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镍铁层状双金属氢氧化物电解水催化剂的性能优化

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镍铁层状双金属氢氧化物电解水催化剂的性能优化

作者：高新宇吉林大学

学位级别：硕士

人类社会快速进步的同时带来了能源危机问题的日益突出,人们对传统化石燃料的过度依赖不但导致了其储量的迅速衰减,同时造成了严重的环境污染问题。世界各国迫切的追求一种清洁高效的新能源,氢能由于其燃烧产物无污染以及高热值的优势,... 详细信息

人类社会快速进步的同时带来了能源危机问题的日益突出,人们对传统化石燃料的过度依赖不但导致了其储量的迅速衰减,同时造成了严重的环境污染问题。世界各国迫切的追求一种清洁高效的新能源,氢能由于其燃烧产物无污染以及高热值的优势,被视作传统能源最有潜力的替代品之一。众多的制氢手段中,电解水制氢是最符合可持续发展理念的方法,电解水产氢的整体速率是由OER以及HER两部分共同控制的,其中OER是决定性步骤,通常OER反应需要克服巨大的势垒,这就需要一种合适的催化剂降低反应活化能。贵金属Pt族元素一直以来是最高效的催化剂,但是这些元素储量稀少价格昂贵,无法在工业生产中大规模的应用。过渡金属层状双氢氧化物（LDH）因其低廉的价格、在碱性条件下稳定的化学性质、独特的电子结构以及较为优异的OER催化活性,被公认为是一类十分有潜力的催化剂。镍铁层状双金属氢氧化物（NiFe-LDH）在这类物质中具有最佳的综合性能,近些年来被人们广泛关注。但是NiFe-LDH的本征催化活性以及导电性稍差,所以有望采取合适的手段对其性能进一步优化。所以在本文中我们以NiFe-LDH为研究对象,分别采用水热法将Ir作为第三元素掺杂对NiFe-LDH进行修饰,以及通过电沉积将NiFe-LDH与泡沫镍基底复合的这两种方式对NiFe-LDH的性能进行了合理的优化。具体研究内容如下:1.采用水热法有效的将Ir掺杂到了NiFe-LDH中,成功制备了具有独特纳米花球状结构的NiFeIr-LDH催化剂,分别对水热时间以及Ir的掺杂量对样品的影响进行了探究,通过XRD、XPS、SEM、TEM等测试手段对掺杂前后的成分、结构、形貌以及性能进行了详细的分析。最终在水热时间6 h和Ir掺杂量2 wt%的综合条件下制备出了性能最佳的NiFeIr-LDH催化剂,此时的样品可以获得独特的纳米花球状结构,使其拥有较大的比表面积以及更多的活性位点,加快了传质速率。Ir的掺杂调节了内部的电子结构,使Ni与Fe之间发生了强烈的电子交互作用,改善了样品的导电性。相比于纯NiFe-LDH,Ir掺杂后催化剂的催化活性以及稳定性都有较大的提高,在碱性条件下,NiFeIr-LDH的OER反应过电位在10 m A cm-2的电流密度下为224 m V,相比于纯NiFe-LDH（298 m V）降低了74 m V,并且具有低至48 m V dec-1的塔菲尔斜率,催化剂在CV循环5000圈后性能几乎未衰减,在20 m A cm-2的电流密度下保持恒定的电位8 h不变,表现出了优异的催化稳定性。2.采用电沉积法实现NiFe-LDH超薄片层与泡沫镍有效复合得到了具有丰富孔道结构以及高导电性的NiFe-LDH/NF OER催化剂。通过与泡沫镍复合,不但在一定程度上提高了NiFe-LDH的导电性,而且解决了NiFe-LDH物质容易发生堆叠的问题,使样品具有较大的比表面积。对Ni、Fe摩尔比分别为1:1、2:1、3:1的电解液所制的样品进行了表征分析,对沉积时间对样品的形貌以及性能的影响进行了详细的研究。在-1 V的恒电位情况下,所有镍铁比制备的样品均在沉积时间600 s的情况下有着最良好的OER性能。1-NiFe-LDH/NF-600在50 m A cm-2的过电位仅为298 m V,塔菲尔斜率为33.1 m V dec-1,2-NiFe-LDH/NF-600在50 m A cm-2的过电位仅为248 m V,塔菲尔斜率为17.5 m V dec-1,3-NiFe-LDH/NF-600在50 m A cm-2的过电位仅为261 m V,塔菲尔斜率为28.2 m V dec-1,电化学性能优异。究其原因,首先复合催化剂具有特殊的三维结构,这能增加与电解质界面接触的面积,泡沫镍基底大大提高了NiFe-LDH的本征导电性,加快了电子传输速率,同时NiFe-LDH与泡沫镍之间的相互作用也是提高性能的关键。

关键词： NiFe-LDH 水热合成 Ir掺杂电化学沉积

原子力显微镜压电微定位平台的设计及位移预测控制

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原子力显微镜压电微定位平台的设计及位移预测控制

作者：高新宇山东建筑大学

学位级别：硕士

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低维半导体微纳激光研究进展

中国激光 2024年第11期51卷 454-473页

作者：董红星常浩高新宇刘靓成浩东李欣洁于珂中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室上海201800 国科大杭州高等研究院物理与光电工程学院浙江杭州310024

半导体微纳激光是纳米技术与纳米光子学交叉研究的前沿领域之一。利用光波长量级的光学谐振腔在光泵浦或电激励下实现激光输出,具有物理尺寸小、可高度集成、低阈值以及低功耗等优点。在未来光子器件、光学集成、光通信以及激光显示等... 详细信息

半导体微纳激光是纳米技术与纳米光子学交叉研究的前沿领域之一。利用光波长量级的光学谐振腔在光泵浦或电激励下实现激光输出,具有物理尺寸小、可高度集成、低阈值以及低功耗等优点。在未来光子器件、光学集成、光通信以及激光显示等领域具有广泛的应用前景。探讨了低维半导体微纳激光领域所取得的成果与研究进展,并对基于新型钙钛矿材料的微纳激光研究进行了总结概述,最后对低维微纳激光的发展前景进行了展望。

关键词：光学谐振腔钙钛矿材料微纳激光超快光学片上集成

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空间众包中隔离敏感的任务匹配算法

计算机工程与应用 2024年第17期60卷 252-262页

作者：刘俊岭高新宇孙焕良许景科沈阳建筑大学计算机科学与工程学院沈阳110168 辽宁省城市建设大数据管理与分析重点实验室沈阳110168 国家特种计算机工程技术研究中心沈阳分中心沈阳110168

随着移动互联网接入普及和共享经济的增长,空间众包平台得到广泛普及。存在一类众包应用尽量使得众包任务在空间局部范围内完成,即在执行空间任务时减少人员在空间区域间的流动。基于此需求,提出了空间隔离敏感的任务匹配问题,给定具有... 详细信息

随着移动互联网接入普及和共享经济的增长,空间众包平台得到广泛普及。存在一类众包应用尽量使得众包任务在空间局部范围内完成,即在执行空间任务时减少人员在空间区域间的流动。基于此需求,提出了空间隔离敏感的任务匹配问题,给定具有所属空间区域位置的工人集和任务集,在所有任务均可完成的前提下,使得所有匹配任务的工人移动所产生的跨区域代价之和最小。在线平台中高效的空间隔离敏感的任务匹配算法是研究目标。提出了基于空间层次合并分组的匹配算法,将分布在空间区域中的任务与工人转换到区域邻接图节点,提出了δ-clique概念用于将区域节点分组,对分组的节点进行整体匹配,较大程度上提高了匹配算法的效率。在真实数据集上进行充分对比实验,结果表明,与现有的算法相比提出的空间层次合并分组的匹配算法在跨区域代价方面平均减少近16%,在匹配效率方面平均提升近5倍,验证了所提出算法的有效性。

关键词：空间众包区域划分跨区域代价 KM算法

结构强度与材料经济性兼顾的大型起重梁式吊具截面优化设计方法

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中国科技期刊数据库工业A 2024年第7期 0075-0078页

作者：高新宇巨力索具股份有限公司河北保定072550

本文探讨了大型起重梁式吊具截面的优化设计方法,目标是在保证结构强度的同时,提高材料使用的经济性。通过受力分析确定吊具在不同工况下的应力分布,运用有限元方法优化截面形状以提升其承载力和抗弯能力。详细讨论了结构细节的设计改进... 详细信息

本文探讨了大型起重梁式吊具截面的优化设计方法,目标是在保证结构强度的同时,提高材料使用的经济性。通过受力分析确定吊具在不同工况下的应力分布,运用有限元方法优化截面形状以提升其承载力和抗弯能力。详细讨论了结构细节的设计改进,包括焊缝、连接件的布局与尺寸优化。还介绍了先进的制造工艺如激光切割和自动化焊接技术的应用,这些技术不仅提高了生产效率,也保证了产品质量。此外,对设计方案进行了一系列的原型测试和负载分析,验证了其在实际工况中的性能与安全性。通过这些综合性研究与实验证明,本文提出的设计方法能够有效地平衡结构强度与材料成本,实现起重设备的高效与经济双重目标。

关键词：大型起重梁式吊具截面优化受力分析结构设计原型测试

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建筑安装工程造价预结算审核问题与措施

中国住宅设施 2024年第5期 101-103页

作者：高新宇首都医科大学附属北京安贞医院北京100029

建筑安装工程项目管理中,造价预结算审核,直接影响着项目资金使用效率与成本的有效控制。在造价预结算审核阶段出现各类问题,将严重制约预结算准确性,对项目整体造价造成消极影响。本文针对建筑安装工程造价预结算审核中存在的问题加以... 详细信息

建筑安装工程项目管理中,造价预结算审核,直接影响着项目资金使用效率与成本的有效控制。在造价预结算审核阶段出现各类问题,将严重制约预结算准确性,对项目整体造价造成消极影响。本文针对建筑安装工程造价预结算审核中存在的问题加以分析,并制定完善措施,旨在使阅读者客观认识我国建筑安装工程造价预结算审核期间的制约性问题,并掌握应对问题措施,期望以本文,有效推动我国建筑安装工程的良性发展,提升项目管理水平,推动参建企业获取经济与社会双重效益。

关键词：建筑安装工程预结算审核工程量计算定额套用

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谢惠连五言诗修辞行为分析

汉字文化 2024年第6期 55-57页

作者：高新宇澳门科技大学国际学院中国999078

谢惠连是南朝刘宋时期颇为著名的诗人,才华出众,与其族兄谢灵运并称“大小谢”,今存其完整的五言诗二十首。谢惠连驾驭语言文字的能力极强,可以灵活巧妙地运用各种修辞手法,使诗歌的语言艺术之美展现得淋漓尽致。

关键词：谢惠连五言诗修辞行为

技术赋能驱动环境治理模式创新研究——基于A市“环境医院”的实践探索

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环境社会学

环境社会学 2024年第1期 46-78+232页

作者：高新宇杨芷菁安徽财经大学财政与公共管理学院

日益复杂化和动态化的环境问题呼唤环境治理模式创新。技术赋能环境治理已然成为提升环境治理能力和效率的新路径。本研究通过对A市“环境医院”的实践考察,展示了地方政府和环保企业如何通过技术这一“桥梁”实现协同治理。研究发现,... 详细信息

日益复杂化和动态化的环境问题呼唤环境治理模式创新。技术赋能环境治理已然成为提升环境治理能力和效率的新路径。本研究通过对A市“环境医院”的实践考察,展示了地方政府和环保企业如何通过技术这一“桥梁”实现协同治理。研究发现,“环境医院”以数据驱动、双向赋权和信息共享为核心逻辑,实现了环境数据资源集成与融合、人财物的利用与整合以及环境全过程闭环监测与管理。然而其发展潜藏了以技术刚性、数据安全和数据依赖性为主的技术隐忧,同时还面临财政可持续性、网络效应建立和监管框架缺失等现实瓶颈。

关键词：技术赋能智慧环境治理 “环境医院” 环境治理模式

基于地质大数据的中国金矿时空分布规律定量研究

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地学前缘 2024年第4期31卷 438-455页

作者：王岩王登红王成辉黎华刘金宇孙赫高新宇金雅楠秦燕黄凡中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 广西壮族自治区地质调查院广西南宁530023 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院/地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 河北地质大学河北省战略性关键矿产资源重点实验室河北石家庄050031 成都理工大学地球与行星科学学院四川成都610080

在大数据科学成为新的科学范式的背景下,基于地质大数据理念,将传统的定性地质研究方法推向定量研究的高度。文章通过对5300余处金矿产地资料的系统梳理,定量分析了中国省(自治区)、市、县级及Ⅲ级成矿区带金矿成矿密度、成矿强度和各... 详细信息

在大数据科学成为新的科学范式的背景下,基于地质大数据理念,将传统的定性地质研究方法推向定量研究的高度。文章通过对5300余处金矿产地资料的系统梳理,定量分析了中国省(自治区)、市、县级及Ⅲ级成矿区带金矿成矿密度、成矿强度和各成矿时代金矿的成矿强度问题。研究表明,中国金矿具有明显的时空集中分布趋势。中国金矿空间分布具有区域性集中的明显趋势,以胶东、小秦岭等区域为金矿高密度、高强度成矿区;新疆矿床数量最多;山东省金矿成矿密度最大,成矿强度最强;在地级市统计中,山东烟台市和河北承德市是全国仅有的两处矿产地数量过百的地级市,山东烟台市的金矿无论是矿产地数量、成矿密度,还是成矿强度均居全国首位;在县级行政区统计中,新疆塔城地区托里县金矿矿产地数量最多(52处),安徽铜陵市区金矿成矿密度最大,山东烟台市莱州市的金资源储量最大(2341 t),成矿强度最强(1.35 t/km^(2));在成矿区带统计中,华北陆块北缘东段成矿带(Ⅲ-57)金矿矿产地数量最多(345处),胶东成矿带(Ⅲ-65)金矿成矿密度最大,成矿强度最强。中国金矿时间分布不平衡,具有成矿强度老弱新强、东西南北成矿有别、叠加成矿时间跨度大和新生代金矿资源潜力大的特点;燕山期是中国金矿最重要的成矿时期,成矿强度大,达到10.5个矿区/Ma,金资源储量93 t/Ma。今后中国金矿地质工作的核心依然是加强金矿找矿工作、保障国家金融安全。

关键词：金矿地质大数据成矿规律成矿密度成矿强度定量分析