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基于单原子铁催化剂的过一硫酸盐高级氧化过程: 配位结构和活性组分

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 15-37页

作者：程成任伟张晖段晓光王少彬武汉大学资源与环境科学学院环境科学与工程系湖北武汉430079 阿德莱德大学化学工程学院澳大利亚南澳阿德莱德

随着全球工业化的迅速发展,大量有毒污染物不断排入水体中,对水生态系统和人类健康构成了严重威胁.为应对这一挑战,人们发展高级氧化技术,其通过产生活性自由基,能够氧化并矿化有毒污染物.其中,利用非均相催化剂活化的过一硫酸盐高级氧... 详细信息

随着全球工业化的迅速发展,大量有毒污染物不断排入水体中,对水生态系统和人类健康构成了严重威胁.为应对这一挑战,人们发展高级氧化技术,其通过产生活性自由基,能够氧化并矿化有毒污染物.其中,利用非均相催化剂活化的过一硫酸盐高级氧化过程可产生多种非自由基活性物种,如单线态氧、催化剂-过硫酸盐复合体和高价态金属,这些物种具有选择性氧化特定污染物的能力.为了实现对污染物的精准处理,需要合理设计与调控非均相催化剂的结构,以选择性地产生自由基/非自由基物种.单原子催化剂具有较高的原子利用效率和明确可调控的活性位点结构,可高效且选择性活化过一硫酸盐,并产生多种活性组分.然而,由于活性组分多元的生成路径及其之间复杂的相互作用,目前对于单原子催化剂在过一硫酸盐活化过程中的结构-活性/选择性关系尚未得到深入揭示.因此,本研究旨在通过深入探究单原子催化剂的结构与性能关系,为优化催化剂设计、提升污染物处理效率提供科学依据.本文围绕最具代表性的单原子铁系催化剂,系统分析并总结了在过一硫酸盐高级氧化过程中的结构-活性/选择性关系.首先,简要介绍了单原子铁催化剂的制备方法和表征手段,以及活性位点结构的生成过程.然后,深入分析了单原子铁催化剂活化过一硫酸盐过程的研究进展和反应特性.从理论与实验角度,详细阐述了过一硫酸盐活化过程中活性物种产生的反应原理.具体来说,探讨了自由基、单线态氧、催化剂-过硫酸盐复合体和高价铁组分在不同单原子铁位点上的生成机理及鉴别方法.进一步地,分析了单原子铁催化剂活性位点的几何结构和电子结构性质对活性物种产生的影响,总结了调控活性位点的有效手段.在此基础上,建立单原子铁催化剂结构与产生活性组分之间的结构-活性/选择性关系,以期为非均相过一硫酸盐活化剂的设计提供理论指导.最后,本文还指出了基于单原子催化剂的过一硫酸盐高级氧化过程所面临的挑战,并展望了未来的发展方向.未来,应进一步发展原位/工况条件下的表征技术,以精准捕捉活化过程中活性位点的结构演变和关键反应中间体的生成,从而更深入地揭示反应机理;此外,设计具有双金属位点的催化剂,可优化多步骤反应中不同反应中间体的吸附与电荷转移过程,实现协同催化效果.本文期望为深入理解过一硫酸盐高级氧化技术的反应机理和开发高效选择性的单原子环境催化剂提供有益借鉴.

关键词：过一硫酸盐活化单原子铁催化剂自由基非自由基水处理环境修复

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基于谱聚类的随机子空间模态参数自动识别

工程力学 2024年

作者：胡志祥程成胥河阳黄磊合肥工业大学土木与水利工程学院

实现模态参数自动识别对于实时结构健康监测系统具有重要意义。针对随机子空间(Stochastic Subspace Identification，SSI)方法输出的稳定图存在大量虚假模态的不足，本文提出了基于加权距离函数的谱聚类算法 (Spectral Clustering，SC... 详细信息

实现模态参数自动识别对于实时结构健康监测系统具有重要意义。针对随机子空间(Stochastic Subspace Identification，SSI)方法输出的稳定图存在大量虚假模态的不足，本文提出了基于加权距离函数的谱聚类算法 (Spectral Clustering，SC)，并将其应用于稳定图的自动识别，旨在提高模态识别的精确性。介绍了谱聚类算法和随机子空间方法的原理，并将加权距离函数用于计算待聚类节点的相似矩阵，综合考虑模态数据的贡献。通过模态验证准则对稳定图的模态参数进行预处理，剔除明显的虚假模态，以提高聚类效果。将本文方法应用于平面桁架模型和实测人行桥的模态参数计算，结果表明所提出的方法能有效剔除稳定图中的虚假模态，并具有良好的鲁棒性。

关键词：结构健康监测模态参数识别随机子空间谱聚类稳定图距离函数

方形和矩形截面通道内两相换热特性的实验研究

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工程热物理学报 2024年第3期45卷 850-855页

作者：张井志张博程成安俊雷丽周乃香山东大学能源与动力工程学院济南250061

微热沉、微通道换热器等非圆形截面流动通道中的泰勒流由于强化换热的特性受到了广泛的关注。本文在恒定热流密度边界下,以空气和水为工质对4 mm×4 mm,5 mm×3 mm截面水平管道进行了气液两相流换热特性实验研究。讨论了不同入口气体、... 详细信息

微热沉、微通道换热器等非圆形截面流动通道中的泰勒流由于强化换热的特性受到了广泛的关注。本文在恒定热流密度边界下,以空气和水为工质对4 mm×4 mm,5 mm×3 mm截面水平管道进行了气液两相流换热特性实验研究。讨论了不同入口气体、液体入口雷诺数和液塞长度对方管和矩形管壁面温度和努塞尔数的影响。结果表明:液相雷诺数和气相雷诺数对方管和矩形管两相换热系数的影响有部分差异。本文结果为微通道换热器的设计和矩形管及方形管泰勒流的换热数学模型的建立提供了参考。

关键词：换热特性气液两相流矩形通道方形通道

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基于混合时空卷积的轻量级视频超分辨率重建

光学精密工程 2024年第16期32卷 2564-2576页

作者：夏振平陈豪张宇宁程成胡伏原苏州科技大学电子与信息工程学院江苏苏州215009 东南大学电子科学与工程学院显示技术研究中心江苏南京210096 江苏省工业智能低碳技术工程中心江苏苏州215009 新型显示与视觉感知石城实验室江苏南京210013

针对三维卷积神经网络在视频超分辨率任务上具有较高的计算复杂度以及提取时空特征有限的问题,本文设计了一种基于混合时空卷积的轻量级视频超分辨率重建网络。首先,提出了一个基于混合时空卷积的模块,实现了网络时空特征提取能力的提... 详细信息

针对三维卷积神经网络在视频超分辨率任务上具有较高的计算复杂度以及提取时空特征有限的问题,本文设计了一种基于混合时空卷积的轻量级视频超分辨率重建网络。首先,提出了一个基于混合时空卷积的模块,实现了网络时空特征提取能力的提升以及计算复杂度的降低;其次,提出了一个基于相似性的选择性特征融合模块,进一步增强了相关特征的提取能力;最后,设计了一种基于注意力机制的运动补偿模块,在一定程度上减轻了错误的特征融合的影响。实验结果表明:所提网络可以在视频超分辨率性能和网络复杂度之间取得很好的平衡,而且在基准数据集SPMCS-11上4倍超分辨率达到8 frame/s。所提网络满足了边缘设备推理运行中快速、准确等要求。

关键词：视频超分辨率深度学习三维卷积神经网络特征融合

中国-东盟贸易流网络生长特征与国别角色识别

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世界地理研究 2024年第5期33卷 1-17页

作者：程成胡亚琪王云龙广西大学经济学院南宁530004 广西大学文学院南宁530004

以中国和东盟10国为研究对象,应用社会网络分析法构建中国-东盟贸易流网络,分析整体网络生长特征,揭示贸易节点关联与集散规律,进行核心-边缘角色、对等角色、中介角色识别。结果表明:(1)核心圈层新加坡、泰国、中国互动明显,中国逐渐占... 详细信息

以中国和东盟10国为研究对象,应用社会网络分析法构建中国-东盟贸易流网络,分析整体网络生长特征,揭示贸易节点关联与集散规律,进行核心-边缘角色、对等角色、中介角色识别。结果表明:(1)核心圈层新加坡、泰国、中国互动明显,中国逐渐占优;半边缘圈层国家周转频繁;柬埔寨、缅甸、老挝、文莱始终处于边缘圈层。(2)同一贸易流网络的行动者对等国家资源相互冗余,形成较强的竞争经济关系。文莱、柬埔寨、缅甸、老挝未曾担任中间人,中国、新加坡和泰国扮演中间人次数远超他国,更具资源把控话语权。印尼、马来西亚、越南、菲律宾充当中间人次数较少,运转资源能力欠缺。(3)中国、新加坡、泰国、越南可利用冗余资源探查贸易流网络中现存贸易缺口,以获更多机会发掘贸易新市场,保留多元选择及时规避风险。印尼、马来西亚、菲律宾、柬埔寨、文莱和老挝缺少冗余资源用以分散风险,缺乏贸易中介能力,参与贸易流网络运行能力匮乏。为缩小中国-东盟贸易流网络局部发育差距,分散中国、泰国权力中心;重视贸易流子网络的建设,缅甸、老挝对接中国西南省域,拉近边缘国家与关键中介国的距离;以中国、新加坡为据点,调整国别贸易布局,运用中介角色连接核心与边缘国家。

关键词：中国-东盟贸易流网络生长角色识别社会网络分析

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铝离子电池电解质的研究进展

复合材料学报 2024年第10期 5146-5164页

作者：雷鑫程成孙涛范红玉申薛靖武湛君大连理工大学航空航天学院清华大学航空航天学院江南大学纺织科学与工程学院江南大学理学院

由于社会的快速发展，人们对二次离子电池的要求日益提高。铝离子电池具有成本低、安全性高、循环性能好等优点，是未来替代锂离子电池的理想储能体系。电解质作为电池系统重要组成之一，起到传输离子、连通电路的作用，对电池性能具有... 详细信息

由于社会的快速发展，人们对二次离子电池的要求日益提高。铝离子电池具有成本低、安全性高、循环性能好等优点，是未来替代锂离子电池的理想储能体系。电解质作为电池系统重要组成之一，起到传输离子、连通电路的作用，对电池性能具有直接影响。因此，设计和制备具有良好综合性能的电解质一直是铝离子电池领域的研究热点。本文对目前铝离子电池的液态电解质、无机固态电解质和聚合物电解质的研究现状进行了总结，从成本、电化学窗口、化学稳定性和离子电导率等方面对它们的性能进行了分析，并对未来铝离子电池电解质的发展方向进行了展望。

关键词：储能电池电解质铝离子电池共晶溶剂聚合物电解质

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基于视觉机制的立体显示动态范围优化及实验分析

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激光与光电子学进展 2024年

作者：张跃渊夏振平韩启帅程成苏州科技大学电子与信息工程学院新型显示与视觉感知石城实验室江苏省工业智能低碳技术工程中心

在立体显示技术飞速发展的今天，“元宇宙”、“数字孪生”等概念标志着人们对立体显示感知质量的更高需求，利用人因工程学提高立体显示感知质量的方法是立体显示技术发展的必由之路。基于人眼观看立体场景时视觉特性，本文提出了一种... 详细信息

在立体显示技术飞速发展的今天，“元宇宙”、“数字孪生”等概念标志着人们对立体显示感知质量的更高需求，利用人因工程学提高立体显示感知质量的方法是立体显示技术发展的必由之路。基于人眼观看立体场景时视觉特性，本文提出了一种利用人眼视觉系统中的双目融合与双目竞争机制，提升立体场景动态范围的方法，以此达到立体场景感知质量优化的目的。三个渐进的视觉感知实验证明了该方法的可行性。实验结果表明，在人眼能够获得良好感知的动态范围（0.350.05）。该方法可为立体场景感知质量优化提供理论依据。

关键词：立体显示双目融合与双目竞争动态范围视觉感知

煤岩层分段水力压裂裂缝扩展与应力演化特征实验研究

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实验技术与管理 2024年第9期41卷 47-53页

作者：马兴莹成小雨程成中煤能源研究院有限责任公司陕西西安710054

随着我国煤层开采深度不断增加,由于煤层低渗透性导致的瓦斯抽采效率问题愈发严重,常规的瓦斯抽采措施已经不能满足现状。结合煤层瓦斯地质赋存条件和定向钻进技术特点,开展了分段水力压裂煤层增透技术,可有效解决上述问题,其关键在于... 详细信息

随着我国煤层开采深度不断增加,由于煤层低渗透性导致的瓦斯抽采效率问题愈发严重,常规的瓦斯抽采措施已经不能满足现状。结合煤层瓦斯地质赋存条件和定向钻进技术特点,开展了分段水力压裂煤层增透技术,可有效解决上述问题,其关键在于水力压裂在岩层中所产生的新生裂缝能否顺利进入煤层并提供瓦斯抽采通道。该研究以沁水煤田某矿煤层顶板特征为背景,开展了地应力差、煤岩界面和泵注排量条件下的分段水力压裂实验,分析了分段水力压裂过程中试样生成裂缝发育规律及应力变化规律。研究结果表明:分段水力压裂过程中,第二段压裂效果受到第一段压裂所产生的裂缝影响,且泵注排量的增加会显著提高新生裂缝的发育扩展及连通度,有效改善了煤层透气性;整个压裂过程中应力变化曲线可以分为Ⅰ憋压阶段、Ⅱ裂缝扩展阶段、Ⅲ应力恢复阶段,其煤岩界面强度越高,越有利于岩层中新生裂缝扩展到煤层中。研究揭示了在地应力、煤岩界面和泵注排量影响下分段水力压裂过程中诱导应力的作用规律和裂缝扩展机制,实验结果对分段水力压裂煤岩层增透机理及其施工工艺参数设计具有一定的借鉴意义。

关键词：瓦斯灾害防治分段水力压裂裂缝扩展应力特性煤层渗透性

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铝离子电池正极材料研究进展

复合材料学报 2024年第8期41卷 3839-3865页

作者：程成雷鑫孙涛范红玉申薛靖武湛君江南大学纺织科学与工程学院无锡214122 江南大学理学院无锡214122 清华大学航空航天学院北京100084 大连理工大学航空航天学院大连116024

铝离子电池具有高理论比容量、安全性高、低成本、原料来源充足等优势,被认为是锂离子电池的潜在替代品。但正极材料固有特性的不足极大地限制了铝离子电池的进一步发展。本文总结了正极材料在铝离子电池应用领域所发挥的重要作用,综述... 详细信息

铝离子电池具有高理论比容量、安全性高、低成本、原料来源充足等优势,被认为是锂离子电池的潜在替代品。但正极材料固有特性的不足极大地限制了铝离子电池的进一步发展。本文总结了正极材料在铝离子电池应用领域所发挥的重要作用,综述了铝离子电池正极材料的作用机制和研究进展,概述了碳基、过渡金属氧化物、硫化物、有机材料、金属有机骨架化合物等正极材料对铝离子电池电化学性能的影响。最后,对正极材料在铝离子电池领域亟需解决的问题进行了探讨,对未来铝离子电池正极材料的发展方向提出了展望。

关键词：铝离子电池正极材料反应机制电化学性能新能源