摘要：微流控技术在可控制备液滴、颗粒和胶囊方面具有独特优势,能够精确控制液滴、颗粒和胶囊的粒径大小、尺寸分布、形貌结构和材料组成,在生物医药、食品、护肤品等领域具有广泛应用。详细总结了微流控技术可控制备液滴、颗粒和胶囊所用的器件设计、工艺策略及其相关应用。此外,还重点介绍了多相流数值模拟在液滴、颗粒和胶囊制备过程和优化实验参数中的应用,以及微流控器件实现液滴、颗粒和胶囊量产的平行放大策略。将为液滴、颗粒和胶囊的制备和应用提供重要指导。

摘要：氨是一种重要的化工原材料,广泛用于肥料、药物、塑料以及其它化工产品的生产.特别是,氨作为一种绿色、新型的替代燃料,正逐渐被视为未来可持续能源体系的重要组成部分之一.近期,研究者们提出了一种新的等离子体电催化合成氨的方法,为氨的生产开辟了新的途径.该方法首先在等离子处理条件下将空气中的氮气和氧气氧化成为氮氧化物;然后,通过电催化还原NOx-(主要为NO_(2)-/NO3-等)合成氨.在该过程中,金属-氮-碳单原子(M-N-C SACs)催化剂因其金属原子利用率高、活性和选择性好等优点而受到广泛关注.然而,由于当前催化剂合成路线的可控性不足,导致金属中心的配位环境复杂,MNx配位数(x=2-5)不明确,阻碍了对催化剂本征活性趋势的深入揭示.为了解决上述问题,研究者们开始关注具有均匀且明确MN_(4)结构的金属酞菁(MPc),并将其作为模型催化剂,用于深入研究电催化硝酸盐还原反应的活性位点和反应机理.本文将六种具有明确MN_(4)结构的金属酞菁催化剂(M=Mn,Fe,Co,Ni,Cu和Zn)负载在卡博特碳黑XC-72R载体上,并探究了不同金属中心的MN_(4)位点对硝酸盐还原合成氨的活性影响.扫描电子显微镜、X射线光电子能谱以及氮气吸脱附等温曲线结果表明,六种不同金属中心的MPc/XC-72R催化剂间的差异仅在于金属中心,从而排除了载体等其他因素的干扰.实验结果显示,金属中心对硝酸盐还原合成氨的活性顺序为:FeN_(4)>CuN_(4)>NiN_(4)>MnN_(4)>CoN_(4)>ZnN_(4).其中,FeN_(4)位点表现出最好的催化活性,在-1.0 V ***时,氨的法拉第效率达到83.3%,产率为2.94 mgNH3 h^(-1)cm^(-2),转化频率(TOF)为4395.2 h^(-1).相比之下,在相同条件下,ZnN_(4)位点上亚硝酸盐的选择性和产率最高,亚硝酸盐的法拉第效率为49.1%,产率达到16.8 mgNO_(2)h^(-1)cm^(-2).此外,FeN_(4)位点的单原子催化剂表现出较好的循环稳定性,在-0.8 V ***的电位下,经过20次循环测试,氨的法拉第效率仍能维持在80%左右.密度泛函理论计算结果表明,FeN_(4)位点对NO_(2)中间体和氢原子具有适宜的吸附能,有利于硝酸盐加氢进一步生成氨.相比之下,NO_(2)在ZnN_(4)位点上吸附很弱,导致NO_(2)容易从催化剂表面脱附至溶液中,形成亚硝酸盐副产物.此外,计算结果还显示,FeN_(4)位点上硝酸还原反应的决速步骤NO*→HNO*的自由能差仅为0.07 eV,进一步证实了FeN_(4)位点在硝酸盐还原合成氨反应中的优异活性.综上,本文系统研究了六种具有明确MN_(4)结构的金属酞菁催化剂在硝酸盐还原合成氨反应中的活性趋势,并探究了不同MN_(4)位点对硝酸盐还原的活性影响.结合密度泛函理论计算,揭示了不同MN_(4)位点对硝酸盐还原反应的机理.为深刻理解硝酸盐还原反应机制,指导设计高效活性位提供了参考.

摘要：居住区作为城镇居民三生活动最主要的空间单元,其热环境质量直接决定了小区内居民的舒适感和幸福度.本文在归纳总结城镇居住区绿地组合模式的基础上,基于非静力流体力学技术和热力学原理,耦合有限差分及交替方向隐式算法对小区范围内不同模式结构组合的绿地生态系统进行热效应模拟研究,通过对比分析不同模式组合的绿地系统热环境效应特征,探寻多模式组合下的居住区绿地与局地热环境间的交互关系.结果表明:在相同的模拟条件下,“中心+宅间”绿地组合模式的热环境效应最好,“组团+宅间”模式次之,“宅间”模式热环境效应最差;模拟区域内三种绿地组合模式的最高最低温度差分别为2.36、2.31和2.34℃,且温度自西南向东北方呈现圈层式分布特征;多绿植类型的组合模式对局地热环境的改善效果依次为:草+灌+乔>草+乔>草+灌>草,灌木对绿地热环境舒适度的改善效果不显著.该研究能够为居住区绿地规划设计与实践提供科学参考.

摘要：电容传感器具有非侵入式、低成本、结构简单等特点,被广泛应用于液体管内含气率的测量。基于电容传感器,设计了含气率测量系统,对外径25mm、内径21mm液体管内含气率进行测量。为了验证含气率测量系统的准确性,搭建了可视化验证平台。对管内气液两相进行图像采集,对管道截面处的含气率进行计算;分析了视窗左右截面的含气率偏差,研究了采集位置偏差对验证方法有效性的影响。研究表明:通过传感器系统测量的含气率与图像处理得到的含气率吻合;视窗左右截面的平均含气率的偏差不超过3.097%。本研究设计的含气率测量系统的准确性较好,所提出的可视化验证方法能够有效地对含气率测量系统的准确性进行验证。

摘要：纳米材料的三维原子结构是影响其功能特性的重要因素,电子显微三维重构技术已成为研究纳米材料和生物大分子三维结构的重要手段.由于高能电子会破坏样品结构,导致重构图像中会出现伪影,因此对重构图像进行去噪处理是十分必要的.针对现有三维图像去噪方法采用分块局部处理,忽略空间邻域信息问题,提出了一种基于伪三维激发的全局去噪网络P3E-Net.针对网络中三维卷积会带来巨大开销,设计了一种伪三维激发模块来降低网络参数量.首先将带噪声的重构图像送入P3E-Net,利用编码器提取图像特征,然后通过伪三维激发模块保存空间信息,最后利用解码器得到去噪后的三维图像.在FCCPt和STEMPt两个数据集上与多个模型进行对比,实验结果表明,与现有模型相比,峰值信噪比提升了3.3dB,原子识别正确率提升了5.6%,网络结构参数量降低了8.7M.

摘要：测定了中碳25Mn钢经温轧及退火处理后的拉伸性能及-196℃时的低温韧性,并对不同处理条件下的显微组织及冲击断口进行了观察,讨论了试验钢退火过程中的再结晶行为及其对力学性能的影响机制。结果表明:试验钢在550℃保温1 h后已经基本完成再结晶,再提高退火温度,再结晶组织逐渐粗化,导致奥氏体的稳定性变差,因此在变形过程中更易于发生马氏体相变,即相变诱导塑性(TRIP)机制逐渐增强,这虽然能够在一定程度上缓解裂纹形核与扩展过程中产生的应力集中,但马氏体的产生也会导致钢的韧性与塑性恶化。同时,结果也表明即便再结晶已经充分,细小的奥氏体晶粒中仍然存在一定量的高密度位错胞和层错,因此产生了比单一细晶强化更高的强度增量。

摘要：针对灾后井下复杂的非结构化环境,结合对煤矿巡检工作的要求,以简化机器人的越障动作与增强机器人对复杂地形的适应能力为目标,设计一种平行四边形连杆机构机器人行走机构。采用Solidworks建立巡检机器人行走机构的三维结构模型,对机器人进行越障能力和倾覆稳定性分析。研究结果表明,该巡检机器人行走机构具有更好的越障性能和稳定性。

摘要：为优化埋入光纤刚挠结合光电印制板结构参数,减小内部光纤的应力和偏移量,将光纤应力和偏移分别作为目标函数,结合响应面法(RSM)和非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对刚挠结合光电印制板结构参数进行双目标优化。建立了埋入光纤刚挠结合光电印制板的有限元分析模型,并对其施加热固耦合载荷;利用RSM得到了内部光纤的应力和偏移量的拟合模型与回归方程;基于光纤最大应力和最大偏移量这两个目标最小的原则,采用NSGA-Ⅱ对埋入光纤刚挠结合光电印制板结构进行优化设计,得到了优化后的Pareto解集,并验证了优化解集的准确性。

摘要：为提升对暴雨洪涝的预报预警能力,在系统总结目前主流内涝预警方法的基础上,提出了一种将洪涝数值模拟与物联网技术相结合的内涝预警方法,并基于该方法研发了一套城市内涝监测预警系统,明确了预警等级内涵和预警发布原理。该方法及系统是对我国现有城市内涝预警技术的完善和优化,具有预警准确性高、时效性强、稳定性好等特点,并在实际应用中得到有效验证。

摘要：针对不带并联电抗器的新能源送出线,能否正确区分故障性质是确保新能源系统安全可靠运行的重中之重。为降低新能源送出线故障对电力设备和系统的冲击,提高重合闸成功率,减少新能源发电系统脱网的发生,提出基于可控串联电抗限流信息的新能源送出线路故障性质识别方法。在送出线路上设计串联可控限流电抗器,在线路故障相跳闸时基于等值阻抗的预判投入可控电抗,在串联电抗限流特性下分析瞬时性故障和永久性故障时的线路电流差异,建立电流突变量比较判据,并能够确定故障电弧熄灭时刻,进而构建新能源场站送出线路基于故障性质识别的自适应重合闸策略。仿真结果表明,所提方法能快速、可靠地识别结果,应用在新能源场站送出线路工程上能有效提高线路的重合率。