摘要：阳离子聚合是制备高分子材料的重要方法之一。因阳离子聚合反应活性高、可控性差,采用传统的方式对其进行深入研究难度往往很大。微反应器技术因其优异的过程控制能力在阳离子聚合研究中表现出得天独厚的优势。本文介绍了微反应器内传统阳离子聚合和活性阳离子聚合的研究进展,论述了微反应器对提高异丁烯、乙烯基醚类单体阳离子聚合反应可控性、反应效率以及机理研究的重要作用,探讨了阳离子聚合体系和装备理性设计的方向。

摘要：随着电动汽车和消费电子领域的快速发展,由锂电池主导的现代新能源市场对电化学储能技术的性能要求愈发多元化。锂电池的有效工作温度范围是影响其实际应用的关键性能之一,但是在低温环境下,商用碳酸酯基电解液的电导率明显下降,黏度上升,电极和电解液中锂离子的迁移变得困难,导致电池放电容量下降,循环寿命缩短,严重限制了锂电池的实际应用范围,因此,设计高性能的低温电解液用于提高锂电池低温性能是拓宽锂电池实际应用范围的关键。本文针对性分析了锂电池低温性能衰退的原因,从传统电解液优化和新型低温电解液两个方面综述了低温电解液的研究发展现状,归纳总结了低温电解液中有关溶剂、溶质、添加剂和溶剂化结构的相关研究。本文着重介绍了优化锂离子去溶剂化过程在低温电解液设计中的指导性意义,强调了微观溶剂化结构对理解低温下的界面和锂离子的迁移行为的关键作用,旨在从更全面的角度、更有效地指导未来低温电解液的设计,为低温环境下大容量储能系统研究提供借鉴。

摘要：微分散是微化工技术的重要组成部分,其装备和过程的复杂性使得相关研究受到诸多限制,传统思想指导下微分散基础研究以“设计-实验-模型”为思路,进展缓慢。近年来,人工智能方法因其强大的识别和回归能力在化工领域备受关注,人工智能辅助的微分散基础研究有利于形成微化工过程认识的新范式,促进微化工技术发展。本文介绍了人工智能方法的一般思路及其针对微分散研究的适用性,综述了人工智能技术在显微图像识别、液滴和气泡分散尺寸预测以及微分散过程控制和优化中的研究进展,对未来基于人工智能的微化工研究进行了展望。

摘要：开发低成本、高性能的氧还原铂基催化剂仍然是目前推动质子交换膜燃料电池(PEMFC)商业化进程的重要方向。在拓展单晶电极表面的相关研究中,活性金属铂的原子排布、应力应变、周边配位环境等因素都被认为对氧还原的性能具有重要影响。然而,在规整表面的单晶电极上得到的经验并不能完全指导纳米催化剂的设计,这是因为纳米颗粒存在着尺寸效应带来的活性-利用率的矛盾关系。通过在纳米尺度上模拟单晶电极的性质,构造纳米薄膜材料及二维晶面可控的纳米材料,可以一定程度上实现拓展表面性质。结合本课题组的研究工作,本文总结了拓展表面催化剂用于氧还原反应的理论和实验结果,探讨了纳米催化剂的发展和目前存在的问题,并对今后的研究方向进行了展望。

摘要：在碳达峰碳中和的背景下,能源结构转型势在必行。氢能是以非化石能源为主体的新型能源系统的重要能量载体。目前氢能的发展瓶颈在于氢气的储运。以乙基咔唑/全氢化乙基咔唑为代表的有机液体储氢技术提供了一种安全、高效的储氢方式。全氢化乙基咔唑脱氢温度高、催化剂稳定性差等问题是限制该技术大规模应用的主要挑战。基于此,介绍了全氢化乙基咔唑催化脱氢过程的反应机理,阐述其反应路径、反应动力学、催化反应过程;综述了目前脱氢催化剂的研究进展,对脱氢催化剂的循环性能进行总结,并归纳了失活机理;结合脱氢反应的特点提出反应器设计的挑战,并介绍目前典型的脱氢反应器。最后,针对现阶段全氢化乙基咔唑脱氢反应的潜在挑战,对该技术在储氢领域的应用进行了展望。

摘要：半导体生产过程具有工艺复杂、自动化程度高、操作精度高等特点。从事该生产过程的工人面临许多生理与心理方面的风险。从人因工程的角度出发,首先,结合产线中工人的工作内容,提炼了半导体生产过程中面临的核心人因工程风险;其次,从生理、认知、组织三方面将这些风险进行分类,并从相关文献中总结造成这些风险的工作任务因素、机器和系统因素、环境因素,从而提出了半导体工业生产中的人因工程风险与挑战及其影响因素模型;然后,分别对三类风险及影响因素进行了详细的文献综述分析;最终,提出了若干聚焦于国内半导体生产行业的人因工程研究方向建议,包括工作姿势培训方法、工人身体心理健康状况评估、工作地与产线布局设计、人机交互设计等,以促进我国半导体行业发展。

摘要：乙炔被广泛用于各种化学工业领域,然而其具有不稳定的碳碳三键,可能在加压条件下发生爆炸,因此测量乙炔在各种溶剂中的溶解度具有极大风险。为了实现乙炔溶解度的安全测量,基于减量化的本质安全策略和静态饱和法的溶解度测量原理,设计了内径为0.8 mm的石英管内封装约7μmol乙炔的微型溶解度测量装置,该装置可在1~2 h内达到气液传质平衡。采用该装置在最高温度为150℃和最高压力约为0.5 MPa的条件下,测量了乙炔在多种溶剂中的溶解度,该装置测定的亨利系数与文献报道的亨利系数的平均绝对相对偏差为5.72%。该装置乙炔用量少、气液平衡速度快、设备成本低且操作简单,为以乙炔为代表的危险气体溶解度的测量提供了一种安全高效的新方法。

摘要：过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种环境友好的化学氧化剂,广泛应用于水处理、医疗消毒、化学合成等工业领域。电催化两电子水氧化反应(2e^(-)WOR)是一种可以在温和条件下直接从水中生产H_(2)O_(2)的方法。然而,受限于反应机理认识和催化材料设计的不足,2e^(-)WOR的催化选择性和活性仍然较低。本文综述了近年来通过2e^(-)WOR反应路径电合成H_(2)O_(2)的研究进展,首先介绍了2e^(-)WOR的催化机理和研究方法,强调了理论计算加速高选择性、高活性和高稳定性催化剂研究的作用,并讨论了电合成H_(2)O_(2)的不同定量方法和原位表征手段;然后详细总结了高性能2e^(-)WOR电催化剂的调控策略,包括缺陷、掺杂、晶面和界面工程,同时指出了反应器创新设计的重要性;最后展望了电合成H_(2)O_(2)的研究挑战和机遇。

摘要：基于深度学习的故障诊断方法受其黑箱特性限制难以给出可信赖和可解释的诊断结果。现有可解释故障诊断研究多集中在开发可解释模块并嵌入深度学习模型以赋予诊断结果一定物理意义,或以结果为基础反推模型做出此决策的深层逻辑,对于如何量化诊断结果中的不确定性并解释其来源和构成的研究工作十分有限。不确定性量化及分解不仅能提供诊断结果的可信度,还能辨析数据中未知因素的来源,最终指导提升诊断模型的可解释性。因此,提出将贝叶斯变分学习嵌入Transformer以开发一种不确定性感知网络,用于可信机械故障诊断。设计了一种变分注意力机制并定义了相应的优化目标函数,可建模注意力权重的先验分布和变分后验分布,从而赋予网络感知不确定性的能力。制定了一种不确定性量化及分解方案,可实现诊断结果的可信度表征以及认知不确定性和偶然不确定性的分离。以行星齿轮箱智能故障诊断为例,在测试数据中含有未知故障模式、未知噪声水平以及未知工况样本的分布外泛化场景中,充分验证了所提方法用于可信故障诊断的可行性。

摘要：化学反应工程是高校化学工程专业的重要核心课之一,致力于研究化学动力学并根据反应特点设计合适的反应器。课程教学团队根据多年教学经验,将课程内容分为理想反应器、非理想流动、非均相催化和工业反应器四个模块,并针对非理想流动与非均相催化模块的知识关联较弱而导致学生无法综合运用所学知识解决复杂反应工程问题的现象,设计了基于模块知识融合的课程大作业。本文阐述了课程大作业对加强模块间知识关联的重要作用,梳理了课程大作业的设计和实施要点,并以催化剂氧空位测量的课程大作业为例,介绍如何通过非理想流动和非均相催化模块知识的融合提升学生解决复杂工程问题的能力,最后总结了课程大作业实施过程中的共性问题并提出了改进建议。