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Nano-enabled solar driven-interfacial evaporation:Advanced design and opportunities

Nano Research 2023年第5期16卷 6015-6038页

作者： Xin Zhao Xiangtong Meng Hongqi Zou Yanjun Zhang Yangjun Ma Yadong Du Yuan Shao Jun Qi Jieshan Qiu State Key Laboratory of Organic–Inorganic Composites State Key Laboratory of Chemical Resource EngineeringCollege of Chemical EngineeringBeijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029China Guangxi key Laboratory of Green Chemical Materials and Safety Technology Beibu Gulf UniversityQinzhou 535011China

Solar-driven interfacial evaporation(SDIE)is emerging as a promising pathway to solving the worldwide water shortage and water pollution.Nanomaterials(e.g.,plasmonic metals,inorganic/organic semiconductors,and carbon nanomaterials)and related nanochemistry have attracted increasing attention for the solar-to-vapor process in terms of broadband absorption,electronic structure adjustment,and surface/interface chemistry manipulation.Furthermore,the assembly of nanomaterials can contribute to the mass transfer,heat management,and enthalpy regulation of water during solar evaporation.To date,numerous nano-enabled materials and structures have been developed to improve the solar absorption,heat management(i.e.,heat confinement and heat transfer),and water management(i.e.,activation,evaporation,and replenishment).In this review,we focus on a systematical summary about the composition and structure engineering of nanomaterials in SDIE,including size and morphology effects,nanostructure optimizations,and structure-property relationship decoupling.This review also surveys recent advances in nanochemistry(e.g.,preparation chemistry and structural chemistry)deployed to conceptual design of nanomaterials.Finally,the key challenges and future perspectives of nanomaterials for solar evaporation are overviewed.This review aims at providing guidance for the design and construction of nanomaterials for high-efficiency SDIE on the basis of the aspects of materials science and chemical engineering.

关键词： nanomaterials nanochemistry solar-driven interfacial evaporation solar-to-heat conversion light/heat management water activation

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碲掺杂石墨烯的制备及电催化Ⅰ_(3)^(-)还原反应的教学实验设计

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广东化工 2023年第24期50卷 159-161,184页

作者：孟祥桐北京化工大学北京100029

培养化学工程专业本科生的自主创新能力,是新时代高校化工教育高质量发展的必然需求。面向北京化工大学化工类本科生的创新能力培养,设计了碲掺杂石墨烯的制备及其电催化Ⅰ_(3)^(-)还原反应性能的教学实验,内容包括碲掺杂石墨烯的制备,... 详细信息

培养化学工程专业本科生的自主创新能力,是新时代高校化工教育高质量发展的必然需求。面向北京化工大学化工类本科生的创新能力培养,设计了碲掺杂石墨烯的制备及其电催化Ⅰ_(3)^(-)还原反应性能的教学实验,内容包括碲掺杂石墨烯的制备,掺杂含量调控,结构和化学组成分析,电催化性能测试,和光电性能测试。通过本教学实验,可以拓宽学生的学术视野,了解前沿学科发展动态;结合实验操作,学生还可掌握多种实验技能。通过对催化剂的构效关系解耦,有助于提升学生的独立思考能力和培养创新思维。

关键词：化学工程教学实验碲掺杂石墨烯催化活性 Ⅰ_(3)^(-)还原

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硫掺杂针状焦基多孔碳的制备及其储钠性能

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洁净煤技术 2023年第9期29卷 162-170页

作者：肖雪李佳纯孟祥桐邱介山北京化工大学化学工程学院北京100029

开发廉价、高效、稳定的钠离子电池用碳负极材料是电化学储能领域的重要研究方向之一。以针状焦为碳源,升华硫为硫源,通过机械球磨结合硫掺杂的两步工艺制备了硫掺杂针状焦基多孔碳材料(S-NC),并应用于钠离子电池的负极。SEM、TEM和XPS... 详细信息

开发廉价、高效、稳定的钠离子电池用碳负极材料是电化学储能领域的重要研究方向之一。以针状焦为碳源,升华硫为硫源,通过机械球磨结合硫掺杂的两步工艺制备了硫掺杂针状焦基多孔碳材料(S-NC),并应用于钠离子电池的负极。SEM、TEM和XPS表征结果证实,硫掺杂策略能够有效减小碳材料的粒径,增加碳材料的层间距,同时提高碳骨架的缺陷密度。氮气吸脱附测试结果表明,相较未掺杂碳,S-NC的孔容显著提升,并富含介孔。电化学测试结果显示,当掺杂温度为600℃时,制备的硫掺杂碳(S-NC-600)表现出优异的储钠性能。在电流密度为0.05 A/g时,S-NC-600的比容量为487.3 mAh/g;在2 A/g高电流密度下,比容量为275.5 mAh/g,且经1000次循环充放电后,容量保持率为90.7%,展现出良好倍率性能和循环稳定性,可为高效钠离子电池用碳负极的制备提供理论支撑。

关键词：钠离子电池负极针状焦硫掺杂多孔碳储钠性能

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石墨烯基二氧化碳电化学还原催化剂的研究进展

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物理化学学报 2022年第2期38卷 84-100页

作者：杜亚东孟祥桐汪珍赵鑫邱介山北京化工大学化学工程学院有机无机复合材料国家重点实验室化工资源有效利用国家重点实验室中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院炭材料重点实验室大连理工大学化工学院辽宁省能源材料化工重点实验室精细化工国家重点实验室

利用电催化技术将CO2转化为小分子燃料或高值化学品是实现原子经济、构建人工碳循环的绿色能源技术之一。电催化述,还原CO2(ECR)的反应条件温和、产物多样(C1、C2和C2+),有极大的发展潜力。然而,ECR技术面临一些需要解决的挑战性问题,... 详细信息

利用电催化技术将CO2转化为小分子燃料或高值化学品是实现原子经济、构建人工碳循环的绿色能源技术之一。电催化述,还原CO2(ECR)的反应条件温和、产物多样(C1、C2和C2+),有极大的发展潜力。然而,ECR技术面临一些需要解决的挑战性问题,包括电极过电势高、C2及C2+产物选择性低、伴随析氢反应等。解决这些问题的关键在于创制低成本、高性能电催化剂。近年来,石墨烯基电催化剂的研究成为ECR领域的热点之一,原因包括:1)在电化学环境中稳定性好;2)表面原子、电子结构可调,进而实现材料催化活性的调控;3)维度可调,易暴露较大的比表面积和形成层次孔结构;4)耦合石墨烯的高导电性与特定材料的高活性,可协同提升EC R催化性能。本文评述了石墨烯基材料在ECR中的研究进展,详述了石墨烯基电催化剂的构筑方法,探讨并梳理了石墨烯的点/线缺陷、表面官能团、掺杂原子构型、金属单原子种类、材料表界面性质等与ECR性能之间的本征构效关系。最后展望了石墨烯基催化剂在ECR领域中的挑战和未来发展。

关键词：电催化二氧化碳还原石墨烯缺陷改性

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染料敏化太阳能电池碳基对电极的研究进展

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化学工业与工程 2021年第1期38卷 1-26页

作者：肖东孟祥桐马洋军邱介山北京化工大学化学工程学院北京100029 大连理工大学化工学院辽宁大连116024

作为第3代新型薄膜太阳能电池的代表之一,染料敏化太阳能电池(DSSCs)是近年来光伏领域的一个研究热点。对电极是DSSCs的一个关键组成部分,其功能是收集来自外电路的电子并实现电解质中I^(-)_(3)的催化还原。通常,DSSCs的对电极为贵金属... 详细信息

作为第3代新型薄膜太阳能电池的代表之一,染料敏化太阳能电池(DSSCs)是近年来光伏领域的一个研究热点。对电极是DSSCs的一个关键组成部分,其功能是收集来自外电路的电子并实现电解质中I^(-)_(3)的催化还原。通常,DSSCs的对电极为贵金属铂(Pt),但Pt的储量有限、价格高昂、在电化学环境中稳定性差,这些缺点很大程度上增加了DSSCs的成本并限制了其规模化应用。开发廉价、高效、稳定性好的对电极材料,是克服这些瓶颈性难题的有效对策。碳材料具有低成本、高导电性和良好稳定性等优点,有望取代昂贵的Pt对电极。介绍近年来碳基对电极的研究进展,包括多孔碳、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯、石墨炔和MOF衍生碳等材料,分析比较各种功能碳材料的结构特点,详述其制备方法;归纳总结碳材料的原子/电子性质、限域结构、表界面物性、缺陷位等对质量传递、电荷传递、电催化活性的调变规律。最后,展望了功能碳材料对电极现存的问题及未来发展的方向。

关键词：染料敏化太阳能电池对电极 I-3还原反应碳材料

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胶质瘤炎性适应免疫:Toll样受体与趋化因子的作用

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中华神经医学杂志 2021年第12期20卷 1264-1269页

作者：解祥通闫可费喜峰孟璇朱文昱王之敏黄强上海交通大学医学院苏州九龙医院神经外科苏州215021 南京医科大学附属苏州科技城医院神经外科苏州215163 苏州大学附属第二医院神经外科苏州215004

癌症与适应免疫关系的研究正在向纵深发展,其标志之一是通过高通量分子生物信息学分析,来优选调控适应免疫的关键分子及其通路。癌症是一种非可控的炎症,适应免疫相关细胞是驱动可控性炎症向非可控性发展的主要成员,其分子调控机制研究... 详细信息

癌症与适应免疫关系的研究正在向纵深发展,其标志之一是通过高通量分子生物信息学分析,来优选调控适应免疫的关键分子及其通路。癌症是一种非可控的炎症,适应免疫相关细胞是驱动可控性炎症向非可控性发展的主要成员,其分子调控机制研究是当今的热门话题。本文围绕这些适应免疫相关细胞呈非可控性生长(恶变)的深度测序数据库、生物信息学分析到的一些Toll样受体(TLRs)与趋化因子的研究进展进行综述。

关键词： Toll样受体趋化因子生物信息学适应免疫

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基于长短时记忆循环神经网络的北京市糖尿病合并呼吸系统疾病患者入院预测研究

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浙江大学学报（医学版） 2022年第1期51卷 1-9页

作者：朱倩章萌胡耀余徐小林陶丽新张杰罗艳侠郭秀花刘相佟首都医科大学公共卫生学院北京100069 浙江大学医学院公共卫生学院浙江杭州310058 澳大利亚昆士兰大学澳大利亚布里斯班4006 北京市临床流行病学重点实验室北京100069

目的:比较广义相加模型(GAM)和长短时记忆循环神经网络(LSTM-RNN)对糖尿病合并呼吸系统疾病患者入院频数的预测效果。方法:收集2014年1月1日至2019年12月31日北京市大气污染物、气象因素和呼吸系统疾病入院数据,基于LSTM-RNN预测糖尿病... 详细信息

目的:比较广义相加模型(GAM)和长短时记忆循环神经网络(LSTM-RNN)对糖尿病合并呼吸系统疾病患者入院频数的预测效果。方法:收集2014年1月1日至2019年12月31日北京市大气污染物、气象因素和呼吸系统疾病入院数据,基于LSTM-RNN预测糖尿病合并呼吸系统疾病患者入院频数并与GAM对比,模型评价采用五折交叉验证法。结果:与GAM相比,LSTM-RNN具有较低的预测误差[均方根误差(RMSE)分别为21.21±3.30和46.13±7.60,P0.05)。在季节分层中,预测温暖季节的入院频数时,LSTM-RNN的RMSE和MAE均低于GAM(均P0.05);预测寒冷季节入院频数时,两种模型的RMSE、MAE和R2值差异均无统计学意义(均P>0.05)。在功能区分层中,预测首都功能核心区入院频数时,LSTM-RNN的RMSE、MAE和R2值均优于GAM(均P<0.05)。结论:LSTM-RNN预测误差较小,拟合程度优,可作为污染天气提前精准配置医疗资源的预测手段。

关键词：长短时记忆循环神经网络广义相加模型呼吸系统疾病糖尿病日入院频数预测

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钢管拱桥吊装施工的有限元数值仿真

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中国水运(理论版) 2008年第1期6卷 186-188页

作者：方建梁民孟祥通江苏吴中地产集团有限公司

采用有限元数值计算方法,对钢管拱桥吊装施工过程进行了仿真。分析结果表明,采用此方法能在吊装前预报施工过程中的变形及应力,便于布置测点,进行施工监控。确保吊装施工过程的安全,保证在合拢的时候拱肋线形满足设计要求。

关键词：钢管拱桥吊装有限元方法线形

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大型输电塔地震动力响应三维有限元分析

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钢结构 2006年第1期21卷 30-33页

作者：方建方晓仁孟祥通江苏吴中地产集团有限公司苏州215128

以旋喷水泥短粗墩基础替代输电塔常见的筏式基础可以简化施工方法、缩短建造周期、节约造价。对旋喷水泥短粗墩基础的输电塔进行地震动力响应分析,地基的边界条件采用透射边界进行处理,采用三维有限元方法建立输电塔的三维整体有限元模... 详细信息

以旋喷水泥短粗墩基础替代输电塔常见的筏式基础可以简化施工方法、缩短建造周期、节约造价。对旋喷水泥短粗墩基础的输电塔进行地震动力响应分析,地基的边界条件采用透射边界进行处理,采用三维有限元方法建立输电塔的三维整体有限元模型,计算输电塔在地震力作用下的动力响应。同时计算了筏式基础输电塔的地震动力响应。二者结果对比说明,采用旋喷水泥短粗墩基础替代大型输电塔常见的筏式基础是可行的。

关键词：大型输电塔有限元方法透射边界条件地震动力响应

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刘铁军“脏毒腑秽学说”的构建与应用

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长春中医药大学学报 2021年第4期37卷 763-766页

作者：熊壮孟香彤沈东冷炎邓厚波刘扬扬刘铁军长春中医药大学附属医院长春130021 长春中医药大学中医学院长春130117

刘铁军教授首次提出“脏毒腑秽学说”以指导临床实践,认为消化系统疾病发生、发展、迁延不愈、预后再发等病因病机是“脏毒腑秽”所致。该学说认为,糟粕聚于体内,腑气不通,影响“六腑中轴”的正常运转,生成腑秽,聚而成浊化毒,变生百病,... 详细信息

刘铁军教授首次提出“脏毒腑秽学说”以指导临床实践,认为消化系统疾病发生、发展、迁延不愈、预后再发等病因病机是“脏毒腑秽”所致。该学说认为,糟粕聚于体内,腑气不通,影响“六腑中轴”的正常运转,生成腑秽,聚而成浊化毒,变生百病,临床分为“腑气,腑浊,腑毒,脏毒”四个阶段。通过将腑秽排出体外,以“通腑除秽”作为治疗原则,并兼顾其它各系统疾病。这一独特“脏毒腑秽学说”,结合现代医学“肠肝循环”和“肠道菌群”等理论,传承《内经》与《伤寒论》等精华,守正创新,体现了传统中医理论与现代医学的有机结合,对中医学发展具有重要意义。

关键词：脏毒腑秽学说腑秽腑浊腑毒脏毒六腑中轴

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