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Cu_2O/TNAs的制备及其对VOCs的降解动力学

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应用基础与工程科学学报 2014年第5期22卷 989-999页

作者：王敏贾力石蕊邓双梅北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 教育部城市雨水与环境国家重点实验室北京100044

光催化技术由于反应条件温和,适宜于降解汽车内部的有机挥发性物质(VOCs).为了提高可见光的利用率和自然光照下对VOCs的光催化降解速率,本文采用阳极氧化法+电沉积法制备了掺杂Cu2O的复合钛纳米管阵列(TNAs),并对其进行了SEM、EDX、XRD... 详细信息

光催化技术由于反应条件温和,适宜于降解汽车内部的有机挥发性物质(VOCs).为了提高可见光的利用率和自然光照下对VOCs的光催化降解速率,本文采用阳极氧化法+电沉积法制备了掺杂Cu2O的复合钛纳米管阵列(TNAs),并对其进行了SEM、EDX、XRD及UV-Vis表征.结果表明,Cu2O纳米颗粒均布于TNAs的管壁及表层,复合纳米管阵列对可见光的吸收较纯TNAs提高了.通过反应动力学分析发现,Cu2O和O2对TNAs光催化降解VOCs有协同作用,Cu2O/TNAs对VOCs的光催化降解服从一阶反应动力学.研究了反应温度、反应气体中氧含量、催化剂Cu含量及相对湿度对VOCs降解速率常数的影响,拟合了光催化降解VOCs的速率常数函数式,由模型得出,Cu2O/TNAs含Cu量为31.37%,被处理气体中含氧量为36.92%,相对湿度为33.71%时,速率常数最大.建立并验证了VOCs一阶降解模型,模型值与实测值的误差小于20%.

关键词：钛纳米管阵列氧化亚铜有机挥发性物质光催化降解速率动力学

掺杂TiO2纳米管光催化降解VOCs的实验研究

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掺杂TiO2纳米管光催化降解VOCs的实验研究

作者：邓双梅北京建筑大学

学位级别：硕士

近年来，伴随着汽车工业的迅速发展，汽车的普及范围不断扩大，人们在车内的时间也大幅增多，人们对汽车内部空气环境质量越来越重视，而汽车内空气质量与其内饰材料的使用密切相关。光催化技术由于其反应条件温和，在有机污染物的降解... 详细信息

近年来，伴随着汽车工业的迅速发展，汽车的普及范围不断扩大，人们在车内的时间也大幅增多，人们对汽车内部空气环境质量越来越重视，而汽车内空气质量与其内饰材料的使用密切相关。光催化技术由于其反应条件温和，在有机污染物的降解方面备受关注。阳极氧化法制备的TiO纳米管阵列具有独特高度有序的纳米结构、大的比表面积、定向的电子传输能力及与流体之间不存在分离难的问题等优点，故在废水和废气中有机物的去除方面得到广泛关注。但由于TiO纳米管阵列的禁带宽度较宽，太阳光的利用率低，窄带隙半导体复合TiO纳米管阵列是一种有效改性方法。本文研究了几种汽车内饰材料的VOCs释放规律;制备了TiO纯纳米管和CuO/TiO、FeO/TiO复合纳米管并对其进行了表征，研究了其对VOCs的催化降解性能。本论文围绕以上内容，主要开展了以下几个方面的工作： (1)利用环境舱测试了汽车PVC内饰材料(隔音材料、脚垫)在23℃、35℃及50℃三种温度下VOC的释放特性，实验结果显示，脚垫材料在8h左右VOC释放率达到最高，分别为6.81mg/(mh)，10.64mg/(mh)，13.96mg/(mh);隔音隔热棉则在18h左右VOC释放率达到最高，分别为9.01mg(/mh)，12.13mg(/mh)，18.25mg(/mh)，且温度对甲苯与苯的释放率的影响与TVOC类似。 (2)以钛板为基体，采用阳极氧化法在钛板上制备了结构有序、排列整齐的TiO纳米管阵列，通过建立正交实验，研究了电解液、氧化电位、氧化时间和电极间距等氧化条件对纳米管阵列形貌的影响。根据SEM的表征结果，确定较佳制备工艺为：在55℃，匀速搅拌下，钛片(50mm50mm)为阳极，铂片为阴极，以乙二醇+0.4%NH4F+5%去离子水体系为电解液，阳极氧化电极间距为2cm，氧化电压为30V，氧化时间为1h，在该条件下制备出了管径为90-105nm，管长为5.48μ m的均匀有序，结构平整的TiO纳米管。 (3)采用阳极氧化法在TiO纳米管基体上制备了不同CuO负载量的CuO/TiO复合纳米管阵列，并进行了SEM、EDX、XRD及UV-Vis表征分析。SEM表明，当采用适当的工艺参数时该方法可将CuO纳米颗粒高度的分散在TiO纳米管内部，少量沉积到管的外部，管径为90-105nm，管长为4.8-5.4μ m，负载的CuO纳米颗粒尺寸20-25nm。XRD谱图表明，复合纳米管中的Cu元素以CuO的存在。UV-Vis谱图表明，与TiO纳米管阵列相比，CuO/TiO纳米管阵列在可见光区显示了增强的光响应信号。不同CuO负载量的CuO/TiO纳米管阵列在可见光区光响应信号不同，存在较佳CuO负载量。 (4)在氙灯模拟自然光照下，CuO/TiO纳米管阵列对VOCs的光催化活性显著高于TiO纳米管阵列，CuO负载量为7.82%的复合纳米管对VOCs的降解表现出较好的光催化活性。VOCs降解率在一定范围内随着初始浓度的增大而增大，且反应平衡时间也相应增加，反应7h后对VOCs的降解率达83.91%，比纯TiO纳米管高出60.11%，随着负载量的增加，降解率有所降低;CuO/TiO复合纳米管对VOCs的光催化降解率在50%的湿度条件下比10%的湿度条件下降解效果提高了38.3%，存在最佳的反应湿度为50%;随着氧浓度的降低，光催化效率降低，最佳氧浓度为21%。 (5)采用阴极沉积-阳极氧化法和浸泡法制备了FeO/TiO复合纳米管，并进行了SEM、EDX、XRD及UV-Vis表征分析。SEM表明，复合纳米管管径为40-50nm，管长为4-4.8μ m，阴极沉积-阳极氧化法制备的复合纳米管表面FeO纳米颗粒分布比较均匀规则，而浸泡法制备复合纳米管表面的FeO纳米颗粒分散，大小不均;XRD谱图表明，复合纳米管中Fe元素以FeO的形式存在。UV-Vis谱图显示，负载FeO后复合纳米管阵列在可见光和紫外光区的吸收都比TiO纳米管的光响应信号强。不同FeO负载量的FeO/TiO纳米管阵列在可见光区光响应信号不同，两种方法都存在较佳FeO负载量。 (6)光催化降解VOCs性能测试表明，FeO/TiO复合纳米管阵列对VOCs的光催化活性显著高于TiO纳米管阵列，不同FeO负载量的FeO/TiO复合纳米管对光催化的降解效果不同，采用阴极沉积-阳极氧化法及浸泡法制备复合纳米管光催化降解效果较好的负载量分别为5.12wt%及4.24wt%，降解效果分别为76.32%和86.61%，高出纯TiO纳米管光催化效率的三倍之多。光源影响光催化降解VOCs的效率，浸泡法制备的FeO负载量为4.24wt%的复合纳米管，采用自然光、可见光和紫外作为光源，对VOCs的降解率分别为86.61%，72.49%，50.27%，纯TiO复合纳米管在三种光源下的降解率分别

关键词：汽车内部VOCs TiO2纳米管阵列 Cu2O/TiO2 Fe2O3/TiO2 光催化降解

纳米管阵列光催化降解TVOC的速率数学模型

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北京交通大学学报 2013年第3期37卷 41-45页

作者：王敏贾力邓双梅北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 城市雨水系统与水国家环境重点实验室北京100044

基于菲克定律和质量守恒原理,建立了TVOC分子在纳米管内的质量传递方程,推导出了纳米管阵列(TNAs)的TVOC降解速率数学模型,模型表明:随着管长的增加,降解速率增加;存在最佳管径使降解速率达到最大.采用管径为60 nm、75 nm、90 nm,管长为... 详细信息

基于菲克定律和质量守恒原理,建立了TVOC分子在纳米管内的质量传递方程,推导出了纳米管阵列(TNAs)的TVOC降解速率数学模型,模型表明:随着管长的增加,降解速率增加;存在最佳管径使降解速率达到最大.采用管径为60 nm、75 nm、90 nm,管长为1.1μm和2.3μm的TiO2纳米管,对初始浓度约为10 mg/m3的TVOC气体进行了光催化降解实验,估计了模型中的参数,同时计算出了相应实验条件下纳米管内TVOC降解速率的模型值.对比分析模型结果与实验结果,表明:TVOC初始浓度一定时,TVOC的降解速率与纳米管的总表面积正相关;TVOC降解速率的数学模型简单可靠.该模型为光催化反应中光催化纳米管尺寸的选择提供了理论依据.

关键词：钛纳米管阵列管长管径数学模型光催化降解速率 TVOC

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中国古代能源利用史浅说

科技视界 2023年第24期13卷 15-19页

作者：邓双梅上海市节能中心宣传培训科

在没有现代科技的情况下,我国古代是如何利用能源满足日常生产生活需求的呢?回望历史,我们不难发现,聪明的古人对于能源的利用,在历史长河中从未间断。《三坟》中记载:“燧人氏教人炮食,钻木取火,有传教之台,有结绳之政。”这说明在旧... 详细信息

在没有现代科技的情况下,我国古代是如何利用能源满足日常生产生活需求的呢?回望历史,我们不难发现,聪明的古人对于能源的利用,在历史长河中从未间断。《三坟》中记载:“燧人氏教人炮食,钻木取火,有传教之台,有结绳之政。”这说明在旧石器时代我国古人已在有意识地用火。人类对火的认识、使用和掌握,拉开了文明的序幕。01煤、石油、天然气——三大化石能源的利用其实,除了“钻木取火”外,我国古代劳动人民还发现并利用煤、石油、天然气这三大重要能源用于生产生活。

关键词：能源利用旧石器时代钻木取火化石能源日常生产生活燧人氏天然气结绳之政

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上海市新型储能装备产业发展路径分析

现代建筑电气 2023年第12期14卷 4-10,59页

作者：邓双梅上海市节能中心上海200083

新型储能是构建新型电力系统过程中的关键环节,也是推动能源绿色低碳转型的重要技术和基础装备,对实现“碳达峰、碳中和”目标起到重要作用。近年来,新型储能装备产业得到了快速发展,在能源装备产业中的影响力与地位持续提高。上海具备... 详细信息

新型储能是构建新型电力系统过程中的关键环节,也是推动能源绿色低碳转型的重要技术和基础装备,对实现“碳达峰、碳中和”目标起到重要作用。近年来,新型储能装备产业得到了快速发展,在能源装备产业中的影响力与地位持续提高。上海具备成熟完整的能源装备产业体系,目前正在深入研究新型储能产业的发展方向。以上海新型储能重点企业作为研究对象,基于产业调研数据,总体分析上海新型储能装备产业发展情况,对关键产业指标进行深入的量化建模,并开展相关性与回归分析,得出产业发展的重要影响因素与趋势特点,在此基础上给出产业发展建议。

关键词：碳达峰碳中和新型储能装备

学术期刊高质量发展的价值导向、基本逻辑与实践路径

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社会科学家 2024年第4期 192-196页

作者：邓双霜《广西社会科学》和《改革与战略》杂志编辑部广西社会科学界联合会马克思主义理论研究和建设工程基地

近年来，随着新兴数字技术在出版行业的广泛应用，学术期刊成为文化产业网络化、数字化、智能化发展的重要应用场景之一。然而，受诸多因素影响，我国学术期刊虽然在融合发展方面取得了一定的成绩，但是其转型升级成效仍有较大的提升空... 详细信息

近年来，随着新兴数字技术在出版行业的广泛应用，学术期刊成为文化产业网络化、数字化、智能化发展的重要应用场景之一。然而，受诸多因素影响，我国学术期刊虽然在融合发展方面取得了一定的成绩，但是其转型升级成效仍有较大的提升空间。数实融合背景下，学术期刊能够获得更多的创新手段、更广阔的传播渠道，采取更高效的交流方式、更智能的服务模式，从而实现转型升级和高质量发展。为此，学术期刊应坚持“内容为王，质量至上”“读者为本，服务优先”“科技赋能，智慧出版”“多元协同，生态共建”的价值导向，按照“统一规划，分步实施”“数据驱动，智能化管理”“开放合作，共建共享”“持续创新，灵活应变”的基本逻辑，不断加强内容质量监控，拓展期刊品牌价值，激励编辑多元化转型，以持续获得高质量发展。

关键词：学术期刊数实融合价值导向高质量发展

考虑相变诱导塑性下40Cr激光淬火工艺参数显著性分析

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航空动力学报 2024年第4期39卷 84-98页

作者：李昌邓双九高鹤芯韩兴辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051

定量化揭示激光淬火过程多场耦合瞬时演变规律,进而实现40Cr激光淬火工艺参数显著性分析。基于相图计算法(CALPHAD)计算温变物性参数,建立40Cr齿轮钢激光淬火数值模型,对瞬态温度、相变以及应力分布进行数值计算,揭示相变行为与塑性应... 详细信息

定量化揭示激光淬火过程多场耦合瞬时演变规律,进而实现40Cr激光淬火工艺参数显著性分析。基于相图计算法(CALPHAD)计算温变物性参数,建立40Cr齿轮钢激光淬火数值模型,对瞬态温度、相变以及应力分布进行数值计算,揭示相变行为与塑性应力之间的耦合作用机理。通过Axio Vert.A1显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、超景深3D显微镜和显微硬度仪进行分析。基于正交试验,分析了激光半径、激光功率、扫描速度对淬火质量的显著性影响。结果表明:影响最高温度和相变深度的显著工艺参数依次为光斑直径、扫描速度、激光功率;残余应力成“驼峰”分布,影响残余拉应力的显著工艺参数依次为光斑直径、激光功率、扫描速度。该研究为有效控制淬火残余应力,优化工艺参数提供重要理论依据。

关键词： 40Cr齿轮钢激光淬火多场耦合相变诱导塑性正交试验

基于多路侧激光雷达的交通目标识别与跟踪方法研究

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基于多路侧激光雷达的交通目标识别与跟踪方法研究

作者：邓双杰吉林大学

学位级别：硕士

在交通强国、数字交通背景下,交通领域正不断推进数智转型,将交通信息作为新质生产力的生产要素,推动前沿信息技术与传统交通行业的深度融合,涌现出车路协同、自动驾驶、伴随式出行服务等智慧交通创新应用。随着融合的不断深入,突显现... 详细信息

在交通强国、数字交通背景下,交通领域正不断推进数智转型,将交通信息作为新质生产力的生产要素,推动前沿信息技术与传统交通行业的深度融合,涌现出车路协同、自动驾驶、伴随式出行服务等智慧交通创新应用。随着融合的不断深入,突显现有的交通信息在时空分辨率、覆盖范围、粒度方面的不足,无法满足智慧交通创新应用在道路交通安全防控、精细化交通管控、全息交通感知等方面的数据需求。路侧激光雷达以其富信息、高精度、高分辨率、环境适应性强、安装方便等特色优势,相对传统的线圈、地磁、微波雷达等交通检测器,可以获得粒度更小、范围更广、精度更高的交通流数据信息,被广泛应用于交通目标感知。然而,受激光雷达扫描机理以及密集交通流环境目标遮挡等条件制约,单路侧激光雷达交通感知容易因遮挡造成目标检测和跟踪的中断、丢失,无法实现对道路交通流的精准感知。因此,本文基于多路侧激光雷达传感器,通过多路侧激光雷达点云数据的时空配准,实现交通目标检测的点云信息增强;在此基础上,进行配准激光点云数据的目标检测、目标精细分类和轨迹跟踪,以获取更精确的交通信息。本文的主要工作具体如下:(1)提出了一种基于动态车辆参考点的多路侧激光雷达点云配准方法:针对多传感器点云配准中同一静态参考点难以提取的问题,提出一种基于动态车辆参考点的多路侧激光雷达点云配准方法。该方法将三维点云简化为两阶段配准,首先识别地平面,利用地平面将来自不同激光雷达的点云统一到同一个标准水平面,从而实现点云竖直方向配准。然后,筛选车辆参考点并对参考点进行优化修正,通过参考点实现点云水平方向配准。最后,在两阶段配准基础上,利用ICP算法对全局点云进行迭代优化,得到最优变换矩阵,从而实现全局点云精确配准。实验显示相对旋转误差小于1°、相对平移误差小于0.5m,本文提出的方法适合多种交通场景及不同的传感器布设方式,能够实现路侧激光雷达点云准确配准。(2)提出了一种基于目标点云重构的交通目标识别与精细分类方法:针对现有路侧激光雷达对交通目标识别不准确、分类不精细问题,提出了基于多段自适应阈值的交通目标检测方法,与基于帧间配准的目标重构方法。首先根据激光雷达重合区域点云密集特性划分区域,提出多段阈值设置方法,实现目标聚类。然后进行连续帧间配准以重构目标轮廓,并对现有研究进行分析确定目标分类的类型,提取目标三维尺寸、目标侧面轮廓、目标正面轮廓在内的分类特征。最后,根据提取的目标特征构建分类数据集,应用梯度提升决策树方法进行分类。实验结果表明,本文提出的目标检测算法精确率为97%以上,召回率在99%以上;目标重构方法能够有效还原目标轮廓,点云数量增加10倍以上;目标分类准确率为97.02%,能够有效识别多类交通目标。(3)提出了一种基于多路侧激光雷达数据融合的轨迹跟踪与修复方法:针对复杂交通场景下目标遮挡、轨迹中断导致目标跟踪精度低等问题,提出了基于改进Hopcroft-Karp算法的目标跟踪和遮挡条件下目标轨迹修复方法。首先基于目标完整轮廓提取固定跟踪点,然后应用改进的Hopcroft-Karp算法进行全局目标数据关联。最后,提出基于时空位置与目标轨迹相似性模型来合并相同目标轨迹,以及基于插值的中断轨迹修复方法,解决目标遮挡及轨迹中断问题。实验结果表明,本文提出的轨迹跟踪与修复方法跟踪正确率在93%以上、轨迹完整度达90%,能有效的连接中断轨迹,减轻目标遮挡问题,提升轨迹跟踪的准确性。

关键词：路侧激光雷达点云配准目标识别目标分类轨迹跟踪

IN625激光熔覆层腐蚀致微裂纹扩展机理研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年第3期44卷 645-657页

作者：邓双九李昌余梦辉韩兴辽宁科技大学机械工程与自动化学院鞍山114051

对QT600球墨铸铁表面熔覆IN625涂层,观察熔覆层显微组织与EDS能谱。对基体与熔覆层进行3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀实验,建立IN625激光熔覆层腐蚀致微裂纹扩展瞬态演变数值模型,考虑微小裂纹已经存在的情况下,熔覆层在恶劣环境工作所诱... 详细信息

对QT600球墨铸铁表面熔覆IN625涂层,观察熔覆层显微组织与EDS能谱。对基体与熔覆层进行3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀实验,建立IN625激光熔覆层腐蚀致微裂纹扩展瞬态演变数值模型,考虑微小裂纹已经存在的情况下,熔覆层在恶劣环境工作所诱发的腐蚀过程,分析离子浓度、离子迁移、pH值、电极电位和腐蚀速率等各项数值在腐蚀过程中的瞬态演变规律。结果表明,IN625熔覆层相较于QT600基体耐蚀性显著提升。

关键词：激光熔覆技术 IN625熔覆层微裂纹腐蚀电化学实验