摘要：随着全球经济的快速发展,能源短缺与环境污染成为当今世界共同关注的热点问题,开发和利用洁净能源成为当务之急.近年,以半导体为基础的光催化技术引起了国内外的广泛关注,其中包括光催化分解水制氢、光催化还原CO_(2)、光催化固氮以及光催化降解污染物等.尤其太阳能驱动的光催化分解水和光催化CO_(2)还原均可将太阳能转化为可储存和运输的化学能源.因此,设计高效稳定的光催化材料具有重要意义.中空结构材料由于具有比表面积大、光吸收效率高以及载流子传输路径缩短等优点,在能量转换领域备受关注,且中空材料的内外表面结构为其它组分的沉积提供了良好的平台.近年来,研究人员设计和合成了大量的多级纳米中空复合材料.本文首先综述了中空材料的一般制备方法:硬模板法、软模板法以及自模板法,并从合成方法的基本概念、合成步骤以及优缺点进行了概述.总结了近年用于光催化领域中典型单一中空结构材料的合成方法和机理,包括中空结构的CdS,Zn_(x)Cd_(1-x)S,g-C_(3)N_(4),TiO_(2),CeO_(2)等体系.但单一催化材料的光生电子-空穴对的复合效率较高,导致其催化性能较低,因此,合理设计和构建多级结构对于提升光催化性能具有重要的意义.其次,对多级结构的中空材料进行了分类,概述了构建策略、光催化制氢以及光催化还原二氧化碳的机制.具有多级结构的中空光催化剂可分为两大类,包括中空助催化剂为基体的材料和中空主光催化剂为基体的材料,其它复杂中空光催体系也基于上述体系的延伸.最后,对中空结构的特征和影响规律的应用实例进行了介绍.同时,对文献报道的探索中空纳米材料光催化机理的有效方法,如表面光电压测试、电子自旋顺磁共振技术、理论计算结合实验等技术手段进行了总结.尽管中空材料在能量转换领域取得了一系列进展,但该领域仍然存在诸多挑战,与实际应用的要求仍然差距较大.中空光催化材料的设计、制备和性能调控需要综合考虑经济、高性能、稳定性和环境友好等因素,为大规模应用提供基础.另一方面,探索光催化机理非常重要,深入进行机理研究不仅有利于设计高效光催化剂,推动表征技术和微观结构分析的进步,还有助于光催化领域的持续发展.综上,本文为新型中空材料的制备和光催化制氢和CO_(2)还原机理的深入探索提供一定的参考和依据.

摘要：随着化石燃料快速消耗和环境污染日益严峻,高效光催化产氢技术作为最有前景的绿色能源技术之一而备受关注.作为典型的2D纳米片,g-C_(3)N_(4)具有很多适合应用在光催化领域的特性,如可见光效应、大比表面积和环境友好等,但单一g-C_(3)N_(4)的载流子复合率高,光催化性能不佳.研究者尝试负载贵金属(如Pt,Ag,Au等),利用贵金属功函数较高,可以快速捕获g-C_(3)N_(4)表面的光生电子,从而有效抑制光生载流子的复合;但其成本较高,限制了该技术的产业化.目前类金属材料(MoO_(2),NbO_(2),WO_(2)等)不仅表现出类似贵金属的特性,且价格低廉,有望替代贵金属.因此,引入类金属助催化剂是实现高载流子浓度和宽光谱照射下强光子吸收的好方法.本文设计并制备了类金属WO_(2)/g-C_(3)N_(4)纳米复合物,其表现出了较好的光催化性能:在可见光照射2h,4 wt%WO_(2)/g-C_(3)N_(4)的光催化降解效率高达96%;同时,4 wt%WO_(2)/g-C_(3)N_(4)/Pt产氢效率高达2436.9μmolg^(-1)h^(-1),是未改性样品3 wt%Pt/g-C_(3)N_(4)的2.55倍和非贵金属样品WO_(2)/g-C_(3)N_(4)的6.18倍,且表现出很好的循环稳定性.紫外可见漫反射光谱和态密度计算结果表明,WO_(2)具有非常窄的带隙,可吸收200-800 nm的宽范围可见光.实验测试和理论计算结果表明,WO_(2)因带隙较窄而表现出类金属特性,即在WO_(2)/g-C_(3)N_(4)界面,WO_(2)快速捕获电子,从而抑制光生载流子的复合.类金属WO_(2)因具有较低的功函数而表现出比贵金属Pt低的捕获光生电子活性.综上,本文为合理设计助催化剂/半导体,实现高效的光催化性能提供了新视角.

摘要：自从国际社会提出“碳达峰、碳中和”目标以来,人们越来越意识到节约资源、保护环境、开发新能源的必要性.氢能(H_(2))作为最具竞争力的清洁能源之一,引起了研究人员的广泛关注.电化学全解水被认为是一种利用风能和太阳能产生氢气的有效技术,其主要由两个半反应组成:析氧反应(OER)和析氢反应(HER).然而,在实际工业化生产过程中阳极反应动力学OER慢,能量转换效率低,阴极反应稳定性差,导致经济效益不理想,因此,急需开发和探索耐久高效的电催化剂.过渡金属硫化物因具有独特的结构特征、丰富的活性位点和可调控的电子性质和组成,而被广泛用于电化学全解水制氢.本文综述了过渡金属硫化物的合成方法,一般包括:水热(溶剂热)法、电化学沉积法、液相剥离法、化学气相沉积法和球磨法,并概述了不同方法的基本概念、合成步骤以及优缺点.总结了近年用于电催化领域中典型单一硫化物(包括MoS_(2),WS_(2),Co3S_(4),Ni_(3)S_(2)等)材料的合成方法和机理,明确了S元素在整个电催化过程中的重要作用.针对单一硫化物稳定性差、活性位点少、电化学活性不高的缺点,详细总结了双金属、多金属以及单原子、双原子硫化物的催化机理和催化性能.当采用复合、引入缺陷、空缺和形态调节等手段修饰时,能够有效调控金属硫化物的电子结构,增加活性位点数量,优化反应中间体的吸附能,降低OER过程的能垒,从而使多金属硫化物具有优异的电化学性能.最后,通过一些典型的研究结果揭示了过渡金属硫化物在水分子分裂过程中的结构特性变化原理,特别是对于多金属硫化物,活性位点可以是金属阳离子,而其他金属的引入将在一定程度上改变活性中心附近的电子结构和配位环境,进而改善材料的催化性能.尽管过渡金属硫化物在电催化领域的应用研究取得了一系列进展,但仍存在诸多挑战,距实际应用仍有较大差距.需要综合考虑经济、高性能、稳定性和环境友好等因素进行过渡金属硫化物催化材料的设计、制备和性能调控,并为大规模应用提供基础.同时,深入探索电催化机理有利于设计高效电催化剂和推动电催化领域的持续发展.综上,本文为新型电催化材料的制备和电催化全解水机理的深入研究提供一定的参考.

摘要：低成本、高性能的光催化制氢反应杂化材料的设计与构建,对于氢能的大规模应用具有极其重要的意义.Zn_(0.5)Cd_(0.5)S固溶体具有如稳定性较高、合成简单、性能优异等许多优点,但是存在比表面积低、电荷复合速度快等缺陷,影响了Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的开发利用.金属有机骨架(MOF)是一种新兴材料,与无机半导体相比,MOF具有表面积大、多孔结构可调节和结构多样等优点.因此,研究者致力于将纳米颗粒包裹进MOF材料中,来改善其催化活性.UiO-66-NH_(2)是一种典型的由锆氧羰基团簇和对苯二甲酸盐组成的MOF,具有多孔性、优异的高温高压稳定性和半导体性能.过渡金属磷化物由于具有独特的结构和电子性质,近年来被认为是有望能够替代贵金属的产氢助催化剂,其中磷化镍(Ni_(2)P)纳米颗粒助催化剂就表现出优异的催化性能.本文采用原位溶剂热法将单分散、小尺寸、非贵过渡金属磷化物Ni_(2)P包裹在MOF(UiO-66-NH2)中,构建了核壳助催化剂材料Ni_(2)P@UiO-66-NH2,然后将其修饰到Zn_(0.5)Cd_(0.5)S硫化物上,从而设计和制备了Ni_(2)P@UiO-66-NH2/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S三元复合材料.对得到的复合光催化材料进行了X射线衍射测试,结果表明,各衍射峰的位置都与标准卡片对应,说明成功合成了Zn_(0.5)Cd_(0.5)S和UiO-66-NH_(2)材料.采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对Ni2P@UiO-66-NH_(2)/Zn_(0.5)Cd0.5S三元体系进行分析,结果表明,Zn_(0.5)Cd_(0.5)S呈纳米棒状,测量得到Ni2P磷化物的(111)晶面条纹间距为0.22 nm,说明成功合成了三元复合体系.XPS测试结果表明,Ni_(2)P@UiO-66-NH_(2)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S三元复合体系中的元素结合能与文献报道一致,说明该三元体系中的元素化学结合环境与预期相符.通过光电和化学表征,证实了三元复合材料具有良好的动力学制氢性能.10%Ni_(2)P@UiO-66-NH_(2)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S三元复合体系的光催化产氢性能率为40.91 mmol·g^(‒1)·h^(‒1),420 nm可见光照射下的表观量子效率达到13.57%.负载核壳助催化材料Ni2P@UiO-66-NH_(2)增加了三元材料的比表面积,提供了丰富的反应位点,在三元复合体系内形成了有效的电荷转移通道,有利于催化剂的高效产氢.本文证明了三元复合体系的形成有利于高效催化反应的发生,为高性能光催化剂材料的制备提供了新的视角.

摘要：近年来,随着一次能源过度消耗所带来的能源和环境问题日益突出,开发廉价、可持续的清洁能源备受关注.光催化分解水制氢可利用太阳能普遍率高和几乎免费等特点制取燃烧热值高、燃烧产物无污染的氢气能源.自从1972年日本的Fujishima教授和Honda教授首次发现TiO2单晶电极光催化分解水可以产生氢气以来,光催化制氢被认为是实现可持续制氢最有潜力的方法之一.有效地将太阳能转换为化学能的关键是设计高效的电荷分离和运输结构.然而,现有的大多数半导体光催化剂因缺少活性位点、光生载流子易复合等缺点而无法达到较高的转换效率.因此,如何提高半导体光催化产氢的转换效率是现阶段面对的重要问题.在众多解决方法中,助催化剂的引入可以为光催化制氢反应增加活性位点,促进光生载流子的有效分离,进而有效地提高半导体光催化产氢速率.本文总结了多种不同类型的助催化剂应用于光催化产氢研究的最新进展,详细讨论了助催化剂在增强光吸收、提供活性位点、增加催化剂稳定性和促进电荷分离等方面的作用,阐明了助催化剂在光催化分解水制氢中的反应机理,同时还提出了光催化制氢的未来研究和预测.本文将助催化剂分为以下几种类别进行讨论:(1)单一助催化剂,包括金属/合金、金属氧化物/氢氧化物、金属磷化物、金属硫化物、碳基材料等助催化剂材料;(2)双助催化剂;(3)Z-Scheme助催化剂;(4)MOFs助催化剂.近年来,助催化剂材料在光催化产氢中应用的发展趋势从当初价格昂贵的贵金属趋于价格相对低廉的非贵金属,从单一体系趋于更复杂的体系.虽然现阶段关于助催化剂与基底之间的匹配还需要进一步研究,但我们相信随着技术的发展,这些问题都可以迎刃而解.希望在不久的将来,可以精确设计和构建出具有高效光催化产氢活性的催化剂体系,开发出更多新的可再生清洁能源,从而缓解能源紧缺和环境恶化等棘手问题.

摘要：本文探讨从事不透明销售的零售商对顾客退货政策的选择问题。分别针对零售商垄断和竞争两种市场情况,建立不透明零售商与其它供应链成员(制造商或普通零售商)之间的博弈模型,获得唯一均衡解;对均衡结果进行结构化分析,给出不透明销售方式下采用全额退款政策的判别条件;针对均衡结果,分析零售商垄断情况下产品不透明参数的最优设计,以及零售商竞争情况下的市场分化情况;鉴于净残值参数在退货政策选择中的决定性作用,本文进一步探讨了净残值为正时全额退款政策对各参与方利润及产品需求和价格的影响,分析了净残值在其中的作用机理。本研究能够为不透明零售商制定退货政策和价格以及其它供应链成员制定相关决策提供支持。

摘要：在实际的数据采集中,串口与以太网的通信是十分必要的。本文介绍了一种基于DOS系统的实时数据通信的设计方案,较为详细的给出了数据通信时串口与以太网通信的硬件电路与软件实现方法。该系统基于PCM-3466硬件实现,通过与以太网网口的连接,实时的将串口采集到的信息存储并通过以太网网口发送。发送过程中将串口数据打包,增加第9位数据位,实现9位数据的通信。

摘要：全英文课程建设是高校实现国际化人才培养战略的重要举措。在借鉴了国内全英文课程建设经验,结合《材料腐蚀与失效》全英文课程教学目标的基础上,设计了具有一定特色的教学环节,在教学中进行了探索和实践。实践表明,通过海外教师主导课程建设,制定多元化教学方案,采用全过程监控评学方法,较好地落实了教学目标,有效激发了学生学习兴趣及专业认同感,拓宽了石油石化专门人才的国际化视野。