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Scalable production of mesoporous titanium nanoparticles through sequential flash nanocomplexation

Chinese Chemical Letters 2024年第4期35卷 303-309页

作者： Feng Cui Fangman Chen xiaochun Xie Chenyang Guo Kai Xiao Ziping wu Yinglu Chen Junna Lu Feixia Ruanb Chuanxu Cheng Chao Yang Dan Shao School of Biomedical Sciences and Engineering South China University of TechnologyGuangzhou International CampusGuangzhou 511442China Institutes for Life Sciences School of MedicineSouth China University of TechnologyGuangzhou 510006China School of Biology and Biological Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510006China Department of Orthopedics Academy of Orthopedics-Guangdong ProvinceOrthopedic Hospital of Guangdong ProvinceGuangdong Provincial Key Laboratory of Bone and Joint Degenerative DiseasesThe Third Affiliated Hospital of Southern Medical UniversityGuangzhou 510665China National Engineering Research Center for Tissue Restoration and Reconstruction South China University of TechnologyGuangzhou 510006China

Mesoporous titanium nanoparticles(MTNs) have emerged as an important porous semiconductor owning to their large surface area and unique electronic/optical properties. However, the fundamental research for rational manufacturing MTNs in a highly scalable manner remains a challenge. In this study, we report a two-step flash nanocomplexation(FNC) approach to large-scalable generate MTNs through the sequential combination of two multi-inlet vortex mixers. By optimizing the concentrated titanium precursor,polyethylene glycol(PEG)-functionalized silane amount and p H, we have been able to produce MTNs with small particle size(31.5 nm), larger surface area(416.9 m^(2)/g) and pore volume(0.59 cm^(3)/g). Different from the traditional MTNs bulk, FNC-produced MTNs exhibited well-controlled manner and exceptional photocatalytic and antibacterial properties. Importantly, the optimized MTNs outperformed commercial P25 not only in protecting ultraviolet A(UVA)-exposed skin, but also in treating P. aeruginosa-infected wound. We believe that the high controllability and scalability of sequential flash nanocomplexation method offers great opportunities in enhancing the performance of mesoporous titanium nanoparticles.

关键词： Mesoporous titanium nanoparticles Flash nanocomplexation Photocatalytic Antibacterial Sequential

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基于DDPG算法的列车节能控制策略研究

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铁道科学与工程学报 2023年第2期20卷 483-493页

作者：武晓春金则灵兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070

随着城市范围的扩大和人口数量的增加,建设城市轨道交通成为解决交通拥堵的重要方式,其安全性、准点性和实时性也越来越受到重视。城市轨道交通运行能耗是列车运营成本的重要组成,而牵引能耗是城市轨道交通运行能耗的主要组成部分。合... 详细信息

随着城市范围的扩大和人口数量的增加,建设城市轨道交通成为解决交通拥堵的重要方式,其安全性、准点性和实时性也越来越受到重视。城市轨道交通运行能耗是列车运营成本的重要组成,而牵引能耗是城市轨道交通运行能耗的主要组成部分。合理的列车自动控制(Automatic Train Operation,ATO)策略能够在保证列车安全、准点运行的情况下,根据列车不同的运行状况,输出最优的牵引/制动级位,在一定程度上节省牵引能耗。为有效降低列车牵引能耗,采用深度强化学习中的深度确定性策略梯度算法(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)研究城市轨道交通列车节能控制策略。首先根据动力学方程建立列车运行模型,然后以列车的位置、速度和剩余运行时间作为状态空间,以牵引/制动级位作为动作空间,根据ATO系统功能,以安全性、准点性、停车精度和节能性加权组合为奖励函数,实现列车在与仿真环境交互中学习到最优控制策略。最后以长沙地铁2号线为例进行仿真验证,结果表明该算法相比于DQN算法和动态规划算法,在满足安全、准点运行的情况下牵引能耗减少8.25%和21.7%,证明该算法的优越性,同时在临时调整列车进站时间和列车牵引系统故障后,算法也能够根据列车反馈的运行状态实时调整控制策略,证明该算法的有效性。

关键词：城市轨道交通牵引能耗深度强化学习 DDPG算法节能控制策略

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一种扭摆式加速度计的结构

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清华大学学报（自然科学版） 2000年第8期40卷 81-84页

作者：董景新吴晓春高钟毓清华大学精密仪器与机械学系北京100084

在传感器日趋微小型化的趋势下 ,该文提出一种扭摆式加速度计的结构。并对其进行了数学建模 ,分析了加速度输入时质量片扭转角的大小、力矩器产生的静电引力及支承梁的弯曲挠度和电容误差 ,给出了检测得到的加速度计的性能。结果表明 ,... 详细信息

在传感器日趋微小型化的趋势下 ,该文提出一种扭摆式加速度计的结构。并对其进行了数学建模 ,分析了加速度输入时质量片扭转角的大小、力矩器产生的静电引力及支承梁的弯曲挠度和电容误差 ,给出了检测得到的加速度计的性能。结果表明 ,文中上述问题的分析思路是合理的。

关键词：扭摆式微机械加速度计结构

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3DAP研究高碳高合金钢深冷处理过程的C偏聚行为

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金属学报 2015年第3期51卷 325-332页

作者：谢尘吴晓春闵娜沈贇靓上海大学材料科学与工程学院上海200072

将高碳高合金钢SDC99分别在1030℃奥氏体化30 min后油淬、在-196℃液氮中深冷处理8 h及210℃回火2 h.采用三维原子探针（3DAP）技术分析了淬火态、深冷态、回火态C原子的空间分布;用XRD研究了3种热处理状态下马氏体轴比、马氏体中含C量... 详细信息

将高碳高合金钢SDC99分别在1030℃奥氏体化30 min后油淬、在-196℃液氮中深冷处理8 h及210℃回火2 h.采用三维原子探针（3DAP）技术分析了淬火态、深冷态、回火态C原子的空间分布;用XRD研究了3种热处理状态下马氏体轴比、马氏体中含C量的变化;用SEM原位观察深冷前后碳化物的形貌.结果表明,C原子在深冷处理过程中偏聚于马氏体孪晶界,形成厚度为5~10 nm的偏聚区.210℃低温回火过程中,C进一步偏聚形成富C相或与合金原子形成M23C6型碳化物.

关键词：高碳高合金钢深冷处理 C偏聚碳化物形貌三维原子探针(3DAP)

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应变幅对SDHC钢热机械疲劳行为及微观组织演变的影响

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材料工程 2023年第12期51卷 184-190页

作者：董晨辉吴博雅曾艳吴晓春上海大学材料科学与工程学院上海200444 上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444

采用MTS热机械疲劳液压伺服试验机研究不同机械应变幅(0.7%,0.9%,1.1%)下SDHC(4Cr5Mo2VCo)热作模具钢的热机械疲劳行为,借助扫描电镜、透射电镜等微观检测手段探讨材料热机械疲劳过程中的微观组织演变规律。结果表明:SDHC钢热机械疲劳应... 详细信息

采用MTS热机械疲劳液压伺服试验机研究不同机械应变幅(0.7%,0.9%,1.1%)下SDHC(4Cr5Mo2VCo)热作模具钢的热机械疲劳行为,借助扫描电镜、透射电镜等微观检测手段探讨材料热机械疲劳过程中的微观组织演变规律。结果表明:SDHC钢热机械疲劳应力-应变滞后回线关于原点呈非对称分布,应变幅值越大,滞回环面积越大,材料受到的损伤越严重;在应力循环响应曲线中,材料受到高应变幅作用时,能量损耗增加,寿命周期变短;应变幅值增加,位错缠结减弱,偏聚的位错逐渐散开,导致位错密度下降;组织中主要存在M_(23)C_(6),M_(7)C_(3),M_(2)C和MC型(M=Cr,Mo,V,Fe等)碳化物,应变幅值较小时,碳化物的析出与长大现象更为明显。

关键词：热作模具钢应变幅热机械疲劳行为显微组织

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Cr3型压铸模具钢4Cr3Mo2V的CCT和TTT曲线

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金属热处理 2023年第4期48卷 10-18页

作者：李玲吴晓春上海大学材料科学与工程学院上海200072 上海大学、省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200072

利用DIL805A淬火变形膨胀仪对新型Cr3型热作模具钢4Cr3Mo2V进行过冷奥氏体连续冷却转变和过冷奥氏体等温转变试验,研究了冷却速度对相变组织和硬度的影响,绘制了Cr3钢的CCT曲线和TTT曲线,并与Cr5型4Cr5Mo2V钢的CCT曲线和TTT曲线进行对... 详细信息

利用DIL805A淬火变形膨胀仪对新型Cr3型热作模具钢4Cr3Mo2V进行过冷奥氏体连续冷却转变和过冷奥氏体等温转变试验,研究了冷却速度对相变组织和硬度的影响,绘制了Cr3钢的CCT曲线和TTT曲线,并与Cr5型4Cr5Mo2V钢的CCT曲线和TTT曲线进行对比。结果表明,Cr3钢的Ms=320℃,Ac1=795℃,Accm=895℃。当Cr3钢以不同速度连续冷却时,分别出现了珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变。与Cr5钢相比,Cr3钢的CCT曲线左移,淬透性降低。Cr3钢的TTT曲线呈“双C型”,贝氏体转变区的温度范围在320~410℃,珠光体转变区的温度范围在650~750℃,“鼻尖”温度出现在715℃左右,珠光体转变结束所需时间为17 882 s。

关键词： CCT曲线 TTT曲线显微组织硬度铬元素

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Investigating the impact of dynamic structural changes of Au/rutile catalysts on the catalytic activity of CO oxidation

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Carbon Energy 2024年第4期6卷 222-232页

作者： xiaochun Hu Qianwenhao Fan Mingwu Tan Yuqing Luo Xianyue wu Manoel Y.Manuputty Jie Ding Tej S.Choksi Markus Kraft Rong Xu Zhiqiang Sun Wen Liu School of Energy Science and Engineering Central South UniversityChangshaChina School of Chemistry Chemical Engineering and BiotechnologyNanyang Technological UniversitySingaporeSingapore Cambridge Centre for Advanced Research and Education SingaporeSingapore Institute of Sustainability for Chemicals Energy and EnvironmentJurong IslandSingapore College of Chemistry and Chemical Engineering Central South UniversityChangshaChina Department of Chemical Engineering and Biotechnology University of CambridgeCambridgeUK

The surface properties of oxidic supports and their interaction with the supported metals play critical roles in governing the catalytic activities of oxide‐supported metal *** metals are supported on reducible oxides,dynamic surface reconstruction phenomena,including strong metal–support interaction(SMSI)and oxygen vacancy formation,complicate the determination of the structural–functional relationship at the active ***,we performed a systematic investigation of the dynamic behavior of Au nanocatalysts supported on flame‐synthesized TiO_(2),which takes predominantly a rutile phase,using CO oxidation above room temperature as a probe *** analysis conclusively elucidated a negative correlation between the catalytic activity of Au/TiO_(2) and the oxygen vacancy at the Au/TiO_(2) *** the reversible formation and retracting of SMSI overlayers have been ubiquitously observed on Au/TiO_(2) samples,the catalytic consequence of SMSI remains *** functional theory suggests that the electron transfer from TiO_(2) to Au is correlated to the presence of the interfacial oxygen vacancies,retarding the catalytic activation of CO oxidation.

关键词： CO oxidation electronic metal-support interactions flame‐synthesis metal-support interactions oxygen vacancy strong metal-support interaction

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Visual Navigation System for Maritime UAV Autonomous Landing

Visual Navigation System for Maritime UAV Autonomous Landing

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作者： YUAN Haiwen XIAO Changshi WEN Yuanqiao wu xiaochun ZHOU Chunhui School of Navigation Wuhan University of Technology Hubei Inland Shipping Technology Key Laboratory

In spite of a success in maritime UAVs’ application,there still hold a challenge on real-time and accurate state estimation during small UAV autonomous *** paper presents a significant navigation system based on vision technology that could measure maritime UAV’s position and attitude without other onboard *** the system,a robust algorithm is proposed to detect special markers（LEDs owning fixed flicker frequency） mounted around maritime UAV well,which could recognize target by its frequency feature from complicated *** actual process,there exist vast noises,*** ***,Particle Filtering is suggested to filter the useful information from mixed observations and smooth the entire UAV’s flight *** the method mainly,we have expected to improve maritime UAV’s autonomy and make it have the ability of take-off or landing on special‘habitat’ for a temporary rest where the vehicle could recharge or avoid dangers,like bad ***,the visual navigation system for UAV is tested with our small quadrotor that has good performance on mobility,and results show it works well.

关键词： UAV visual navigation frequency feature particle filtering

来源： cnki会议评论

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基于功率曲线时域特征和变分模态分解的S700K转辙机运行状态诊断算法

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中国铁道科学 2022年第3期43卷 144-154页

作者：魏文军李政武晓春兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室甘肃兰州730070

根据S700K转辙机动作功率曲线非线性、非平稳、能充分反映转辙机不同状态信息的特点,提出基于功率曲线时域特征和变分模态分解、排列熵和模糊聚类分析的S700K转辙机全周期状态诊断算法。获取典型功率曲线,计算其有效值、峰值因子和峭度... 详细信息

根据S700K转辙机动作功率曲线非线性、非平稳、能充分反映转辙机不同状态信息的特点,提出基于功率曲线时域特征和变分模态分解、排列熵和模糊聚类分析的S700K转辙机全周期状态诊断算法。获取典型功率曲线,计算其有效值、峰值因子和峭度因子作为时域特征值,用于描述功率曲线能量特征、冲击特性及概率密度;为弥补曲线类型中时域特征值差异不明显的特征表征,采用变分模态分解将功率曲线分解成具有不同频率特性的模态函数,计算不同模态函数的排列熵得到4个频域特征值;将时、频域共计7个特征值作为运行状态特征集,使用模糊聚类算法对特征集进行运行状态诊断,得到S700K转辙机的运行状态(正常、亚健康、故障和严重故障)。实例应用结果表明:对选取的60组曲线,本文算法诊断正确率为98.33%;故障库为30条曲线时,程序运行时间不超过1.3 s;采用该算法,无须对模型进行训练,便能准确有效地诊断S700K转辙机运行状态,适合S700K转辙机样本少的特点。

关键词：提速道岔 S700K转辙机功率曲线状态诊断变分模态分解排列熵模糊聚类算法

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热冲压模具钢SDCM高温摩擦磨损性能

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摩擦学学报 2016年第5期36卷 538-545页

作者：陈士浩李爽吴晓春省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200072 上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室上海200072 上海大学材料科学与工程学院上海200072

为了研究新型热冲压模具材料SDCM钢的高温摩擦磨损性能,对比国外优质热作模具材料CR7V钢,利用扫描电子显微镜（SEM）,透射电子显微镜（TEM）,X射线衍射分析（XRD）,UMT-3型高温摩擦磨损试验机以及Bruker白光轮廓仪等手段研究了新型热冲... 详细信息

为了研究新型热冲压模具材料SDCM钢的高温摩擦磨损性能,对比国外优质热作模具材料CR7V钢,利用扫描电子显微镜（SEM）,透射电子显微镜（TEM）,X射线衍射分析（XRD）,UMT-3型高温摩擦磨损试验机以及Bruker白光轮廓仪等手段研究了新型热冲压模具钢SDCM热处理后组织状态、抗氧化性能以及不同温度高温摩擦磨损后磨痕形貌、截面形貌、表面物相.结果表明：不同温度下SDCM钢磨损机制差异明显,100℃时,材料主要为黏着磨损,经过300℃、500℃轻微氧化磨损与黏着磨损共存的阶段后,700℃时,磨损机制转变为氧化磨损;在100～400℃范围内,CR7V由于含有更多的M23C6型和M7C3型碳化物（分别占总碳化物的3.4%和12.7%）,因而具有较高的耐磨性;500～700℃范围内,SDCM因具有更高的抗回火软化能力;同时Cr元素含量较少,抗氧化能力较弱,能够及时形成摩擦氧化层,作为＂润滑剂＂,提高材料的耐磨性.

关键词：热冲压模具钢高温摩擦磨损性能碳化物高温氧化

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