摘要：The accumulation of excessive nitrate in the atmosphere not only jeopardizes human health but also disrupts the balance of the nitrogen cycle in the *** various nitrate removal technologies,electrocatalytic nitrate reduction reaction(eNO_(3)RR)has been widely studied for its advantages of being eco-friendly,easy to operate,and controllable under environmental conditions with renewable energy as the driving *** metal-based catalysts(TMCs)have been widely used in electrocatalysis due to their abundant reserves,low costs,easy-to-regulate electronic structure and considerable electrochemical *** addition,TMCs have been extensively studied in terms of the kinetics of the nitrate reduction reaction,the moderate adsorption energy of nitrogen-containing species and the active hydrogen supply *** on this,this review firstly discusses the mechanism as well as analyzes the two main reduction products(N_(2)and NH_(3))of eNO_(3)RR,and reveals the basic guidelines for the design of efficient nitrate catalysts from the perspective of the reaction ***,this review mainly focuses on the recent advances in the direction of eNO_(3RR)with four types of TMCs,Fe,Co,Ni and Cu,and unveils the interfacial modulation strategies of Fe,Co,Ni and Cu catalysts for the activity,reaction pathway and ***,reasonable suggestions and opportunities are proposed for the challenges and future development of eNO_(3)*** review provides far-reaching implications for exploring cost-effective TMCs to replace high-cost noble metal catalysts(NMCs)for eNO_(3)RR.

摘要：牙釉质是人体最硬的组织,力学性能优异.牙釉质内部的纳米线-微米簇-有序阵列的多级结构是其具有优异力学性能的关键.通过模仿牙釉质的微结构有望实现人造材料力学性能的突破,但是多级次模仿天然牙釉质的微结构仍是巨大的挑战.本文中,我们制备了由长程有序晶体/非晶羟基磷灰石(HAP)纳米线组成的HAP微米簇,并通过剪切诱导组装将其纺成类牙釉质高性能宏观纤维.该纤维具有高度有序的纳米线-微米簇结构,并且HAP纳米线、HAP微米簇和聚合物基体之间的强界面连接使得该纤维在受力时具有一种多级的能量耗散途径.因此该类牙釉质纤维兼具高强度(196.3 MPa)和高韧性(46.3 MJ m^(-3)),其断裂韧性超过了先前报道的HAP基复合纤维的最大值.这种多级类牙釉质设计策略为高强度和高韧性纤维的开发提供了新的思路,在潜在的工程和生物修复领域具有广阔的应用前景.

摘要：本文报道了一台结合电喷雾离子源和双反射飞行时间质谱的速度成像光电子能谱仪的研制过程,其可用于开展溶液中负离子的光电子能谱研究.在该装置中,电喷雾离子源产生的负离子由四极杆组成的离子引导系统传输至冷离子阱,并对负离子进行富集和冷却,用于后端的质量选择和光电子能谱探测.该装置的关键技术之一是将双反射质量分析器与Wiley-McLaren离子加速聚焦设计进行了串联:这样可以有效地提高质谱分辨,从而准确地选择目标离子,其质量分辨率(M/△M)可达2000以上.该装置的高分辨光电子速度成像系统采用多极电子透镜设计,对于动能为0.59eV的光电子,其能谱峰的半高宽约为5.8meV,相对分辨率为~0.98%本文对该装置的工作原理,结构设计和性能测试情况进行了详细阐述。

摘要：长大铁路隧道受特殊地质条件影响可采用分岔隧道建造。然而,列车高速穿越这种复杂构型的隧道时所引起的空气动力学效应尚不清楚。为此,本文采用三维、可压缩、非定常的雷诺时均模型,模拟研究了高速列车从不同方向通过分岔隧道时引起的气动效应。研究内容主要包括入口隧道结构为单线隧道(STE)和双线隧道(DTE)两个运行环境下的车体表面和隧道壁面的压力波动、列车气动力和周围流场特征等。研究结果表明,相比STE场景,DTE场景下车体表面和单线隧道壁面的压力峰峰值更大,并且气动阻力能耗也更大,头车的平均阻力增大19.2%。然而,STE场景下列车的侧向力波动更剧烈,其峰值相比DTE场景增加26%。本文的研究发现可为特殊铁路隧道的设计和建造提供有价值的空气动力学参考。

摘要：利用太阳能将CO_(2)光转化为化学燃料是前沿研究的热点.当前,科研的重点在于开发和优化各类光催化材料的性能.异质结构不仅用于增强无机半导体催化剂的活性,而且用于金属-有机框架(MOFs)光催化剂的构建.随着异质结技术的不断进步,新的相结概念应运而生.尽管关于无机半导体中的相结研究已取得一定进展,但是MOFs相结结构的探索尚处于起步阶段.本文中,我们成功设计并构建了一种具有卓越光催化CO_(2)还原性能的MOFs相结杂化材料.这种材料由具有高度连接性的卟啉配体(TCPP-Ni)与Zr6团簇紧密结合而成,在溶剂热反应条件下,PCN-222-Ni能够快速且均匀地成核.通过精准调控调节剂的用量,我们实现了同分异构体PCN-224-Ni在类似条件下较慢的晶体形成过程.最终制得的P@P杂化材料展现出高表面积、多孔性和卓越的结晶度.由于PCN-222-Ni和PCN-224-Ni之间的带隙匹配,光生载流子的分离和迁移得以促进,从而使P@P杂化材料展现出卓越的光还原CO_(2)性能.这一重大突破不仅标志着MOFs相结结构研究的重大进展,还拓宽了MOFs相结在CO_(2)光转化领域的应用前景.

摘要：本研究提出了一种基于梯度下降的轨道不平顺复原方法。基于非对称弦测法理论,轨道不平顺的复原过程可描述为一个欠定线性系统的优化问题。本文提出采用梯度下降法求解该优化问题,采用了考虑正则项的二次型代价函数。为了评估所提出方法的性能,本研究搭建了一个轨道检测小车,并在一个缩尺桥梁模型上进行了现场试验。通过与水准仪测量值的比较,验证了基于梯度下降轨道不平顺复原方法具有良好精度。与传统的需要专门设计逆滤波器的轨道不平顺复原方法相比,本研究所提出的方法物理意义明确,只需基于非对称弦测法原理建立优化模型,这表明本方法在现场实测中具有良好的可操作性。此外,重复性评估表明,在调整不同的弦长以及多次重复测量时,本研究所提出的方法可复现一致的轨道不平顺结果,表明该方法具有良好的测量重复性。本研究所提出的方法可对轨道不平顺进行准确复原,为轨道平顺性状态及时有效评估提供数据支撑,进而保证列车运行的平稳与安全。

摘要：金属氧化物催化剂表面O2分子的活化对于多相催化中氧化还原反应具有重要意义.硫化氢（H2S）选择性氧化是一个典型的氧化反应,通常用于去除克劳斯工艺尾气中有害的H2S,同时回收化工产品硫磺.受克劳斯反应的热力学限制,工艺尾气中仍有近1%的H2S残留,在焚烧炉中会转化为有害的SOx,造成不必要的硫损失以及严重的环境问题.研究表明,氧分子活化解离产生的活性氧物种是H2S选择氧化的关键活性物种.然而,受限于氧分子的低效活化,传统催化剂需提高反应温度以获得令人满意的H2S转化率,这也促进了副反应的进行并生成有害副产物SO2.因此,迫切需要在较低温度下实现氧分子的高效活化以促进H2S选择氧化反应的进行,从而最大限度地提高克劳斯工艺硫回收效率并降低运营成本.目前,大多数研究通过引入更多的氧空位促进氧分子的活化及氧化反应的进行,但很少有人考虑氧空位本身结构的影响.近年来,研究者更多地关注不对称氧/空位（M1-O-M2或M1-VO-M2）,该特殊结构可以有效地优化氧分子的活化,提高催化性能.本文报道了一种简单的氧空位调控策略用于H2S选择氧化,通过过渡金属（M=Mn,Co和Mo）取代策略在LaFeO3钙钛矿催化剂中引入不对称氧空位,从而激发氧分子活化以促进H2S选择氧化的进行.X射线粉末衍射、Raman光谱及透射电镜结果表明,Mn和Co的引入形成了均匀的La2FeMnO6以及La2FeCoO6双钙钛矿相,而Mo的引入则形成了La2Mo2O9和LaFeO3钙钛矿的混相.X射线光电子能谱及M?ssbauerr谱结果表明,Mn取代形成的La2FeMnO6双钙钛矿催化剂由于其结构中Mn与Fe的完全交替取代形成了丰富的不对称Fe-VO-Mn位点,结合H2程序升温还原及O2程序升温解吸结果,可以推断不对称空位促进了催化剂上氧分子的活化,进而提高了催化剂的氧迁移率和还原性.模拟计算了氧分子在LaFeO3及La2FeMnO6催化剂上的吸附及解离过程,结果表明,氧分子在对称的Fe-VO-Fe位点上具有较高的吸附能及解离能,在不对称的Fe-VO-Mn位点上不存在稳定的吸附态,倾向于直接解离形成活性氧物种.具有丰富不对称Fe-VO-Mn位点的La2FeMnO6催化剂的H2S选择氧化低温活性和稳定性显著提高,在较宽的温度窗口内均可保持较好的H2S转化率（>90%）与硫选择性（接近100%）.综上,本文通过取代策略实现了对催化剂氧空位结构的调控,揭示了不对称氧空位对氧分子活化行为的促进机制.研究结果不仅为合理设计高效氧化催化剂探明了一条可行的途径,还对氧分子活化过程中氧空位结构的促进机制提供了深入的见解,有望激发更多关于开发氧化还原反应高效催化材料的研究.

摘要：非稠环电子受体(NFREA)具有合成简单和结构修饰灵活的特点,是制备高性能低成本有机太阳电池(OSCs)的理想材料.本工作以不同侧链修饰的二氟苯并三氮唑(ffBTz)作为弱缺电子核(A’),分别设计合成了三种A-D-A’-D-A型NFREA,即ffBTz-BO、ffBTz-EH和ffBTz-C4.其中,ffBTz-EH,由于其合适的侧链长度,在分子结晶度和分子堆积优势取向之间取得了平衡,从而获得了更高的电荷迁移率.并且得益于高效的电荷传输和最合适的相分离形貌,基于ffBTz-EH的OSC获得12.96%的最高能量转换效率,这也是A-D-A’-D-A型NFREA获得的最高效率之一.本研究表明,A’核心上的烷基侧链在调节分子结晶度、活性层形貌和进一步调控器件性能方面起着至关重要的作用,这为未来设计高效低成本的A-D-A’-D-A型非稠环电子受体提供了思路.

摘要：量子点发光二极管(QLED)溶液法制备的特点和喷墨打印高度契合,在印刷显示器领域展现出巨大的应用潜力.制作QLED器件时,下层薄膜的表面能对上层薄膜的铺展起着至关重要的作用,高表面能可以促进不同功能膜层之间的紧密接触并减少漏电流.然而,已报道的交联空穴传输材料(HTM)低的表面能不利于喷墨打印.在此,我们通过分子设计开发了一种可交联HTM及其聚合物,新的聚合物命名为[9-(4-(乙氧基甲基)苯基)-3-(7-(9-(4-(己炔基)乙氧基甲基)苯基)-9H-咔唑-3-基)-9H-芴]-9H-咔唑(PDA-FLCZ),由3,3′-(9,9-二甲基-9H-芴-2,7-二基)双[9-(4-(丙-2-炔-1-氧基)甲基)苯基]-9H-咔唑(DA-FLCZ)聚合得到.这种新型HTM采用原位光热交联和预聚后热交联两种交联策略,都可以在较低的交联温度下形成稳定的网络结构,具有优异的耐溶剂性和较高的表面能.通过优化交联工艺,交联PDA-FLCZ薄膜实现了更高的空穴迁移率和更低的陷阱密度,其对应的旋涂QLED器件的最大外量子效率(EQE)达到17.59%,比基于DA-FLCZ的器件(14.25%)高出23%.此外,基于交联PDA-FLCZ的喷墨打印QLED显示出15.28%的最大EQE,接近其旋涂器件值的90%.

摘要：利用太阳能驱动的半导体光催化技术将H2O和O2转化为H2O2,是传统蒽醌工艺的可持续替代方案之一.在光催化O2还原生产H2O2的过程中,主要涉及到O2的还原和设O的氧化两个半反应.然而,单一的窄带隙半导体往往难以满足整体反应的热力学电位要求.为了克服这一挑战,研究人员借鉴自然光合作用的原理,提出了构建Z型异质结体系的策略.这种体系不仅能有效促进电荷的分离,从而增强光催化效率,而且能保留光生电荷较强的氧化还原能力,这对于H2O2的光合成至关重要.此外,O2的活化对于H2O2光合成同样重要.然而,目前在构建Z型异质结时,对于Z型异质结的两组分自身电荷传输方向的匹配性鲜有关注.因此,构建具有电荷定向传输的Z型异质结,并精准负载O2活化位点,对于提高H2O2的光合成效率和稳定性具有重要意义.本文以苝-3,4,9,10-四羧酸二酐（PTCDA）为前驱体,在水解的过程中,引入预制备的钒酸铋量子点（BQD）,原位构建BQD/PTA Z型异质结.然后,通过低温辅助光还原策略将纳米Au精确修饰在苝四甲酸（PTA）上,制得具有定向电荷传输的BQD/PTA-Au Z型异质结.形貌表征结果表明,PTA的形态为平均厚度为3.5 nm的不规则纳米片,其表面均匀负载了直径约为7 nm的BQD纳米颗粒,而超小的Au纳米粒子（直径约为5 nm）则负载在PTA纳米片的边缘.优化后的BQD/PTA-Au异质结光催化H2O2产率为218.6μmol g-1h-1,约为PTA纳米片的6.4倍;此外,在405 nm波长下,该异质结的表观量子产率为PTA的4.8倍.在模拟太阳光条件下,BQD/PTA-Au异质结的太阳能到化学能转换效率（SCC）为0.47%;且在连续5次的循环实验中表现出良好的稳定性.光物理和光化学测试结果表明,BQD/PTA Z型异质结的构建显著促进了PTA的电荷分离,Au修饰后复合体的电荷分离进一步增强.扫描开尔文探针（SKP）测试结果表明,BQD和PTA的能带结构满足Z型电荷传输路径,电子顺磁共振和原位X射线光电子能谱分析结果表明,所构建的Z型异质结由于电荷传输方向匹配,显著促进·O2-自由基的形成;而后续的Au修饰则能够定向接受来自PTA的光生电子.旋转圆盘电极测试结果表明,BQD/PTA-Au的平均电子转移数最接近2,说明其遵循两电子氧还原反应（ORR）路径.结合物种捕获实验推测,·O2-自由基是BQD/PTA-Au异质结光合成H2O2的主要活性物种.原位漫反射红外光谱测试证实,纳米Au修饰可进一步提高O2在催化剂表面吸附,并加速两电子的O2还原反应.综上,本文围绕着具有各向异性电荷迁移的PTA,设计构建了电荷定向迁移的Z型异质结体系,实现了高效的H2O2光合成,为高效Z型异质结体系设计构建提供了新思路.