g-C3N4/TiO2可见光催化降解磺胺甲恶唑的研究

以TiO₂颗粒和三聚氰胺为原料,采用高温煅烧法制备g-C₃N₄/TiO₂复合光催化材料,研究其对仿生生态系统中磺胺类抗生素的去除效果。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、紫外可见分光光度计（UV-vis DRS）对g-C₃N₄/TiO₂进行表征,并研究在可见光条件下g-C₃N₄/TiO₂对溶液中磺胺甲恶唑（SMX）的光催化降解效果。结果表明,g-C₃N₄/TiO₂具有良好的光催化活性,在可见光照射下,当g-C₃N₄/TiO₂投加量为0.2 g·L^-1时,对初始质量浓度为200 μg·L^-1的SMX的去除率可达84.3%。在相同条件下,而g-C₃N₄和TiO₂只能分别去除21.0%和16.0%的SMX,同时在仿生系统中12.37 g·m^-2 g-C₃N₄/TiO₂可以去除95.35%的SMX。通过质谱分析推测,SMX可能的降解路径分别为S—N键断裂、C—N键断裂、S—C键断裂、SMX的羟基化和SMX上氨基的硝化反应,两种可能的中间产物分别为对氨基苯磺酰胺和3-氨基-5-甲基异恶唑。     

秸秆压块户用采暖装备设计与性能测试

为解决当前秸秆压块燃料采暖炉存在的燃烧不稳定、燃烧效率和热效率低、封火或低温缺氧燃烧情况下焦油生成量大等问题,设计了一种具有自动送料功能的秸秆压块采暖装备,自动送料装置能够实现12 h连续稳定输送块状燃料(输送量为2.5~3.5 kg/h),彻底取消了采暖炉夜间封火工艺,解决了炉内燃烧不稳定问题;采暖炉双燃烧室结构实现了秸秆压块燃料的分区燃烧和低温燃烧,有效防止焦油凝结和灰分结渣,降低污染物排放。经计算,反平衡综合热效率高达80.11%。反算得体积热强度为247.3 k W/m~3,炉排热强度为167k W/m~2,故推荐分区燃烧生物质采暖炉体积热强度为200~300 k W/m~3,炉排热强度为150~200 k W/m~2。研究结果可为北方农村地区秸秆压块采暖装备的设计和应用提供参考。     

褶皱式玻璃纤维基底的钒基催化剂性能研究

基于NH₃选择性催化还原（selective catalytic reduction, SCR）反应机理,对采用褶皱式玻璃纤维基底的钒基催化剂在重型柴油机中的应用性能进行模拟研究,并与传统堇青石基底钒基催化剂进行对比。利用国六发动机台架测试结果对模拟程序进行了验证,然后研究了氨氮比、NO₂/NO_x比及空速对褶皱式玻璃纤维基底的钒基催化剂在低温下NO_x转化及NH₃泄漏特性的影响。结果表明：低温下褶皱式玻璃纤维基底钒基催化剂的NO_x转化性能明显优于相同条件下的堇青石基底钒基催化剂。氨氮比的增加对褶皱式玻璃纤维基底的钒基催化剂的NO_x转化性能无明显影响;当氨氮比从0.8增加到1.2时,在200 ℃~500 ℃的区间内NH₃的泄漏量由1×10^-6提高到100×10^-6。NO₂/NO_x比增加可有效提高钒基催化剂的低温性能。当温度为150 ℃时,NO₂/NO_x比由0提高为0.5,钒基催化剂的NO_x的转化效率从14.0%上升到76.0%,而NH₃泄漏量由428×10^-6下降为9×10^-6。当温度为200 ℃时,30 000 h^-1空速下钒基催化剂的NO_x转化效率为98.5%,比90 000 h^-1下提升近30.0%;NH₃泄漏量为7×10^-6,比90 000 h^-1下降低150×10^-6。     

Ni、Mg掺杂钴尖晶石催化分解N2O的实验

为了解决氨燃料发动机的氧化亚氮（N₂O）排放问题,研究一种Ni、Mg掺杂的钴尖晶石催化剂用于N₂O高效分解。采用共沉淀法合成一系列过渡金属M（Cu、Ni、Mg）掺杂钴尖晶石（Co₃O₄）形成M_xCo_3-xO₄复合金属氧化物,并探究其在不同气氛下的催化活性。Ni_0.4Mg_0.2Co_2.4O₄催化剂可在350 ℃时达到90%的N₂O分解效率,在通有10%水蒸气反应的情况下480 ℃完全转化。通过一系列表征手段发现：Ni、Mg同时掺杂进入晶格结构较好,形成较为完整的整体尖晶石结构;Ni、Mg协同Co作为活性位点,使钴尖晶石分散度更好,并未像Cu等掺杂时形成对应金属氧化物的杂相而减少活性中心是其改性效果进一步提升的重要原因;同时因Ni、Mg同时掺杂进入晶格,使掺杂后钴尖晶石晶格膨胀,晶格尺寸变大,比表面积有明显提升,高于Ni、Mg单独掺杂,增加了接触活性位点,使其拥有更低的反应温度;通过XPS发现Ni_0.4Mg_0.2Co_2.4O₄中Co²⁺、Ni²⁺的结合能均最高,电子云密度相对最低,有助于N、O中的电子向其转移,且作为主要分解活性中心的Co²⁺占比最高,从能量和价态角度解释了其同温度下分解效率最高的现象;此外,在H₂-TPR下,随着Ni、Mg掺杂量的增加,H₂的还原温度更高,说明其在高低温下的还原性更强,有助于对N₂O中的高价N进行吸附还原,而Ni_0.4Mg_0.2Co_2.4O₄在60 h时的60 000 h^-1空速气流下也显示出较好的稳定性（350 ℃下转化率维持在90%左右）。     

面向数字孪生的电控喷油器蓄压腔压力信号处理算法

针对构建电控喷油器计量特性数字孪生体的需求,设计电控喷油器蓄压腔压力信号处理算法,包括模数转换、去除毛刺滤波、降噪滤波、数值单位转换和特征值提取等,用于提取蓄压腔压力特征值（t_m, p_m）。重点研究降噪滤波算法窗口长度N、迭代次数m等关键参数对特征值提取精度、稳定性及计算时间的影响,确定最佳滤波参数并在全工况范围内开展试验验证,结果表明使用最佳滤波参数的信号处理算法降噪滤波所需时间为3.99 ms,特征提取t_m的最大误差为139.9 μs,特征提取p_m的最大相对误差为0.39%。     

金属纤维悬浮液中天然气水合物生成特性实验研究

水合物缓慢的生成速率已经成为水合物储运天然气技术应用的一大障碍。基于静态强化水合物生成技术,以含悬浮金属纤维的表面活性剂溶液作为水合储气介质,研究4.0～7.0 MPa下天然气水合物在悬浮溶液中的生成动力学特性。研究结果表明,金属纤维优良的导热性能够促进水合物快速生成,同时纤维的粗糙表面可促进水合物成核,水合物在金属纤维悬浮体系中的储气量与储气速率均明显高于表面活性剂溶液中的水合特性。在实验压力下,悬浮体系中水合物成核诱导时间明显降低,同时储气量可以达到87.3～129.6 m³·m^-3,比表面活性剂溶液中的增加了5.0%～23.4%;储气速率达到4.4～25.1 m³·（m³·min）^-1,比表面活性剂溶液中的提高了1.1%～39.8%。研究结果可为水合物储气技术在天然气储运方面的应用提供技术参考。     

基于多级配风的小麦秸秆捆燃烧特性与排放研究北大核心CSCD

针对小麦秸秆捆燃烧过程中存在的燃烧效率低、烟气污染物排放规律不明确等问题。文章基于多级配风捆烧锅炉开展小麦秸秆捆燃烧试验,通过测试分析不同配风条件下的小麦秸秆捆燃烧特性与烟气排放规律,优化了小麦秸秆捆燃烧过程中的过量空气系数。试验结果表明:当捆烧锅炉的过量空气系数为1.6时,烟气中CO_(2)的质量浓度达到最低,为8 830.14 mg/m^(3),NO和NO的质量浓度也较低,分别为146.67 mg/m^(3)和225.15mg/m^(3);烟气中颗粒物的数量浓度呈单峰分布,质量浓度呈双峰分布,过量空气系数为1.6,1.8和2.0时,烟气中颗粒物的数量浓度和质量浓度均较低。     

主动式冷梁性能对房间气流组织影响模拟研究

以某主动式冷梁送风房间为模型，利用计算流体力学（CFD）软件模拟了主动式冷梁性能对房间气流组织的影响，并将模拟值和实测值进行了对比，验证了模型的准确性。利用该模型研究了主动式冷梁出风速度、出风温度、出风角度、出风高度以及回风口位置对房间气流组织的影响。结果表明：若仅改变出风速度，当出风速度从1 m·s⁻¹增大到4 m·s⁻¹时，预期平均通感P_M下降，不适人员比例P_D先降后升，出风速度为2 m·s⁻¹时，P_D最小，为9%，此时人员对环境的满意度最高；若仅改变出风角度，当出风角度为45°时房间气流组织分布最佳；若仅改变出风高度，当出风高度为2.33 m时房间气流组织分布最佳。在出风温度为20 °C、出风速度为4 m·s⁻¹时，比较不同回风口位置（上部、中部、底部）时距离地面高度Y=1.2 m截面的气流组织变化，发现回风口位于底部时该截面温度最高，空气速度最小，空气龄最大，P_D最小，为28%，此时人体冷热感觉较舒适。     

国六柴油机轨压和喷油正时对柴油机性能的影响

为优化柴油机性能,基于一台配备了完整国Ⅵ后处理系统的高压共轨直列4缸柴油机,开展了柴油机负荷特性研究,在此基础上研究轨压和喷油正时对柴油机性能的影响。研究结果表明：以适当较小的轨压配合较为提前的喷油正时可以达到较为理想的柴油机油耗及排放;轨压和喷油正时对HC排放的影响较小;轨压对柴油机油耗、排温、NO_x排放、CO排放的影响较大,且在中等偏高负荷时更为敏感,随着轨压增加了57 MPa,柴油机油耗、排温分别下降了16.1 g/（kW·h）、63 ℃,NO_x排放上升了663×10^-6,CO排放下降了785×10^-6;喷油正时对烟度及柴油机氧化催化器前端温度T₄、柴油机颗粒捕集器前端温度T₅、选择性催化还原系统前端温度T₆的影响较大,且在低负荷时更为敏感。随着喷油正时提前6.0°,烟度下降了0.43%,T₄、T₅、T₆峰值出现在轨压为76 MPa且喷油正时为上止点前7.5°时,温度分别为315.3、338.4、329.3 ℃。     

F-76燃料骨架机理构建方法研究

为开发出结构紧凑、高精度和包含多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）的高碳燃料模型燃料机理并应用于计算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）模拟,提出了一种集成详细的C₀—C₄核心机理和骨架的C₅—C_n机理来发展高碳燃料骨架反应机理的新方法。利用该方法为基础燃料分别为正十六烷（NC₁₆H₃₄）、2,6,10-三甲基十二烷（C₁₅H₃₂-26X）和正丁基苯（C₆H₅C₄H₉）的模型燃料构建相应的骨架反应机理。然后基于机理简化手段获得了包含164个组分和654个基元反应的骨架机理。利用激波管点火延迟时间、流动反应器氧化数据、层流火焰速度和熄火极限等基础燃烧数据对构建的机理进行验证。然后,将该骨架机理耦合到三维CFD喷雾模型中,来模拟定容喷雾燃烧室（constant volume spray combustion chamber, CVSCC）中的喷雾燃烧过程。结果表明喷雾燃烧特性的模拟值能与实验值吻合良好,证明了所构建骨架机理在燃烧CFD模拟中的有效性。     

半纤维素侧链降解酶——α-葡萄糖醛酸酶的研究进展

半纤维素是自然界中最丰富的可再生资源之一,将半纤维素降解为单糖并转化为燃料或化学品一直是科学界研究的热点。半纤维素是由木糖基主链以及α-葡萄糖醛酸等侧链共同组成的异质多聚体。α-葡萄糖醛酸酶是半纤维素完全降解过程中的关键酶之一,能够水解4-O-甲基葡萄糖醛酸与木糖之间的α-1,2-糖苷键。本文综述了α-葡萄糖醛酸酶的分类、催化机制及晶体结构、酶学性质和基因克隆表达等方面的研究进展,同时对该研究进行了展望。     

酒店空调冷热水系统常见设计、安装缺陷及对策

谈了酒店空调冷热水系统常见的设计缺陷，比如主机匹配不当，主干管布置未按功能区分，水系统未分高低区域，以及安装上存在的问题，比如选型不对、材料质量差、无维修空间等，并提出相应解决方案。     

β-葡萄糖苷酶的异源表达及与纤维素酶协同酶解竹纤维

在毕赤酵母GS115中表达东方肉座菌EU7-22的β-葡萄糖苷酶基因（bgl?）,获得基因工程菌株BP17。优化BP17发酵产酶条件后,重组β-葡萄糖苷酶活力达121 IU/mL。酶学性质研究表明,该酶最适反应温度为70℃,在60℃以下有较好的热稳定性;最适催化pH为5.0,在pH 3.0 ~ 8.0之间有较好的稳定性。将异源表达的β-葡萄糖苷酶添加到东方肉座菌的纤维素酶液中协同降解经过预处理的竹纤维,当纤维素酶添加量为FPA 20 IU/g底物,β-葡萄糖苷酶添加量为BG 6 IU/g底物时,纤维二糖浓度显著下降,酶解得率达到83.03%,表明重组β-葡萄糖苷酶的加入更有利于纤维素的酶解糖化。     

纳米硅锗热电材料和纳米器件的研究进展

近年来,纳米技术逐渐被用来设计和制备硅锗（Si−Ge）热电材料和新型器件。为了提高Si−Ge热电材料的热电性能,研究学者利用各种纳米结构对Si−Ge热电材料进行了理论研究。其中,利用纳米线、超晶格和量子点等结构中的能带机理与散射机理,从理论上设计了降低Si−Ge纳米结构热导率和提高其功率因子的途径。同时,高效的Si−Ge纳米热电材料被制备出来,包括纳米块体材料的热电性能得到大幅度提高,室温下薄膜和纳米线的热电性能实现了重大突破。在高性能材料的基础上,新型Si−Ge纳米热电器件的研发除了关注于制备工艺优化外,还包括传热结构和原型器件的设计。     

准固态电解质在染料敏化太阳电池中的应用和发展

染料敏化太阳电池（DSCs,dye-sensitized solar cells）近年已经成为一个研究热点。而电解质对电池的效率和稳定性起着重要的作用。目前常用的乙腈基液态电解质存在封装和泄漏的问题,尤其是在高温下。将准固态聚合物电解质应用到 DSCs 中可以有效解决应用液态电解质遇到的封装难稳定性差等问题,因而近年来,对准固态电解质的研究引起了广泛关注。本文综述了准固态电解质的研究进展,根据固化方式的不同将准固态电解质分为：有机小分子凝胶电解质、聚合物凝胶电解质和添加纳米粒子的凝胶电解质;讨论了每种准固态电解质的特点及存在的问题;最后对准固态电解质的发展进行展望。     

喷油器喷嘴结构参数对空化效应的影响

基于不可压缩流体体积(volume of fluid,VOF)函数多相流模型,模拟喷油器完整喷射周期内的燃油流动和空化特性,获得喷嘴空化形成及发展的关键区域和影响空化效应的关键结构参数,并分析其对流场及空化特性的影响规律。结果表明:较小针阀升程时,在针阀锥形表面台阶和喷孔下边缘位置处发生明显空化现象,当升程增加时,空化集中分布在喷孔位置处,从倒圆处开始诱发并逐渐向下游延伸;针阀台阶夹角增大使得针阀表面台阶处和喷孔下缘的前部的局部空化增强,穴蚀更严重,且燃油流量减小;通过增大针阀座倒圆半径和喷孔直径锥度系数可有效地改善喷孔局部空化程度。     

Electrochemical deposition of MnO2/PEDOT-PSS composite and its capacitance characteristics

通过电化学方法在泡沫镍基底上电沉积MnO2,然后在其表面原位电聚合导电高分子PEDOT-PSS,形成复合结构材料,并研究不同聚合时间包覆的导电高分子层对复合电极电化学性能的影响。采用拉曼光谱、扫描电镜和透射电子显微镜观察制备的复合材料电极的表面形貌与结构。通过电化学测试结果表明,电聚合10 s得到的PEDOT-PSS包覆的MnO2复合材料（P-MnO2-2）的比容量最高（346.5 F/g）,是MnO2电极（179.1 F/g）的1.9倍,在6 A/g大电流密度下仍具有223.5 F/g的比容量,且循环稳定性比较好。最后使用KOH凝胶固态电解液,组装成柔性对称型固态超级电容器点亮一个LED灯。     

Overview and preliminary in orbit behaviour of the lithium-ion batteries used onboard TX-2 satellite

通信技术卫星二号锂离子蓄电池组是我所自主研制的锂离子蓄电池组首次在GEO卫星上应用。卫星对蓄电池组提出了长寿命和高可靠性的技术要求,通过研究分析提出了合理的在轨管理策略和故障隔离技术以满足总体技术要求。同时介绍了通信技术卫星二号锂离子蓄电池组的设计、地面性能测试与考核以及在轨运行验证情况。在轨运行期间,锂离子蓄电池组性能优异,各单体电池之间保持良好的一致性;在轨管理策略合理。遥测数据表明：锂离子蓄电池组在轨运行良好,充分验证了地面设计,为锂离子蓄电池组后续在GEO卫星上的大量应用打下了良好的基础。     

Review of selected 100 recent papers for supercapacitors（Mar. 1，2016 to Sep. 30，2016）

该文是一篇近七个月的超级电容器文献评述,我们以“supercapacitor”为关键词检索了Web of Science从2016年3月1日至2016年9月30日上线的超级电容器研究论文,共有997篇,选取了其中100篇加以评论。双电层超级电容器主要研究了新型多孔碳材料、石墨烯等材料可控制备对其性能的影响。赝电容超级电容器的研究主要集中在金属氧化物复合材料、导电聚合物复合材料、杂质原子掺杂碳材料和新型赝电容材料等四个方面。混合型超级电容器包括水系混合型超级电容器和有机系混合型超级电容器两个方面的研究。     

Heating energy savings potential from retrofitting old apartments with an advanced double-skin façade system in cold climate

Apartments account for over 60% of total residential buildings and consume a significant portion of primary energy in South Korea. Various energy efficiency measures have been implemented for both new apartment constructions and existing apartment retrofits. Old apartment structures have poor thermal performances, resulting in a high energy consumption. The South Korean government initiated retrofitting projects to improve the energy efficiency in old apartments. Apartment owners typically replace old windows with high-performance windows; however, there is still a demand for better and more innovative retrofit methods for a highly improved energy efficiency. This paper proposes an advanced double-skin façade (DSF) system to replace existing balcony windows in old apartments. Considering the cold climate conditions of Seoul, South Korea, it mainly discusses heating energy savings. Three case models were developed: Base-Case with existing apartment, Case-1 with typical retrofitting, and Case-2 with the proposed DSF system. The EnergyPlus simulation program was used to develop simulation models for a floor radiant heating system. A typical gas boiler was selected for low-temperature radiant system modeling. The air flow network method was used to model the proposed DSF system. Five heating months, i.e., November to March, and one representative day, i.e., January 24, were selected for detailed analysis. The main heat loss areas consist of windows, walls, and infiltration. The results reveal that the apartment with the DSF retrofit saves 38.8% on the annual heating energy compared to the Base-Case and 35.2% compared to Case-1.