摘要：金属有机骨架材料(MOF)又称多孔配位聚合物(PCP),是一类由金属团簇和有机配体通过配位作用形成的新型晶态多孔材料.近30年, MOF材料在催化领域受到了广泛的关注和研究.MOF的多孔结构和高比表面积可以实现催化位点的空间分离并促进物质传输,从而提高催化活性.MOF可以像均相催化剂一样在原子精度进行灵活剪裁和调控,同时具有非均相催化剂易分离回收的优势.通过结合均相和非均相催化剂的优点, MOF表现出了诸多优于传统催化材料的独特性质.本文首先简要介绍了MOF基催化材料设计的基本原理和MOF应用于催化的独特性,其次对MOF在催化中面临的瓶颈和局限进行了论述,最后指出了MOF在未来催化领域中潜在的独特应用前景.MOF材料中金属节点、有机配体和孔空间都可以进行灵活功能化,从而赋予催化活性.金属节点上的不饱和配位点可作为路易斯酸催化中心.配体可以通过修饰不同功能基团从而赋予催化活性.此外,金属节点和有机配体还可以通过接枝外来催化位点进行功能化.更重要的是, MOF孔空间可以限域客体活性单元,极大扩展了活性位的来源.MOF还可以作为前驱体通过化学转化获得多孔碳、金属化合物及其复合材料.MOF的高孔隙率、均匀掺杂等特性可以很好地继承到MOF衍生材料中,使其表现出优异的催化性能.MOF既有广泛的活性位来源,同时表现出独特的结构和成分优势,为催化的发展带来了新的重要机遇.首先, MOF可以实现催化位点空间分离,有效抑制其聚集失活,同时可以稳定均相体系中不兼容的活性位点,实现多位点协同催化.其次, MOF结构的明确性可以精准控制相邻活性位的空间位置,从而实现调控催化行为.第三, MOF孔壁上可以悬挂不同功能基团,实现催化中心微环境调控,显著优化催化性能.此外,多变量MOF实现了在MOF中同时引入多种组分并精准控制其空间序列,进而有效改善催化效果.MOF的单晶结构还可以精准的确定催化位点和微环境组分中每个原子的位置,为理解催化机制提供了新的研究手段.虽然MOF在催化领域已经取得了极大进展,但其化学稳定性、热稳定性和机械稳定性往往相对较差,制约了其大规模应用.此外,多相催化剂在长期运行过程中通常面临失活问题,因而需要再生处理.但是MOF热稳定性相对较差,传统常用的煅烧方法不再适用于MOF,亟待开发适用于MOF的再生方法.另外, MOF合成用到的有机配体和溶剂成本较高,合成过程相对较为复杂,经济性上面临较大挑战.此外,多数MOF的孔径相对较小,传质阻力较大,限制了催化效率.由于上述限制的存在,在未来的工业应用中MOF催化剂的出路是寻找其在催化领域的独特应用场景.例如催化高附加值反应,当产品附加值足够高时,才有望弥补MOF催化剂在成本和稳定性方面的不足.此外, MOF是构建类酶催化材料的理想选择.因而MOF基催化剂有望像酶一样在温和条件下高效、高选择性催化挑战性反应,为其大规模应用提供了重要机遇.而外场(光、电、磁等)辅助催化也可以克服高的反应能垒,有效降低反应条件的苛刻性,为MOF的应用推广创造了机会.在催化机制研究方面, MOF在探究催化剂结构中关键要素以及优化催化性能方面具有显著优势,基于MOF获得的催化关键信息,可以进一步指导非MOF体系下催化剂的设计和工业应用.

摘要：The rational design and construction of inexpensive and highly active electrocatalysts for hydrogen evolution reaction(HER)is of great importance for water ***,we develop a facile approach for preparation of porous carbon-confined Ru-doped Cu nanoparticles(denoted as Ru-Cu@C)by direct pyrolysis of the Ru-exchanged Cu-BTC metal–organic *** served as the electrocatalyst for HER,strikingly,the obtained Ru-Cu@C catalyst exhibits an ultralow overpotential(only 20 mV at 10 mA cm^(-2))with a small Tafel slope of 37 m V dec^(-1)in alkaline *** excellent performance is comparable or even superior to that of commercial Pt/C *** functional theory(DFT)calculations confirm that introducing Ru atoms into Cu nanocrystals can significantly alter the desorption of H_(2) to achieve a close-to-zero hydrogen adsorption energy and thereby boost the HER *** strategy gives a fresh impetus to explore low-cost and high-performance catalysts for HER in alkaline media.

摘要：金属-有机框架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一类基于金属离子与有机配体组装而成的配位多孔材料,具有高比表面积、多活性位点、结构可剪裁、易功能化等特征.相当一部分MOFs能够表现出类半导体的行为,其有序结构不利于光生电子-空穴复合中心的产生,同时其多孔特性更是便于光生载流子的快速/高效利用.因此,近年来MOFs材料在光催化领域受到越来越广泛的关注与研究.本文从光催化反应类型出发,包括光催化染料降解、光催化有机物转化、光催化裂解水产氢、光催化水氧化、光催化二氧化碳还原反应等,总结了近年来MOFs及其复合催化剂设计合成及在光催化领域的应用研究进展,同时简要介绍了部分MOF衍生材料在光催化领域的应用,并对MOFs材料在光催化领域的应用前景进行了展望.

摘要：随着现代技术的不断发展,以及木材的过量砍伐带来了森林植被资源的极度匮乏,混凝土木组合结构的建筑形式便成了现代仿古建筑的主流。基础采用钢筋混凝土结构,具有坚固可靠、防虫、防火、防腐、抗震的优势,同时还要继承和传扬中国古建筑的民族风格,体现出古建筑的历史文化内涵。刚(混凝土)、柔(木材)如何能够很好的通过柱脚稳固地连接是现代仿古建筑中需要研究的关键问题。为攻破这类难题,更好的突显我国古代建筑的艺术魅力。通过多年从事古建筑修缮、新建工程的专业技术人员共同组建科研小组,开发总结出仿古建筑柱脚稳固技术。

摘要：为改善轴流风机的运行效率和噪声性能,提出了基于径向基函数网格变形的伴随优化方法。采用所提出的优化方法,以静压、静压效率联合目标函数为优化目标,迭代得到低噪高效的轴流风机设计方案。研究表明:改进后的叶片出口角度增大,出口高压区范围扩大;叶片中间区域弯度变化明显,做功能力提升。经过测试对比,风机在目标工况点运行转速下降17.23%,静压效率提升1.77%,A计权噪声声功率降低1.85dB(A),低频段离散噪声幅值减小,在800~2000Hz范围内的宽频噪声幅值显著降低。

摘要：为了提高红外导引头的跟踪精度,降低导气管对导引头控制系统的影响,提出一种新型可变增益扰动观测器。首先,利用搭建的导引头实验系统研究了导气管干扰的扰动特性。然后,在分析导气管扰动的系统特性基础之上,结合经典扰动观测器理论,设计了新型可变增益扰动观测器,并分析了其鲁棒稳定性。最后,针对某实际红外导引头系统,设计了可变增益扰动观测器,并进行了导气管扰动抑制实验。结果表明:经典扰动观测器无法对导气管的扰动进行有效的抑制,而采用可变增益扰动观测器后,系统速度阶跃响应稳定精度提高71.1%;位置阶跃响应稳定精度提高42.8%。研究表明可变增益扰动观测器可以有效地抑制红外导引头中的导气管扰动。

摘要：研究了虚拟现实技术在隧道火灾应急响应上的应用.以超级计算机为工具,集成人工智能技术、虚拟技术(VR)、动态仿真建模技术和高性能计算技术,对上海地铁一号线某站的火灾应急响应虚拟演习平台进行架构设计,用火灾动态模拟器(Fire Dynamic Simulator,FDS)对该地铁场馆进行建模和仿真,在此基础上创建了一个实时交互式的火灾应急响应的虚拟场景,并对平台完善设计提出改进方向.

摘要：文章提出了一种基于集成互作用单元的高效谐振电路,以改善注波互作用,将Ka波段速调管的峰值功率提高到200 kW。被集成的单元电路设计是基于矩形间隙波导中级联的场结构,通过特定边界条件的融合,将两个或多个单注-波互作用单元横向连接在一起(每个单元通常用于传统的单注速调管)。针对输入腔,通过优化注加载参数和腔体参数将两个互作用单元有效地整合在一起,以获得~35 GHz恒定输入功率下的最佳吸收效率。输出腔1)设计有两个输出端口,以平衡功率提取对集成互作用电路的影响;2)通过优化两个预调制的电子束得到200-kW的峰值功率。在注电压为45 kV、单个注电流为5.6 A的条件下,通过粒子模拟(PIC),所设计的Ka波段速调管的整体互作用电路能够产生202.9-kW的峰值功率,效率为40.2%,增益最大达到47 dB。

摘要：针对直驱式电液伺服转叶舵机转动惯量大、时变不确定、水动力负载复杂的特点,提出了一种带有负载力矩观测补偿器的定量反馈理论鲁棒控制器的设计方案。在不考虑负载波动的前提下,解决了直驱式电液伺服转叶舵机由于系统的不确定性和存在干扰而不能准确控制的问题,有效降低了控制器设计的难度。同时,引入负载力矩动态观测补偿方法,对负载力矩进行动态实时补偿,有效提高了控制器的刚度和响应速度。试验结果表明:该控制器能有效地提高直驱式电液伺服转叶舵机的控制精度和稳态误差,具有良好的动态性能和鲁棒性。

摘要：根据膜层设计理论设计出以K9玻璃为基体的耐环境性的双层增透膜,这种增透膜在特定波长处具有超高的透过率.以盐酸为催化剂,分别以正硅酸乙酯和钛酸丁酯为前驱体制备了SiO2和TiO2溶胶,将SiO2和TiO2溶胶按一定比例混合得到SiO2-TiO2复合溶胶.通过改变复合溶胶中SiO2的含量调节复合膜的折射率,通过改变提拉速度控制薄膜的厚度.实验结果表明,双层增透膜在550 nm处的透过率达到99.9%.增透膜经较强机械摩擦后峰值透过率基本保持不变,表明该增透膜具有优良的耐摩擦性.进一步采用六甲基二硅氮烷对增透膜表面进行修饰,修饰后增透膜的接触角增大至98.3°,增透膜的疏水性及环境稳定性得到较大提高.