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金属调变Ni基复合氧化物的制备与催化性能研究

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金属调变Ni基复合氧化物的制备与催化性能研究

作者：易宇楠广西大学

学位级别：硕士

一氧化碳（CO）和一氧化氮（NO）是两种主要的大气污染物,随着我国工业的迅猛发展,机动车保有量不断增大,化石燃料燃烧产生的大量CO和NO已经造成了严重的大气污染,对环境和人类健康造成了严重的破坏,因此废气净化愈发受到人们的关注。消... 详细信息

一氧化碳（CO）和一氧化氮（NO）是两种主要的大气污染物,随着我国工业的迅猛发展,机动车保有量不断增大,化石燃料燃烧产生的大量CO和NO已经造成了严重的大气污染,对环境和人类健康造成了严重的破坏,因此废气净化愈发受到人们的关注。消除CO和NO的方法有很多,其中催化消除是一种普适且高效的方法。Ni是地表蕴藏丰富的金属元素,Ni基氧化物具有较好的氧化还原性和稳定性,作为催化剂有着很大的实际应用潜力。本研究以金属元素调变Ni基氧化物从而改善其催化活性,主要研究内容如下:采用简便的液相沉淀法,在不添加表面活性剂的情况下制备出一系列不同形貌的Ni-Co-O催化剂,并研究它们的低温催化CO氧化的能力。通过对样品进行X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）、激光拉曼光谱（LRS）、N2物理吸附-脱附（BET）、场发射扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、程序升温还原和脱附（H2-TPR和O2-TPD）表征,探索Ni和Co之间产生的协同效应对催化剂理化性质和催化性能的影响。结果表明:与纯NiO相比,Ni-Co复合氧化物催化剂的催化活性有显著提高,其中]Ni0.8Co0.2样品性能最好;Co的掺入能够降低NiO的尺寸,生成大量的表面高分散无定型态NiO,从而使催化剂表面富含大量Ni2+离子;Ni2+离子部分取代Co3+形成Ni-Co尖晶石结构,形成了大量表面氧空位。活性Ni2+和氧空位是催化CO氧化反应的关键因素。采用活性碳改进的溶胶-凝胶法制备了不同过渡金属掺杂的LaNi0.5M0.5O3（M = Co、Mn、Cu）钙钛矿复合氧化物催化剂,并研究了它们的CO还原NO催化性能。通过对样品进行X射线衍射（XRD）、N2吸附-脱附（BET）、场发射扫描电镜（SEM）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）、X射线光电子能谱（XPS）、程序升温还原和脱附（H2-TPR和O2-TPD）表征,研究不同金属掺杂对LaNiO3钙钛矿组织结构、化学组成、氧化还原性质和催化活性的影响。结果表明:掺杂这三种过渡金属均能提高催化剂的活性,其中LaNi0.5Cu0.5O3催化剂展现出最佳的催化活性,Cu2+部分取代钙钛矿结构中的Ni3+,产生大量的氧空位,这是催化剂活性显著提升的关键。最后,借助原位傅利叶红外漫反射光谱（in situ DRIFTS）在模拟反应环境下研究催化剂表面反应物种变化情况,提出了在对应催化剂上CO氧化和CO还原NO反应的反应机理。

关键词：过渡金属摻杂 Ni-Co LaNi0.5M0.5O3 尖晶石钙钛矿 CO氧化 CO+NO

激光脉冲啁啾影响双色激光场诱导气体产生太赫兹辐射特性的理论研究

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物理学报 2024年第6期73卷 140-150页

作者：李翰楠彭滟上海理工大学太赫兹技术创新研究院上海市现代光学系统重点实验室光学仪器与系统教育部工程中心太赫兹光谱与影像技术协同创新中心上海200093

随着太赫兹波研究的深入,研究者们对可调控太赫兹源的需求不断增加.如何获取可调控的太赫兹波一直是太赫兹科学领域的研究热点和关键问题之一.本文通过建立双色激光诱导气体电离光丝产生太赫兹波及其后续传播过程的三维理论模型,详细研... 详细信息

随着太赫兹波研究的深入,研究者们对可调控太赫兹源的需求不断增加.如何获取可调控的太赫兹波一直是太赫兹科学领域的研究热点和关键问题之一.本文通过建立双色激光诱导气体电离光丝产生太赫兹波及其后续传播过程的三维理论模型,详细研究了双色泵浦激光的啁啾参数对飞秒激光场辐射产生太赫兹波的影响.研究结果表明,在激光脉宽为飞秒量级时,以40 fs的情况为例,当啁啾参数在与激光脉宽处于相同的飞秒量级尺度上时,其对太赫兹波的振幅与频谱都产生显著影响.在双色飞秒激光场中,基频波和倍频波的啁啾各自起到不同的作用:基频波的啁啾主要影响太赫兹波的时域波形,而倍频波的啁啾则决定了太赫兹辐射的振幅大小、中心频率与频谱宽度.研究表明,激光啁啾作为一种可控的参数,对所辐射的太赫兹波属性具有多重调制效果,且相关啁啾的作用规律随双色激光的初始相位也呈现规律性变化.这些结果为研究太赫兹辐射的产生与调控提供了新的思路与依据.

关键词：太赫兹辐射双色激光脉冲啁啾调控

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深红至近红外碳点光热特性研究进展

发光学报 2024年第1期45卷 11-24页

作者：吴君曲松楠澳门大学应用物理及材料工程学院教育部联合重点实验室中国澳门999078 澳门大学科技学院物理化学系中国澳门999078 澳门大学教育部精准肿瘤学前沿科学中心中国澳门999078

碳点(CDs)作为一种新型光热纳米材料引起了肿瘤治疗领域的关注。然而,作为光热剂,碳点在深红(DR)至近红外(NIR)区域的光热转换效率有限。此外,碳点对肿瘤组织的靶向性也是急需解决的一个重要问题。本综述介绍了一些增强碳点深红或近红... 详细信息

碳点(CDs)作为一种新型光热纳米材料引起了肿瘤治疗领域的关注。然而,作为光热剂,碳点在深红(DR)至近红外(NIR)区域的光热转换效率有限。此外,碳点对肿瘤组织的靶向性也是急需解决的一个重要问题。本综述介绍了一些增强碳点深红或近红外吸收和光热转换效率的实用策略,包括尺寸调整、元素掺杂、表面修饰、半导体耦合和生物大分子包覆等。基于这些策略可以构建合适的碳点及其复合物,实现对肿瘤的靶向光热治疗。最后,我们希望建立高效的肿瘤识别和光热治疗一体化系统,实现碳点在肿瘤治疗中的临床应用,并为解决肿瘤相关问题和促进健康发展提供重要的科学意义和应用价值。

关键词：碳点近红外吸收光热特性光热疗法

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恒幅载荷下填充天然橡胶概率疲劳寿命预测模型

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中国机械工程 2024年第8期35卷 1366-1372页

作者：刘湘楠许靖伟湖南科技大学机电工程学院湘潭411201 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641

建立一种条件概率分布模型来描述任意应变水平下的橡胶疲劳寿命分布规律。开展了不同应变水平下的橡胶单轴拉伸疲劳试验,分析了橡胶疲劳寿命的分布规律,并采用极大似然估计法确定了橡胶疲劳寿命概率分布模型的参数值。采用最小二乘法拟... 详细信息

建立一种条件概率分布模型来描述任意应变水平下的橡胶疲劳寿命分布规律。开展了不同应变水平下的橡胶单轴拉伸疲劳试验,分析了橡胶疲劳寿命的分布规律,并采用极大似然估计法确定了橡胶疲劳寿命概率分布模型的参数值。采用最小二乘法拟合了应变水平与概率分布模型参数值之间的函数关系,并建立了条件概率的分布模型。开展了橡胶疲劳可靠度的评估,建立了橡胶P-ε-N模型,通过与实测寿命的比较,验证了橡胶P-ε-N模型的有效性。

关键词：橡胶疲劳寿命概率分布 P-ε-N模型可靠度

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基于交叉注意力的多任务交通场景检测模型

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1491-1499页

作者：牛国臣王晓楠中国民航大学机器人研究所天津300300 中国民航大学民航智慧机场理论与系统重点实验室天津300300

感知是自动驾驶的基础和关键,但大多数单个模型无法同时完成交通目标、可行驶区域和车道线等多项检测任务。提出一种基于交叉注意力的多任务交通场景检测模型,可以同时检测交通目标、可行驶区域和车道线。使用编解码网络提取初始特征,... 详细信息

感知是自动驾驶的基础和关键,但大多数单个模型无法同时完成交通目标、可行驶区域和车道线等多项检测任务。提出一种基于交叉注意力的多任务交通场景检测模型,可以同时检测交通目标、可行驶区域和车道线。使用编解码网络提取初始特征,利用混合空洞卷积对初始特征进行强化,并通过交叉注意力模块得到分割和检测特征图。在分割特征图上进行语义分割,在检测特征图上进行目标检测。实验结果表明:在具有挑战性的BDD100K数据集中,所提模型在任务精度和总体计算效率方面优于其他多任务模型。

关键词：注意力机制多任务学习自动驾驶目标检测混合空洞卷积

贝加尔裂谷构造发育的主控因素:基于地球动力学数值模拟

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地球科学 2024年第1期49卷 29-39页

作者：王盟楠李江海北京大学地球与空间科学学院北京100871

贝加尔裂谷位于西伯利亚克拉通和萨彦-贝加尔造山带的拼合部位,两侧岩石圈结构及流变性存在明显差异,区域构造演化过程复杂.通过数值模拟方法,正演贝加尔裂谷区岩石圈形变过程,探讨下地壳流变性及先存薄弱缝合带对贝加尔裂谷构造发育的... 详细信息

贝加尔裂谷位于西伯利亚克拉通和萨彦-贝加尔造山带的拼合部位,两侧岩石圈结构及流变性存在明显差异,区域构造演化过程复杂.通过数值模拟方法,正演贝加尔裂谷区岩石圈形变过程,探讨下地壳流变性及先存薄弱缝合带对贝加尔裂谷构造发育的影响.结果显示:裂谷伸展中心两侧岩石圈下地壳流变学性质差异导致应力向造山带一侧传递,裂谷两侧发育不对称的构造样式,其中造山带一侧主要为大区域的铲状断层,而在克拉通一侧主要为小范围的高角度正断层;当岩石圈拼合部位存在先存薄弱缝合带时,会限制应力向造山带一侧传递,导致造山带一侧断裂的发育规模减小,裂谷呈现“窄且深凹陷”的不对称构造特征.

关键词：贝加尔裂谷下地壳流变性薄弱缝合带构造发育数值模拟构造地质

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桥梁大体积混凝土智能温控系统研究与应用

桥梁建设 2024年第4期54卷 77-85页

作者：陈道想安瑞楠林鹏张铮卢冠楠清华大学水利水电工程系北京100084 清华四川能源互联网研究院四川成都610213 中国公路工程咨询集团有限公司北京100089 中交路桥建设有限公司北京100027

为提高大型桥梁墩、台等大体积混凝土结构在浇筑施工阶段的温控防裂水平,基于智能闭环控制理念,提出一种以气温年较差和日较差为大体积混凝土温控气候分区主要指标的智能温控方法;以该方法为基础,构建智能温控系统(包括一体集成式桥梁... 详细信息

为提高大型桥梁墩、台等大体积混凝土结构在浇筑施工阶段的温控防裂水平,基于智能闭环控制理念,提出一种以气温年较差和日较差为大体积混凝土温控气候分区主要指标的智能温控方法;以该方法为基础,构建智能温控系统(包括一体集成式桥梁智能温控装备和多端远程智能温控平台),完成桥梁大体积混凝土温度场的感知、分析、控制与反馈闭环。将该智能温控系统应用于内蒙古西拉沐沦河特大桥桥墩大体积混凝土施工,并提出个性化智能通水冷却措施,通过监测温度、裂缝等验证其应用效果。监测结果表明:大桥20个C50混凝土浇筑仓的混凝土浇筑块最高温度符合率为100%,内表温差符合率为90%,施工期浇筑块表面未出现温度裂缝,混凝土结构浇筑施工阶段质量较好,该智能温控系统及智能通水冷却措施能有效实现对大体积混凝土浇筑施工阶段的温控防裂。

关键词：桥梁工程大体积混凝土气候分区智能温控方法智能温控系统温控策略施工质量

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电介质储能陶瓷薄膜研究进展及改性方法

硅酸盐学报 2024年第4期52卷 1413-1437页

作者：岳文锋颜廷楠王大伟哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院哈尔滨150001 顺络电子股份有限公司研发部广东深圳518110

电介质陶瓷薄膜材料制备的储能电容器,具有充放电速率快、功率密度大以及良好的温度稳定性和循环稳定性等优势,在脉冲激光武器、心脏起搏器等军事、民用领域具有广阔的应用前景。然而,电介质电容器的储能密度相对较低,限制了其应用范围... 详细信息

电介质陶瓷薄膜材料制备的储能电容器,具有充放电速率快、功率密度大以及良好的温度稳定性和循环稳定性等优势,在脉冲激光武器、心脏起搏器等军事、民用领域具有广阔的应用前景。然而,电介质电容器的储能密度相对较低,限制了其应用范围,因此如何提高其储能密度成为当前研究的重点之一。此外,电介质储能陶瓷薄膜材料种类繁多、制备工艺复杂,因此选择合适的材料体系和制备工艺至关重要。本文总结了电介质储能陶瓷薄膜材料的研究进展,重点讨论了6种类型的材料,包括线性电介质、顺电材料、铁电材料、弛豫铁电材料、超顺电材料和反铁电材料。此外,进一步总结了目前常用的提升电介质储能陶瓷薄膜材料储能性能的方法。期望本文的研究成果能够对开发新一代高性能电介质储能陶瓷薄膜提供有价值的参考。

关键词：陶瓷薄膜电介质电容器储能性能

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单晶4H-SiC的摩擦诱导化学机械复合加工(FCMM)实验研究

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机械工程学报 2024年第7期60卷 401-410页

作者：张博楠黄辉武民华侨大学脆性材料产品智能制造技术国家地方联合工程研究中心厦门361021 华侨大学制造工程研究院厦门361021

单晶碳化硅(SiC)凭借其优异的材料性能成为下一代电力电子器件和光电子器件的优选衬底材料,但碳化硅的高硬脆性,强化学惰性对其高效精密加工带来了巨大挑战。提出一种基于摩擦诱导化学作用与低硬度磨粒机械作用复合的SiC晶片加工新思路... 详细信息

单晶碳化硅(SiC)凭借其优异的材料性能成为下一代电力电子器件和光电子器件的优选衬底材料,但碳化硅的高硬脆性,强化学惰性对其高效精密加工带来了巨大挑战。提出一种基于摩擦诱导化学作用与低硬度磨粒机械作用复合的SiC晶片加工新思路。跟踪了4H-SiC在不同铁基烧结盘以及不同加工工艺参数下材料去除率随时间的变化;检测了加工后晶片的表面质量及亚表面损伤。实验结果表明摩擦诱导化学机械复合加工方法通过摩擦诱导实现金属与碳化硅的固相化学反应,并利用低硬度磨粒机械去除固相化学反应产物。加工后的亚表面中并未在纳米尺度下观察到晶体变形和晶格缺陷。加工初始阶段的材料去除率最高可达1025nm/min,稳定阶段的材料去除率最高可达385nm/min。工艺参数对加工过程中的固相化学反应速率有着重要的影响,低硬度磨粒实现对化学反应粘附物的机械去除,可以有效提高材料去除率。实验结果证实了本文提出的新型加工思路的可行性,其总体加工效率明显高于现有加工方法,为实现单晶SiC晶片的高效精密加工提供了新的研究思路。

关键词：摩擦诱导固相化学反应化学机械复合加工碳化硅亚表面损伤