静电纺丝法能够在纳米尺度调控纤维和膜结构,石墨烯的掺杂可进一步提高纳米膜的电化学性能。基于石墨烯的结构特性,探究石墨烯质量分数与纳米纤维尺寸的关系,并考察了静电纺丝电压、进液量、纺丝距离及纺丝时间等参数对膜结构与电化学性能的影响。结果表明,当纳米膜中石墨烯质量分数为7%、电压为24 kV、纺丝距离为15 cm、进液量为0.01 mL/min、纺丝时间为2 h时,纳米膜结构中纤维直径为0.162 μm,阻抗为220.8 Ω;在静电纺丝条件下,石墨烯的掺杂能够可控制备纳米膜,多元优化其电化学性能。
传统阴离子交换膜(AEMs)中常用的季铵基(QA)与OH-解离常数较低,导致其电导率较差。冠醚基团因其能与碱金属阳离子形成带正电荷的络合物,可显著提升AEMs的离子交换容量(IEC)和OH?传导效率。同时,冠醚环中的醚键具有良好的碱稳定性和化学稳定性。鉴于以上优点,通过变色酸接枝二苯并?18?冠?6?醚改性聚乙烯醇(PVA),成功制备了一系列接枝双冠醚的AEMs。结果表明,与单冠醚膜材料相比,双冠醚阴离子交换膜展现了更高的OH-选择性和化学稳定性;所制备的AEMs在电导率(80 ℃温度下电导率为165.5 mS/cm)、机械性能(室温下拉伸强度为47 MPa)和碱稳定性(在浓度为6 mol/L的KOH中浸泡168 h,电导率仅降低4.52%)方面表现出色,且以铂炭为阳极材料实现了高效的电解水制氢过程,电解还原效率达到80%。
红外上转换探测器是一种由红外光电探测器(PD)和可见光发光二极管(LED)串联堆叠构成的器件,可将不可见的红外光信号直接转换为可见光输出或经CCD、CMOS相机等可见光成像设备实现成像。相比于传统电学读出方案,上转换路线无需读出电路与复杂算法,具有制备工艺简单和成本低廉等优势。胶体量子点(CQDs)兼具可溶液加工、带隙可调且与多种基底兼容等特性,为构建低成本、大面积且可在室温下工作的上转换器件提供了关键材料平台。简要概述上转换器件的工作机制,阐述量子点上转换器件的关键性能指标,并从发光材料调控、器件结构及界面调控两部分系统梳理近年代表性研究进展,最后对研究现状和挑战进行了总结,提出了若干研究方向与建议。
CdS在可见光区具有优异的光化学性能和高量子效率,但其光催化稳定性明显受光腐蚀限制,构筑CdS/Mg?CdIn2S4异质结可抑制光腐蚀并提升其光催化稳定性。采用离子交换法制备CdS纳米线(CdS NWs)、CdS纳米颗粒(CdS NPs)和Mg?CdIn2S4纳米片(NSs),并构筑5%CdS NWs/Mg?CdIn2S4(5%为CdS NWs的质量分数)和5%CdS NPs/Mg?CdIn2S4(5%为CdS NPs的质量分数)异质结;通过XRD、UV?vis DRS、FT?IR光谱、N2吸脱附等温测试及瞬态光电流和电化学阻抗对光催化剂进行了表征。结果表明,CdS NWs/Mg?CdIn2S4和CdS NPs/Mg?CdIn2S4异质结成功构筑;在光反应系统对催化剂进行的性能评价中,二者均展现出良好的光催化CO2还原性能,其中CdS NWs/Mg?CdIn2S4展现出更为突出的光催化CO2还原性能,CO和H2的产率分别为716.7 μmol/(g·h)和664.3 μmol/(g·h),分别比Mg?CdIn2S4提高了46.2倍和56.8倍。研究结果为光催化CO2还原领域的深入研究和应用奠定了基础,具有重要的学术和实际意义。
钌配合物因其较高的发光量子效率和可调的发光波长特性,在发光器件领域具有重要的应用价值。然而,传统溶液加工方法易引发分子无序聚集,使发光效率和稳定性下降;常规真空沉积方法则存在工艺复杂、成本高等弊端,不利于材料和器件的利用和推广。为了解决上述问题,开发了一种制备三联吡啶钌(Ⅱ)配合物微晶薄膜的方法,该方法通过混合溶剂诱导钌配合物在导电玻璃表面自组装形成微晶结构;在此基础上,采用镓铟合金作为对电极,制备了肉眼可见的高强度发光简易器件;通过模具和液态金属制备图案化电极,结合该电极和钌配合物微晶薄膜,实现了发光图案器件的有效制备。该研究成果为制备基于钌配合物的低成本、大面积发光的器件提供了一种新方法。
工业废水处理已成为全球性重大挑战。物理吸附法虽具有处理效果好、操作简便等优点,但存在吸附材料用量大、成本高昂的问题。Fe?O?因具备超顺磁性、小粒径、大比表面积和易回收等特性,在吸附领域显示出广阔潜力,但其单独应用仍存在一定局限性。综述了以Fe?O?为基础的磁性复合材料作为一种绿色高效吸附剂在废水处理中的制备与应用,以应对当前吸附材料成本高、回收难的问题;介绍了磁性活性炭、磁性环糊精和磁性纤维素复合材料的主要制备方法,简述了其在重金属和有机污染物吸附处理中的研究现状,并分析了磁性分离与再生技术的应用进展。结果表明,Fe?O?复合材料在吸附效率、环保性以及成本控制等方面均表现良好;Fe?O?复合材料作为潜在吸附剂展现出独特的优势。提出了应进一步开发低成本、高吸附容量的Fe?O?复合吸附材料,推动其从实验室向工程应用转化的建议。
基于Navier?Stokes方程与相场理论耦合方法,构建了含裂缝混合润湿致密油藏孔隙尺度数值模型,研究了不同注入速度、注入方式及注停时间下的渗吸采油过程。结果表明,注入速度与采出程度呈非线性关系,0.01 m/s为最佳注入速度,此时毛细管力与黏滞力动态平衡,裂缝?基质压力传递效率最优,采出程度达峰值;周期性间歇注水方式较恒速注水可节水48%,而采出程度仅降低1.08%,在低油价下经济性更优;较短的注停时间配合高频次注水,可形成周期性压力波动,累计注水量减少80%,可实现与长周期注水相同的采油效果。研究混合润湿致密油藏注水开采过程中注入参数对渗吸?驱替协同增效机制的影响规律,为优化注入方式提供了理论依据。
致密储层孔隙中形成的水膜会导致多孔介质中的油水呈“油芯水膜”分布状态,显著影响渗吸的流动通道及毛细管力大小。针对以上问题,通过高压压汞和岩芯渗吸实验,分析油水微观分布特征及毛细管力作用机理,建立了考虑水膜厚度的毛细管力计算模型,揭示了含水分布特征对毛细管力的影响规律。结果表明,随着油相压力的增大,孔隙壁面的水膜逐渐变薄并最终趋于稳定;在相同压力条件下,孔隙半径越小,水膜厚度占孔径比例越高;当孔隙半径小于30 nm时,水膜对毛细管力的影响较大;当孔隙半径大于30 nm且含水饱和度大于0.60,考虑水膜与未考虑水膜的毛细管力计算值基本一致,此时水膜对含水饱和度和毛细管力的影响较小;当含水饱和度小于0.60时,考虑水膜和未考虑水膜的毛细管力的计算值差异显著,且随着含水饱和度的增加,两者差异逐渐缩小,此时毛细管力较小,导致岩芯渗吸能力较弱。
针对以天然气为燃料的固体氧化物燃料电池余热回收与液化天然气冷能利用相结合以及烟气中CO2的捕集问题,提出了一种由双重再压缩布雷顿循环、CO2回热朗肯循环和双级闪蒸循环构成的新型冷热电联供系统;采用热力学仿真软件对该循环系统进行模拟,分析了混合工质中Xe质量分数、CO2回热朗肯循环膨胀机入口压力p23、闪蒸循环的泵出口压力p26和分流比x对系统热效率、?效率、净输出功和冷?回收率的影响。结果表明,提高p23有利于提升系统的热效率、?效率和净输出功;降低p26有利于提升系统的净输出功及热效率,提高Xe质量分数与分流比x可提升系统的循环净功、热效率与?效率;当Xe质量分数为0.3、p23为16 MPa、p26为13.5 MPa时,系统的热效率、?效率、净输出功分别为67.17%、58.13%、2 587.96 kW。
网络入侵已经超出传统战争入侵的概念,频发的网络空间安全事件不仅使国家安全受到威胁,而且给实体经济造成巨大损失。网络漏洞扫描器是防范网络遭受攻击的重要工具,目前市场上的漏洞扫描器通常采用暴力扫描方式设计,存在检测维度有限、速度慢和准确率低等问题。因此,提出一种基于分布式的多维度评估检测模式,采用目前最新的应用容器引擎(Docker)技术实现多节点部署,通过并发式方法差异化收集信息的同时,将信息划分为多个维度并量化;引入模糊综合层次评价法对检测目标系统进行脆弱值评定,并根据脆弱值评定结果提升对应系统的关注度,采用脆弱等级与指纹识别相结合的方法进行漏洞检测;使用场景化实战网络靶场(CFS)进行测试,以评估其在真实攻防环境下的检测性能与适用性。测试结果表明,该检测模式对单个系统的检测效率与最常用的企业级网络扫描器相比有显著提升,其主要技术指标优于传统单维度漏洞检测方法。
缩小城乡收入差距是我国稳步推进共同富裕的重要内容。基于2013—2021年我国30个省级行政区的面板数据,研究了数字经济发展水平与城乡收入差距之间的内在联系。结果表明,数字经济有利于缩小城乡收入差距,且产业结构合理化发挥部分中介效应;在人力资本水平较高的区域,数字经济发展能有效缓解城乡收入差距,且产业结构合理化发挥完全中介效应,但在人力资本水平较低的区域,数字经济对城乡收入差距并不产生显著的影响;当经济发展水平较低时,数字经济会扩大城乡收入差距,而当经济发展水平较高时,数字经济会缩小城乡收入差距。基于此,提出了推动产业数字化和数字产业化协调发展、深入推进产业结构合理化、提升人力资本水平以及优化数字经济发展环境等建议,以发挥数字经济推动产业结构合理化及缩小城乡收入差距的作用。