杂跑道构型分解为基础跑道构型组块,跑道的运行模式由模型根据构型信息以及交通流特性进行自主选择;最后,以创建的多跑道构型交通流运行模型对白云机场扩建规划方案和大兴机场运行方案进行仿真分析,探究跑道运行模式、交通流、跑道容量三者之间的关系,通过分析仿真结果证明白云机场新规划方案的优势,对大兴机场的跑道运行给出合理性建议。本文使用计算机仿真的方法研究多跑道构型条件下交通流运行问题,并分析影响机场运行的相关因素,可为机场未来的规划与运行提供一定的参考。

关键词：机场多跑道交通流离散事件仿真运行模式

不同温度分子蒸馏脱酸处理对茶叶籽油馏出物和馏余物的影响

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中国粮油学报 2014年第7期29卷 54-57页

作者：董海胜陈斌臧鹏金磊孙京超航天医学基础与应用国家重点实验室中国航天员科研训练中心北京100094

利用分子蒸馏技术对茶叶籽油进行脱酸处理,研究了不同蒸发面温度下分子蒸馏脱酸对馏出物及馏余物酸价及过氧化值的影响;采用Schaal烘箱加速法评价分子蒸馏脱酸处理后茶叶籽油的氧化稳定性;为分子蒸馏技术在茶叶籽油物理精炼规模化应用... 详细信息

利用分子蒸馏技术对茶叶籽油进行脱酸处理,研究了不同蒸发面温度下分子蒸馏脱酸对馏出物及馏余物酸价及过氧化值的影响;采用Schaal烘箱加速法评价分子蒸馏脱酸处理后茶叶籽油的氧化稳定性;为分子蒸馏技术在茶叶籽油物理精炼规模化应用奠定基础。结果表明,采用分子蒸馏操作条件为进料流量120 mL/h,刮板转速50 r/min,蒸发面温度230℃,绝对压强4 Pa,冷循环温度8℃时,脱除茶叶籽油中的游离脂肪酸效果显著,馏出物质量所占比例仅6%,馏余物酸价由原来的3.09 mgKOH/g降至0.18 mgKOH/g,同时过氧化值也显著降低,由原来的3.52 mmol/kg降至0.45 mmol/kg;优于传统的碱炼脱酸工艺。加速试验表明氧化稳定性比未经分子蒸馏处理的茶叶籽油较佳。分子蒸馏技术在高档茶叶籽油的物理精炼具有一定的应用前景。

关键词：茶叶籽油分子蒸馏酸价过氧化值

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甲醇酵母植酸酶的热稳定性

南昌大学学报（理科版） 2003年第1期27卷 58-61页

作者：段学辉孙京超曾文兵南昌大学生命科学与食品工程学院江西南昌330047

对甲醇酵母发酵生产的植酸酶性质和热稳定性进行了研究。实验结果显示该酶活的最佳pH值为pH5.5,酶液的活性稳定区间为pH5.0-6.0,当酶液中添加10mmolCaCl2时,能明显提高植酸酶的热稳定性,在80℃保温15min,其保留酶活可达到原酶液的77.8%... 详细信息

对甲醇酵母发酵生产的植酸酶性质和热稳定性进行了研究。实验结果显示该酶活的最佳pH值为pH5.5,酶液的活性稳定区间为pH5.0-6.0,当酶液中添加10mmolCaCl2时,能明显提高植酸酶的热稳定性,在80℃保温15min,其保留酶活可达到原酶液的77.8%。植酸酶液经过多羟基化合物颗粒化处理后,其酶制剂的高温热稳定性比液体酶或普通固体化处理的植酸酶制剂提高50%。

关键词：甲醇酵母发酵生产植酸酶热稳定性酶活性多羟基化合物颗粒化处理

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航天食品包装发展需求分析

航天医学与医学工程 2016年第6期29卷 451-456页

作者：孙京超屈维丽董海胜中国航天员科研训练中心航天营养与食品工程重点实验室北京100094 中国航天员科研训练中心航天医学基础与应用国家重点实验室北京100094

航天食品包装作为一种特殊的包装形式,对航天食品起最基本的保护作用,同时面对太空飞行和各种复杂严酷太空环境,航天食品包装还要满足重量体积等其他特殊需求。通过初步分析地外驻留、星际飞行等航天任务的过程可以看出,航天食品包装的... 详细信息

航天食品包装作为一种特殊的包装形式,对航天食品起最基本的保护作用,同时面对太空飞行和各种复杂严酷太空环境,航天食品包装还要满足重量体积等其他特殊需求。通过初步分析地外驻留、星际飞行等航天任务的过程可以看出,航天食品包装的阻隔性、防护性和再利用率等指标越高越好,而重量越少越好。本文介绍了目前航天食品包装的应用现状和存在的问题,针对后续载人登月及深空探测等任务特点,提出了航天食品包装的使用需求,结合食品包装的发展趋势,探讨了后续任务航天食品包装的研究方向,为载人航天食品包装发展提供参考和借鉴。

关键词：食品包装载人航天星际飞行

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公路碾压路基填筑施工措施

交通世界 2012年第21期 89-90页

作者：孙京超河北通达工程监理咨询有限公司

随着社会的发展，现代化的建设．对公路的要求变得也越来越来严格．对公路提出了新的标准、新的要求。在中国的大地上，公路交通像一张巨大的密实的网络，分布在祖国的四面八方，为人民的出行和运送服务．给人民带来很大便利，尤其是高... 详细信息

随着社会的发展，现代化的建设．对公路的要求变得也越来越来严格．对公路提出了新的标准、新的要求。在中国的大地上，公路交通像一张巨大的密实的网络，分布在祖国的四面八方，为人民的出行和运送服务．给人民带来很大便利，尤其是高速公路的发展，更是加快了公路的发展进程。

关键词：公路交通填筑施工路基碾压高速公路现代化路提出行

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桥梁跨越“V”形深谷时悬索栈桥设计与施工

交通世界 2012年第19期 247-248页

作者：孙京超河北通达工程监理咨询有限公司

在全球经济一体化建设进程不断加剧与城市化建设规模持续扩大的推动作用之下,桥梁工程项目建设作业在国民经济建设发展体系中所占据的地位日益关键,其所发挥的重要作用也是可想而知的。在当前技术条件支持下,栈桥主要由桥墩、桥台、钢梁、

关键词：栈桥设计桥梁施工悬索国民经济建设工程项目建设一体化建设建设规模

超临界CO_2萃取二级分离火麻仁油中生育酚及主要甘油三酯组成分析

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中国油脂 2014年第10期39卷 70-73页

作者：董海胜臧鹏金磊孙京超陈斌中国航天员科研训练中心航天医学基础与应用国家重点实验室北京100094

以脱壳火麻仁为原料,采用超临界CO2萃取二级分离火麻仁油,通过控制分离参数,分离釜Ⅰ及分离釜Ⅱ分别收集火麻仁油,应用超高效液相色谱-高分辨质谱联用及国标方法分别分析比较其甘油三酯及生育酚组成。结果表明:分离釜Ⅰ及分离釜Ⅱ得到... 详细信息

以脱壳火麻仁为原料,采用超临界CO2萃取二级分离火麻仁油,通过控制分离参数,分离釜Ⅰ及分离釜Ⅱ分别收集火麻仁油,应用超高效液相色谱-高分辨质谱联用及国标方法分别分析比较其甘油三酯及生育酚组成。结果表明:分离釜Ⅰ及分离釜Ⅱ得到的火麻仁油甘油三酯及生育酚组成和含量存在一定差异,分离釜Ⅰ火麻仁油的甘油三酯组成主要包括三亚油酸甘油三酯、二亚油酸亚麻酸甘油三酯及油酸二亚油酸甘油三酯,含量分别为32.1%、29.8%及19.6%;分离釜Ⅱ火麻仁油的甘油三酯组成主要包括二亚油酸亚麻酸甘油三酯、三亚油酸甘油三酯及油酸二亚油酸甘油三酯,含量分别为33.9%、27.6%及26.4%。火麻仁油生育酚以γ-生育酚为主,其次为α-生育酚,δ-生育酚最少,分离釜Ⅱ中火麻仁油生育酚含量高于分离釜Ⅰ中火麻仁油生育酚含量。采用超临界CO2萃取二级分离火麻仁油,可以初步实现甘油三酯及生育酚组分的选择性分离。

关键词：火麻仁油超临界CO2萃取甘油三酯生育酚

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基于QAR数据的飞机着陆仿真模型

航空计算技术 2019年第1期49卷 24-26,31页

作者：孙京超中国民航大学空中交通管理学院天津300300

介绍了一种基于蒙特卡洛方法和QAR数据修正的飞机着陆仿真模型。模型考虑飞机着陆速度、跑道入口高度、着陆下滑角度、着陆点位置、制动减速度等因素对着陆过程的影响。通过对QAR数据的处理获得着陆仿真的关键参数,使模型更加贴合实际... 详细信息

介绍了一种基于蒙特卡洛方法和QAR数据修正的飞机着陆仿真模型。模型考虑飞机着陆速度、跑道入口高度、着陆下滑角度、着陆点位置、制动减速度等因素对着陆过程的影响。通过对QAR数据的处理获得着陆仿真的关键参数,使模型更加贴合实际运行情况。将仿真所得着陆距离与实际运行数据进行对比验证,证明了模型的有效性。模型可扩展应用于其他机型和机场。

关键词：着陆仿真 QAR 蒙特卡洛