钒酸铋光电催化分解水的研究进展

光电化学(photoelectrochemical, PEC)催化分解水制氢被认为是生态友好、规模化和可持续性地转化与储存太阳能的理想途径之一,但光阳极较低的工作效率限制了PEC分解水的发展.近年来,钒酸铋光阳极因具有较高的理论光电流密度受到科学界的广泛关注.大量的工作聚焦在如何将钒酸铋光阳极所具有的理论潜力尽可能地发挥并应用至PEC分解水制氢.本文通过回顾和分析钒酸铋光阳极的吸光效率、光生载流子分离效率与表面催化产氧效率3个方面的研究进展,对高性能钒酸铋光阳极的设计思路与合成方法进行评述、总结与展望,为进一步挖掘钒酸铋光电极的潜力与开发下一代光电极提供参考和思路.     

光电催化分解水和还原CO2研究进展

 介绍了光电催化（PEC）分解水和还原CO₂的基本原理、研究进展。探讨了提高PEC效率的关键策略，主要包括通过能带调控、形貌控制和敏化提高光吸收，通过助催化剂促进表面反应，以及通过构建局部偶极或异质电场、形貌调控和界面修饰促进电荷分离与传输等。     

求解非光滑复合约束优化问题的再分配束方法

针对一类特殊的复合约束优化问题提出了再分配型束方法,其中目标函数和约束函数为具有lower-C~2性质的函数.利用改善函数,原约束问题可以被转化为无约束问题,并且新的目标函数也具有lower-C~2性质.再利用lower-C~2函数的性质,引入了凸化参数来改善子问题目标函数的凸性,并设计了相应的束方法.给出了原问题和新问题最优点的关系,并简单地给出了参数稳定性结论和算法的局部收敛性结论.通过对H_2/H_∞综合问题的分析,利用提出的算法计算了最优的H_2/H_∞动态控制器,表明了算法的有效性.     

植物水孔蛋白PIP2表达量快速无标记检测

相较于传统的抗体检测,适配体更易于大量快速合成,且可和多种检测技术相结合,在蛋白检测方面具有巨大的潜力.水孔蛋白作为生物体内水分跨膜运输的主要途径,了解其表达量的变化在植物水代谢研究中有着重要意义.利用传统的混合列分法构建了8个C端恒定半胱氨酸残基的类肽适配体文库,结合表面等离激元共振成像技术,筛选得到能特异性结合高等植物水孔蛋白PIP2的类肽适配体PPA7,其亲和力K_D高达2.52×10~(-9) mol/L.利用PPA7检测了石竹玻璃化和正常植株的水孔蛋白表达量,结果表明,石竹玻璃化植株的水孔蛋白表达量显著高于正常植株.研究提供了一种新的植物蛋白定量检测策略,也为进一步明确水孔蛋白在组培苗玻璃化发生中的作用奠定了基础.     

超临界二氧化碳向心涡轮泄漏特性计算与分析

针对超临界二氧化碳(SCO_2)向心涡轮轮背空腔泄漏流,采用典型的迷宫密封,对设计参数进行参数化研究与流场分析,并计算轴向力.首先建立迷宫密封泄漏流动CFD模型,运用NUMECA软件对迷宫密封的可靠性进行验证,进而从气动参数和结构参数两方面对SCO_2向心涡轮轮背泄漏特性进行研究.结果表明,涡轮泄漏量和轴向力随密封出口压力的升高而减少,在一定间隙范围内线性增大,当密封齿高较小时,泄漏量和轴向力随齿高的增加而减小,当密封齿高超过6.3 mm时,泄漏量和轴向力不再随之变化;在密封轴向长度给定的情况下,齿数为6时能实现最佳的密封效果;通过改变密封齿的形状,得到一种密封性较好的等腰梯形齿.     

Ni基合金激光熔覆层裂纹机理研究

激光熔覆得到的Ni基合金熔覆层容易出现裂纹,这是导致Ni基合金熔覆层失败的主要因素.基于实验及微观检测分析,以Ni60熔覆层为研究对象,从组织和应力方面对激光熔覆过程中熔覆层裂纹的开裂及扩展机理进行了研究.综合熔覆层微观组织、物相以及断口形貌分析发现,熔覆层不同位置晶体组织差异显著,材料硬度与裂纹敏感性随硬质相分布的增加而升高,Ni60熔覆层的裂纹属于准解理的脆性断裂,裂纹萌生于熔覆层顶部,并沿硬质相向内部规律性扩展.根据热残余应力模型与Griffith脆性断裂强度模型建立了涂层开裂判据,并在此基础上提出相应的裂纹消除方法,改善了金属的性能.     

基于蒙特卡罗算法的高温作业防护服优化设计

高温作业防护服应具备较好的热防护性和使用性.在降低研发成本的条件下,对高温作业防护服的厚度值进行了优化求解.首先将三维的热传导过程简化为一维问题,立足于傅里叶热传导定律、稳态热传导方程、传热学原理等,建立了一维稳态热传导模型,得到了厚度、时间与温度差之间的关系.利用有限差分法求解出温度分布情况,误差分析结果验证了模型的可靠性.在满足约束条件的情况下,对防护服第2层与第4层厚度的最优设计采用蒙特卡罗算法,可避免陷入局部最优解,降低了研发成本,缩短了研发周期.同时,还可为相关高温作业防护服设计及其衍生产业发展提供参考.     

六角端面六角头螺栓扭矩系数理论计算

螺栓紧固件在工程中得到广泛应用,其扭矩系数反映了在拧紧过程中预紧力与扭矩之间的关系.目前螺栓扭矩系数的研究大多集中于圆环端面螺栓,对于其他端面类型螺栓的研究相对较少.通过受力分析,建立了六角端面六角头螺栓的力学模型.利用圆环端面扭矩的计算公式,推导出六角端面六角头螺栓预紧力与扭矩的关系,并给出扭矩系数的精确计算公式.然后采用拧紧试验机对不同尺寸螺栓的扭矩系数进行实验测量,将理论结果与实测结果相比较,结果表明,理论结果与实验结果相吻合.     

面向风险评估的关键系统识别

为有效识别关键业务系统并评估业务系统对全业务流程造成的安全风险和影响,提出一种全业务流程关键业务系统识别模型.首先,建立业务流程关联树与业务流程关联网络,得到评价属性矩阵与系统关联度矩阵.其次,由评价属性矩阵与系统关联度矩阵构造关联评价属性矩阵,改进优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)中加权方法和相对接近度计算方法,基于TOPSIS改进方法计算业务系统的重要性系数,进而识别全业务流程中关键业务系统.最后,评估业务系统发生信息安全事件时对全业务流程连续性的影响.实验结果表明,该方法能够准确地识别出全业务流程中的关键业务系统,有助于高效评估业务系统对全业务流程造成的影响.     

湿模态特征下张力腿结构传感器布点优化

传感器的测点优化布置是海洋工程装备结构健康监测的关键问题之一.TLP(tension leg platform)张力腿结构在海洋环境荷载的长期作用下可能出现疲劳损伤行为,开展张力腿原型现场监测研究十分重要.考虑张力腿结构的湿模态特征,基于有效独立法开展了传感器初始测点位置的优化筛选研究,结合模态置信度准则和最小均方差准则,提出了适用于以张力腿为典型结构的大长细比水下结构的传感器布设方法.以某待建TLP为例,应用所提方法给出了张力腿结构的传感器布点优化方案.所提方法在实际张力腿原型监测系统传感器布点优化方面具有一定应用价值,对于水下直立结构也具有借鉴作用.