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金属-有机骨架衍生的Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)异质结用于光催化产氢及其电荷转移途径的确定

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物理化学学报 2024年第1期40卷 42-43页

作者：赖可溱李丰彦李宁高旸钦戈磊中国石油大学(北京)新能源与材料学院重质油国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)新能源与材料学院材料科学与工程系北京102249

氢气是缓解环境污染和能源短缺的零污染绿色能源,利用太阳能诱导半导体裂解水制氢是最环保的方法之一。本文以MOFs衍生的Ni-CNT(Ni修饰的碳纳米管)作为非贵金属助催化剂,通过简单的油浴法原位生长ZnIn_(2)S_(4)纳米片合成了Ni-CNT/ZnIn_... 详细信息

氢气是缓解环境污染和能源短缺的零污染绿色能源,利用太阳能诱导半导体裂解水制氢是最环保的方法之一。本文以MOFs衍生的Ni-CNT(Ni修饰的碳纳米管)作为非贵金属助催化剂,通过简单的油浴法原位生长ZnIn_(2)S_(4)纳米片合成了Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)。在Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)中,Ni纳米颗粒包裹在CNT的顶部和横截面上,有效地阻止了Ni纳米颗粒的团聚。Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)异质结构具有紧密的接触界面,有利于电荷转移,可作为高效的析氢光催化剂。38Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)样品具有最佳的产氢性能(12267μmol·h^(−1)·g^(−1)),约为纯ZnIn_(2)S_(4)的6.4倍,且在420 nm单色光下其表观量子效率达到11.3%。X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)结果证实了Ni-CNT/ZnIn_(2)S_(4)异质结构的存在。电化学测试表明,Ni-CNT与ZnIn_(2)S_(4)的结合促进了光生电荷的转移,有效地阻止了光生载流子的快速复合,从而增强了ZnIn_(2)S_(4)的析氢性能。电子自旋共振(ESR)结果进一步证明了Ni-CNT助催化剂的存在延长了ZnIn_(2)S_(4)光生电荷的寿命,促进了光生电荷和空穴的分离效率。通过密度泛函理论计算探索并确定了异质结界面中的电荷转移途径。Ni、CNT和ZnIn_(2)S_(4)费米能级的差异导致界面处电荷发生迁移从而形成内嵌电场,ZnIn_(2)S_(4)的能带向下弯曲,促进光生电子从ZnIn_(2)S_(4)流向NiCNT电子受体。平面平均电子密度差结果证实了热电子从Ni转移至CNT再转移至ZnIn_(2)S_(4),表明光生电子转移途径为ZnIn_(2)S_(4)→CNT→Ni。此外,吸附H*吉布斯自由能(ΔGH*)和晶体轨道哈密顿布居(COHP)结果表明Ni纳米颗粒可作为析氢反应的活性位点,促进了产氢效率。本工作将为开发低成本、高效的非贵金属光催化制氢催化剂提供新的策略。

关键词： Ni-CNT 光催化析氢 ZnIn_(2)S_(4) 助催化剂

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基于自反馈阈值学习的半监督皮肤癌诊断模型

河北大学学报（自然科学版） 2024年第4期44卷 441-448页

作者：韩硕袁伟珵杜泽宇河北医科大学基础医学院河北石家庄050017 曼彻斯特大学健康科学学院英格兰曼彻斯特M139PL

为解决监督学习皮肤癌诊断模型的训练需要大量数据标注,且医学专家标注工作成本高、耗时长、易疲劳等问题,提出了一种基于自反馈阈值学习(Self-Feedback Threshold Learning,SFTL)的半监督皮肤癌诊断方法.在标注数据预训练的ResNet网络... 详细信息

为解决监督学习皮肤癌诊断模型的训练需要大量数据标注,且医学专家标注工作成本高、耗时长、易疲劳等问题,提出了一种基于自反馈阈值学习(Self-Feedback Threshold Learning,SFTL)的半监督皮肤癌诊断方法.在标注数据预训练的ResNet网络基础上,引入全局和局部类别间伪标签自反馈阈值学习机制动态筛选ResNet预测概率大于自反馈阈值的无标记样本,引入无监督阈值学习损失和分类交叉熵损失进行模型训练,在标记样本稀缺的情况下深入挖掘无标记数据的鉴别诊断信息,显著降低模型在无标记皮肤病变图像中的误判率.选取公开数据集HAM10000的皮肤病变图像展开实验验证,在仅需50%标记数据下实现了0.8229的准确率和0.7651的F1分数,证明所提出的SFTL模型在半监督场景下可有效解决皮肤癌诊断任务,相比其他同类方法具有更好的分类性能.

关键词：半监督皮肤癌诊断自反馈阈值学习卷积神经网络半监督学习

三元无规策略在高性能非富勒烯有机太阳能电池活性层的应用

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化学进展 2024年

作者：李春燕林鑫王文甄红宇福建师范大学化学与材料学院

近年来，由于窄带隙小分子受体的快速发展，以及高性能聚合物给体不断出现，非富勒烯有机太阳能电池（NF-OSCs）取得了突破性进展，其能量转换效率（PCE）已接近20%。然而，随着D-A交替共聚聚合物材料设计逐渐饱和，人们迫切的需要开发... 详细信息

近年来，由于窄带隙小分子受体的快速发展，以及高性能聚合物给体不断出现，非富勒烯有机太阳能电池（NF-OSCs）取得了突破性进展，其能量转换效率（PCE）已接近20%。然而，随着D-A交替共聚聚合物材料设计逐渐饱和，人们迫切的需要开发更高效的共轭聚合物材料。而利用无规共聚策略制备的D-A型无规共聚物具有能级易调节、有宽且强的吸收以及较高的吸光系数等优势，因此备受人们的关注。本文首先讨论了无规D-A共聚策略在调控聚合物性质和器件性能方面的优势。其次，分别从无规聚合物给体材料和受体材料两方面综述了无规共聚策略在活性层材料的应用研究。最后，对于三元无规聚合物在有机太阳能电池中的进一步发展进行了总结与展望。

关键词：三元无规共聚 D-A共聚非富勒烯有机太阳能电池第三单元

ATH/ADP配比对EVA阻燃性能及机理转变的影响

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无机材料学报 2024年第5期39卷 509-516页

作者：程博安晓航李定华杨荣杰北京理工大学国家阻燃材料工程技术研究中心材料学院北京100081

针对氢氧化铝(ATH)在对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)阻燃效率低的问题,将二乙基次磷酸铝(ADP)和ATH复配,用以提高EVA阻燃性能。本研究采用垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)和锥形量热仪(CONE)对材料的阻燃性能进行研究。结果表明,和EVA/... 详细信息

针对氢氧化铝(ATH)在对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)阻燃效率低的问题,将二乙基次磷酸铝(ADP)和ATH复配,用以提高EVA阻燃性能。本研究采用垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)和锥形量热仪(CONE)对材料的阻燃性能进行研究。结果表明,和EVA/ATH复合材料相比,当ATH和ADP质量比为2∶1和1∶2时,垂直燃烧等级均从无等级提高到V-0级,LOI分别从34.5%提高到37.8%和42.8%。通过不同测试方法对以上两种配比的样品进行阻燃机理分析。结果表明,在ATH和ADP质量比为2:1的样品中,热分解释放的含磷化合物含量较低,而且形成的磷酸铝(AlPO4)促使炭层更致密连续,热分解产生的残炭量高于理论值,因此该配比下阻燃机理以凝聚相为主导。在ATH和ADP质量比为1∶2的样品中,炭层孔洞较多,热分解产生的残炭量低于理论值,但气相产物中出现较多含磷化合物,因此该配比下阻燃机理以气相主导。

关键词：氢氧化铝二乙基次磷酸铝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物阻燃机理

基于质量4.0的印制电路板智能缺陷检测研究

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系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1682-1690页

作者：刘虎沉李珂王鹤鸣施华同济大学经济与管理学院上海200092 上海电机学院材料学院上海201306

新一代信息技术的高速发展为制造业的转型与发展提供了机遇,同时也推动了制造质量管理方式的重大变革。本文结合制造业发展实际情况,概述了质量4.0的基本理论及关键技术,并进一步探讨了质量4.0的实施与落地应用。具体而言,将印制电路板(... 详细信息

新一代信息技术的高速发展为制造业的转型与发展提供了机遇,同时也推动了制造质量管理方式的重大变革。本文结合制造业发展实际情况,概述了质量4.0的基本理论及关键技术,并进一步探讨了质量4.0的实施与落地应用。具体而言,将印制电路板(printed circuit board,PCB)缺陷检测作为研究案例,设计了基于质量4.0的PCB智能缺陷检测方案,并提出了缺陷检测的5个关键评价标准;提出的检测方案可有效帮助PCB制造企业过滤缺陷假点、控制产品良率、获取缺陷解决建议,并为员工掌握专业检测技能提供学习和培训平台。本文旨在研究质量4.0环境下的智能缺陷检测及其PCB中的应用,以推动制造业质量管理数字化和智能化转型。

关键词：质量4.0 质量管理印制电路板制造缺陷检测智能制造

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高活性自支撑钴镍硫化物析氧催化剂

精细化工 2024年

作者：曾晓辉杨洁陈洪伟杨浩瑜谢娟王虎西南石油大学新能源与材料学院

调节前驱液中n（Co）∶n（Ni），采用水热法在泡沫镍（NF）上负载两种双金属硫化物(NiCo2S4、Ni2CoS4)制备了析氧催化剂NiCo2S4/NF和Ni2CoS4/NF。采用SEM、XRD、XPS对催化剂进行了表征，并进行了电化学性能测试，考察了n（Co）∶n（Ni... 详细信息

调节前驱液中n（Co）∶n（Ni），采用水热法在泡沫镍（NF）上负载两种双金属硫化物(NiCo2S4、Ni2CoS4)制备了析氧催化剂NiCo2S4/NF和Ni2CoS4/NF。采用SEM、XRD、XPS对催化剂进行了表征，并进行了电化学性能测试，考察了n（Co）∶n（Ni）(1∶2～3∶2)对催化剂结构形貌、元素组成和析氧性能的影响。结果表明，当n（Co）∶n（Ni）＝1∶2时，得到的金属硫化物为立方相Ni2CoS4；当n（Co）∶n（Ni）≥1时，得到的金属硫化物为立方相NiCo2S4。n（Co）∶n（Ni）＝1∶1时，制备的NiCo2S4/NF比Ni2CoS4/NF具有更优异的析氧反应（OER）性能，电流密度为20 mA/cm2时，其过电位仅为216 mV，Tafel斜率为72 mV/dec，具有更大的电化学活性面积、低的电荷转移电阻。在OER过程中，催化剂表面形成的MOOH（M=Co、Ni）有利于OER的进行；密度泛函理论（DFT）计算表明，NiCo2S4发生OER需要的吉布斯自由能更低。

关键词：泡沫镍钴镍硫化物析氧反应催化技术

2D-SiC_(f)/SiC复合材料层间Ⅰ型断裂试验及表征

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无机材料学报 2024年第1期39卷 45-50页

作者：师维刚张超李玫王晶张程煜西北工业大学材料学院NPU-SAS联合研究中心西安710072 西北工业大学极端力学研究院西安710072 西北工业大学材料学院西安710072 西安科技大学理学院力学系西安710600

二维编织碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiC_(f)/SiC)在航空领域中得到广泛使用,然而该材料层间强度低,使其易萌生层间裂纹,引起分层破坏。为此,本工作采用楔形双悬臂梁法(W-DCB)和悬臂梁法(DCB)开展了层间Ⅰ型断裂试验,获得了2D-SiC... 详细信息

二维编织碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiC_(f)/SiC)在航空领域中得到广泛使用,然而该材料层间强度低,使其易萌生层间裂纹,引起分层破坏。为此,本工作采用楔形双悬臂梁法(W-DCB)和悬臂梁法(DCB)开展了层间Ⅰ型断裂试验,获得了2D-SiC_(f)/SiC的层间裂纹驱动的加载数据,得到了其裂纹端口张开力及张开位移变形曲线。在试验加载过程,通过光学显微镜监测了视觉裂纹扩展过程,探究了2D-SiC_(f)/SiC的层间I型裂纹扩展规律。结合理论分析和裂纹视觉特征解释了加载曲线拐点及其他特征点的断裂力学含义。利用扫描电子显微镜分析了2D-SiC_(f)/SiC的层间断面特征,揭示了断面分层裂纹扩展机制。结果表明:W-DCB方法测量的2D-SiC_(f)/SiC层间Ⅰ型初始能量释放率与DCB方法等效;2D-SiC_(f)/SiC层间Ⅰ型断裂过程中,裂纹端口变形曲线的多峰性不符合经典线弹性断裂力学预测的加载峰后特征,反映了2D-SiC_(f)/SiC层间约束关系的复杂性;层间断面为结构性非完全损伤,发生了局部纤维桥连现象。

关键词： 2D-SiC_(f)/SiC复合材料层间Ⅰ型断裂表征分析纤维桥连

固体氧化物燃料电池氧化锆基电解质薄膜制备技术研究进展

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硅酸盐学报 2024年第5期52卷 1722-1738页

作者：徐而翔李晓艳陈宋璇杜国山付云枫清华大学材料学院北京100084 中国恩菲工程技术有限公司北京100038

固体氧化物燃料电池(SOFC)具有高能量转化效率、环境友好性等特征,是全球能源环境问题的重要解决方案。电解质作为SOFC的关键组件,决定了电池的工作温度与输出性能。首先,以典型的氧化锆基电解质材料为例,介绍了其导电机理和导电性能的... 详细信息

固体氧化物燃料电池(SOFC)具有高能量转化效率、环境友好性等特征,是全球能源环境问题的重要解决方案。电解质作为SOFC的关键组件,决定了电池的工作温度与输出性能。首先,以典型的氧化锆基电解质材料为例,介绍了其导电机理和导电性能的影响因素。为促进SOFC的商业化,电解质材料需在较低的工作温度下有较低的欧姆阻抗,电解质薄膜化是降低电池工作温度的有效方法。而后,从固相粉体成型、液相成型、气相成型3个方面综述了氧化锆基电解质薄膜的常见制备方法,并分析各种方法的优劣势。最后,对电解质薄膜的制备方法做简要展望。

关键词：固体氧化物燃料电池电解质氧化锆薄膜

新时代背景下高校思想政治教育与化学课堂教学的整合

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教育教学论坛 2024年第10期 13-16页

作者：娄宇轩曼彻斯特大学化学院英国大曼彻斯特M139GB

在新时代背景下,高校思想政治教育与化学课堂教学的有效整合尤为重要。这种整合不仅有利于学生世界观、人生观、价值观的塑造,提高学生的社会责任感和创新精神,而且对于培养具有爱国主义精神的化学人才具有重要意义。然而,当前的整合工... 详细信息

在新时代背景下,高校思想政治教育与化学课堂教学的有效整合尤为重要。这种整合不仅有利于学生世界观、人生观、价值观的塑造,提高学生的社会责任感和创新精神,而且对于培养具有爱国主义精神的化学人才具有重要意义。然而,当前的整合工作面临诸多挑战,为了有效推进思想政治教育与化学课堂教学的整合,提出了加强教师培训、加大思政元素融合的广度和深度,加强案例研发、完善制度机制体系建设和营造支撑环境等对策,以期为高校教育改革提供参考和借鉴。

关键词：高校思想政治教育化学课堂教学案例研发