摘要：甲醇氧化电催化剂是决定直接甲醇燃料电池(DMFCs)性能、寿命与成本的关键。为获得高功率密度和低生产成本的DMFCs,设计合成组成、结构、形貌可控的阳极催化剂备受关注。阳极催化剂的颗粒尺寸、粒径分布、形貌结构、稳定性、分散性以及催化活性都与载体息息相关,而碳基载体材料由于其优异的性能已广泛应用于DMFCs中。首先,介绍了酸性环境和碱性环境中甲醇氧化反应的机理;然后,对不同形式的碳基载体材料,如炭黑、介孔碳、碳纳米材料、氧功能化碳、杂原子掺杂碳以及金属氧化物改性碳作为催化剂载体在DMFCs中的应用进行了综述;最后,对DMFCs的发展趋势进行了展望。

摘要：甲醇氧化电催化剂是决定直接甲醇燃料电池(direct methanol fuel cells,DMFC)性能与成本的关键。目前,铂基催化剂是最有前途的高效甲醇氧化电催化剂,但在反应过程中存在活性位的迁移、团聚与浸出、中毒以及载体的腐蚀与坍塌等原因引起的失活问题,阻碍了其进一步商业化发展。如何提高直接甲醇燃料电池阳极催化剂的稳定性是一个亟待解决的难题。本文首先总结了甲醇的电氧化原理和催化反应机理,详细综述了阳极催化剂的失活机制以及抑制改善其失活方面所取得的研究进展。最后对该领域未来的发展方向进行了展望,并指出利用限域作用限制活性金属的迁移和聚集,构建多元合金,设计增强复合型载体,将理论研究和原位表征技术相结合,是今后开发更高效、稳定阳极催化剂的重点研究方向。

摘要：为探究Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点翼缘和腹板的弯矩比,通过对3种腹板螺栓布置形式的Ⅱ型截面双层组合梁连接节点接触面滑移特征和力学传递机理的分析,进行Ⅱ型截面组合梁螺栓连接节点弯矩分配系数研究。结果表明:组合梁摩擦型螺栓连接节点滑移和力学传力过程可分为翼缘外接触面未完全滑移和完全滑移以及翼缘内接触面完全滑移3个阶段;组合梁摩擦型螺栓连接节点接触面承担弯矩与无连接板截面弯矩之和等于该梁截面处的理论弯矩,腹板接触面承担的弯矩主要由其上的水平摩擦力承担;摩擦型螺栓连接节点接触面上的摩擦力随节点滑移而重新分配,腹板螺栓布置形式对连接节点弯矩分配系数影响明显;根据推出的组合梁摩擦型螺栓连接节点的弯矩分配系数计算式所得结果与数值模拟结果吻合良好,最大误差为7.13%,该计算可用于优化螺栓连接设计。

摘要：自振频率是海上风机前期动力设计的主要难点之一,计算精度要求极高,而桩-土相互作用对自振频率影响显著。目前,针对桩-土相互作用普遍采用弹簧地基简化模型,为对比分析不同弹簧地基简化模型的准确性和精度,本文采用回传射线矩阵法,建立固定端、单弹簧、双弹簧和三弹簧这4种地基简化模型,基于Bernoulli-Euler梁理论和Timoshenko梁理论,求解风机系统的自振频率,并与风机基频实测值作对比,进一步分析三弹簧简化地基模型中地基旋转刚度、地基耦合刚度和地基水平刚度对风机系统基频的影响。研究结果表明,桩-土相互作用不可忽略,三弹簧地基简化模型计算风机系统基频精度最高;地基刚度对风机系统基频的敏感性次序为,地基耦合刚度>地基旋转刚度>地基水平刚度;当地基旋转(水平)刚度较小时,地基耦合刚度与地基旋转(水平)刚度的耦合效应对风机系统的基频影响较大;地基耦合刚度与地基旋转刚度的耦合效应对风机系统基频的影响程度大于地基耦合刚度与地基水平刚度的耦合效应。

摘要：为研究深覆土条件下梯形拱结构–填土相互作用对周围土压力的影响机制和卸荷机理,明确梯形拱明洞相较于传统矩形明洞的优势,采用室内模型试验和数值模拟相结合的方法,对深覆土梯形拱明洞静力特性及卸荷效果进行分析。结果表明:无减载时,梯形拱明洞两侧回填土沉降大于上方回填土沉降,两侧回填土土压力向明洞上方转移,土压力随着填土高度的增大而增大,基本呈线性变化趋势;减载时,明洞上方回填土沉降大于两侧回填土沉降,回填土内部产生土拱效应,明洞上方回填土土压力向两侧转移,铺设减载层不会改变深覆土明洞结构受力分布,但会极大地减小其内力及变形,并提高结构安全系数;减载后,梯形拱明洞的最大轴力、最大正弯矩和最大负弯矩分别减少17.5%、34.1%、29.9%,最大变形减小32.9%。矩形和梯形两种截面形式下明洞的最大轴力均出现在中隔墙底部,最大正弯矩、最小安全系数和最大变形均出现在顶板中央位置;铺设减载层后两种截面形式拱明洞最小安全系数分别增大42.6%和100.0%,梯形拱明洞安全系数提高的比例更大,效果更显著。该研究可为深覆土梯形拱明洞结构的设计和施工提供理论指导和技术支持。

摘要：基于双功能催化剂的CO_(2)加氢耦合甲苯甲基化直接合成对二甲苯(p-xylene, PX)工艺具有原子经济性、可实现绿氢储存和有效利用CO_(2)等优点,该工艺尚未有完整的流程设计和优化策略等技术经济分析。该研究基于CO_(2)加氢耦合甲苯甲基化的选择催化结果,选取了高转化率、高二甲苯选择性和高PX选择性等3种甲基化催化剂及其实验结果,进行PX生产工艺流程设计与模拟。结果表明,在获得相同PX产量的基础上,高PX选择性催化剂工艺单位PX产品的原料消耗量仅为其他2种催化剂工艺的72.6%和58.9%;高二甲苯选择性催化剂工艺原料消耗率较高,并且具有最高的能耗,但借助异构化技术可实现最大PX生产潜力,展现了最优经济性。基于双功能催化剂的CO_(2)加氢耦合甲苯甲基化直接合成PX工艺可提高CO_(2)转化率、降低物料循环能耗,进一步提高二甲苯和PX选择性将极大地提升工艺的技术经济性。

摘要：浅埋偏压大断面黄土隧道开挖极易引发地表沉降,影响地表既有建筑物的安全使用。以兰州市白塔山隧道为工程背景,通过ABAQUS有限元软件模拟了双侧壁法和中隔壁法隧道开挖支护的动态过程,分析围岩与支护结构的变形受力特征以及地表沉降对古建筑的影响。结果表明:偏压导致两种方法开挖深埋侧土体的围岩竖向变形均大于浅埋侧,地表与拱顶沉降具有同步性,危险施工段一致;双侧壁导坑法开挖地表最大沉降为10.7 mm,二次衬砌应力主要分布在拱顶和拱腰,最危险施工段为开挖中上部土体,但工序复杂,施工进度慢;中隔壁法引发围岩最大沉降为23.0 mm,地表最大沉降为13.0 mm,二次衬砌应力主要分布在拱顶、拱肩部位,最危险工况为开挖右上台阶;两种开挖方式对古建筑的影响均符合相关规范的要求,综合考虑中隔壁法更适合对该浅埋偏压段围岩以及地表变形的控制。

摘要：巨磁阻(GMR)隔离器中平面线圈的主要作用是将电信号转化为磁信号,为了确定平面线圈的具体参数,基于Ansys Maxwell/2D对GMR隔离器结构中平面线圈的磁场影响参数进行扫描分析,确定了GMR隔离器的输入电流为5.94 mA,结合现有工艺条件,确定了平面线圈线宽5μm,线间距2μm,厚度2μm及线圈中心间距100μm。进一步利用Maxwell/3D建立平面线圈的3D模型,对该模型进行静磁场下的磁场强度分析,平面线圈在正下方13μm厚度的SiO_(2)隔离栅处产生的磁场强度为4.18 Oe左右,满足GMR隔离器的制作要求,为GMR隔离器平面线圈的设计提供参考。

摘要：为探究预制内外复合保温模壳拼装墙体结构中的卡板连接件对墙体热工性能的影响,通过热工理论计算、试验研究、ANSYS有限元热分析模拟软件3种方法,对比分析了无连接件、不同数量连接件以及双面抹灰不同条件下墙体的传热系数。结果表明:在无连接件条件下,实际墙体热工试验测试值与热工理论计算值的误差较小;连接件数量越多,热桥效应越明显,墙体的热工性能越差;采用有限元模拟软件对墙体进行热工设计结果较精确,可作为设计依据;研究结果可为模壳拼装墙体在超低能耗建筑的应用及能耗分析提供借鉴。

摘要：对水盐补给条件下硫酸盐渍土中的热质迁移、孔隙流体相变过程以及硫酸盐渍土盐冻胀变形进行了理论和试验研究。基于非饱和土力学和热弹性连续介质理论,建立了非饱和硫酸盐渍土中水-热-盐-力多物理场耦合的数学模型,其中考虑了孔隙内相变对热力学和水力学参数的影响,通过数值模拟分析了开放系统单向冻结条件下土体内部温度场、水分场、盐分场及应力场的变化过程,并利用室内降温试验对理论模型的有效性进行了验证。研究结果表明:盐分在结晶时所析出的潜热会直接影响到水分冻结成冰的过程;土体孔隙溶液浓度在开放系统单向冻结条件的影响下随时间先快速增长至峰值而后逐渐下降,最终趋于稳定;在负温的影响下,土体内部水分相变成冰,并逐渐形成冻结锋面,随着冻结锋面的下移,土体盐冻胀程度越来越大。