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Potential industrial applications of photo/electrocatalysis: Recent progress and future challenges

Green Energy & Environment 2024年第5期9卷 859-876页

作者： Jinhao li Jing Ren Shaoquan li guangchao li Molly Meng-Jung li Rengui li Young Soo Kang Xiaoxin Zou Yong Luo Bin liu Yufei Zhao State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering Beijing University of Chemical TechnologyBeijing100029China Quzhou Institute for Innovation in Resource Chemical Engineering Quzhou324000China State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites Beijing University of Chemical TechnologyBeijing100029China Department of Applied Physics The Hong Kong Polytechnic UniversityHong Kong999077China State Key Laboratory of Catalysis Dalian Institute of Chemical PhysicsChinese Academy of SciencesDalian National Laboratory for Clean EnergyZhongshan Road 457Dalian116023China Environmental and Climate Technology Track of Korea Institute of Energy Korea Institute of Energy TechnologyNaju-siJeollanam do58217Republic of Korea State Key Laboratory of Inorganic Synthesis and Preparative Chemistry College of ChemistryJilin UniversityChangchun130012China

Nowadays,the rapid development of the social economy inevitably leads to global energy and environmental *** this reason,more and more scholars focus on the development of photocatalysis and/or electrocatalysis technology for the advantage in the sustainable production of high-value-added products,and the high efﬁciency in pollutants *** there is plenty of outstanding research has been put forward continuously,most of them focuses on catalysis performance and reaction mechanisms in laboratory *** industrial application of photo/electrocatalytic processes is still a challenge that needs to be overcome by social *** this regard,this review comprehensively summarized several explorations in theﬁeld of photo/electrocatalytic reduction towards potential industrial applications in recent *** attention is paid to the successful attempts and the current status of photo/electrocatalytic water splitting,carbon dioxide conversion,resource utilization from waste,etc.,by using advanced *** key problems and challenges of photo/electrocatalysis in future industrial practice are also discussed,and the possible development directions are also pointed out from the industry view.

关键词： Photocatalysis Electrocatalysis Industrial applications H2 economy

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Structural insight into palladium-nickel clusters over mordenite zeolite for carbene-insertion reaction

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Frontiers of Chemical Science and Engineering 2024年第9期18卷 89-99页

作者： guangchao li Ping-Luen Baron Ho Bryan Kit Yue Ng Tai-Sing Wu Pawel Rymarz Shik Chi Edman Tsang Department of Applied Biology and Chemical Technology The Hong Kong Polytechnic UniversityHong Kong 999077China Department of Chemistry University of OxfordOxford OX13QRUK Synchrotron Radiation Research Center Hsinchu 30076China

The advancement of heterogeneous catalysts incorporating metal clusters in the nanometric size range has garnered significant attention due to their extraordinary catalytic activity and *** detailed characterization and understanding of the atomic structure of these metal clusters within catalysts is crucial for elucidating the underlying reaction *** the present study,a distinctive three-atom PdNi cluster,characterized by two Pd atoms at terminal positions and a central Ni atom,was synthesized over mordenite *** presence of atomic PdNi clusters within the eight-membered ring side pocket area was confirmed by multiple advanced analytical techniques,including magic-angle spinning nuclear magnetic resonance spectroscopy,synchrotron X-ray powder diffraction,extended X-ray absorption fine structure spectroscopy,and high-angle annular dark-field scanning transmission electron *** catalytic activity of the confined active species was examined by the carbene-mediated reactions of ethyl-2-diazoacetate to ethyl-2-methoxyacetate as a model *** to the Pd-mordenite and Ni-mordenite,the PdNi-mordenite catalyst incorporates a PdNi cluster,which demonstrates a superior performance,achieving 100%conversion and high selectivity under the same reaction *** study elucidates the potential of constructing bimetallic clusters in zeolites,providing valuable insights for developing new heterogeneous catalysts applicable to a wide range of catalytic processes.

关键词： zeolite metal cluster synchrotron X-ray diffraction carbene-mediated reaction

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氮化硼的介电特性及其在微波加热中的热透波性能

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 118-128页

作者：张利尚小标白永珍李广超肖利平济宁学院机电工程学院山东曲阜273155 昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 非常规冶金教育部重点实验室云南昆明650093 微波能工程应用及装备技术国家地方联合工程实验室云南昆明650093

耐火结构的热透波性能对微波加热的模式和效率均具有重要影响,所以明确耐火结构在微波加热过程中的动态热透波性能变化至关重要。本文以氮化硼陶瓷为研究对象,通过实验测试了其在915 MHz、2 450 MHz两种频率下的宽温域(25~1 000℃)介电... 详细信息

耐火结构的热透波性能对微波加热的模式和效率均具有重要影响,所以明确耐火结构在微波加热过程中的动态热透波性能变化至关重要。本文以氮化硼陶瓷为研究对象,通过实验测试了其在915 MHz、2 450 MHz两种频率下的宽温域(25~1 000℃)介电特性,采用传输线理论计算了氮化硼陶瓷的功率透过系数,并对其介电常数、介电损耗因子等参数的温度特性进行了分析。研究表明:25~1 000℃,两种频率下的介电常数变化幅度较小,介电常数仅变化了1.8%左右;两种频率下的介电损耗因子随温度呈波动性变化,900℃之后都呈指数增长的趋势。微波在氮化硼陶瓷中的波长和穿透深度均随温度的增加呈现下降趋势;当频率增大时,穿透深度随频率的增大而减小。氮化硼陶瓷的透波性能在两种极化模式下存在明显差异,水平极化(TM)明显高于垂直极化(TE)。当频率为915 MHz时,可以考虑材料厚度值为0.08 m左右作为优化材料厚度,同时以入射角度在θ_(i)≤67°范围内入射具有良好的透波性能(PTC≥0.7)。当频率为2 450 MHz时,可以考虑材料厚度值为0.06 m作为优化材料厚度,在TE极化模式中应优先考虑微波入射角度在θ_(i)≤58°范围内入射,在TM极化模式中建议入射角度θ_(i)≤77°入射具有较好的透波效果(PTC≥0.9)。本研究对微波加热设备内炉衬材料的选择、工艺参数的设定以及有效提高微波能的利用率具有重要的现实指导意义。

关键词：微波加热氮化硼透波性能介电常数耐火结构

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Flow Regulation and Heat Transfer Characteristics in a Novel Turbine Shroud with Internal Asymmetric Throttle Chamber

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Journal of Thermal Science 2020年第4期29卷 906-915页

作者： ZHANG Wei ZHU Huiren li guangchao School of Power and Energy Northwestern Polytechnical UniversityXi’an 710072China School of Aero-engine Shenyang Aerospace UniversityShenyang 110136China

Flow and heat transfer of a novel turbine shroud with throttle chamber under two kinds of orifice arrangements were numerically studied. The original shroud model composed of the impingement holes, film holes and jet channel. The two modified models have identical geometrical spacing except for the number and location of the orifices in the upper plate of the throttle chamber added in the jet channel. Different pressure values were set at the outlets of different row film holes simulating the mainstream favorable pressure gradient. The ratios of inlet total pressures of impingement holes to outlet static pressures of the third row film holes ranged from 1.6 to 3.6. The Nusselt number distributions were validated by the experimental data. The main target of this study was to quantify the impact of the throttle chamber on the flow regulation and internal heat transfer characteristics. The flow factor, relative mass flow rate, the Nusselt number and the heat transfer factors on the target walls were presented. It is found that the mass flow rate distributions in the film hole rows become more reasonable by the modification of location and number of the orifices on the throttle chamber. The throttle chamber decreases the heat transfer on the target walls.

关键词： turbine shroud throttle chamber mass flow rate regulation heat transfer

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旋转效应对低雷诺数共转盘腔流动换热特性影响

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热能动力工程 2024年第7期39卷 19-26页

作者：张淼李广超吴超林刘松沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁沈阳110136 中国航发四川燃气涡轮研究院四川成都610500

为探究高空低雷诺数下旋转效应对涡轮共转盘腔内的流动换热特性影响,数值仿真分析了冲击雷诺数为1×10^(3)和2×10^(3)、旋转雷诺数为0~8.8×10^(5)时共转盘腔内流场结构和换热系数分布情况。结果表明:低旋转雷诺数时射流能有效冲击到靶... 详细信息

为探究高空低雷诺数下旋转效应对涡轮共转盘腔内的流动换热特性影响,数值仿真分析了冲击雷诺数为1×10^(3)和2×10^(3)、旋转雷诺数为0~8.8×10^(5)时共转盘腔内流场结构和换热系数分布情况。结果表明:低旋转雷诺数时射流能有效冲击到靶面,高旋转雷诺数时不能有效冲击到靶面;靶面恢复温度沿着径向分布较为均匀,冲击雷诺数分别为1×10^(3)和2×10^(3)时,旋转雷诺数从0增加到8.8×10^(5),靶面平均恢复温度分别升高45和40 K,靶面平均传热系数分别提高44%和50%;随着径向位置增大,靶面传热系数先增大后减小;旋转雷诺数增大,靶面传热系数增大,靶面R/R_(a)=0.81处传热系数最大。

关键词：共转盘腔冲击射流换热特性低雷诺数旋转雷诺数

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旋转对缩扩蜿蜒通道流动及换热特性影响

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沈阳航空航天大学学报 2024年第3期41卷 30-36页

作者：张鸿磊李广超沈阳航空航天大学航空发动机学院沈阳110136

为了探究旋转状态下涡轮叶片内冷通道的流动换热特性变化,研究了入口雷诺数为3×10^(4),旋转数分别为0、0.03、0.06、0.09和0.3时缩扩蜿蜒通道流阻及换热性能。结果表明:哥氏力与离心力共同将通道中心流体推向压力面,再由流程上壁面回... 详细信息

为了探究旋转状态下涡轮叶片内冷通道的流动换热特性变化,研究了入口雷诺数为3×10^(4),旋转数分别为0、0.03、0.06、0.09和0.3时缩扩蜿蜒通道流阻及换热性能。结果表明:哥氏力与离心力共同将通道中心流体推向压力面,再由流程上壁面回流与中心流体形成涡旋,进而改变通道内流场结构。随着旋转数增加,通道阻力系数表现出先增大后减小的趋势。当旋转数从0上升至0.3时,通道阻力系数下降了53.79%。旋转通过强化流体扰动来破坏吸力面与压力面的边界层,增强通道整体换热能力,当旋转数从0上升至0.3时,第一、二流程局部换热能力增长速率明显高于其他流程,相较静止通道提升了68.49%,缩扩蜿蜒通道整体换热能力较静止状态提升了21.18%。

关键词：涡轮叶片内冷通道哥氏力旋转蜿蜒通道

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基于MultiRes-Unet神经网络的三维断层识别研究

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石油物探 2024年第1期63卷 91-103页

作者：李泽伟朱培民张昊廖志颖李广超郑浩然中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院湖北武汉430074 东方地球物理勘探有限责任公司研究院河北涿州072750 黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003

三维地震数据中的断层规模从米级到千米级不等,断距从米级到数十米级不等。断层通常表现为同相轴错断、突然增减、消失或扭曲等显著地震响应特征。断层在三维地震数据体中占的体积比例很小,使得利用常规断层识别方法得到的断层识别结果... 详细信息

三维地震数据中的断层规模从米级到千米级不等,断距从米级到数十米级不等。断层通常表现为同相轴错断、突然增减、消失或扭曲等显著地震响应特征。断层在三维地震数据体中占的体积比例很小,使得利用常规断层识别方法得到的断层识别结果存在不连续、识别率低等问题。针对断层的多分辨率特征,充分考虑了断层点或线在整个地震数据的占比小等特点,提出了一种三维神经网络MultiRes-Unet3D断层识别方法,该方法在网络学习过程中使用加权交叉熵损失函数解决了普通交叉熵损失函数不同项之间的平衡问题,使得神经网络具有了较为可靠的断层识别能力。首先,利用正演模拟方法生成三维合成地震数据集和断层标签,然后基于Tensorflow搭建、训练与测试MultiRes-Unet3D神经网络,再将训练好的网络模型迁移到实际三维地震数据的断层识别中。该神经网络断层识别方法在实际地震数据中的应用表明,断层识别结果空间连续性好,识别结果客观,断层边界更为准确,网络模型泛化性能良好,适用于具有不同断层构造特征的实际地震数据,节约了断层解释的时间成本与人工成本。

关键词：地震资料解释断层识别深度学习 Tensorflow MultiRes-Unet3D

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Immobilizing polysulfide jointly via chemical absorbing and physical blocking in polytungstates-embedded carbon nanofibers

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Journal of Energy Chemistry 2021年第6期30卷 206-211,I0006页

作者： Yanmei Nie Lei Tan guangchao li Sanghao li Jun Yan Jiexi Wang College of Chemistry and Chemical Engineering&School of Metallurgy and Environment Central South UniversityChangsha 410083HunanChina Hunan Provincial Key Laboratory of Chemical Power Sources Central South UniversityChangsha 410083HunanChina Engineering Research Center of the Ministry of Education for Advanced Battery Materials Central South UniversityChangsha 410083HunanChina

lithium-sulfur(li-S) battery is regarded as one of the most fascinating candidates for energy storage due to its dominant advantage of high energy ***,the shuttling effect of soluble polysulfides and low electrical conductivity of sulfur and li_(2)S still hinder its *** this work,high electrical-conductive carbon nanofibers(CNFs) with uniformly embedded polytungstates(HPW@CNFs) are proposed for advanced li-S batteries.H_(3)PW_(12)O_(40)(HPW) is a kind of molecular nano-sized metal cluster which contains rich Lewis acid/base sites that can stabilize polysulfide effectively through chemical bonding,while CNFs play the role of physical barriers for polysulfides and transmission channel for *** HPW@CNFs/S cathode shows an ultra-stable cycling performance with extremely small decay rate of 0.015% per cycle over 400 cycles at 0.5 C.

关键词： lithium-sulfur batteries Polysulfides Polyoxometalates Carbon nanofibers

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Removal of hexavalent chromium in soil by lignin-based weakly acidic cation exchange resin

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2019年第10期27卷 2544-2550页

作者： Nawei Chen Guo Qiu Chongpin Huang li liu guangchao li Biaohua Chen State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering Beijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029China

The adsorption of Cr(VI)from soil onto lignin-based weakly acidic cation exchange resin(LBR)has been *** is a three-dimensional amorphous polymer composed of methoxylated phenylpropane *** unique structure and chemical properties render the lignin suitable for the remediation of hexavalent chromium in the *** column leaching experiments were conducted to optimize the adsorption *** effects of contact time,p H,adsorbent dosage and temperature on the adsorption of Cr(VI)onto the LBR have been *** data were then correlated with Freundlich and Langmuir *** Langmuir isotherm model fits the experimental data better than the Freundlich *** was found that the LBR has a high adsorption capability for Cr(VI)(3.95 mg·g-1)with a removal rate of 91.9%.Thus,LBR can serve as a good absorbent for the reduction of the concentration of Cr(VI)in soil.

关键词： lignin Cr(VI) Remediation Soil

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坚持以学生为中心,开展有温度的思政工作——以北京航空航天大学物理学院为例

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科教文汇 2024年第19期 44-47页

作者：李广超李思瑶吕经纬北京航空航天大学物理学院北京102206 北京航空航天大学北航学院士嘉书院北京102206

立足新时代,把握新形势,迎接新挑战,解决新问题,全面提升高校学生思政工作育人实效。高校需要对思政教育、教学中的思政元素以及师资队伍建设等多个方面进行综合考虑与计划,引导教师更深入地接触学生、理解学生、亲近学生、关心学生的需... 详细信息

立足新时代,把握新形势,迎接新挑战,解决新问题,全面提升高校学生思政工作育人实效。高校需要对思政教育、教学中的思政元素以及师资队伍建设等多个方面进行综合考虑与计划,引导教师更深入地接触学生、理解学生、亲近学生、关心学生的需求,从而更好地为他们提供有温度的教育服务,增强教育的实际效果,使教师在引领学生思想发展和促进学生个人成长方面贡献更大的力量。自入选第三批全国党建工作标杆院系以来,北京航空航天大学物理学院以高质量党建引领学院事业内涵式发展,推进有温度的思政工作,全面提升育人实效和自主培养高水平人才能力。

关键词：学生工作思政工作育人实效

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