质子交换膜燃料电池电堆温度特性的模糊建模

根据PEMPC电堆温度控制的需要,建立了PEMFC电堆的工作温度与运行参量之间的定量关系模型,为建立面向控制的PEMFC温度非线性模型提供了一种新思路.在建模过程中,采用模糊辨识方法建立PEMFC控制系统的模糊模型,仿真和实验结果表明,该模糊辨识方法对质子交换膜燃料电池电堆的建模和控制提供了一条可供参考的途径.     

极限学习机及其在质子交换膜燃料电池参数辨识中的应用

为对质子交换膜燃料电池(PEMFC)进行精确建模，需要准确辨识PEMFC中的未知参数.然而，PEMFC的参数辨识是一个多变量、多峰值和强耦合的非线性优化问题，传统的参数辨识方法往往得不到满意的结果.此外，不同运行条件下产生的噪声会阻碍启发式算法(MhAs)获取精确的参数.针对该问题，提出一种基于极限学习机(ELM)的MhAs策略——ELM-MhAs,以实现PEMFC的参数辨识.利用ELM对数据进行训练以降低或消除噪声，为MhAs提供更为准确可靠的适应度函数，从而保证MhAs对PEMFC参数的精确辨识.为验证该策略的可行性和有效性，在低温、低相对湿度和高温、高相对湿度两种条件下，分别对25组电压-电流数据进行不降噪、贝叶斯正则神经网络(BRNN)降噪以及ELM降噪处理，随后对比不同数据中6种MhAs和列文伯格-马夸尔特反向传播法的参数辨识结果.实验结果表明，与不降噪和BRNN降噪处理相比，应用ELM能够显著减少数据噪声对实验数据的影响，从而有效提高MhAs的参数辨识精度.     

MBR中中空纤维膜和板式膜不同的膜污染机理

分析了中空纤维膜和板式膜MBR在膜污染过程中表现出的不同特点,研究了2种膜不同的膜污染机理.平行实验表明,中空纤维膜的膜面附着物是污泥泥饼层,而板式膜的膜面附着物是一层二次动态膜,这导致两者的膜污染杌理有显著区别.泥饼层是中空纤维膜的主要污染因素,二次动态膜则可以缓解作为板式膜主要污染因素的膜孔堵塞污染;同时,由于泥饼层的作用,EPS与中空纤维膜的膜污染相关性良好,而在板式膜中,EPS与其膜污染相关性很差,并且二次动态膜显著降低了SMP与膜污染的相关性;在2种膜长期运行时,相比中空纤维膜过膜压力呈现2个阶段的变化,板式膜的过膜压力经历了3个阶段的变化,这是因为二次动态膜起到了初期缓解膜污染、后期加剧膜污染的作用.     

膜生物反应器的膜污染问题

在综述了近年来国内外有关膜生物反应器大量文献的基础上,阐述了膜污染产生的机理、膜污染数学模型以及影响膜污染的因素,并具体介绍了现阶段消除膜污染的膜清洗方法及发展方向。     

壳聚糖膜的制备及膜性能

以相对分子质量分别为220000,350000,500000,680000道尔顿的壳聚糖以及脱乙酰度分别为90%,94%,95%,97%的680000道尔顿壳聚糖制备壳聚糖膜,研究各膜的结晶性、力学特性、溶胀性、纯水通量及截流率等性能.结果表明壳聚糖膜的各种特性大多与壳聚糖的相对分子质量相关,高分子量的壳聚糖膜力学特性、截流率较好;低相对分子质量的壳聚糖膜力学特性及截留率较差.在本研究范围内,相对分子质量对壳聚糖膜的影响相对于脱乙酰度对膜性质的影响要大.膜的结晶性和超微结构决定不同相对分子质量壳聚糖膜具有不同的性质.     

直接接触式膜蒸馏的膜渗透性能

采用直接接触式膜蒸馏测定了材料和特性参数不同的5种微孔疏水膜的渗透通量.通过对实验数据的拟合得到了每种膜的渗透系数与膜厚之比A/δ,并计算了每种膜的过程热效率.根据计算结果确定出了一种渗透性能和热效率均为最佳的膜.A/δ随平均膜温的变化关系表明,Poiseuille流动对膜蒸馏的跨膜传质有重要的贡献.     

膜与膜过程基础研究

为促进我国膜技术的发展，研究开发具有自主知识产权的膜和膜装置而开展的“膜与膜过程基础研究”，完成了成膜过程热力学和成膜杌理研究、膜孔分布状态和膜传递理论研究、气体分离膜研究、新功能膜及其材料研究，在国内外膜技术领域产生了较大的影响。     

膜微孔形态对静态膜吸收的影响

本文选用了10种具有不同膜结构的板式膜，并以CO₂-去离子水或0.1M NaOH溶液为实验体系，进行了静态膜吸收实验。实验研究了对于不同微孔形态的膜（拉伸孔膜，指状孔膜），膜孔隙率和膜厚度对膜吸收过程传质性能的影响。实验结果表明，不同膜的微孔形态不改变膜厚度及孔隙率对膜吸收传质性能的影响结果。本文最后通过分析拉伸孔膜表面特征，指出了基于指状孔假设的孔隙率影响膜吸收模型也适应于该类型膜。     

质子交换膜燃料电池膜电极的关键技术

 膜电极是多相物质传输和电化学反应场所,决定着燃料电池的性能、寿命及成本。本文分析膜电极当前技术现状与商业化目标,梳理膜电极分类及经过梯度化膜电极向有序化膜电极发展的技术脉络,介绍近年来超低Pt载量的第三代膜电极-有序化膜电极的新进展,比较各种有序化膜电极制备方法的优缺点。目前有序化膜电极在铂族元素总载量为0.118 mg/cm²下取得的最好性能为861 mW/cm²@0.692 V,0.137 g/kW,成本降至5美元/kW,Q/ΔT值从2013年的1.9下降到1.45。从降低Pt用量及简化燃料电池发电系统、降低系统成本的角度看,自增湿有序化膜电极是未来膜电极开发的重要方向。     

十二烷基苯磺酸钠对膜蒸馏过程膜润湿的研究

利用聚偏氟乙烯（PVDF）平板膜,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的水溶液为介质,通过考察温度、原料质量分数以及是否加入NaCl等因素对跨膜通量的影响来研究膜润湿的过程。结果表明：膜蒸馏过程中膜润湿的进程与膜表面孔径的分布有关,表面活性剂分子由于表面扩散作用在部分润湿膜孔内爬伸的过程中,由于热侧气液界面处温度的降低导致的传质推动力降低占主要作用。当膜孔全润湿后,通量完全由膜两侧渗透压决定,脱盐率下降到较低水平。降低膜蒸馏的温度或降低SDBS含量均可以减缓膜蒸馏膜润湿的进程;加入NaCl导致溶液表面张力增大,也可以减缓膜润湿。     

基于微米压痕试验的分数阶蠕变模型

为了研究干热岩热储层岩石长期力学性能,通过网格化微米压痕蠕变试验方法研究了花岗岩时间相关细观力学变形。结果表明：在恒定载荷作用下,花岗岩压痕点均表现出明显的蠕变变形;串联弹簧元件和Abel粘壶组成的分数阶Maxwell模型,较好地描述了花岗岩在压头恒定载荷下的时间相关变形;通过网格化微米压痕试验拟合得到的细观力学参数与花岗岩成分及宏观力学参数之间的关系尚不明确,有待进一步研究。同时,作为一种新型的岩石细观力学特性定量评价方法,微米压痕测试技术在岩石力学参数测试上表现出良好的应用前景。     

室温下单晶硅显微压痕表面位错组态的TEM观察

采用透射电镜 (TEM )定位观察了室温单晶硅显微压痕表面的微观信息 .发现了为数不少的位错圈、堆垛层错、扩展位错及压杆位错、位错偶等多种组态 .尽管产生的原因各异 ,但均为最终的低能稳定组态 .位错的存在和运动表明常温下单晶硅的压痕缺口附近产生塑性变形 .     

Cr5支承辊接触疲劳损伤及其次表层组织变化

针对支承辊使用过程中的疲劳失效现象,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(SEM)、显微压痕仪和X射线应力仪等对滚动接触疲劳前后Cr5支承辊钢次表层组织进行了研究.结果表明,支承辊在交变接触应力作用下发生接触疲劳损伤,疲劳损伤最大值位于距表面约400μm的支承辊次表层.疲劳损伤引起支承辊次表层硬度升高,残余应力减小,耐腐蚀性增强.疲劳硬化层微观组织发生破碎,位错密度升高.在接触应力不变的情况下,支承辊滚动接触疲劳损伤程度随着寿命比例的增加而增大.     

Enhancement of the thermo-mechanical properties and efficacy of mixing technique in the preparation of graphene/PVC nanocomposites compared to carbon nanotubes/PVC

Thin films of poly vinyl chloride(PVC)/multiwalled carbon nanotubes(MWCNT) and PVC/graphene(GN) nanocomposites were prepared by mixing in the presence of different quantities of nanoparticles. Film casting was performed using tetrahydrofuran as a solvent. The as-prepared PVC/MWCNT and PVC/GN nanocomposites were characterized by scanning electron microscopy, Raman spectroscopy, X-ray diffraction,thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, dynamic mechanical analysis, and diffused reflectance spectroscopy. Only the PVC/GN nanocomposite films were evaluated further for detailed mechanical analysis because of the poor dispersion of MWCNTs in PVC. The PVC/GN nanocomposite films were thermo-mechanically more stable than the PVC films. These nanocomposites have potential as a replacement material for PVC and PVC/MWCNT owing to their better dispersion and high stability.     

厚度对ZnS薄膜结构和应力的影响

用射频磁控溅射法在单晶Si基片上制备了4种不同厚度的ZnS膜,采用XRD和光学干涉相移法对薄膜的微结构和应力进行研究。结构分析表明,不同厚度的ZnS膜均呈多晶状态,并有明显的(220)晶面择优取向,晶体结构为立方晶型(闪锌矿)结构;随着薄膜厚度的增加,平均晶粒尺寸随之增大;薄膜的晶格常数在不同厚度下均比标准值稍大。应力分析表明,随着膜厚的增加,ZnS膜的应力差减小,在厚度为768 nm时的选区范围内应力差最小,应力分布较均匀。     

富纳米硅氮化硅薄膜光致发光机制

对于富纳米硅氮化硅薄膜的光致发光,其电子-空穴对存在3类光激发-光发射过程.通过对富纳米硅氮化硅薄膜光致发光模型的数值模拟对比分析,提出富纳米硅氮化硅薄膜光致发光是量子限制模型和能隙态模型发光机制共同作用的结果.利用得到的结论,讨论一些已报道的富纳米硅氮化硅薄膜光致发光实验结果.     

表面活性剂浓度对介孔氧化硅薄膜结构和性能的影响研究

报道了一种新型纳米多孔氧化硅薄膜的制备方法，并详细探讨了表面活性剂浓度对介孔氧化硅薄膜结构和性能的影响。以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂．正硅酸乙酯为硅源，盐酸为催化剂，采用溶胶-凝胶技术，通过提拉法制备了二氧化硅透明介孔薄膜。用红外光谱、小角XRD、原子力显微镜对样品进行了表征，并采用椭偏仪和阻抗分析仪测量薄膜的折射率和介电常数。该薄膜具有很低的介电常数和较好的机械强度，是一种可用于微电子工业的极富应用前景的低介电常数材料。     

PVC保鲜膜在食品模拟液中邻苯二甲酸酯和己二酸酯的定量分析及迁移规律研究

文章采用气相色谱-质谱分析法（GC-MS）对PVC食品保鲜膜在四种食品模拟浸泡液中邻苯二甲酸酯和己二酸酯的含量及其迁移规律进行研究.结果表明,除水性食品模拟液外,邻苯二甲酸酯和己二酸酯较易迁移至食品模拟液中,且随着迁移时间的增加,邻苯二甲酸酯和己二酸酯的迁移量逐渐增加并趋于平衡,说明长期使用PVC保鲜膜存在安全隐患.     

温度补偿对氮化铝(AlN)薄膜择优取向的影响

氮化铝(AlN)薄膜不同的择优取向直接影响其压电性和声波传递速度.本文通过改变衬底补偿温度对AlN薄膜的择优取向进行了研究.在正常实验溅射完成后继续通入氮气对衬底进行温度补偿.应用XRD和AFM对氮化铝薄膜的取向性和表面形貌进行表征分析,结果表明本实验制备出了较好的(002)面和(100)面取向的AlN薄膜,而且薄膜沉积均匀,比较致密.     

Surface Modification of Anionic Polyurethane with Silk Fibroin Peptide and Its Effects on the Culture of Fibroblasts

The surface modification of the anionicpolyurethane(APU) film was carried out by immersing it insilk fibroin peptide(SFP) solution for 12 h and then treatingwith low temperature plasma glow discharge. The physicalproperties and moisture permeability of modified films wereexamined. The results showed that SFP-modified APU filmshad better moisture permeability than oleophilicpolyurethane, as well as modified APU films kept goodflexibility. Modified APU films could overcome rigid andbrittle weaks of silk fibroin films. The morphology of SFPon the APU film was corpuscular aggregations. The water-contact angle measurement indicated that the change ofhydrophilicity and the element chemical analysis suggestedthat the SFP-modified film surface was enriched withnitrogen atoms. The biocompatibility of APU films may beimproved due to the change of surface compooents. Cellviability and proliferation of rat embryo dermal fibroblastsseeded on control films, APU films and SFP-modified APUfilms were evaluated by MTT assay and viable cell counts,respectively. The results indicated that the APU filmmodified by SFP protein showed the proliferation offibroblasts on the film, and that the compound interface hadgood stability in the air. Results also showed thatpresoaking treatment for APU films was effective toaccomplish the goal of surface modification.