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Molecular-level proton acceptor boosts oxygen evolution catalysis to enable efficient industrial-scale water splitting

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Green Energy & Environment 2024年第2期9卷 344-355页

作者： Yaobin Wang Qian Lu xinlei ge Feng Li Le Chen Zhihui Zhang Zhengping Fu Yalin Lu Yang Song Yunfei Bu Jiangsu Collaborative Innovation Center of Atmospheric Environment and Equipment Technology(CICAEET) Jiangsu Key Laboratory of Atmospheric Environment Monitoring and Pollution Control(AEMPC)UNIST-NUIST Energy and Environment Jointed Lab(UNNU)School of Environmental Science and TechnologyNanjing University of Information Science and Technology(NUIST)219 NingliuNanjing210044China Laboratory of Advanced Materials Shanghai Key Laboratory of Molecular Catalysis and Innovative MaterialsFudan University220 HandanShanghai200433China Jiangsu Key Laboratory of Advanced Materials and Technology School of Petrochemical EngineeringChangzhou University1 GehuChangzhou213164China Anhui Laboratory of Advanced Photon Science and Technology University of Science and Technology of China(USTC)96 JinzhaiHefeiAnhui 230026China School of Chemistry and Chemical Engineering Nanjing University of Science and Technology200 Xiaolingwei210094China

Industrial water splitting has long been suppressed by the sluggish kinetics of the oxygen evolution reaction(OER),which requires a catalyst to be ***,we propose a molecular-level proton acceptor strategy to produce an efficient OER catalyst that can boost industrial-scale water ***-level phosphate(-PO_(4))group is introduced to modify the surface of PrBa_(0.5)Ca_(0.5)Co_(2)O_(5)+δ(PBCC).The achieved catalyst(PO_(4)-PBCC)exhibits significantly enhanced catalytic performance in alkaline *** on the X-ray absorption spectroscopy results and density functional theory(DFT)calculations,the PO_(4)on the surface,which is regarded as the Lewis base,is the key factor to overcome the kinetic limitation of the proton transfer process during the *** use of the catalyst in a membrane electrode assembly(MEA)is further evaluated for industrial-scale water splitting,and it only needs a low voltage of 1.66 V to achieve a large current density of 1 A cm^(-2).This work provides a new molecular-level strategy to develop highly efficient OER electrocatalysts for industrial applications.

关键词： Oxygen evolution reaction Nanofiber Water splitting Proton acceptor Perovskite

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Recent advances in bismuth-based multimetal oxide photocatalysts for hydrogen production from water splitting:Competitiveness,challenges,and future perspectives

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Materials Reports(Energy) 2021年第2期1卷 22-34页

作者： Zheng Zhu Shipeng Wan Yunxia Zhao Yaxin Gu Yaobin Wang Yong Qin Zhihui Zhang xinlei ge Qin Zhong Yunfei Bu Jiangsu Collaborative Innovation Center of Atmospheric Environment and Equipment Technology(CICAEET) Jiangsu Key Laboratory of Atmospheric Environment Monitoring and Pollution Control(AEMPC)UNIST-NUIST Research Center of Environment and Energy(UNNU)School of Environmental Science and TechnologyNanjing University of Information Science and Technology(NUIST)210044PR China School of Chemical and Engineering Nanjing University of Science and TechnologyNanjing210094PR China Jiangsu Key Laboratory of Advanced Materials and Technology School of Petrochemical EngineeringChangzhou UniversityChangzhouJiangsu213164PR China Jiangsu Key Laboratory of Advanced Catalytic Materials and Technology Changzhou UniversityChangzhou213164PR China

The efficient utilization of photocatalytic technology is essential for clean ***-based multimetal oxides(Bi_(2)WO_(6),Bi_(2)MoO_(6),BiVO_(4)and Bi_(4)Ti_(3)O_(12))have aroused widespread attention as a visible light responsive photocatalyst for hydrogen evolution due to their low cost,nontoxicity,modifiable morphology,and outstanding optical and chemical ***,the photocatalytic activities of pure materials are unsatisfactory because of their relative small specific surface area,poor quantum yield,and the rapid recombination of photogenerated ***,some modification strategies,including morphological control,semiconductor combination,doping,and defect engineering,have been systematically studied to enhance photocatalytic H_(2)evolution activity in the past few ***,we summarize the recent research progress on bismuth-based photocatalysts,pointing out the prospects,opportunities and challenges of bismuth-based ***,we aims to put forward valuable suggestions for designing of bismuth-based photocatalysts applied in hydrogen production on the premise of consolidating the existing theoretical basis of photocatalysis.

关键词： Bi_(2)WO_(6) Bi_(2)MoO_(6) BiVO_(4) Bi_(4)Ti_(3)O_(12) Morphological control Semiconductor combination Heterojunction Doping Defect Hydrogen production

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Health risk of trace elements in fine particulate matter

Health risk of trace elements in fine particulate matter

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第十次全国分析毒理学大会暨第六届分析毒理专业委员会会议

作者： Yun Wu Dongyang Nie xinlei ge Mindong Chen Nanjing University of Information Science and Technology

Over the past several years,China has suffered from severe air quality deterioration,especially fine particulate matter(PM) *** PM contains only a small proportion of trace elements(TrElems),due to their no-degradability,high toxicity and high bioaccumulation,the corresponding impacts on human health cannot be *** risk assessment of TrElems in PM has often been estimated based on the total element concentrations or more recently on the phosphate buffered saline(PBS)-soluble ***,PM can be transported into human body through ingestion,dermal contact and inhalation,and we should not ignore the varying solubility of TrElems in different body fluids via different exposure *** this study,the bioaccessibility of particulate-bound TrElems(V,Mn,Co,Ni,Cu,As,Cd and Pb) were investigated using three kinds of simulated body fluids,artificial lung fluid(ALF),artificial sweat(AS),and artificial gastric juice(AGJ),comparing with the commonly used *** all solutions,V,Mn,Cu,As,and Pb presented high bioaccessibility(>60%),while Ni showed low bioaccessibility(～20%) and thus a decreased risk to human health(Table 1).There was also a notable variation in elemental bioaccessibility among different simulated body fluids,which might be attributed to the effects of solution pH,solubility product and chelating *** and non-carcinogenic effects were evaluated using ALF,AS and AGJ-soluble fractions(representing the corresponding exposure routes:inhalation,dermal contact and ingestion) according to the United States Environmental Protection Agency(USEPA) human health risk assessment model(Figure 1).The studied elements in PM appeared to cause non-carcinogenic and carcinogenic effects as indicated by high HIs(>1) and CRs(>1×10-6).Moreover,ingestion pathway was the primary route to increase the potential health risks,and children were more sensitive than adults to PM *** with traditional evaluation methods,an overestim

关键词： fine particulate matter trace elements health risk simulated body fluids

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利用传感器判决门限联合优化的串行检测融合算法

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西安交通大学学报 2008年第10期42卷 1209-1212,1234页

作者：相明张亚明葛新雷西安交通大学电子与信息工程学院西安710049

针对传感器观测相关的条件下最优分布式检测融合算法较为复杂这一问题,提出了一种基于似然比判决规则的系统性能优化方法.该方法的基本思想是,限定各部传感器采用似然比判决规则,并在此约束条件下,联合优化各部传感器的判决门限,以使系... 详细信息

针对传感器观测相关的条件下最优分布式检测融合算法较为复杂这一问题,提出了一种基于似然比判决规则的系统性能优化方法.该方法的基本思想是,限定各部传感器采用似然比判决规则,并在此约束条件下,联合优化各部传感器的判决门限,以使系统检测性能达到最优.对于由N部传感器组成的分布式串行检测融合系统,在Bayes准则下推导了各部传感器判决门限联合最优化的必要条件,得到了最优传感器判决门限满足的系统方程,并在此基础上给出了求解最优传感器判决门限的数值迭代算法.由于将传感器判决规则的联合优化问题简化为了判决门限的联合优化问题,因此该算法计算量较小,收敛性较好,更加便于工程应用.

关键词：分布式串行检测系统检测融合似然比判决规则

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网络化的ANN-GA系统优化中空纤维镍基板制备工艺参数

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金属学报 2005年第12期41卷 1293-1297页

作者：李钒王习东张登君张梅盖鑫磊北京科技大学物理化学系北京100083 中国科学院过程工程研究所北京100080

在实验室研究中空纤维镍基板的制备工艺的基础上,采用自制的网络化的ANN-GA系统对58个样本进行了工艺参数优化和寻优,得到的最佳工艺参数如下:中空镍纤维含量为97％;烧结温度为1275 K;保温时间为20 min;造孔剂PVB, PP和Ni(OH)2的含量... 详细信息

在实验室研究中空纤维镍基板的制备工艺的基础上,采用自制的网络化的ANN-GA系统对58个样本进行了工艺参数优化和寻优,得到的最佳工艺参数如下:中空镍纤维含量为97％;烧结温度为1275 K;保温时间为20 min;造孔剂PVB, PP和Ni(OH)2的含量分别为5％,3．5％和1％．在最优工艺条件基础上,获得了性能优异、孔率接近87％的基板材料．并用计算机分析和预报了各单因素的影响规律,预测结果与文献报道的实验结果一致．

关键词：中空纤维镍基板网络化ANN-GA系统参数优化影响因素

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恶臭监测方法的研究进展

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安全与环境工程 2021年第5期28卷 240-252页

作者：乐昊李海玮盖鑫磊南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏南京210044 江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室江苏南京210044

随着城市化进程的加快,恶臭污染所引起的安全与环境问题日益突显,相关监测技术的研究已成为当前环境领域的热点问题之一。介绍了恶臭监测的主要方法,包括嗅觉感知法和仪器测定法,其中嗅觉感知法是通过对气味特征和感官的刺激程度来进行... 详细信息

随着城市化进程的加快,恶臭污染所引起的安全与环境问题日益突显,相关监测技术的研究已成为当前环境领域的热点问题之一。介绍了恶臭监测的主要方法,包括嗅觉感知法和仪器测定法,其中嗅觉感知法是通过对气味特征和感官的刺激程度来进行恶臭判断,仪器测定法则是应用色谱、质谱和光谱等分析监测仪器获得异味气体的物质组成及浓度;重点归纳了嗅觉感知法和仪器测定法的适用条件、研究现状和应用场景等相关内容。并进一步阐述了物理法、化学法和生物法等不同除臭方法的作用原理及其在实际应用中的优缺点;通过对不同的恶臭监测方法进行客观对比,讨论其实际适用范围,并对未来恶臭监测的发展方向提出了一些合理的建议。

关键词：恶臭污染监测方法嗅觉感知法仪器测定法

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Phase relationship of complex multi-component system in chromate cleaner production

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Progress in Natural Science:Materials International 2007年第7期17卷 845-850页

作者： ge xinlei~1 Wang Xidong~(1,3**) Zheng Shili~2 Zhang Mei~1 Zhang Yi~2 (1.Department of Physical Chemistry,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2.Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080,China 3.College of Engineering,Peking University,Beijing 100871,China) Department of Physical Chemistry University of Science and Technology Beijing Beijing 100083 China College of Engineering Peking University Beijing 100871 China Institute of Process Engineering Chinese Academy of Sciences Beijing 100080 China

The phase relationships of the complex multi-component systems in the liquid-phase oxidization and separation process related with the chromate cleaner production are investigated theoretically and *** phase diagram of main system Fe- Cr2O4-KOH-O2of oxidization process and the relationship of its standard Gibbs free energy change with temperature are calculated.A se- ries of phase diagrams of the separation process at different temperatures,such as K（Na）OH-K（Na）2CrO4-H2O,KOH-KAlO2-H2O, K（Na）OH-K（Na）2CO3-H2O,K（Na）OH-K（Na）HCO3-H2O and K（Na）HCO3-K（Na）2CrO4-H2O have also been *** ex- periments are carried out to verify the calculated *** results showed that the sub-molten salt media are suitable for the oxidization and separation processes;FeCr2O4can be oxidized across a wide range of temperature;K（Na）2CrO4can be separated from K（Na）AlO2system at appropriate temperature and proper concentration;the crystallization of carbonate is easier than that of K（Na）2CrO4.

关键词： chromite chromate system thermodynamics calculation phase diagram

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传感器观测相关条件下的最优分布式检测融合算法

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西安交通大学学报 2008年第12期42卷 1441-1444,1449页

作者：相明王立琦张亚明葛新蕾西安交通大学电子与信息工程学院西安710049

针对分布式串行检测融合系统的检测性能优化问题,研究了一种各部传感器判决规则联合优化的系统性能优化方法.融合系统由N部传感器构成,系统性能优化准则采用Bayes准则.在各部传感器观测相关的条件下,为了使系统检测性能达到最优,推导出... 详细信息

针对分布式串行检测融合系统的检测性能优化问题,研究了一种各部传感器判决规则联合优化的系统性能优化方法.融合系统由N部传感器构成,系统性能优化准则采用Bayes准则.在各部传感器观测相关的条件下,为了使系统检测性能达到最优,推导出了传感器判决规则联合最优化的必要条件,得出了最优传感器判决规则满足的一组系统方程,并根据系统方程组设计了求解各部传感器最优判决规则的数值迭代算法.仿真结果表明,采用该数值迭代算法联合优化各部传感器的判决规则,可使融合系统的Bayes风险显著低于单部传感器.

关键词：分布式检测系统检测融合联合最优化

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基于KZ滤波法分析2015—2021年长三角大气颗粒物趋势变化特征

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环境科学学报 2023年第4期43卷 102-110页

作者：陈红张运江占青张可馨盖鑫磊南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

为了改善空气质量,近年我国实行了一系列有史以来最为严格的管控措施.量化分析排放对大气污染物趋势变化的贡献,是验证大气污染治理成效的重要科学依据.本文基于2015—2021年国家环境空气质量监测数据和欧洲中期天气预报中心ERA5气象再... 详细信息

为了改善空气质量,近年我国实行了一系列有史以来最为严格的管控措施.量化分析排放对大气污染物趋势变化的贡献,是验证大气污染治理成效的重要科学依据.本文基于2015—2021年国家环境空气质量监测数据和欧洲中期天气预报中心ERA5气象再分析资料,利用Kolmogorov–Zurbenko(KZ)滤波法定量评估了人为减排和气象条件对长三角地区15个典型城市大气细颗粒物(PM_(2.5))、可吸入颗粒物(PM_(10))及粗颗粒物(PM_(2.5~10))趋势变化的贡献.结果表明,2015—2021年,PM_(2.5)和PM_(10)污染浓度年均值分别降低了40.92μg·m^(-3)和37.12μg·m^(-3),下降幅度分别为42%和38%.使用KZ滤波的低通滤波将PM_(2.5)、PM_(10)和PM_(2.5)~10的浓度原始时间序列分解为短期分量、季节分量和长期分量,其中短期分量和季节分量在冬季的波动幅度高于其他季节.短期分量对原始时间序列总方差的贡献最大(65%),其次是季节分量(25%),而长期分量的贡献最小(10%),表明颗粒物短期变化趋势主要受到气象因素的影响.结合KZ滤波法和逐步多元线性回归模型,区分气象条件和人为排放对颗粒物浓度趋势具体贡献,发现这些城市人为排放对颗粒物趋势变化的贡献总体均大于93%,表明2015—2021年长三角大气污染治理采取的减排措施对改善大气颗粒物污染的有效性.

关键词：长三角地区 KZ滤波大气颗粒物减排趋势变化

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熔盐电脱氧法制备金属及合金的研究进展

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材料导报 2007年第11期21卷 64-67页

作者：金烁盖鑫磊张梅郭敏王习东北京科技大学物理化学系北京100083

对熔盐电脱氧法(FFC法)的概况和工艺原理进行了简要的介绍,综述了国内外利用该方法制备海绵钛以及其他金属及合金粉末的研究进展。分析了熔盐电脱氧法(FFC法)的优点,并指出了目前该方法遇到的主要问题。指出在今后金属与合金制取工艺的... 详细信息

对熔盐电脱氧法(FFC法)的概况和工艺原理进行了简要的介绍,综述了国内外利用该方法制备海绵钛以及其他金属及合金粉末的研究进展。分析了熔盐电脱氧法(FFC法)的优点,并指出了目前该方法遇到的主要问题。指出在今后金属与合金制取工艺的发展趋势上,熔盐电脱氧法将会得到广泛应用并实现工业化。

关键词：电脱氧 FFC方法海绵钛金属合金

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