Carbon vacancies improved photocatalytic hydrogen generation of g-C3N4 photocatalyst via magnesium vapor etching

Vacancies engineering was widely reported as the promising strategy for the improvement of the photocatalytic performance of semiconductor photocatalysts. In current work, carbon vacancies are constructed successfully in graphitic carbon nitride (g-C₃N₄) photocatalyst via magnesium vapor etching. Experimental results show that the formed carbon vacancies in g-C₃N₄ photocatalyst can significantly improve the photocatalytic H₂ generation performance. XRD, FTIR, SEM/TEM, XPS and PL characterization data are employed to evidence the construction of carbon vacancies, which are revealed to be the reason for the enhancement of photocatalytic H₂ evolution. This work develops an alternative route to construct carbon vacancies in g-C₃N₄ materials and gives an insight into the influence of vacancies on the photocatalytic performance of photocatalysts.     

Performance enhancement of energy extraction capability for fuel cell implementations with improved Cuckoo search algorithm

This paper addresses an improved optimization method to enhance the energy extraction capability of fuel cell implementations. In this study, the proposed method called Dynamic Cuckoo Search Algorithm (DCSA) is tested in a stand-alone fuel cell in order to control the system power under dynamic temperature response. In the operational process, a fuel cell is connected to a load through a dc-dc boost converter, and DCSA is utilized to adjust the switching duration in dc-dc converter by using voltage, current and temperature parameters. In this way, it controls the output voltage to maximize power delivery capability at the demand-side and eliminates the drawback of conventional cuckoo search algorithm (CSA) which cannot change duty cycle under operating temperature variations. In this regard, DCSA shows a significant improvement in terms of system response and achieves a more efficient power extraction than the conventional CSA method. In order to demonstrate the system performance, the stand-alone fuel cell system is constructed in Simulink environment via a processor-in the-loop (PIL) based digital implementation and analyzed by using different optimization methods. In the analysis section, the results of the proposed method are compared with conventional methods (perturb&observe mppt, incremental conductance mppt, and particle swarm optimization). In this context, convergence speed and efficiency analysis for both methods verify that the DCSA gives original results compared to conventional methods.     

CO2对油田地下水环境中Q235钢和X70钢腐蚀行为的影响

为了探明辽河油田地下水环境中CO₂对Q235钢和X70管线钢的腐蚀规律,采用动电位极化技术及交流阻抗技术研究了不同CO₂浓度对该环境下两种钢腐蚀行为的影响,并利用光学显微镜对试样腐蚀界面进行表征。结果表明:随着CO₂浓度的增加,Q235和X70钢的交流阻抗图谱的半径均减小,腐蚀电流密度增大,腐蚀坑数量、深度和面积都增加,腐蚀敏感性增大。在低浓度CO₂环境下(CO₂含量为10%时),Q235钢的腐蚀敏感性比X70钢更高;而在高浓度CO₂环境下(CO₂含量为20%、40%、60%时),Q235钢的腐蚀速率反而较小,耐腐蚀性更好。     

Femtocell网络的鲁棒议价博弈功率控制

针对具有不完美信道状态信息的Femtocell双层网络，为了保证网络效用最大化、最小服务质量要求及Femtocell用户之间的效用公平，提出了基于议价博弈的鲁棒功率控制方案.在保证宏小区用户正常传输情况下，考虑到Femtocell家庭用户的最小服务质量要求，将Femtocell网络的鲁棒功率控制问题转化为议价博弈功率控制问题.为了保证Femtocell家庭用户之间的公平性，给出了Kalai-Smorodinsky（K-S）议价博弈解，证明了议价博弈解的存在性和唯一性，并提出了一种基于二分查找算法的分布式鲁棒功率控制方案.仿真结果表明，所提出的算法不仅具有较好的收敛性能，而且能够较好地保证用户之间的公平性.     

横向间断肋条湍流减阻大涡模拟分析

目的 通过改变肋条结构，提高传统肋条的减阻效果。方法 基于Walsh肋条减阻实验，利用LES理论的WALE模型以及PISO算法，对传统连续肋条及新型间断肋条进行了仿真模拟计算，其中梯度求解基于Green-Gauss节点格式，压力求解采用二阶格式，动量方程求解采用中心差分格式，时间离散采用二阶隐式格式。通过对比分析两种不同肋条结构流场湍流流动的细节及肋条的减阻率，探究新型肋条结构的减阻作用和机理。结果 LES方法准确地再现了Wlash实验的流场细节及计算结果，相同计算条件下，传统连续肋条表面摩擦减阻率和黏性减阻率均为4.641%，而新型间断肋条表面摩擦减阻与黏性减阻率高达9.317%和6.306%。结论 新型间断肋条相较于传统连续肋条的表面摩擦减阻率和黏性减阻率皆得到了较大的提升。新型间断肋条具有较高的减阻率是由于横向肋条阻断作用使得大涡旋受到抑制而分裂成较小的涡旋，降低了近壁面流体的流速，减弱了湍流扰动对流体的影响，使低速流体更加稳定的发展。     

多相流管输体系中水合物沉积机理研究进展

国内外对多相流管输体系中水合物沉积的研究虽然很多，但水合物沉积机理仍有待进一步研究。本文根据水合物沉积实验开展条件的不同，将多相流管输体系分为气体主导体系、油基体系、部分分散体系、水主导体系，总结了各体系的水合物沉积的主要机理，并提出了未来的发展方向。管输体系中水合物沉积机理包括水润湿沉积表面、水合物颗粒聚并、水合物的管壁膜生长、水合物颗粒的管壁粘附和水合物的颗粒着床沉积等。大多数学者认为：水合物的管壁膜生长是气体主导体系水合物沉积的主要机理；油基体系水合物沉积的主要机理是水合物颗粒的着床沉积；而部分分散体系和水主导体系的水合物沉积机理尚无统一定论，需进一步研究。多相流管输体系中水合物沉积研究未来的发展方向如下。①搭建全透明的流动环路，观测水合物在管路内实际的形成过程及沉积过程，对水合物沉积机理进行深入研究。②量化研究油水分层、油包水(或水包油)乳状液、自由水层对水合物沉积、堵塞的影响。③对于气体主导体系，除环状流和分层流外，有必要对段塞流、气泡流等其他常见的流型下沉积机理进行研究，重点在于开发一个综合模型来描述水合物沉积过程。④对于水主导体系，水合物形成过程出现的油水破乳的具体机理应是未来水合物沉积过程进行定量研究的方向。⑤国内外对垂直管、弯管及管阀件处水合物沉积堵塞理论研究较少，未来应着重这方面。     

三相气升式环流反应器内上升区相含率轴向分布与循环液速的研究

常温常压下,在三相气升式内环流反应器中,将硅铝球、石英砂和瓷球分别与空气、水组成三相物系,考察了细颗粒与大颗粒物系中上升区相含率轴向分布规律、固体装载率和颗粒粒径对该规律的影响,以及各物系中上升区循环液速随表观气速的变化规律。结果表明:随轴向高度的增加,瓷球物系中上升区固含率εsr先增大后减小;硅铝球物系中εsr减小;石英砂物系中εsr均匀分布。随轴向高度的增加,瓷球物系中上升区气含率εgr增大;硅铝球物系中εgr减小;石英砂物系中εgr先增大后减小。固定表观气速,各轴向位置处的上升区气含率随固体装载率、颗粒粒径的增大而增大。当固体装载率相同时,各物系中上升区循环液速随表观气速的增大而增大。     

磷钨酸改性介孔材料HPW-HMS在汽油脱硫中的应用

以正十二胺为模板剂,正硅酸四乙酯为硅源,磷钨酸（HPW）为活性组分,采用一锅法制备了磷钨酸改性的介孔材料HPW-HMS.以30％双氧水为氧源,探索HPW-HMS催化剂对汽油氧化脱硫的效果.结果表明,当磷钨酸和正硅酸四乙酯摩尔比为0.02,催化剂质量0.2g,反应温度为55℃,反应12 h,双氧水2.5 mL时,脱硫效果达到68.3％,催化剂重复使用4次依然有良好的催化效果.     

渣油加氢催化剂金属沉积的研究进展

随着原油日益变重,渣油加氢技术在炼油工业中得以迅速发展。分析渣油中金属存在形式及其结构特点,论述金属在催化剂上的沉积形式及其分布,讨论渣油性质、工艺条件以及催化剂性质对金属沉积的影响。通过讨论与分析,指出金属沉积物是渣油加氢催化剂失活的主要原因,但对金属在催化剂上的沉积机理以及沉积物形式存在争议。胶质与沥青质中金属含量较高,在加氢脱金属过程中,渣油中沥青质和胶质含量以及结构变化对于催化剂上金属沉积的影响有待研究。反应温度和反应压力对金属沉积规律的影响也需要进一步深入研究,尤其是H₂（H₂S）在脱金属反应过程中的作用机理。     

碱酸联合处理法ZSM-22沸石介孔改性研究

通过水热合成及铵交换制备不同硅铝比的氢型沸石H-ZSM-22;用碱、酸介质对H-ZSM-22样品进行介孔改性。研究起始沸石硅铝比对改性沸石相对结晶度、介孔结构、晶貌和产率的影响。N2吸附-脱附和XRD分析表明,改性沸石兼有结晶性的微孔-介孔结构;随着起始沸石n(Si)∶n(Al)由31.7增至43.2,改性沸石介孔体积出现极大值而结晶度保留率和产率呈相反的变化趋势;典型样品[n(Si)∶n(Al)=37.0]的介孔体积高达0.44cm3/g,结晶度保留率和相对产率分别为56.0%、44.4%。SEM观察显示,改性沸石的附加介孔结构主要源于H-ZSM-22骨架脱硅、脱铝产生的结构缺陷。