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石墨烯修饰三氧化钨/二氧化钛S型异质结增强的光催化产氢活性（英文）

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Chinese Journal of Catalysis 2020年第1期41卷 9-20页

作者：何菲孟爱云程蓓 Wingkei Ho 余家国武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室材料科学与工程国际化示范学院湖北武汉430070 香港教育大学科学与环境学系海洋污染国家重点实验室中国香港沙特阿卜杜勒阿齐兹国王大学科学部物理系沙特阿拉伯吉达21589

太阳光驱动的光催化分解水产氢是利用太阳能解决当前能源危机和环境问题的理想策略.二氧化钛由于其稳定、环境友好和成本低等优点受到广泛研究,在光催化领域具有不可或缺的作用.然而,纯二氧化钛光催化剂具有光生电子-空穴复合率高、太... 详细信息

太阳光驱动的光催化分解水产氢是利用太阳能解决当前能源危机和环境问题的理想策略.二氧化钛由于其稳定、环境友好和成本低等优点受到广泛研究,在光催化领域具有不可或缺的作用.然而,纯二氧化钛光催化剂具有光生电子-空穴复合率高、太阳能利用率低等缺点,使其在光催化产氢领域的应用受到限制.迄今为止,人们探索了多种改性策略来提高二氧化钛的光催化活性,如贵金属负载、金属或非金属元素掺杂、构建异质结等.通过复合两个具有合适能带排布的半导体来构建异质结可以大大提高光生载流子的分离,被认为是一种有效的解决方案.最近提出了一种新的S型异质结概念,以解释不同半导体异质界面载流子转移分离的问题.S型异质结是在传统Ⅱ型和Z型(液相Z型、全固态Z型、间接Z型、直接Z型)基础上提出的,但又扬长避短,优于传统Ⅱ型和Z型.通常,S型异质结是由功函数较小、费米能级较高的还原型半导体光催化剂和功函数较大、费米能级较低的氧化型半导体光催化剂构建而成.三氧化钨禁带宽度较小(2.4-2.8 eV),功函数较大,是典型的氧化型光催化剂,也是构建S型异质结的理想半导体光催化剂.根据S型电荷转移机制,三氧化钨/二氧化钛复合物在光辐照下,三氧化钨导带上相对无用的电子与二氧化钛价带上相对无用的空穴复合,二氧化钛导带上还原能力较强的电子和三氧化钨价带上氧化能力较强的空穴得以保留,从而在异质界面上实现了氧化还原能力较强的光生电子-空穴对的分离.同时,石墨烯作为一种蜂窝状碳原子二维材料,是理想的电子受体,在异质结光催化剂中能及时转移电子.而且,石墨烯具有较好的导热性和电子迁移率,光吸收强,比表面积大,可为光催化反应提供丰富的吸附和活性位点,已经被认为是一种重要催化剂载体和光电分解水产氢的有效共催化剂.本文采用简便的一步水热法制备石墨烯修饰的三氧化钨/二氧化钛S型异质结光催化剂.光催化产氢性能测试表明,三氧化钨/二氧化钛/石墨烯复合材料的光催化产氢速率显著提高(245.8μmol g^-1 h^-1),约为纯TiO2的3.5倍.高分辨透射电子显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱结果证明了TiO2和WO3纳米颗粒的紧密接触,并成功负载在还原氧化石墨烯(rGO)上.X射线光电子能谱中Ti 2p结合能的增加证实TiO2和WO3之间强的相互作用和S型异质结的形成.此外,复合材料中的rGO大大拓展了复合物的光吸收范围(紫外-可见漫反射光谱),增强了光热转换效应,而且rGO与TiO2之间形成肖特基结,促进了TiO2导带电子的转移和分离.总之,WO3和TiO2的S型异质结与TiO2和rGO之间的肖特基异质结的协同效应抑制了相对有用的电子和空穴的复合,有利于氧化还原能力较强的载流子的分离和进一步转移,加速了表面产氢动力学,于是增强了三元复合光催化剂的光催化产氢活性.

关键词：像梯形的异质结 S型异质结 S异质结光催化剂光解水产氢

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基于SPH方法的阶梯流数值模型

清华大学学报（自然科学版） 2011年第6期51卷 802-808页

作者：吴建松鲍凯张辉杨锐清华大学工程物理系公共安全研究院北京100084 阿卜杜拉国王科技大学数学与计算机科学及工程学院计算输运现象实验室图沃23955-6900沙特阿拉伯

针对阶梯流在实验研究方面的不足,为了更好地研究复杂阶梯流动力学规律,利用光滑粒子流体动力学方法(SPH)构建了阶梯流数值计算模型。该文模型对SPH方法的一种固壁边界处理方法进行了改进,改进的边界处理方法能对固壁边界施加的斥力进... 详细信息

针对阶梯流在实验研究方面的不足,为了更好地研究复杂阶梯流动力学规律,利用光滑粒子流体动力学方法(SPH)构建了阶梯流数值计算模型。该文模型对SPH方法的一种固壁边界处理方法进行了改进,改进的边界处理方法能对固壁边界施加的斥力进行动态修正从而减少边界扰动,还引入了动态加入水粒子的水泵模型来模拟阶梯流实验中的水泵注水过程。以验证模型可靠性,基于建立的模型对Ishigaki实验场景进行了模拟分析。结果表明:定性上,模拟水流呈现出较好的阶梯流流态;定量上,模拟结果与Ishigaki实验数据整体上比较吻合。

关键词：阶梯流光滑粒子流体动力学(SPH) 边界斥力法水泵

低温等离子体改性碳纳米管及其对U(Ⅵ)的吸附性能研究

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中国科学：化学 2019年第1期49卷 184-194页

作者：孙菊王亚男段升霞 Tasawar Hayat Ahmed Alsaedi 李家星中国科学院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 阿卜杜勒阿齐兹国王大学沙特阿拉伯吉达21589

采用低温等离子体法将O-磷酸乙醇胺(O-PEA)接枝到多壁碳纳米管表面(MWCNTs),并使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)表征改性前后的MWCNTs的物化性质.通过静态吸... 详细信息

采用低温等离子体法将O-磷酸乙醇胺(O-PEA)接枝到多壁碳纳米管表面(MWCNTs),并使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)表征改性前后的MWCNTs的物化性质.通过静态吸附实验研究改性碳纳米管对溶液中U(Ⅵ)的吸附容量,同时,还研究了吸附时间、pH、离子强度和温度对吸附性能的影响.结果表明,通过低温等离子体法改性后的MWCNTs(PTMWCNTs-4)对U(Ⅵ)的吸附性能最好,其吸附容量大约是未改性MWCNTs吸附量的3倍.改性后的MWCNTs吸附速率更快. PTMWCNTs-4对U(Ⅵ)的吸附在pH7.0条件下受离子强度影响,属于外层络合机理或离子交换.热力学数据表明,吸附过程放热且可自发进行.本文为U(Ⅵ)的有效去除提供了一种新型环保的改性方法.

关键词：低温等离子体碳纳米管吸附 U(VI)

纳米钯催化苄基氯代物与烯丙基硼酸频哪醇酯的羧化Suzuki偶联反应（英文）

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Chinese Journal of Catalysis 2018年第7期39卷 1258-1262页

作者：孙健王加升冯秀娟 Yoshinori Yamamoto Abdulrahman I.Almansour Natarajan Arumugam Raju Suresh Kumar 包明大连理工大学精细化工国家重点实验室辽宁大连116023 大连理工大学石油与化学工程学院辽宁盘锦124221 东北大学理学研究科化学系日本仙台980-8578 立命馆大学科学技术研究所日本草津志贺525-8577 沙特阿拉伯国王大学科学学院化学系沙特阿拉伯利雅得11451

CO_2是廉价的Cl源,同时具有无毒、储量丰富的优点,符合绿色化学发展要求.利用CO_2构筑新的C-C键是化学固定CO_2的重要方法.β,γ-不饱和酯类结构单元是许多生物活性分子的重要组成部分,经由双π-烯丙基钯中间体与CO_2反应,合成新的β,γ... 详细信息

CO_2是廉价的Cl源,同时具有无毒、储量丰富的优点,符合绿色化学发展要求.利用CO_2构筑新的C-C键是化学固定CO_2的重要方法.β,γ-不饱和酯类结构单元是许多生物活性分子的重要组成部分,经由双π-烯丙基钯中间体与CO_2反应,合成新的β,γ-不饱和酯类化合物,具有重要意义.CO_2与有机硼化合物的羧化反应己有报道,有机硼化合物具有低毒、对水不敏感等优点.但是己报道的羧化Suzuki偶联反应存在诸多缺点:(1)需要使用含膦或者氮杂环卡宾配体的催化剂,而这些催化剂的制备过程使前期实验步骤变得冗长,同时反应液的酸化后处理过程也会造成环境污染;(2)有机硼试剂的官能团兼容范围窄,限制了底物范围的拓展.本课题组以原位生成的纳米钯粒子为催化剂,在CO_2存在的温和条件下,高效实现了苄氯与烯丙基硼酸频哪醇酯的羧化Suzuki偶联反应.反应过程中无其它配体加入,反应结束后不需要酸化或酯化的后处理过程.该反应将具有广泛的官能团兼容性.本文以TBAB稳定的纳米钯粒子为催化剂,在温和条件下,实现了氯甲基芳香化合物、烯丙基硼酸频哪醇酯和CO_2的三组分羧化Suzuki偶联反应.最佳反应条件为:Pd(acac)_2(5mol%)、TBAB(0.7mmol,1.4 equiv.)、KF(1mmol,2.0 equiv.)、苄基卤代物(0.5 mmol)、烯丙基硼酸频哪醇酯(0.6 mmol,1.2 equiv.)、CO_2(2.0 MPa)、溶剂THF(5 mL),50℃反应24h.在最佳反应条件下,苯环、萘环以及杂芳环的氯甲基化合物均可发生该羧化反应.苯环上取代基的位置对产物的收率有影响.当使用1-溴甲基萘作为底物时反应也能够发生,收率与1-氯甲基萘作为底物时的收率相当.与已报道有机硼试剂的羧化反应相比,该反应体系无需加入配体,原位生成了纳米钯粒子,避免了催化剂或者配体的复杂制备过程.该反应中,氟离子的存在是必要的,对烯丙基硼酸频哪醇酯具有活化作用.

关键词：纳米钯羧化Suzuki偶联二氧化碳苄基氯代物烯丙基硼酸频哪醇酯

基于深度学习的“一带一路”沿线省域普惠金融发展水平评价

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经济问题探索 2020年第12期 139-149页

作者：石京民王万君李健北京理工大学管理与经济学院北京100081 北京理工大学人文与社会科学学院北京100081 伦敦国王学院自然与数学科学学院英国伦敦WC2R2LS

本文基于深度学习方法构建我国“一带一路”沿线省域普惠金融发展评价模型,并运用泰尔指数分解、核密度估计与梯度下降算法明晰普惠金融发展的时空格局、动态演进与影响因素。研究表明:(1)沿线省域普惠金融发展整体处于低水平、缓增长... 详细信息

本文基于深度学习方法构建我国“一带一路”沿线省域普惠金融发展评价模型,并运用泰尔指数分解、核密度估计与梯度下降算法明晰普惠金融发展的时空格局、动态演进与影响因素。研究表明:(1)沿线省域普惠金融发展整体处于低水平、缓增长的成长期阶段;横向来看,沿线省域普惠金融发展水平呈“金字塔”型分布,除“极核”上海表现突出外,其他省域呈低水平均衡态势;纵向来看,沿线省域普惠金融发展水平稳步提升,其发展速度呈“高低相间、连片集群”的分布格局;(2)沿线省域普惠金融发展水平呈东高西低、南高北低的梯度分布格局。东部各省域分布呈两极分化趋势;东北、西南各省域分布相对均衡;西北各省域分布由两极分化向多极化转变;(3)银行业金融机构覆盖率、小贷公司信贷状况、银行业金融机构服务投诉率与不良贷款率是影响普惠金融发展水平的关键因素。

关键词： “一带一路”倡议普惠金融深度学习评估体系

商用氧化铟锡玻璃:室温高效还原氮气的催化剂电极

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Chinese Journal of Catalysis 2021年第6期42卷 1024-1029页

作者：王婷李绍雄赫丙玲朱晓娟罗永岚刘倩李廷帅卢思宇叶晨 Abdullah M.Asiri 孙旭平西华师范大学化学合成与污染控制四川省重点实验室四川成都637002 新乡大学物理与电子工程学院河南新乡453003 电子科技大学基础与前沿研究院四川成都610054 郑州大学化学学院绿色催化中心河南郑州450001 四川大学化学学院四川成都610064 阿卜杜勒阿齐兹国王大学科学学院和先进材料研究卓越中心吉达21589沙特阿拉伯

NH_(3)作为一种必需的活化氮源,在化肥、染料、爆炸物和药物等的制造中起到了关键作用;同时,它也是一种在交通运输领域具有吸引力的无碳能源载体.工业上生产氨气使用典型的哈伯-博世工艺,但是此工艺涉及大量的能源消耗和碳排放,给环境... 详细信息

NH_(3)作为一种必需的活化氮源,在化肥、染料、爆炸物和药物等的制造中起到了关键作用;同时,它也是一种在交通运输领域具有吸引力的无碳能源载体.工业上生产氨气使用典型的哈伯-博世工艺,但是此工艺涉及大量的能源消耗和碳排放,给环境带来巨大的压力.电化学氮还原反应(NRR)能够在温和环境下实现环境友好、节能的氨合成,但此过程需要高效的电催化剂.高效的NRR催化剂(Au、Ag、Pd和Ru)储量少、成本高,阻碍了它的实际应用.因此,设计和开发由地球上丰富的元素制成的具有成本效益的催化剂来代替NRR催化剂意义重大.本课题组最近的研究(***.,2018,54,12966-12969)表明,SnO2在环境条件下具有电催化氧化活性,但其低电导率限制了其性能,可通过氟掺杂或石墨烯杂化予以解决.氧化铟锡(ITO)作为一种含SnO2的材料,导电性好,可望用于NRR的高效电催化剂中.因此,本文采用商用氧化铟锡玻璃(ITO/G)作为催化剂电极,在温和环境条件下进行N_(2)-NH_(3)的电化学转化,并呈现出对生成氨气有较高的选择性.XRD和XPS结果表示,商用ITO/G中存在In,Sn和O元素;SEM显示ITO/G具有清晰的纳米薄膜结构和267 nm的截面厚度;相应的EDX谱图显示In,Sn和O元素分布均匀,且原子比为32.11:3.16:64.74.采用紫外-可见光谱及线性扫描伏安和恒电位极化等电化学测试研究了商用ITO/G的NRR活性.在0.5 M LiClO4电解液中测试时,于-0.40 V ***条件下,ITO/G的NH_(3)产率为1.06×10^(-10) mol s^(-1) cm^(-2),其法拉第效率为6.17%.15N同位素标记实验证实了所测到的NH_(3)是由ITO/G催化的N_(2)电还原反应生成的.利用第一性原理计算探讨了在ITO催化剂上可能的NRR反应机理,确定了ITO催化剂的NRR活性位点、N_(2)化学吸附活性位点以及NRR的反应途径.此外,24 h恒电位(-0.40 V ***)极化测试和2 h恒电位极化(-0.40 V ***)测试后的XRD和SEM结果表明,该催化剂具有较高的电化学稳定性.综上所述,商用ITO/G用作在环境条件下将N_(2)转化为NH_(3)的有效催化剂电极,将为开发人工固定氮气的ITO基纳米结构提供一种研究途径.

关键词： N2还原反应 NH_(3) 铟-锡氧化物电催化剂环境条件密度泛函理论

基于OPC通信技术的超塑成形设备气压控制系统

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锻压技术 2017年第8期42卷 66-70页

作者：赵志衡冀勇宋欢林航东哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001 伦敦大学国王学院自然和数学科学学院

为了提高超塑成形设备运行中充气过程的准确性和实时性,设计了采用组态王进行控制系统运行数据的采集和监控画面的实现,利用MATLAB实现复杂控制算法的气压控制系统。采用OPC技术设计了组态王和MATLAB/Simulink的数据交换接口程序,在超... 详细信息

为了提高超塑成形设备运行中充气过程的准确性和实时性,设计了采用组态王进行控制系统运行数据的采集和监控画面的实现,利用MATLAB实现复杂控制算法的气压控制系统。采用OPC技术设计了组态王和MATLAB/Simulink的数据交换接口程序,在超塑成形设备气压控制系统中,结合了工控组态软件和MATLAB各自的优势,实现了模糊PID控制算法,从而达到了更加理想的控制效果。在超塑成形设备中实际应用的结果表明,在系统调整时间相近的情况下,传统PID控制的阶跃响应的超调为16%,模糊PID控制的阶跃响应的超调为8%,验证了设备运行中该气压控制系统对充气过程的控制效果优于传统方案。

关键词：超塑成形设备组态王 MATLAB OPC 模糊PID 气压控制系统

基于3D变换电磁学和2D表面电磁学的电磁场操控和天线设计

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Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 2020年第3期21卷 351-366页

作者：张鹏飞闫玉凯刘英 Raj MITTRA 西安电子科技大学电子工程学院中国西安市710071 中佛罗里达大学电气工程与计算机科学系美国佛罗里达奥兰多328163 阿卜杜勒阿齐兹国王大学电气与计算机工程系沙特阿拉伯吉达22254

尽管人们已经开发了针对不同类型天线的多种设计技术,如线天线、贴片天线、透镜天线以及反射面等,但尚未构建普适的框架技术——普适框架技术应可用于各种天线的综合与设计,使天线具有满足使用者特定需求的电气特性。近年来,5G通信及各... 详细信息

尽管人们已经开发了针对不同类型天线的多种设计技术,如线天线、贴片天线、透镜天线以及反射面等,但尚未构建普适的框架技术——普适框架技术应可用于各种天线的综合与设计,使天线具有满足使用者特定需求的电气特性。近年来,5G通信及各种空天技术、国防应用、生物医疗和类似应用的快速发展,迫切需要天线设计技术的大幅提升。本文从场操控角度剖视天线设计技术,为这种框架性构建提供一个可能的思考,以期最终部分满足这种需求。首先,回顾现有操控技术,包括基于麦克斯韦方程和波动方程在内的场变换方法,指出这些技术的局限性,并提出改善性能的方法。其次,介绍一种基于2D超表面的场操控方法及其理论基础——广义反射和折射定律。进一步,探索如何利用2D超表面克服传统的由临界角严格限制的反射和折射局限性。最后,给出场操控方法在天线设计中的应用实例,以期引导人们发展面向未来通信天线设计的通用策略和方法。

关键词：场操控变换光学天线设计表面电磁学

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一种优化的字符串seed的求解算法

模式识别与人工智能 2005年第4期18卷 399-404页

作者：赵基郭庆陈纯张晖浙江大学计算机科学与技术学院杭州310027 伦敦大学国王学院计算机科学系

研究了一种重要的字符规律性——字符串的seed。我们利用等价类的概念,提出了等价类树的结构,并在构建前缀等价类树和后缀等价类树的过程中,实时地求解出任意长度的字符串的seed。给定长度为n的字符串,这一算法的时间复杂度为O(nlogn)。

关键词：字符串算法规律性覆盖 Seed 等价类