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有机骨架结构对NiFe-MOF阳极析氧活性的影响

1997年

作者：胡钟达

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煤炭转化 2024年

作者：钟达忠赵陶郝根彦赵强山西省气体能源高效清洁利用重点实验室山西工学院太原理工大学化学工程与技术学院

合理设计用于电解水制氢阳极析氧反应(OER)的高活性电催化剂对清洁能源和生态的可持续发展至关重要。然而，由于OER四电子转移的动力学过程较为缓慢，导致其过电位较高，开发高效的阳极催化剂仍是一个重大挑战。金属有机骨架(MOF)因结... 详细信息

合理设计用于电解水制氢阳极析氧反应(OER)的高活性电催化剂对清洁能源和生态的可持续发展至关重要。然而，由于OER四电子转移的动力学过程较为缓慢，导致其过电位较高，开发高效的阳极催化剂仍是一个重大挑战。金属有机骨架(MOF)因结构多样性和超高的比表面积被视为有潜力的OER电催化剂。目前针对MOF材料活性的调控主要集中在金属中心的调控上，而阴离子有机配体对阳极析氧催化活性的影响依然未知。目前NiFe双金属材料被发现具有最高的阳极析氧催化活性。因此，通过溶剂热法构建具有等网状结构的系列羧酸型NiFe-MOF来阐明羧酸连接体不同长度对其OER性能的影响(三种不同的有机配体分别是：对苯二甲酸(BDC)、2，6-萘二羧酸(NDC)和4，4’-联苯二甲酸(BPDC))。在1 M KOH中，NiFe-BDC在10 mA/cm2的电流密度处仅需223 mV过电位，远优于NiFe-NDC(267 mV)和NiFe-BPDC(284 mV)。此外，NiFe-BDC仍具有出色的动力学以及长达200 h的稳定性。本征催化活性表明有机配体在催化中起到关键作用。其优异的性能主要归因于优化其电荷结构，并且具有丰富的活性位点，这共同促进了OER电催化性能。

关键词：金属有机框架析氧反应结构设计配体调控电催化剂稳定性

基于Buck-Boost矩阵变换器的400 Hz中频电源控制方法及参数优化

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信息与控制 2024年第4期53卷 550-560页

作者：钟达栩龚俊张小平湖南科技大学海洋矿产资源探采装备与安全技术国家地方联合工程实验室湖南科技大学信息与电气工程学院

针对传统400 Hz中频电源存在的拓扑结构复杂、体积大等不足，提出采用Buck-Boost矩阵变换器(Buck-Boost matrix converter, BBMC)作为其功率变换电路并提出相应的控制与参数优化方法。首先，介绍了BBMC拓扑结构及其基本工作原理，建立了... 详细信息

针对传统400 Hz中频电源存在的拓扑结构复杂、体积大等不足，提出采用Buck-Boost矩阵变换器(Buck-Boost matrix converter, BBMC)作为其功率变换电路并提出相应的控制与参数优化方法。首先，介绍了BBMC拓扑结构及其基本工作原理，建立了BBMC的数学模型。然后，结合400 Hz中频电源的控制要求提出一种基于准比例谐振控制的双闭环控制策略并对其具体设计方法进行了深入研究。接着，采用樽海鞘群算法对其控制参数进行了优化。最后，对其控制效果进行了仿真和实验验证，同时与传统基于重复控制的复合控制策略进行了对比分析。实验结果表明：将BBMC应用于400 Hz中频电源不仅有效地减小了其电源装置的体积和重量，而且所提出的控制与参数优化方法相较于传统基于重复控制的复合控制方法具有更好的稳态和动态性能，因而具有较好的应用价值。

关键词： 400 Hz中频电源 Buck-Boost矩阵变换器准比例谐振控制樽海鞘群算法

基于游客视角的乡村康养旅游品牌建设研究 ——以江西省宜春市温汤镇为例

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作者：钟达恒江西农业大学

学位级别：硕士

有机框架结构对NiFe-MOF析氧反应的影响

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煤炭转化 2024年第4期47卷 114-124页

作者：钟达忠赵陶郝根彦赵强太原理工大学化学工程与技术学院太原030024 山西省气体能源高效清洁利用重点实验室太原030024 山西工学院山西朔州036000

合理设计用于电解水制氢阳极析氧反应(OER)的高活性电催化剂对清洁能源和生态可持续发展至关重要。然而,由于OER四电子转移的动力学过程较为缓慢,导致过电位较高,开发高效的阳极催化剂仍是一个重大挑战。金属有机框架(MOF)因结构多样性... 详细信息

合理设计用于电解水制氢阳极析氧反应(OER)的高活性电催化剂对清洁能源和生态可持续发展至关重要。然而,由于OER四电子转移的动力学过程较为缓慢,导致过电位较高,开发高效的阳极催化剂仍是一个重大挑战。金属有机框架(MOF)因结构多样性和超高的比表面积被视为有潜力的OER电催化剂。NiFe双金属材料具有优异的阳极析氧催化活性,但针对MOF材料活性的调控主要集中在金属中心的设计上,而阴离子有机配体对阳极析氧催化活性的影响依然未知。因此,采用溶剂热法构建具有等网状结构的系列羧酸型NiFe-MOF来阐明羧酸连接体不同长度对OER性能的影响(三种不同的有机配体分别为:对苯二甲酸(BDC)、2,6-萘二甲酸(NDC)和4,4′-联苯二甲酸(BPDC))。通过X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱,分析了催化剂的性质、微观形貌和电荷结构,并在1 mol/L KOH溶液中进行了电化学测试。结果表明:NiFe-BDC在10 mA/cm^(2)的电流密度处过电位仅为223 mV,远低于NiFe-NDC和NiFe-BPDC的过电位,二者此处的过电位分别为267 mV和284 mV;此外,NiFe-BDC在长时间测试中表现了出色的稳定性(200 h),其优异的性能主要归因于有机配体在催化中起到优化电荷结构的作用,并且展现出丰富的活性中心,共同促进了OER电催化性能。

关键词：金属有机框架析氧反应结构设计配体调控电催化剂稳定性

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医护患协同模式下白血病患儿居家用药智能管理平台的构建与应用

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医护患协同模式下白血病患儿居家用药智能管理平台的构建与应用

作者：钟达慧重庆医科大学

学位级别：硕士

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老化效应对涂层表面池沸腾传热性能的影响

原子能科学技术 2024年第1期58卷 93-102页

作者：钟达文廉学新史昊鹏韩昱程华北电力大学北京市非能动核能安全技术重点实验室北京102206

压力容器外部冷却(ERVC)是第三代压水堆核电站严重事故缓解策略的关键技术,其表面临界热流密度(CHF)决定了压力容器的完整性。为探究压力容器真实材料SA508钢表面老化对涂层表面CHF特性的影响,开展了SA508钢光表面和基于SA508钢的TC4钛... 详细信息

压力容器外部冷却(ERVC)是第三代压水堆核电站严重事故缓解策略的关键技术,其表面临界热流密度(CHF)决定了压力容器的完整性。为探究压力容器真实材料SA508钢表面老化对涂层表面CHF特性的影响,开展了SA508钢光表面和基于SA508钢的TC4钛合金多孔涂层表面在不同老化状态下的沸腾换热特性实验研究。结果表明:SA508钢光表面在水中会快速氧化,随着老化的加深,其CHF呈上升趋势,上升幅度在20%以内;CHF增强的原因在于SA508钢氧化生成了能改善表面润湿性的Fe3O4磁性微纳米颗粒层。随着氧化的加深,TC4涂层表面由超亲水特性变为疏水特性,基体SA508钢生成的氧化物易堵塞涂层孔隙,CHF呈恶化趋势。

关键词：相变传热涂层沸腾换热临界热流密度氧化

V-Vo-Co_(3)O_(4)催化剂的制备及其析氧性能的研究

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煤炭转化 2024年第2期47卷 98-108页

作者：郝根彦田露郎学磊钟达忠赵强山西工学院山西朔州036000 太原理工大学化学工程与技术学院太原030024 山西省气体能源高效清洁利用重点实验室太原030024

阳极的析氧反应(OER)是限制电解水制氢的主要因素,传统的OER电催化剂由于活性低、稳定性差等缺点无法实现大规模使用。过渡金属氧化物Co_(3)O_(4)是一种很有前景的OER催化剂,但较弱的导电性仍然制约着其电催化性能。通过对Co_(3)O_(4)... 详细信息

阳极的析氧反应(OER)是限制电解水制氢的主要因素,传统的OER电催化剂由于活性低、稳定性差等缺点无法实现大规模使用。过渡金属氧化物Co_(3)O_(4)是一种很有前景的OER催化剂,但较弱的导电性仍然制约着其电催化性能。通过对Co_(3)O_(4)进行改性以增强电催化活性及稳定性,分别在NaBH4和VCl_(3)水溶液中两步浸泡法合成了富氧空位、V掺杂的Co_(3)O_(4)催化剂。利用XRD、SEM、EDS、TEM、HRTEM、SAED、拉曼光谱、XPS等手段对催化剂的相纯度、晶体结构、微观形貌、含有的官能团及化学键等性质进行测试和分析,并对催化剂进行电化学性能测试。结果表明:氧空位的引入使晶格间距有所增大,V成功掺杂到了Vo-Co_(3)O_(4)/NF(Vo指氧空位)结构中;氧空位和V掺杂协同提高了Co_(3)O_(4)/NF的OER性能。在1 mol/L KOH中,V-Vo-Co_(3)O_(4)/NF仅需253 mV/270 mV的过电位就能驱动50(mA·cm^(-2))/100(mA·cm^(-2))的电流密度,Tafel斜率为71.5 mV/dec,并具有100 h的稳定性。其性能的提升主要归因于V掺杂及氧空位的引入对Co_(3)O_(4)电子构型的调控,低结晶度的表面暴露了更多活性位点,以及亲水性的增强有利于OER过程中反应中间体的吸附和解吸。

关键词：析氧反应(OER) 掺杂氧空位 Co_(3)O_(4) 电解水

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高速公路智慧收费站建设及未来发展路径思考

中国交通信息化 2024年第S1期 312-314页

作者：钟达重庆市交通规划和技术发展中心重庆400066

我国高速公路正全面拥抱数字经济发展浪潮,利用数字技术实现智慧化升级,提升路网服务质量和效率。在此背景下,高速公路收费站的智慧化成为影响整体路网通行效率和出行体验的关键。面对提升通行效率有限、运营成本偏高、客户服务不佳等问... 详细信息

我国高速公路正全面拥抱数字经济发展浪潮,利用数字技术实现智慧化升级,提升路网服务质量和效率。在此背景下,高速公路收费站的智慧化成为影响整体路网通行效率和出行体验的关键。面对提升通行效率有限、运营成本偏高、客户服务不佳等问题,越来越多的省市如广东、河南、浙江开始实施收费站智慧化改造试点。本文探讨高速公路智慧收费站的建设背景、实践内容及未来助推路径,以重庆智慧收费站建设实践为例,展示通过智能化技术和数字化解决方案实现收费精准化、管理优化、服务提升,取得的成效和创新点,最后提出四步发展路径,力求实现降本增效并不断提升公众的出行体验。

关键词：智慧收费站高速公路数字化智能化

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缺陷CuAg催化剂的构筑及电催化CO_(2)还原制备C_(2+)产物

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高等学校化学学报 2024年第7期45卷 156-165页

作者：井慧芳刘毅房强郎学磊郝根彦钟达忠李晋平赵强太原理工大学化学工程与技术学院气体能源高效清洁利用山西省重点实验室太原030024 山西工学院能源工程学院朔州036000

通过电化学还原Ag/Cu(OH)2构筑得到了富含缺陷位点的Ag/Cu-OH催化剂,与Ag/CuO前驱体电化学还原获得的Ag/Cu-O相比,其表现出更好的电催化二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)制备C_(2+)产物的选择性.在H型电解槽(H-cell)中评估了催化剂的电催化性... 详细信息

通过电化学还原Ag/Cu(OH)2构筑得到了富含缺陷位点的Ag/Cu-OH催化剂,与Ag/CuO前驱体电化学还原获得的Ag/Cu-O相比,其表现出更好的电催化二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)制备C_(2+)产物的选择性.在H型电解槽(H-cell)中评估了催化剂的电催化性能,Ag2%/Cu-OH表现出比Ag2%/Cu-O高1.5倍的乙烯(C_(2)H_(4))法拉第效率(FE)和高1.3倍的C_(2+)法拉第效率.在接近实际应用的膜电极组件(MEA)中,Ag2%/Cu-OH在高达375 mA/cm^(2)的电流密度下,表现出高达56.2%的C_(2)H_(4)法拉第效率.Ag2%/Cu-OH性能的提高不仅归因于Cu和Ag之间的协同作用,还归因于具有更多的低配位Cu缺陷位点,低配位Cu有利于*CO的吸附,进一步促进了^(*)CO二聚为C_(2+)产物.

关键词：二氧化碳还原反应电催化缺陷位点乙烯产物 C_(2+)产物

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