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二维过渡金属硫属化合物高熵合金的结构设计及催化性能研究

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二维过渡金属硫属化合物高熵合金的结构设计及催化性能研究

作者：李木琛吉林大学

学位级别：硕士

石油、煤炭等化石能源的大量消耗,导致温室气体的过量排放,引发一系列的环境问题。在碳达峰的推动下,将CO转化为具有附加值的含碳化合物,是实现低碳的重要途径。开发低成本、高效的CO还原催化剂,是实现该技术的关键。近年来,高熵合金由... 详细信息

石油、煤炭等化石能源的大量消耗,导致温室气体的过量排放,引发一系列的环境问题。在碳达峰的推动下,将CO转化为具有附加值的含碳化合物,是实现低碳的重要途径。开发低成本、高效的CO还原催化剂,是实现该技术的关键。近年来,高熵合金由于具有优异的力学、高催化活性及稳定性等优异性能,受到了广泛的关注。二维过渡金属硫属化合物的高熵合金同时兼具了二维材料、过渡金属硫属化合物及高熵合金三者的一众优点,催化性能尤为显著。首先,二维材料具有大的表面积、较多的活性位点且电子转移效率高,具有非常好的催化性能。其次,过渡金属硫属化合物具有独特的电子结构、较低的成本及易于制备等优点,也广泛应用于各种催化反应中。最后,高熵合金材料具备多种金属位点,这些金属位点之间会发生显著的协同作用,优化吸附分子与活性位点之间的相互作用,可以实现催化性能的大幅度提升。与此同时,结构的高熵化也会显著提升体系的稳定性。因此可以推断,二维过渡金属硫属高熵合金将是一种结构稳定且性能优异的高效电催化剂。本工作基于密度泛函理论,以二维过渡金属硫属高熵合金为研究对象,首先开展结构设计的工作,研究其热力学稳定性;然后探究这些稳定结构在CO还原反应中的催化性能。主要内容如下:1.二维过渡金属硫属高熵合金的结构设计:高熵合金结构的稳定性可通过吉布斯自由能的变化来判断。但高熵合金的潜在结构数会随着金属组分数量的增加而剧增,遍历式的热力学稳定性分析存在巨大挑战。我们采用基于焓判据模型,预测稳定的二维过渡金属硫属高熵合金结构,可以显著缩小搜索的范围。我们选取27种实验上存在的1T相二维过渡金属硫属化合物(MX,M为过渡金属元素,X=S、Se和Te)作为结构原型,基于特殊准随机结构(SQS)方法生成了等摩尔比的二元合金结构(MMX),计算二元合金的生成焓,并判断是否在判据范围内。将符合判据的过渡金属元素进行汇总,并使用SQS方法生成一系列等金属原子比的五元无序合金结构(MMMMM)X。计算高熵合金结构的生成焓和构型熵,得到室温下的吉布斯自由能数值。最终结果计算得到539种稳定的五元二维过渡金属硫属高熵合金结构,其中X位为S、Se和Te时分别存在56、21和462种稳定结构。结果表明,经过焓判据生成的结构均保持了良好的热力学稳定性,计算得到的二维过渡金属硫属高熵合金结构也为相关的理论和实验工作提供了参考。2.二维过渡金属硫属高熵合金的催化机理研究:电催化方法还原CO的过程存在反应路径复杂、反应速率低及选择性低等问题,因此需要稳定高效的电催化剂来降低反应的能垒并提高产物的选择性。在生成烃类等高附加值含碳产物时,会首先将CO转化为CO,而后将CO转化为烃类,因此CO转化为CO的反应是后续过程首要的一步。本工作中我们探究CO转化为CO的催化反应过程,并寻找高效的催化剂。催化剂的候选结构是上述研究发现的稳定二维过渡金属硫属高熵合金。考虑到完美晶体结构的二维过渡金属硫属高熵合金表面对吸附分子存在化学惰性,我们采用生成硫族元素空位的方式,研究每个空位处的局域环境(包括三个过渡金属原子)的催化性能。我们将中间体分子COOH和CO放入优化后的结构的空位处,进行吸附模型的构建,并高通量计算小分子在该位点处的吸附能,以及每一步反应的自由能。从计算得到的两千余条吸附能和自由能的结果中进行筛选,得到当合金结构的X位为S、Se和Te时分别对应的三个最佳催化结构,这三个结构在CO转化为CO过程中所需的外加电势最小,最优的结构仅需84 me V的外加电势。基于吸附中间体结构和催化剂结构的差分电荷密度和电子态密度计算结果,我们分析了这三种结构催化效率高的原因,并分析了空位局域环境处的过渡金属元素对催化过程的贡献。为高效的CO还原催化剂研究提供了新的指导思路。

关键词：第一性原理计算高熵合金二维过渡金属硫属化合物热力学稳定性 CO2还原反应

基于资源禀赋-耕作便利-景观差异多维评价的昌吉州耕地细碎化分区整治研究

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农业资源与环境学报 2025年

作者：苏泽琛邵战林新疆农业大学公共管理学院

开展耕地细碎化多维评价并评估治理适宜性，可为耕地细碎化分区整治提供参考。本研究以昌吉州为研究区域，以行政村作为基本研究单元，从耕地立地条件、耕作便利程度、景观格局差异3个方面构建评价指标体系，使用熵值法确定指标权重，... 详细信息

开展耕地细碎化多维评价并评估治理适宜性，可为耕地细碎化分区整治提供参考。本研究以昌吉州为研究区域，以行政村作为基本研究单元，从耕地立地条件、耕作便利程度、景观格局差异3个方面构建评价指标体系，使用熵值法确定指标权重，使用三维魔方图解方法划定整治分区。结果表明：昌吉州耕地立地条件属性总体偏低，由南向北呈现“低-高-低”的分异格局，其中3级区占比最多，为35.52%；耕作便利程度属性总体较低，呈现西高东低、南北低中间高的分异格局，其中2级区占比最多，为41.66%；耕地细碎化程度整体较高且空间分异明显，呈现东高西低、南北高中间低的分异格局，其中1级区、2级区和3级区占比均达到32%以上，细碎化最严重的区域集中在吉木萨尔县、奇台县和木垒哈萨克自治县南部的山前丘陵区域；治理适宜性3级区和4级区占比累计达到62.64%，耕地细碎化治理适宜性整体较高。耕地细碎化是地形地貌、资源禀赋、经济社会发展等自然和人为因素共同作用的结果，基于昌吉州耕地细碎化不同属性特征的层次组合特点，划分集约利用区65个、归并提升区330个、资源优化区211个、综合整治区371个，据此提出不同分区土地整治方向及建议。

关键词：耕地细碎化综合评价土地整治景观指数三维魔方图解法

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一条不会摇尾巴的狗

小说月报（原创版） 2025年第1期 151-160页

作者：李木一中国作家协会中国小说学会鲁迅文学院四川作家班

1对于老方而言,这注定是一个不寻常的下午。星期六下午一点刚过,老方刚吃过午饭,在电话里义正词严地拒绝了麻将馆老板每天下午场“三缺一”的热情邀约,一个人坐在露天阳台那张老旧的藤椅上,看似悠闲地跷着二郎腿玩手机,但他的目光并不... 详细信息

1对于老方而言,这注定是一个不寻常的下午。星期六下午一点刚过,老方刚吃过午饭,在电话里义正词严地拒绝了麻将馆老板每天下午场“三缺一”的热情邀约,一个人坐在露天阳台那张老旧的藤椅上,看似悠闲地跷着二郎腿玩手机,但他的目光并不在屏幕里那些花里胡哨的养生忠告短视频上,而是不时飘向窗外。

关键词：短视频玩手机养生

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水热炭在厌氧消化中的应用研究进展

安全与环境学报 2025年

作者：杨军王书琛张津铭兰州交通大学市政与环境工程学院甘肃省黄河水环境重点实验室

厌氧消化（Anaerobic Digestion，AD）是处理废弃生物质的有效方法，但传统的AD存在停滞期长、微生物活性受阻等问题。水热炭是一种新型的以生物质为原料，经水热炭化（Hydrothermal Carbonization，HTC）制备的多功能炭基材料，其具有... 详细信息

厌氧消化（Anaerobic Digestion，AD）是处理废弃生物质的有效方法，但传统的AD存在停滞期长、微生物活性受阻等问题。水热炭是一种新型的以生物质为原料，经水热炭化（Hydrothermal Carbonization，HTC）制备的多功能炭基材料，其具有可回收、制备成本低和表面官能团丰富等优点，在AD中具有应用潜力。目前，国内对水热炭在AD中综述较少，为填补这方面的空白，首先总结了水热炭的理化性质和木质纤维素在HTC过程中的反应机制，发现温度是影响水热炭理化特性的关键因素以及水热炭相较于热解炭具有更小的比表面积，但水热炭表面的含氧官能团丰度比热解炭更高；其次，梳理了目前水热炭在AD中的研究进展，发现在AD系统中添加水热炭可有效缩短停滞期、缓解抑制作用、富集功能微生物、提高甲烷产量和产率，对AD有综合强化效果；最后，探讨了水热炭强化AD的微观作用机理，主要包括促进种间电子传递、富集AD功能微生物和缓解AD体系抑制。综述有利于研究人员进一步开展水热炭在AD和其他领域的研究和应用。未来应在当前研究基础上，着重研究不同来源的水热炭在不同底物和不同的参数条件下对AD的影响，深挖其表面含氧官能团对AD的促进机制以及对水热炭在AD中的影响机理展开进一步探索，以为水热炭在AD中的应用提供一定的参考价值。

关键词：环境工程学水热炭厌氧消化甲烷直接种间电子传递

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元素掺杂石墨相氮化碳的光催化产氢研究进展

化学通报 2025年

作者：闫竹云王奕琛沈阳师范大学化学化工学院能源与环境催化研究所

近年来，石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种具有独特能带结构、低成本、环境友好特性的材料，在光催化领域尤其是光催化水分解产氢方面展现出了巨大的潜力。然而，其固有的局限性，包括可见光吸收效率低、光生电子-空穴对复合速率快以及比... 详细信息

近年来，石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种具有独特能带结构、低成本、环境友好特性的材料，在光催化领域尤其是光催化水分解产氢方面展现出了巨大的潜力。然而，其固有的局限性，包括可见光吸收效率低、光生电子-空穴对复合速率快以及比表面积有限等问题，严重制约了g-C3N4的光催化活性。对g-C3N4进行元素掺杂能够有效缩小带隙，提高对光的吸收能力，抑制光生电子-空穴对复合，显著改善光生载流子的利用效率，因此成为了光催化领域的研究热点。本文综述了近几年对g-C3N4元素掺杂改性的多种策略，及其在光催化水分解产氢领域的研究进展，以期助力g-C3N4在光催化领域的快速发展。

关键词： g-C N 元素掺杂光催化产氢

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带可更换摩擦耗能墙角构件剪力墙的设计方法

公路 2025年 287-293页

作者：赵继祖马隆琛严成俊青海省公路局中交第一公路勘察设计研究院有限公司四川公路桥梁建设集团有限公司

目前的抗震设防目标逐渐向震后能够快速恢复功能,甚至部分构件可更换的方向发展。以往试验的研究结果表明,在剪力墙易于破坏的墙角部位安置阻尼器,一方面可保证剪力墙能够具有正常的刚度与耗能能力;另一方面在震后能够轻易方便地更换,... 详细信息

目前的抗震设防目标逐渐向震后能够快速恢复功能,甚至部分构件可更换的方向发展。以往试验的研究结果表明,在剪力墙易于破坏的墙角部位安置阻尼器,一方面可保证剪力墙能够具有正常的刚度与耗能能力;另一方面在震后能够轻易方便地更换,且造价低廉。首先运用塑性铰理论对安置区域的尺寸进行了分析总结,然后基于力学计算,对新型摩擦耗能可更换墙角构件进行了理论分析,最后利用一片既有截面尺寸的剪力墙对该新型可更换构件进行了验算。

关键词：工程结构抗震摩擦耗能阻尼器剪力墙墙角摩擦耗能剪力墙截面位移滑移应力分析

多麦斯威尔电子能量分布等离子体中的朗缪尔探针诊断(英文)

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推进技术 2025年

作者：叶孜崇靳琛垚江堤张炜中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所中国科学技术大学科学岛分院

本文为针对多温度麦斯威尔电子能量分布（EEDF）等离子体中的朗缪尔探针诊断的一篇简短讨论，重点探讨朗缪尔探针伏安特征曲线在双及三温度麦斯威尔EEDF的等离子体情况中的数据分析方法。本文通过模拟多麦斯威尔EEDF等离子体中形成的朗... 详细信息

本文为针对多温度麦斯威尔电子能量分布（EEDF）等离子体中的朗缪尔探针诊断的一篇简短讨论，重点探讨朗缪尔探针伏安特征曲线在双及三温度麦斯威尔EEDF的等离子体情况中的数据分析方法。本文通过模拟多麦斯威尔EEDF等离子体中形成的朗缪尔探针伏安曲线，重点演示并探讨常见的、过度简化的单麦斯威尔EEDF拟合及其他常见的错误分析方法所造成的电子温度误差，并对相关误差给出定量的估算方式。然后，本文以模拟计算的朗缪尔探针伏安曲线，辅以真实实验的朗缪尔探针伏安曲线数据，演示在多温度麦斯威尔EEDF等离子体的朗缪尔探针伏安曲线中如何处理离子饱和流、电子饱和流、空间电荷效应及如何分辨并分别分析每一个电子群的温度及密度，从而正确获得等离子体中的双及三温度麦斯威尔EEDF信息。

关键词：等离子体诊断朗缪尔探针电子能量分布伏安特征曲线电子温度

温度环境中正交各向异性简支层合拱的热弹性力学解

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计算力学学报 2025年

作者：神琛斐钱海陆春华江苏大学土木工程与力学学院

正交各向异性复合材料层合结构通常因其轻质高强、高度可定制性等特点，在航空、建筑、制造等多个工程行业有着广泛应用。本文基于热传导方程和热弹性理论，利用结构内位移和应力构建状态方程，求解其在温度环境下正交各向异性简支层合... 详细信息

正交各向异性复合材料层合结构通常因其轻质高强、高度可定制性等特点，在航空、建筑、制造等多个工程行业有着广泛应用。本文基于热传导方程和热弹性理论，利用结构内位移和应力构建状态方程，求解其在温度环境下正交各向异性简支层合拱的位移和应力分布。首先依据层间温度与径向热流密度的连续性，推导出层合拱内温度分布。根据力学平衡微分方程、几何变形关系以及热应力本构关系，构建了层合拱的状态方程。通过傅里叶级数展开与子层法简化状态方程，并结合层间位移应力的连续性和应力边界条件，求得温度影响下应力和位移解。收敛性分析和有限元结果对比分析，证明了本文方法的高效性与精度。最后以两个算例探讨了温度和厚径比对热应力与位移的影响。

关键词：层合拱正交各向异性温度场热弹性本构关系传递矩阵法热弹性力学解

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达格列净治疗糖尿病肾病的临床疗效

中国医药指南 2025年第1期23卷 110-112页

作者：李木子辽宁省金秋医院肾内科辽宁沈阳110016

目的分析糖尿病肾病患者治疗中应用达格列净的临床效果。方法选取辽宁省金秋医院2020年1月至2023年12月的糖尿病肾病患者80例,进行回顾性分析,根据治疗方案的不同对患者进行分组,采用二甲双胍缓释片及替米沙坦治疗的40例患者为对照组,... 详细信息

目的分析糖尿病肾病患者治疗中应用达格列净的临床效果。方法选取辽宁省金秋医院2020年1月至2023年12月的糖尿病肾病患者80例,进行回顾性分析,根据治疗方案的不同对患者进行分组,采用二甲双胍缓释片及替米沙坦治疗的40例患者为对照组,采用二甲双胍、替米沙坦及达格列净治疗的40例患者为观察组,均进行3个月治疗。对比两组血糖水平、肾功能、炎症因子水平。结果治疗后观察组空腹血糖、餐后2 h血糖和糖化血红蛋白水平较对照组低(均P<0.05)。观察组患者的肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素6(IL-6)、24 h尿蛋白排泄率(UAER)、尿白蛋白肌酐比值(UACR)水平较对照组低,肾小球滤过率(eGFR)水平较对照组高(均P<0.05)。结论临床上将达格列净用于糖尿病肾病患者的治疗中,不仅对患者的血糖水平进行了有效的控制,还使患者的炎症反应和肾功能得到了一定程度的改善。

关键词：糖尿病肾病达格列净治疗效果

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