欢迎访问北京化工大学学报（自然科学版），今天是
Email Alert RSS
能源需求的持续增长和气候变化问题的日益严峻对氢能的发展提出了要求。氢的存储和运输较为困难，氨作为储氢材料由于具有诸多优点而逐渐受到人们的重视。铁系元素氨分解催化剂凭借成本优势得到了较多的研究，但其活性仍需进一步提高。本文以提高催化剂的活性为出发点，从氨分解基本原理、催化剂的活性组分、载体和助剂4个方面对近年来铁系元素氨分解催化剂的研究进行了综述，并对其未来的研发方向进行了展望。
采用铁离子和单宁酸的配合物作为前驱体，以醋酸锌为造孔剂，双氰胺为氮源，通过高温还原方法制备了氮掺杂碳负载的铁基催化剂，评价了其催化4-硝基苯酚(4-NP)加氢还原反应的活性，筛选出活性最高的催化剂为Fe0.5Zn2.5-N@C(n(Fe3+)=0.5 mmol，n(Zn2+)=2.5 mmol)。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子能谱(XPS)等手段对该催化剂结构进行了表征。结果表明，催化剂表面没有观察到Fe纳米颗粒，金属Fe的化学价态为+2和+3价，催化剂表面存在明显的缺陷。活性测试结果表明，催化剂Fe0.5Zn2.5-N@C具有较好的重复利用特性，重复使用5次后，底物4-NP的转化率仍维持在96%以上。
为了揭示射流入射角度对螺旋管内流体传热性能的影响规律，通过数值模拟方法对无量纲曲率δ=0.070 1、无量纲螺距τ=0.143的螺旋管在不同射流入射角度(α=30°~150°)下的强化传热性能进行研究。结果表明，射流的加入显著强化了螺旋管内流体的换热，在射流速比ε=4和雷诺数Re=19 000~26 000范围内，随着射流入射角度的增大，螺旋管壁面的平均努赛尔数Num、周向局部努赛尔数Nuc(螺旋角θ=4.5π截面)及流动阻力系数f均随之增大；当α=150°时，与单一螺旋管(未加入射流)相比，加入射流后Num提升了13.7%以上，Nuc提升了70%。在所研究的Re和ε范围内，强化传热综合性能评价因子(PEC)随着α增大而减小，但PEC均大于1(1.08~1.65)；当α=30°时，在研究范围内PEC达到最大，其平均值为1.62，是单一螺旋管的1.62倍，表明此时的螺旋管具有良好的综合强化换热效果。
为了完善固液搅拌槽内非球形颗粒运动特性的基础数据，利用摄像法对带有圆盘桨的层流搅拌槽内柱状单颗粒的运动过程进行可视化实验，使用图像处理方法量化颗粒运动，分析了颗粒的尺寸对颗粒运动特性的影响，并采用基于格子玻尔兹曼方法的直接数值模拟解析颗粒运动和槽内流场。研究结果表明：颗粒净重力和颗粒周围流场分布共同影响颗粒临界悬浮所需的搅拌雷诺数和黏性Shields数；颗粒偏离槽底中心运动是颗粒悬浮前的必要步骤；由颗粒周围压力梯度引起的悬浮力是颗粒上升的重要原因；颗粒在桨盘底部区域的运动轨迹、颗粒-桨盘间距和运动跟随性受颗粒长径比的影响。
为了研究含有3, 5-二甲基苯基化合物的力致荧光变色(MFC)性能，设计并合成了3种二氟硼化合物(3-BF2、6-BF2和3, 6-BF2)，通过测定在不同极性有机溶剂中以及在四氢呋喃/水混合溶剂中的荧光发射光谱，探究了这3种化合物的分子内电荷转移(ICT)特性和聚集诱导发光(AIE)效应，并采用机械力刺激的方法测试其MFC性能。结果表明，这3种二氟硼化合物都具备聚集诱导发光性能，但只有6-BF2显示出明显的分子内电荷转移特性和可逆的力致荧光变色行为。X-射线衍射(XRD)测试结果表明，在机械力刺激下，有序的晶相与无序的非晶相之间的相变转换是6-BF2具有力致荧光变色性能的原因。
3'-prenylgenistein是从大豆中分离出来的新型异戊烯基异黄酮，该化合物具有重要的生物防御活性。以廉价的4-羟基苯甲醛和2, 4, 6-三羟基苯乙酮为起始原料，通过异戊烯基化、羟基保护、羟醛缩合、环化以及黄烷酮到异黄酮的重排等步骤，首次以13.4%的总产率完成了天然产物3'-prenylgenistein的全合成。所有新化合物的结构都经过核磁共振(1H NMR)、红外光谱(IR)和质谱(MS)确认。
为了从微观角度探究团簇MMoS4(M=Ni、Co、Fe)的催化活性，依据密度泛函理论，采用B3LYP泛函及def2tzvp基组，通过Gaussian 09程序对团簇MMoS4的初始构型进行优化分析，得到了8种稳定构型(平面型和类平面型)，其中三重态3种，四重态1种，一、二重态各2种。能级差和库普曼斯定理分析结果表明，NiMoS4的构型1(1)的能级差最小，亲电指数最大，说明构型1(1)具有比其他构型更好的得失电子能力和催化性能。由态密度图可以看出，团簇MMoS4具有一定的接受电子和提供电子能力，说明其具有一定强度的催化活性。HOMO图和LUMO图表明，团簇NiMoS4的催化性能高于团簇CoMoS4和FeMoS4。
蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)是一种天然的磷脂酶D(PLD)生产菌株，为了提高PLD产量，以野生型蜡样芽孢杆菌(B. cereus CICC 20551)为出发菌，使用紫外线和硫酸二乙酯对其进行复合诱变，通过建立的PLD活性高效筛选方法，从大量突变样本中筛选得到一株高产PLD的蜡样芽孢杆菌S6-UD46。将该菌株摇瓶发酵48 h，产酶量达到0.52 U/mL，相比原始菌株(0.32 U/mL)提高了62.5%。对诱导产酶条件与培养基成分进行了优化，确定最佳发酵条件为：以20 g/L牛肉膏为氮源，10 g/L蔗糖为碳源，在600 nm波长下的光密度(OD600)达到4左右时加入40 g/L卵磷脂(磷脂酰胆碱含量>90%)对突变菌株S6-UD46进行诱导产酶，在37 ℃、200 r/min下培养48 h，PLD酶活性可达3.22 U/mL，是优化前的6.19倍。
状态监测信号中的冲击特征往往能够指示旋转机械的故障。为了准确提取振动信号中的冲击分量，提出一种新的时频分析方法—时间重排多重同步压缩S变换(time-reassigned multisynchrosqueezing S-transform，TMSSST)。首先对信号进行S变换得到一个相对模糊的时频分布(time-frequency representation，TFR)；然后在时间方向对TFR进行能量重排，同时实施多次迭代以提高时频分布的可读性；最后引入一种脉冲提取算法用于降低信号中的噪声。所提方法结合了S变换自适应调节时频分辨率的优势和多重同步压缩能量集中度高的特性。模拟轴承故障信号和实验信号验证了所提方法在工程应用中的优越性和鲁棒性。
往复机械的故障早期高预警准确率对于设备安全运维具有重要意义。目前企业广泛应用的单特征门限报警方法存在预警准确率普遍较低的问题，这主要是由往复机械运行过程中振动激励性信号的非平稳性导致。针对该问题，提出一种基于动态主题模型(dynamic topic model, DTM)的往复机械故障早期预警方法。该方法运用机器统计学习的主题模型建模方法，基于往复机械正常运行状态的数据生成正常运行数据模型分布，并将其作为基准模型，根据实时工况状态数据建立的混合模型与基准混合模型间的差异实现对往复机械的故障早期预警。最后，分别采用往复压缩机工程案例数据和故障模拟试验数据对所提方法进行验证，结果表明：所提方法可准确识别设备的异常状态，同时减少了预警分析计算时间，有效提升了往复机械故障早期预警的准确性和时效性。
针对目前滚动轴承剩余使用寿命(RUL)预测存在的预测精度不高、预测模型累计误差大等问题，提出一种融合Hodrick-Prescott(HP)趋势滤波边界线(HPTF-BL)、猎人猎物优化算法改进粒子滤波(HPO-PF)的滚动轴承剩余使用寿命预测方法。该方法首先将HP趋势滤波与退化边界线构建相结合，对表达轴承退化信息的特征指标进行处理，得到上下退化边界与主要退化趋势，然后利用猎人猎物优化算法(HPO)改进粒子滤波(PF)的重采样过程，再使用改进的方法对特征指标进行趋势预测，最后结合设定的失效阈值线得到最终的剩余使用寿命。使用美国辛辛那提大学智能维护系统(IMS)中心的轴承实验数据验证了所提方法的可行性与有效性。
在政府依据研发投资对企业进行补贴的情形下，建立二级动态供应链模型，考虑了消费者绿色偏好对需求及产品成本的影响，对不同供应链模式下制造商、零售商的利润以及产品绿色度等变量进行理论分析，并通过数值仿真模拟探讨了政府补贴、消费者绿色偏好与最优绿色度及供应链利润的关系。结果表明，政府根据研发投资进行补贴能够显著促进供应链绿色创新并提高供应链利润，供应链选择利润共享合同以及消费者提高绿色消费意识均会强化政府补贴对绿色创新的促进作用。
研究了三维可压缩Navier-Stokes-Cahn-Hilliard方程组Cauchy问题解的适定性，该方程组描述了具有扩散界面的非混相两相流的流动。对于初始值在相分离附近的小扰动，运用能量方法结合Schauder不动点定理，证明了该问题全局强解的存在唯一性。
