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密度泛函理论在光催化中的普遍应用

Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 1-36页

作者：杜仕文章福祥中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室洁净能源国家实验室能源材料化学协同创新中心辽宁大连116023

在低碳发展的背景下,开发利用清洁无污染的太阳能对满足未来日益增长的能源需求至关重要.半导体光催化技术可将太阳能转化为化学能,为可再生能源的发展提供了重要支持.因此,深入理解光催化剂与光催化活性之间的内在关联,对于优化和提升... 详细信息

在低碳发展的背景下,开发利用清洁无污染的太阳能对满足未来日益增长的能源需求至关重要.半导体光催化技术可将太阳能转化为化学能,为可再生能源的发展提供了重要支持.因此,深入理解光催化剂与光催化活性之间的内在关联,对于优化和提升光催化效率至关重要.尽管科研人员在设计开发用于光催化反应的新材料方面付出了巨大努力,但对半导体的内在性质、表面活性位点和催化反应机理之间的深层次联系,仍缺乏充分的理解和认识.基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算是揭示材料内禀电子结构性质和反应过程能量变化的重要工具,正逐渐获得研究者的广泛关注.并且,随着计算方法的不断优化,该领域也取得了显著的进步.本文通过系统梳理国内外代表性研究工作,深入探讨了DFT计算在光催化领域中的广泛应用.首先,总结了DFT计算在光催化领域中的六大优势:(1)预测光催化材料的电子结构,如能带结构、能带间隙和能级;(2)预测表面反应的吸附位点、吸附能等变化;(3)在原子水平上揭示电荷转移过程,包括电子和空穴的运动;(4)阐明光催化剂与底物之间的相互作用;(5)预测光催化材料中空位、间隙和掺杂等缺陷的形成及其影响;(6)阐明光催化反应的机理细节,包括中间物种、过渡态和反应途径等.接着,简要概述了常用于第一性原理计算的软件和计算方法,并特别关注了如何利用不同策略来纠正传统DFT方法对半导体电子结构特性的不适当估计.随后,分析了基于DFT计算的半导体电子和能量特性的典型研究案例,如能带结构、态密度、电荷分布、功函数、形成能和吸附自由能等.此外,还详细阐述了半导体催化剂在多种太阳能驱动反应中的基本应用,包括析氢反应、析氧反应、氧还原反应、CO_(2)还原反应和氮还原反应等.最后,指出了DFT计算在光催化研究中的机遇与挑战,并展望了未来可能的发展方向.综上,本文系统综述了DFT计算在光催化领域中的广泛应用,旨在深入理解光催化反应中“组成-结构-功能”之间的关系,并为未来开发设计用于太阳能到化学能催化转化的高效稳定催化剂提供参考.

关键词：光催化密度泛函理论第一性原理计算电子结构能量性质

氮掺杂CNT催化剂的制备及NH3-SCR脱硝性能研究

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现代化工 2024年第7期44卷 212-217页

作者：韩洪轩烟征沈阳航空航天大学能源与环境学院辽宁沈阳110136

通过球磨-煅烧的方法对碳纳米管进行氮掺杂改性。分别以尿素、吡啶、三聚氰胺为氮源,在不同碳氮质量比以及煅烧温度下进行氮掺杂,结果表明,600℃为最佳的氮掺杂煅烧温度;以三聚氰胺为氮源、碳氮比为1∶0.5时NO的转化率要高于其他氮源,35... 详细信息

通过球磨-煅烧的方法对碳纳米管进行氮掺杂改性。分别以尿素、吡啶、三聚氰胺为氮源,在不同碳氮质量比以及煅烧温度下进行氮掺杂,结果表明,600℃为最佳的氮掺杂煅烧温度;以三聚氰胺为氮源、碳氮比为1∶0.5时NO的转化率要高于其他氮源,350℃时转化率达到峰值。SEM、BET、XRD、FT-IR和XPS等表征结果表明,氮掺入后主要以吡啶氮、吡咯氮和石墨氮的形态存在,同时在碳纳米管表面引入了含氮官能团,改变了碳原子和氮原子的电荷状态,为SCR反应提供了更多的活性位点。

关键词：氮掺杂改性活性位点吡啶氮吡咯氮石墨氮

一种低功耗瞬态增强的无片外电容LDO的设计

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电源学报 2024年

作者：唐俊龙于澈关浩邹望辉喻华长沙理工大学物理与电子科学学院广东华芯微特集成电路有限公司

针对传统无片外电容型低压差线性稳压器（LDO）的瞬态响应比较差的问题，设计了一种低功耗瞬态增强的无片外电容型LDO，采用推挽式AB类运算放大器作为误差放大器来提高功率管栅极处电流充放电速率，并且在LDO中设计了一种新型的瞬态增... 详细信息

针对传统无片外电容型低压差线性稳压器（LDO）的瞬态响应比较差的问题，设计了一种低功耗瞬态增强的无片外电容型LDO，采用推挽式AB类运算放大器作为误差放大器来提高功率管栅极处电流充放电速率，并且在LDO中设计了一种新型的瞬态增强电路在低功耗的前提下感应负载电流的波动，为功率管栅极提供额外的充放电电流，减小输出电压的瞬态波动。基于0.18 μm CMOS工艺，完成电路设计、版图设计与仿真。仿真结果表明：在1.6V～4V的输入电压范围内，LDO的输出电压为1.5V。在额定输入电压下，静态电流为9.4μA，负载电流在0～50mA范围内变化，该LDO输出过冲电压和下冲电压分别为56mV和55mV，稳定时间在1.7μs内。在0～50mA的全负载范围内，降低了LDO的输出过冲电压与下冲电压，瞬态性能大幅提升，满足应用需求。

关键词：低功耗线性稳压器无片外电容瞬态增强

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塔里木河流域植被动态及潜在因素驱动机制

地球科学 2024年第9期49卷 3399-3410页

作者：岳胜如王伦澈曹茜孙嘉中国地质大学地理与信息工程学院湖北武汉430078 塔里木大学水利与建筑工程学院新疆阿拉尔843300

塔里木河流域气候极端干旱,探究该区域植被动态特征并定量评价潜在驱动因素的作用强度对维持生态系统功能、实现可持续发展至关重要.基于长时间序列NDVI数据集、气候数据、背景数据及土地利用数据,探究了塔里木河流域2000-2020年植被时... 详细信息

塔里木河流域气候极端干旱,探究该区域植被动态特征并定量评价潜在驱动因素的作用强度对维持生态系统功能、实现可持续发展至关重要.基于长时间序列NDVI数据集、气候数据、背景数据及土地利用数据,探究了塔里木河流域2000-2020年植被时空变化趋势和空间自相关性,并利用地理探测器定量评估了潜在驱动因素对NDVI变化的作用强度.结果发现:2000-2020年平均NDVI为0.159,52.63%的区域呈显著增长趋势,增长速率为0.02/10a,NDVI的全局莫兰指数呈波动上升趋势,表现为空间集聚性.土地利用转化、土壤类型、距人造地表距离是塔里木河流域植被变化的主要驱动因素,对NDVI变化的解释力分别为22.20%、8.57%、8.28%.降水是塔里木河流域北部的主导气候因素,气温在西部和南部对NDVI变化的解释力更强,距冰川和积雪的距离是影响NDVI变化不可忽略的因素.任意两因素的交互作用可以提高对NDVI变化的解释力,其中在流域尺度上土地利用转化∩土壤类型(q=29.44%)解释力最强,而在子流域尺度上,解释力最强的交互组合及强度存在差异.本文结果有助于提高对塔里木河流域NDVI变化机制的认识,为干旱半干旱地区生态保护提供科学依据.

关键词：塔里木河流域 NDVI 地理探测器驱动因素植被气候变化.

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微生物去除加工晶体铜的表面质量实验研究

工具技术 2024年第3期58卷 49-54页

作者：徐洪烟黄辉林炜民福建农林大学机电工程学院华侨大学制造工程研究院

通过跟踪微生物去除加工两类不同晶粒尺寸纯铜的表面粗糙度和表面形貌的变化规律,研究了微生物去除加工表面的形成机理。结果表明,纯铜加工表面质量会随着微生物去除加工时间的增加而变差,晶粒粒度会对其微生物加工表面质量产生影响;不... 详细信息

通过跟踪微生物去除加工两类不同晶粒尺寸纯铜的表面粗糙度和表面形貌的变化规律,研究了微生物去除加工表面的形成机理。结果表明,纯铜加工表面质量会随着微生物去除加工时间的增加而变差,晶粒粒度会对其微生物加工表面质量产生影响;不同的工件原始表面质量对微生物去除加工初始阶段的表面质量有明显影响;前期机械加工所形成的划痕会随着微生物去除加工而逐渐变小,当机械作用表面被去除后,影响微生物加工表面质量的主要因素是工件的晶界及亚晶界。

关键词：微生物去除加工晶体铜表面质量晶粒粒度

基于纳什谈判的电氢能源系统多时间尺度协同运行优化

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电网技术 2024年第7期48卷 2745-2753,I0020,I0021,I0022,I0023,I0024,I0025,I0026,I0027,I0028,I0029,I0030,I0031,I0032页

作者：杜易达谭忠富华北电力大学经济与管理学院北京市昌平区102206 延安大学经济与管理学院陕西省延安市716000

随着高比例新能源大力发展,灵活性不足成为制约电网安全稳定运行的关键因素,综合能源系统多时间尺度、多主体特性突出,协同运行和互动交易面临巨大挑战。基于这一背景,该文构建了基于纳什谈判的电氢能源系统多时间尺度协同运行优化模型... 详细信息

随着高比例新能源大力发展,灵活性不足成为制约电网安全稳定运行的关键因素,综合能源系统多时间尺度、多主体特性突出,协同运行和互动交易面临巨大挑战。基于这一背景,该文构建了基于纳什谈判的电氢能源系统多时间尺度协同运行优化模型,应用交替方向乘子算法对问题予以分布式求解。仿真结果表明,电氢能源系统协同运行可在不改变用户用能习惯的前提下,提高电氢能源系统整体经济效益3.81%,2个能源子系统个体经济效益4.16%、3.42%,降低电能源系统碳排放14.40%,验证了电氢能源系统协同运行的优越性及模型的有效性。

关键词：电氢能源系统多时间尺度协同运行纳什谈判运行优化

核级IN718高温合金中混晶原因及其对力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 736-747页

作者：李奥迪梁田张学粮赵霞王惠生陈嘉诚马颖澈中国科学技术大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110016 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心辽宁沈阳110016 中国科学院核用材料与安全评价重点实验室辽宁沈阳110016 中广核铀业发展有限公司中广核先进燃料研制中心广东阳江529500

通过设计不同初轧温度及变形量,研究了不同热轧工艺参数及轧后热处理对核级718合金组织和拉伸性能的影响。结果表明,在初轧温度低于1150℃且热变形量低于90%的条件下,组织中出现大量拉长晶,并降低合金的延伸率;当初轧温度达到1150℃或... 详细信息

通过设计不同初轧温度及变形量,研究了不同热轧工艺参数及轧后热处理对核级718合金组织和拉伸性能的影响。结果表明,在初轧温度低于1150℃且热变形量低于90%的条件下,组织中出现大量拉长晶,并降低合金的延伸率;当初轧温度达到1150℃或热变形量达到90%时,可以得到均匀的等轴晶组织。轧后板材进行990℃固溶处理后,δ相析出并对晶界产生钉扎作用,形成了混晶显微组织且在标准时效处理后在315℃时屈服强度、抗拉强度均值可达到1050 MPa和1238 MPa,断后伸长率高达26%;当进行1020℃固溶处理后可得长大的等轴晶粒,标准时效处理后在315℃时屈服强度、抗拉强度均值可达到985 MPa和1175 MPa,断后伸长率高达29%,显示出良好的强韧性。

关键词：核级718合金拉长晶混晶拉伸性能

质谱成像技术在中药材质量鉴定和生合成途径研究进展

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中华中医药学刊 2024年

作者：黄彦昌边澈杨燕云康廷国许亮辽宁中医药大学药学院

质谱成像技术是质谱法与成像技术的结合，一种将质谱信号通过成像软件转化为具有空间分布特征可视化图像的技术。近年来，质谱成像技术广泛用于植物组织代谢物分析，为中药药用植物研究提供新思路，新方法。该文章从三个部分进行综述，... 详细信息

质谱成像技术是质谱法与成像技术的结合，一种将质谱信号通过成像软件转化为具有空间分布特征可视化图像的技术。近年来，质谱成像技术广泛用于植物组织代谢物分析，为中药药用植物研究提供新思路，新方法。该文章从三个部分进行综述，首先对基质辅助激光解吸电离质谱成像（Matrix-assisted Laser Desorption Ionization Mass Spectrometry Imaging，MADLI Imaging）技术、二次离子质谱成像（secondary ion mass spectrometry imaging， SIMS imaging）技术、解吸电喷雾电离质谱成像（Desorption Electrospray Ionization-Mass Spectrometry Imaging，DESI Imaging）技术和纳米结构引发质谱成像（Nanostructure-Initiator Mass Spectrometry Imaging，NIMS Imaging）技术原理进行概述；其次，综述质谱成像技术在中药药用植物代谢物可视化分析、鉴定及有效成分生物合成路径等方面应用实例；最后，总结质谱成像技术的优势和局限，并进一步展望质谱成像技术在药用植物方面的应用。

关键词：质谱成像基质辅助激光解吸电离药用植物质量鉴定生物合成途径

政策工具视角下我国基本公共卫生服务均等化政策研究

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中国卫生政策研究 2024年第4期17卷 8-15页

作者：和红焦军余维维邓澈中国人民大学人口与发展研究中心北京100872 中国人民大学健康科学研究所北京100872 中国人民大学人口与健康学院北京100872

目的:通过对基本公共卫生服务均等化政策的量化分析,全面了解其总体特征、政策工具组合运用情况,为促进我国基本公共卫生服务均等化政策完善提供建议。方法:以2009—2022年中央政府发布的促进基本公共卫生服务均等化的政策为研究对象,... 详细信息

目的:通过对基本公共卫生服务均等化政策的量化分析,全面了解其总体特征、政策工具组合运用情况,为促进我国基本公共卫生服务均等化政策完善提供建议。方法:以2009—2022年中央政府发布的促进基本公共卫生服务均等化的政策为研究对象,构建“政策工具(X维度)—利益相关方(Y维度)—政策过程(Z维度)”三维政策分析框架,开展政策内容分析。结果:供给型政策工具比例合理、政策重点立足于政府部门和政策执行阶段;主要运用公共卫生项目推进,重视基层医疗机构能力提升,并给予资金、人才支持。但存在总体结构失调、利益主体政策格局失衡和政策阶段关注不均等问题。建议:优化政策工具内部结构、对利益相关方投入多元化政策关注及合理布局政策阶段。

关键词：基本公共卫生服务均等化政策工具