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可控构建分级多孔炭载CoP纳米颗粒催化剂用于高效氧还原反应

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新型炭材料（中英文） 2024年第3期39卷 526-537页

作者：闫晓丽王奎郝姝葳周广达杨浩伟张华郭俊杰太原理工大学材料科学与工程学院新材料界面科学与工程教育部重点实验室山西太原030024 华侨大学材料科学与工程学院福建厦门361021

为金属空气电池等热点能源器件中的阴极氧还原反应(ORR)设计低成本和高效率的无贵金属催化剂仍然是一项巨大的挑战。过渡金属磷化物(TMPs)因其可调的电子结构及优异的催化性能,有望替代贵金属催化剂。本文采用磷化策略(350℃下二次热解)... 详细信息

为金属空气电池等热点能源器件中的阴极氧还原反应(ORR)设计低成本和高效率的无贵金属催化剂仍然是一项巨大的挑战。过渡金属磷化物(TMPs)因其可调的电子结构及优异的催化性能,有望替代贵金属催化剂。本文采用磷化策略(350℃下二次热解),构建了一种在分层多孔炭框架上负载由掺氮炭壳包裹的CoP纳米颗粒催化剂(CoP@NC)。在二次热解过程中,Co纳米颗粒在NaH_(2)PO_(2)生成的PH_(3)气体下原位转化为CoP纳米颗粒,而载体的十二面体结构没有发生改变。在碱性条件下,CoP@NC电催化剂表现出优异的ORR活性,半波电位高达0.92 V,这归因于分散良好的CoP纳米颗粒与炭壳之间的协同耦合以及载体多孔结构实现的高效质量传输。此外,使用CoP@NC组装的锌-空气电池展现出1.51 V的高开路电压和210.1 mW cm^(-2)的功率密度。这项研究将有助于开发低成本和高效率的ORR电催化剂。

关键词：电催化剂 Co基催化剂金属磷化物 ORR 锌-空气电池

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导叶端隙密封结构对可调涡轮性能的影响

航空动力学报 2024年第3期39卷 205-213页

作者：王智慧马朝臣刘晓娟赵芮晋中学院机械学院山西晋中030619 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

基于传统可调涡轮导叶,设计了一种带有端隙密封结构的喷嘴环导叶(end-clearance sealed guide vane, ESGV)。在导叶不同开度下,对ESGV可调涡轮进行数值模拟,分析了ESGV对可调涡轮性能的影响,结果表明:ESGV可以有效的抑制导叶端隙泄漏流... 详细信息

基于传统可调涡轮导叶,设计了一种带有端隙密封结构的喷嘴环导叶(end-clearance sealed guide vane, ESGV)。在导叶不同开度下,对ESGV可调涡轮进行数值模拟,分析了ESGV对可调涡轮性能的影响,结果表明:ESGV可以有效的抑制导叶端隙泄漏流,能够明显改善喷嘴环和转子通道的流动状态,进而提高涡轮效率。对ESGV可调涡轮和原始涡轮进行涡轮特性试验,结果显示:两型涡轮流量特性大致相同时,在导叶中开度下,ESGV涡轮效率较原始涡轮提高了5%,验证了ESGV方案的有效性。

关键词：带有端隙密封结构的喷嘴环导叶(ESGV) 可调径向涡轮间隙泄漏流涡轮性能泄漏损失

碳布用于锂离子电池三维一体化柔性正极的可行性研究

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材料工程 2024年第3期52卷 192-198页

作者：闫时建郭锦同阳今西诚之太原科技大学材料科学与工程学院太原030024 三重大学材料化学系津市514-8507日本

研究碳纤维编织布用于锂离子电池三维一体化正极的可行性,对三种经过热处理碳布的石墨化程度进行定性分析和定量计算。以锂金属作为对电极,石墨化的碳布电极在0.1~0.5 V的电压下首次放电比容量分别为83.6,94.5mAh·g^(-1)和115.2 mAh·g... 详细信息

研究碳纤维编织布用于锂离子电池三维一体化正极的可行性,对三种经过热处理碳布的石墨化程度进行定性分析和定量计算。以锂金属作为对电极,石墨化的碳布电极在0.1~0.5 V的电压下首次放电比容量分别为83.6,94.5mAh·g^(-1)和115.2 mAh·g^(-1),经过50周次循环充放电后比容量分别为55.0,80.0 mAh·g^(-1)和88.0 mAh·g^(-1)左右。将石墨化的碳布负载LiFePO_(4)后,电极的首次放电比容量分别为73.2,109.5 mAh·g^(-1)和130.2 mAh·g^(-1)。对于石墨化程度为76.02%的碳布,经过50周次循环充放电后比容量稳定在90.0 mAh·g^(-1)左右,综合电化学性能较好,更适合用于锂离子电池的一体化柔性正极。通过建立LiFePO_(4)颗粒与碳纤维之间相互作用的力学模型,探讨一体化正极的力学性能、电学性能和电化学性能之间的关系。将碳布用于锂离子电池一体化正极,可以简化锂离子电池的常规生产过程,革新其生产方式。

关键词：锂离子电池碳布石墨化程度三维一体化柔性正极导电性

氯氧铋@纳米纤维素复合材料中氧空位对苄胺C-N偶联的光催化促进作用

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燃料化学学报（中英文） 2024年第6期52卷 864-872页

作者：王晓霞孙龙秦鹂苏静王佳佳长治学院化学系山西长治046011

本工作采用纳米纤维素(CNC)为载体,与BiOCl在室温搅拌下制备了复合光催化剂BiOCl@CNC。XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS等系列表征表明,CNC中大量羟基可以与BiOCl通过氢键紧密结合,并在材料中构造丰富的氧空位,从而显著提升其可见光催化性能... 详细信息

本工作采用纳米纤维素(CNC)为载体,与BiOCl在室温搅拌下制备了复合光催化剂BiOCl@CNC。XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS等系列表征表明,CNC中大量羟基可以与BiOCl通过氢键紧密结合,并在材料中构造丰富的氧空位,从而显著提升其可见光催化性能。以可见光下催化苄胺C-N偶联为目标反应评估BiOCl@CNC的性能并对机理进行研究。首先对反应条件进行优化,得最优条件为1.0 mmol苄胺作为底物,20 mg BiOCl@CNC作催化剂,以30 W白色LED灯为光源,在CH3CN中氧气氛围下室温反应20 h。底物扩展实验表明,BiOCl@CNC对含有不同取代基的反应物均表现出良好的适应性,且具有优异的稳定性。通过自由基捕获实验表明,电子在氧空位的辅助下产生超氧自由基,并与胺阳离子自由基中间体形成最终产物。这一工作不仅丰富了Bi基复合半导体的应用,也为N-苄烯丁胺的合成提供了新思路。

关键词：氯氧铋纳米纤维素氧空位可见光催化苄胺氧化

高速低载频比传感信号下的逆变器有源阻尼自适应控制

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传感技术学报 2024年第1期37卷 104-110页

作者：冯永芳白娜晋中职业技术学院电子信息系山西晋中030600 桂林电子科技大学海洋工程学院广西桂林536000

逆变器工作在高频运行和控制载波比低的情况下,存在谐振尖峰抑制,提出了高速低载频比传感信号下的逆变器有源阻尼自适应控制技术。在高速低载频比传感信号下,构建逆变器数学模型。输出电流到电容电压与定子电流之间的传递函数,将逆变器... 详细信息

逆变器工作在高频运行和控制载波比低的情况下,存在谐振尖峰抑制,提出了高速低载频比传感信号下的逆变器有源阻尼自适应控制技术。在高速低载频比传感信号下,构建逆变器数学模型。输出电流到电容电压与定子电流之间的传递函数,将逆变器的有源阻尼等效成一个控制电压环。调整有源阻尼自适应控制回路的参数,制定逆变器有源阻尼自适应控制策略。实验结果表明:文中技术的稳定裕度由2.46 dB下降至1.18 dB,可以保证逆变器的稳定运行;在不同采样频率下,可以控制逆变器输出与电网电压相同相位和频率的并网电流,其中在采样频率为5.9f时,输出并网电流和电压均表现为正弦状态,波动范围分别为[35 A,58 A]和[185 V,225 V],具有较好的控制效果。

关键词：传感信号高速低载频比有源阻尼控制数学模型逆变器

湿热处理对藜麦淀粉流变和体外消化性质及结构的影响

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食品工业科技 2024年第15期45卷 144-151页

作者：吴晓江肖婧楠李麟芳柴建新曹雅婧董美琪贾馨郭星妤李若楠徐建国山西师范大学食品科学学院山西太原030000 药食同源功能食品山西省重点实验室山西长治046000 山西振东制药股份有限公司山西长治046000

湿热处理因其安全、绿色、环保、高效的特点被广泛应用于淀粉的改性。本研究采用不同含水量的湿热处理(分别为20%、25%和30%,处理温度为120℃,处理时间为10 h)对藜麦淀粉进行改性并对其流变性质、体外消化性质和结构进行了测定。结果表... 详细信息

湿热处理因其安全、绿色、环保、高效的特点被广泛应用于淀粉的改性。本研究采用不同含水量的湿热处理(分别为20%、25%和30%,处理温度为120℃,处理时间为10 h)对藜麦淀粉进行改性并对其流变性质、体外消化性质和结构进行了测定。结果表明:所有样品均为剪切变稀型非牛顿流体,湿热处理后藜麦淀粉的表观粘度均显著降低,且随着湿热处理含水量的增加而降低。频率扫描实验结果表明随着湿热处理含水量的增加,藜麦淀粉的储能模量G'呈不断降低趋势,而损耗模量G''和损耗因子呈不断增加的趋势。触变实验表明,随着湿热处理含水量的增加样品的触变环面积不断降低。体外消化结果表明,湿热处理能够显著降低藜麦淀粉中的快速消化淀粉含量(P<0.05),且藜麦淀粉中的慢性消化淀粉含量随着湿热处理含水量的增加而显著增加(P<0.05)。在30%含水量下,湿热处理后淀粉所含慢性消化淀粉含量最高,为24.93%,相较原淀粉提高了31.42%。X-衍射结果表明湿热处理后藜麦淀粉的晶型未发生变化,均为A型结晶,但处理后淀粉的相对结晶度显著降低(P<0.05)。傅里叶红外结果表明湿热处理会降低淀粉的整体有序性,但会增加藜麦淀粉中双螺旋结构含量。扫描电镜下观察到相较于原淀粉,改性后的藜麦淀粉出现粘结团聚,部分颗粒表面会出现部分塌陷的现象。本研究结果表明,湿热处理能够显著改变藜麦淀粉的流变学性质,提高藜麦淀粉的慢消化淀粉含量。淀粉的含水量是影响湿热处理改性效果的主要因素。相关结果将为藜麦淀粉的应用提供理论依据。

关键词：湿热处理藜麦淀粉流变性质体外消化结构

一种可用于检测水中Cu^(2+)的锌配位聚合物荧光传感器

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化工进展 2024年第10期43卷 5686-5692页

作者：白羽婷魏晓阳尤雪瑞张志超韩美荣郭湘赵艺妍山西能源学院能源化学与材料工程系山西晋中030600 山西大学分子科学研究所山西太原030006 山西工程职业学院现代化工系山西太原030001 山西白求恩医院(山西医学科学院同济山西医院)山西医科大学第三医院山西太原030032

铜离子(Cu^(2+))作为一种重金属在人体中起着关键作用,但是过量的Cu^(2+)会诱发各种疾病,危害人体健康。因此,开发快速、灵敏检测Cu^(2+)的新型荧光传感器非常重要。本文以1,4-双(3,5-二羧基苯氧基)苯(H_(4)L)为主配体,邻菲啰啉(phen)... 详细信息

铜离子(Cu^(2+))作为一种重金属在人体中起着关键作用,但是过量的Cu^(2+)会诱发各种疾病,危害人体健康。因此,开发快速、灵敏检测Cu^(2+)的新型荧光传感器非常重要。本文以1,4-双(3,5-二羧基苯氧基)苯(H_(4)L)为主配体,邻菲啰啉(phen)为辅配体通过水热法成功制备了一维链状锌配位聚合物(Zn-CP),可作为高效检测水中Cu^(2+)的荧光传感器。该Zn-CP具有优异的荧光特性,可通过荧光猝灭作用特异、灵敏地检测水溶液中的Cu^(2+)。在0~0.8×10^(-6)mol/L的范围内,Cu^(2+)浓度与传感器的荧光衰减呈现良好的线性关系,检出限为1.22×10^(-8)mol/L,低于美国环境保护署规定的限值(2.05×10^(-5)mol/L)。此外,Zn-CP在Cu^(2+)检测中的猝灭机理可归因于配位聚合物与Cu^(2+)之间形成新的化学键。这项工作为构建具有水稳定系的配位聚合物类荧光传感器提供了一种新的策略。

关键词：配位聚合物过渡金属水热制备荧光探针环境

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高功率单共振光学参量振荡器的输出特性研究

中国激光 2024年第8期51卷 176-184页

作者：聂丹丹戚蒙李渊骥冯晋霞张宽收太原师范学院物理系山西晋中030619 山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室山西太原030006 山西大学极端光学协同创新中心山西太原030006

研究了在高抽运功率下,单共振光学参量振荡器(SRO)腔型对其输出特性的影响。在理论分析的基础上,实验搭建了基于掺杂氧化镁的周期性极化铌酸锂(MgO∶PPLN)晶体的两镜驻波腔和四镜环形腔SRO。驻波腔SRO的阈值抽运功率为3.2 W,当抽运光功... 详细信息

研究了在高抽运功率下,单共振光学参量振荡器(SRO)腔型对其输出特性的影响。在理论分析的基础上,实验搭建了基于掺杂氧化镁的周期性极化铌酸锂(MgO∶PPLN)晶体的两镜驻波腔和四镜环形腔SRO。驻波腔SRO的阈值抽运功率为3.2 W,当抽运光功率为14.2 W时,信号光和闲频光功率分别为5.2 W和2.2 W。当抽运光功率大于15 W时,驻波腔SRO输出功率的实测值随抽运光功率的增大而减小,与理论预测偏差较大。环形腔SRO的阈值抽运功率为7.2 W,当抽运光功率为25 W时,信号光和闲频光功率分别为8.1 W和3.6 W。环形腔SRO输出功率的实测值和理论预测基本一致。驻波腔及环形腔SRO输出的信号光在2 h内的功率波动分别优于±2.76%和±2.53%,驻波腔及环形腔SRO输出的闲频光在2 h内的功率波动分别优于±1.24%和±1.19%。驻波腔及环形腔SRO输出信号光的长期频率漂移分别优于±40 MHz及±28 MHz。

关键词：非线性光学单共振光学参量振荡器连续单频红外激光高功率环形腔

基于条件生成对抗网络的无线传感网络多节点失效修复研究

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传感技术学报 2024年第4期37卷 716-722页

作者：王暾赵晓丽何苑郝梦岩长治学院计算机系山西长治046000

当前主流的传感节点失效修复主要通过纠删码完成,修复后节点具有更高的空间利用率,但无法有效提升网络寿命。为此,提出基于条件生成对抗网络的无线传感网络多节点数据重构方法,完成失效修复。感知无线传感网络节点,对失效节点展开裁决,... 详细信息

当前主流的传感节点失效修复主要通过纠删码完成,修复后节点具有更高的空间利用率,但无法有效提升网络寿命。为此,提出基于条件生成对抗网络的无线传感网络多节点数据重构方法,完成失效修复。感知无线传感网络节点,对失效节点展开裁决,确定失效节点位置,并重构节点内数据;将获取的失效节点用于条件生成对抗网络(CGAN)框架中生成器与节点替换网络的训练,通过训练好的生成器,以失效节点为条件,生成未失效节点;为提升修复性能,使用粒子群算法寻优节点替换网络参数,完成节点重构数据置换,实现失效节点的有效修复。结果表明:利用所提方法进行修复时,能耗最高仅为17 J,剩余寿命最低可达到300 h,连通度最高可达到99.2%,具有较好的修复效果。

关键词：无线传感网络失效节点修复条件生成对抗网络节点失效判决节点数据重构