摘要：为了改善混合酯发射药的加工流动性,在其挤出过程中注入超临界二氧化碳(SC-CO_(2))作为增塑剂;为了更好地研究塑化过程,设计制造了一个在线狭缝流变仪用来测量混合酯发射药的剪切黏度和流变参数。流动曲线表明,混合酯发射药和SC-CO_(2)/发射药混合物都是非牛顿假塑性流体,幂律模型可以用来描述SC-CO_(2)/发射药混合物的流变行为。实验研究了剪切黏度随加工温度和增塑剂含量的变化规律,结果显示较高的加工温度有利于降低剪切黏度。在注入SC-CO_(2)后,黏流活化能降低了约20 kJ/mol。SC-CO_(2)被证明是一种有效的增塑剂,可以显著改善混合酯发射药的流动性。并且随着SC-CO_(2)含量的增加,挤出过程中的流动性会更好,但增塑剂含量的不断增加并不能无限制地提升塑化效果。

摘要：含预切空腔的轮廓爆破技术被认为是改善高地应力下隧道轮廓成型的有效方法。然而,对这种爆破技术在不同地应力下性能的研究较少。本文通过校验后的公路隧道数值模型,调查了含预切空腔(PC)的两种典型轮廓爆破技术(即光面爆破(SB)和预裂爆破(PB))在不同地应力条件下的性能。结果表明,在耦合装药和50 MP地应力下,PCSB比PCPB能获得更好的隧道轮廓成型效果。此外,研究了两种轮廓爆破技术在不同的不耦合系数和地应力条件下的性能,发现随着地应力从30 MPa增加至50 MPa,PCSB和PCPB作用下隧道轮廓成型效果均逐渐改善。此外,在不同地应力条件下调整周边孔的不耦合系数能使PCPB形成有效的隧道轮廓。然而,对于PCSB,在不同地应力条件下,需调整所有炮孔的不耦合系数才能形成符合要求的隧道轮廓。最后通过多元非线性回归获得经验公式,本研究可以为不同地应力下使用PCSB和PCPB开挖隧道提供设计参考。

摘要：This paper presents a systematic investigation and demonstration of a K-band circularly polarized liquidcrystal-based phased array(LCPA),including the design,over-the-air(OTA)in-array calibration,and experimental *** LCPA contains 16 phase-shifting radiating channels,each consisting of a circularly polarized stacked patch antenna and a liquid-crystal-based phase shifter(LCPS)based on a loaded differential line *** to its slow-wave properties,the LCPS exhibits a maximum phase-shifting range of more than 360°with a figure of merit of 78.3(°)·dB^(-1)based on a liquid crystal layer with a thickness of only 5μ***,an automatic OTA calibration based on a state ergodic method is proposed,which enables the extraction of the phase-voltage curve of every individual LCPA *** proposed LCPA is manufactured and characterized with a total profile of only 1.76 mm,experimentally demonstrating a scanned circularly polarized beam from-40°to+40°with a measured peak gain of 12.5 dBic and a scanning loss of less than 2.5 *** bandwidth of the LCPA,which satisfies the require-ments of port reflection(|S_(11)|)<-15 dB,an axial ratio(AR)<3 dB,beam squinting<3°,and a gain variation<2.2 dB,spans from 25.5 to 26.0 *** total efficiency is about 34%,which represents a new state of the *** use of the demonstrated low-profile LCPA to support circularly polarized scanning beams,along with the systematic design and calibration methodology,holds potential promise for a variety of millimeter-wave applications.

摘要：在低碳发展的背景下,开发利用清洁无污染的太阳能对满足未来日益增长的能源需求至关重要.半导体光催化技术可将太阳能转化为化学能,为可再生能源的发展提供了重要支持.因此,深入理解光催化剂与光催化活性之间的内在关联,对于优化和提升光催化效率至关重要.尽管科研人员在设计开发用于光催化反应的新材料方面付出了巨大努力,但对半导体的内在性质、表面活性位点和催化反应机理之间的深层次联系,仍缺乏充分的理解和认识.基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算是揭示材料内禀电子结构性质和反应过程能量变化的重要工具,正逐渐获得研究者的广泛关注.并且,随着计算方法的不断优化,该领域也取得了显著的进步.本文通过系统梳理国内外代表性研究工作,深入探讨了DFT计算在光催化领域中的广泛应用.首先,总结了DFT计算在光催化领域中的六大优势:(1)预测光催化材料的电子结构,如能带结构、能带间隙和能级;(2)预测表面反应的吸附位点、吸附能等变化;(3)在原子水平上揭示电荷转移过程,包括电子和空穴的运动;(4)阐明光催化剂与底物之间的相互作用;(5)预测光催化材料中空位、间隙和掺杂等缺陷的形成及其影响;(6)阐明光催化反应的机理细节,包括中间物种、过渡态和反应途径等.接着,简要概述了常用于第一性原理计算的软件和计算方法,并特别关注了如何利用不同策略来纠正传统DFT方法对半导体电子结构特性的不适当估计.随后,分析了基于DFT计算的半导体电子和能量特性的典型研究案例,如能带结构、态密度、电荷分布、功函数、形成能和吸附自由能等.此外,还详细阐述了半导体催化剂在多种太阳能驱动反应中的基本应用,包括析氢反应、析氧反应、氧还原反应、CO2还原反应和氮还原反应等.最后,指出了DFT计算在光催化研究中的机遇与挑战,并展望了未来可能的发展方向.综上,本文系统综述了 DFT计算在光催化领域中的广泛应用,旨在深入理解光催化反应中"组成-结构-功能"之间的关系,并为未来开发设计用于太阳能到化学能催化转化的高效稳定催化剂提供参考.

摘要：通过将采热管群与充填采矿技术相结合可提取矿井中的地热能,有效缓解高地热带来的热害问题。本文以采热管群为研究对象,分析了充填体放热过程中传热流体的温度、速度和压力分布,讨论了雷诺数、管径、管间距和管排方式对采热管群性能的影响。结果表明:当雷诺数从100增加到5000时,换热量从2.24×10^(3)kJ增加到16.78×10^(3)kJ,综合评价因子从0.087增加到1.31。当管径从4 mm增加到6 mm时,换热量从15.07×10^(3)kJ增加到17.11×10^(3)kJ,综合评价因子从1.157增加到1.388。当管间距从130 mm增加到170 mm时,换热量从14.24×10^(3)kJ增加到16.25×10^(3)kJ,综合评价因子从1.013增加到1.263。此外,四路并联布置可以保证较高的换热量和较低的压降,从而获得较高的综合评价因子。该研究为充填体中采热管群的设计和优化提供了理论参考。

摘要：在全球致力于实现碳中和的大背景下,生物质和废弃塑料的高值化利用已成为科研领域的研究热点.加氢脱氧反应（HDO）,作为实现这一目标的重要途径之一,通过精准解离C–O/C–C键,为生产燃料和化学品提供了有效方法.在HDO过程中, C–O键的氢解及不饱和键的氢化是主要步骤,而C–C键的氢解则是需要避免的副反应.与简单的氢化反应相比, HDO过程需要具有双功能特性的催化剂,特别是当目标产物为含氧化合物时,催化剂的区域选择性至关重要.近年来,双金属催化剂在生物质及其衍生物以及含氧塑料废弃物和聚合物的HDO过程中的应用受到广泛关注.通过深入理解金属纳米颗粒与金属氧化物之间的协同作用和强相互作用,双金属催化剂的理性设计取得了显著进展.特别是,部分金属氧化物（如ReOx, WOx, MoOx, FeOx）与贵金属（如Ir, Pt, Ru）之间存在的强相互作用,不仅促进了C–O键的断裂,还有效保留了C–C键,为催化剂的高活性和高选择性奠定了基础.通过调整催化剂组成、使用小比表面积的载体等方法,可以进一步优化催化剂性能.本综述聚焦于金属氧化物改性的贵金属催化剂在HDO反应中的最新研究进展,特别是总结了Ir、Pt和Ru基催化剂在HDO反应中的应用.由于这类催化剂的结构和性能能够精确控制,并且每种催化剂都具备独特的选择性,因此被广泛应用于生物质衍生物和塑料废弃物的HDO过程中.本文总结了双金属催化剂的结构特点、HDO反应机制、催化剂结构与催化性能之间的关联,以及这些催化剂在高附加值化学品生产中的实际应用.我们以甘油和1,2-丙二醇的氢解为模型反应,深入探讨了基于Ir、Pt和Ru的双金属催化剂的催化性能、结构特点和催化机理.这些催化剂在温和条件下实现了高效的氢脱氧反应,有效抑制了C–C键的断裂,并优化了化学选择性和区域选择性.双金属催化剂在生物质精炼和塑料/聚合物转化方面展现出广泛的适用性.本文还介绍了其在木质纤维素衍生原料、羰基化合物以及聚碳酸酯等塑料中的应用.然而,双金属催化剂的稳定性在实际应用中仍面临挑战,如金属烧结、浸出、积碳及金属-金属氧化物界面的重构等问题.因此,未来的研究重点是开发高效的再生方法和高度稳定的催化剂.综上所述,金属氧化物改性的贵金属催化剂在HDO反应中展现出巨大潜力.通过深入研究和优化,有望为生物质和塑料的高值化利用提供有效解决方案.本文旨在为双金属催化剂的理性设计和优化提供参考,以期推动生物质和塑料的高值化利用技术的进一步发展和应用.

摘要：过氧化氢（H2O2）是一种多功能氧化剂,利用地球上丰富的水和氧合成过氧化氢是解决能源危机和环境修复的一种有前景的方法.共价三嗪框架（CTFs）因具有独特的稳定结构以及π共轭sp2碳结构上功能基团的高可设计性,其作为光催化剂而备受关注.然而,由于共轭键的可逆性较差,极大地影响了电荷的分离和转移.为了提高载流子分离效率,目前的策略主要为开发高结晶结构或在CTFs骨架中加入具有不同电离势和电子亲和力的供电子和接受电子单元,但催化性能和太阳能化学转化（SCC）效率仍然低于预期.碳点（CDs）具有类分子特性,可以通过表面接触或结合改变材料的微观结构和物理性能,起到调控光生电荷行为的作用.因而,本文把CDs引入到CTFs分子中,使其充当电荷分离器,提升光生载流子的利用效率.本文提出一种可扩展的方法,使1,4-二氰苯（DCB）、CDs和碱金属盐在溶液中发生选择性吸附反应,去除溶剂后制备出预混物,然后再以CF3SO3H为催化剂,在空气氛围内直接加热预混物至250°C并反应8 h,获得具有高结晶CTFs与CDs的复合光催化剂（CDs@CTFs）.透射电镜、X射线光电子能谱（XPS）等结果证明了CDs引入到CTFs插层中.粉末X射线衍射结果表明,适量的CDs可以提高CTFs的结晶度.紫外-可见吸收谱表明CDs的引入扩大了可见光的吸收范围.Zeta电位、光致发光光谱等结果表明,二价和多价阳离子同时与两个或两个以上的CDs相互作用,导致其溶胶溶液的不稳定性和表面电子态的改变,影响了光催化剂性能.XPS、红外光谱、热重分析（TGA）等表征结果表明CDs表面羧基的H+离子可能被碱金属离子取代,从而调节表面电荷分布,促进电荷分离和转移.电荷牺牲实验、原位漫反射红外傅立叶变换光谱和电子顺磁共振谱测试结果表明, CDs@CTFs可以实现氧还原反应和水氧化反应双通道产H2O2.通过使用已知的电子受体和电子供体来识别CDs和CTFs之间的电荷转移过程,并结合对空穴传输层器件的暗I-V曲线测试结果,揭示了CDs具有空穴存储功能.所制光催化剂的H2O2产率为2464μmolh-1g-1,全光谱光化学转化效率为0.9%, 500 nm的表观量子产率为13%,超过了目前报道的大多数光催化剂.结合理论分析结果表明, CDs可以作为空穴提取剂有效地驱动激子解离,并为水氧化反应提供活性位点;研究发现碱金属离子在合成过程中与CDs表面的羧酸基团相互作用,增强对CTFs的空穴提取能力,加速光催化生成H2O2.此外,所制光催化剂在自然阳光下可连续工作产H2O2,且光催化性能经过100 d循环使用仍表现出高的稳定性.综上所述,本文开发了一种简便且可扩展的方法,将CDs引入到CTFs中,以实现高效的光催化产***通过其界面产生的内电场从CTFs中提取光生空穴,并在CTFs上充当空穴存储层.此外,碱金属离子能显著调节内部电场强度,使CDs@CTFs具有更显著的光催化性能.本工作揭示了一种新的设计策略来调控有机共轭聚合物中的载流子分离和迁移.

摘要：为了探讨利用绿色环保的非炸药主动震源技术勘查我国西部、南部复杂山地深部矿产资源的可行性,并提出可行的探测方案,以景德镇朱溪矿区为例开展了基于照明分析和叠前深度域偏移成像实验的主动源地震探测系统设计研究。在现场踏勘和充分收集地质、钻探成果的基础上,根据矿区42号线钻孔联合剖面和相应的岩石物性测量成果建立了地球物理模型。由于后续地震数据采集工作主要利用单分量纵波检波器开展,在地震波的数值模拟方面选用了粘声波方程;工区崎岖地表所带来的不规则自由表面问题则通过Acoustic-Elastic boundary Approach(AEA)方案解决。进行了震源-检波器组双向照明分析,以及高信噪比(20db)和低信噪比(6db)两种情况下的地震波叠前深度域逆时偏移成像实验。研究结果表明,通过合理布设较为密集的主动震源激发-接收系统,采用环境友好的非炸药主动震源技术可以查明目标区地下主要地层,和断层、逆掩推覆体等主要控矿构造的空间展布。后续实际的地震数据采集工作在本次研究的基础上开展,取得的朱溪矿区第一手非炸药震源绿色勘查成像剖面证明了本次研究所提出的探测方案是可行的和有效的。通过不断完善技术体系,非炸药主动震源技术有望为我国深部矿产资源勘探、隐伏断裂勘查、城市地下空间探测等研究领域提供一种环保、高效的技术手段。本次研究所采用的基于照明分析和偏移成像实验的复杂山地主动震源探测系统设计、论证方法值得进一步研究和推广。

摘要：柔性可穿戴的紫外线探测器在个体紫外线暴露监测、智能仿生眼和军事领域受到广泛关注.然而,传统不可拉伸的材料和器件结构设计限制了设备在可动态变形的人体皮肤和非平面表面上的精确监测应用和稳定附着.在本研究中,我们提出了基于氧化铜/碳-水凝胶-氧化锌/碳的新型应变隔离异质结构的本征可拉伸(拉伸应变或弯曲高达150%)紫外线探测器,该探测器具有高灵敏度(开/关比为2100%)、高稳定性(大于4000次循环),以及快速响应和恢复时间(分别为1.5和4 s).值得注意的是,该探测器通过水凝胶桥在氧化铜/碳和氧化锌/碳电极之间引入的p-n结能带结构,以及离子导电水凝胶中I^(-)/I_(3)^(-)的电化学反应机制,显著提高了其载流子效率和紫外线响应强度.本文通过集成传感器与所设计的电路板,进一步开发了一种无线紫外线报警系统,用于紫外线强度超标警报.此外,本文还设计了一种光电传感器阵列,并将其用作视网膜假体,以实现对环境紫外线强度的实时监测和成像.本文基于水凝胶基异质结构为开发可穿戴、可拉伸的光电紫外线传感器单元和成像阵列提供了一种新的可行方法.

摘要：设计了一种具有偏振不敏感和广角吸收的光激发可切换单/双波段太赫兹超材料吸收器.通过调制嵌入谐振器中的光敏砷化镓的电导率实现功能切换,并提取不同砷化镓电导率下的表面电流,对超材料吸收器的吸收机理进行了物理解释.结果表明,该吸收器可以实现从0.568和1.442 THz的双波段吸收(吸收率为99.08%和99.56%)到0.731 THz的单波段吸收(吸收率为95.43%)的切换.该器件强度调制深度为61.4%,频率调谐带宽为60.6%,可制作太赫兹频段的强度调制器和频率选择吸收器.此外,所提出的吸收器对横电(TE)和横磁(TM)偏振波都具有与偏振无关的广角吸收.可调谐超材料吸收器的实现为成熟的半导体技术以及有源太赫兹调制器和开关的潜在应用提供了机会.