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关键词： 燃料电池   质子交换膜   加速应力试验   耐久性  

摘要： 质子交换膜（PEM）是燃料电池的核心部件。为了研究化学和机械应力的耦合作用对PEM的影响，本文提出了一种循环开路电压（COCV）加速应力试验（AST）。分别采用开路电压（OCV）、干湿循环（RHC）和COCV对PEM进行了耐久性测试，通过对PEM的透氢电流密度和开路电压性能进行分析，并采用红外测温和扫描电镜（SEM）对失效的PEM进行表征，考察了PEM在3种工况条件下的衰减情况。结果表明，COCV工况运行到504h后单电池的开路电压下降了5.3%，而经OCV和RHC工况后的单电池开路电压衰减率分别为1.0%和1.1%，说明COCV工况加速了膜电极的降解。分析表明PEM的氢气渗透通量增大，厚度减小。因此，该工况可作为OCV和RHC的补充方案，综合化学、机械降解的耦合作用对PEM进行试验研究。

关键词： Nb2O5   g-C3N4   In2S3   Cd0.5Zn0.5S   梯形异质结   光催化  

摘要： 近年来,低维半导体光催化剂材料因其独特性质引起了人们广泛的关注。然而,常见的半导体光催化材料多为粉末状,存在容易二次团聚、难以回收利用等不足,阻碍了其大规模应用。而采用静电纺丝法制备的纳米纤维光催化剂不仅有较高的比表面积,还具有可重复利用、高稳定性等特点,可有效抑制光催化剂的二次团聚,是替代粉体光催化剂的理想选择之一。金属氧化物NbO是近年来光催化领域的一个研究热点,因其本体无毒无害,有较好的水热稳定性且资源丰富,在光催化领域具有广泛应用性。但是NbO本身具有较大的禁带宽度,和光生载流子易发生复合等缺点,阻碍了其在光催化领域的近一步应用。因此,本论文采用水热-煅烧法制备了NbO纳米片,之后以煅烧法制备2D/2D NbO/g-CN梯形（S型）异质结光催化剂,然后采用静电纺丝-煅烧法制备了NbO纳米纤维,分别以水热法制备2D/1D InS/NbO和2D/1D CdZnS/NbO梯形（S型）异质结光催化剂,并分别研究了复合材料的光催化性能和电荷转移机制。主要研究内容如下: 1、第二章以铌酸/尿素前驱体为原料,采用简便的原位煅烧策略制备了2D/2D NbO/g-CN梯形异质结光催化剂。在模拟太阳光照射下,在无牺牲剂或助催化剂的情况下,最优样品NOCN-5的CH和CO产率分别是纯NbO和g-CN纳米片的6.7倍和5.3倍。原位X射线光电子能谱证实了CO光还原性能的提高可能与Nb-O-C电荷转移键、面-面接触以及光诱导电子-空穴对的有效梯形转移路径有关。 2、第三章采用静电纺丝-煅烧法制备NbO纳米纤维,然后以四水合氯化铟为铟源、硫代乙酰胺（TAA）为硫源,构建了2D/1D InS/NbO纳米纤维S型异质结光催化剂,用于太阳能驱动的低浓度CO加氢反应。所制备的2D/1D InS/NbO梯形异质结光催化剂表现出优异的CO生成量(60.36μmol·g·h),分别是NbO和InS的5.6倍和3.8倍。原位X射线光电子能谱分析表明NbO和InS之间形成了梯形电荷转移路径。 3、第四章采用静电纺丝法制备NbO纳米纤维前驱体,然后用高温煅烧法制备NbO纳米纤维,然后以水合二氯化镉为镉源、硝酸锌为锌源、硫脲为硫源,通过溶剂热法制备了CdZnS纳米片包覆NbO纳米纤维的2D/1D CdZnS/NbO梯形异质结复合光催化剂。结果表明,优化后的催化剂CZSNO20具有较高的析氢速率(94μmol·g·h)和较高降解抗生素的去除率（83%）。原位X射线光电子能谱分析表明,在模拟太阳光照射下,电子从NbO向CdZnS转移,进一步说明在2D/1D CdZnS/NbO复合光催化剂中形成了梯形电荷转移路径。

关键词： 土地利用变化   气候变化   复合洪水   热带气旋   SFINCS模型   上海市  

摘要： 地势低洼、人口稠密的沿海城市既是人类生存和发展较快的区域,也是气候变化敏感的脆弱区域。近年来频发的热带气旋复合洪水已成为威胁沿海城市可持续发展的主要灾害类型。与此同时,沿海城市快速的土地利用变化改变了其区域原有的景观结构和土地利用类型,成为洪水灾害风险加剧的重要诱因。因此,综合考虑气候变化和土地利用变化的影响对于理解、预测和减轻沿海城市复合洪水灾害至关重要。本文以沿海城市上海市为例,提出了一种耦合土地利用变化的沿海城市复合洪水灾害情景模拟的综合方法。该方法主要基于复合洪水动力模型(SFINCS)以及土地利用变化模型(FLUS)建立城市洪水耦合模型,并结合了风暴潮数值嵌套模型(Delft 3D Flow&Wave)全过程实现了沿海城市热带气旋复合洪水灾害的数值模拟。本文的主要研究工作和相应结论如下: (1)基于Delft 3D Flow&Wave耦合模型,建立热带气旋风暴潮汐和涌浪数值嵌套模型,模拟热带气旋降雨、风暴涌浪与天文潮汐共同作用下的海岸风暴潮复合洪水水位,探讨并分析沿海城市未来气候变化热带气旋风暴潮复合水位的危险性。该耦合模型不同于以往的单一风暴增水与天文潮叠加的风暴潮模式,而是直接在模型中对热带气旋引起的降雨、风暴涌浪和天文潮汐进行耦合计算,有效地消除了近海岸地区潮汐与涌浪之间叠加的非线性影响。研究基于风暴潮全过程的物理模拟框架,应用STORM模型未来气候热带气旋最佳轨迹,通过Holland参数化风场模型和Bacla参数气旋降雨模型导出风场与降雨,输入构建的Delft 3D Flow&Wave三层嵌套模型域模拟沿海风暴潮汐和涌浪的变化。模型验证基于气旋Winnie事件,模拟结果和实测水位过程的对比说明,均方根误差RMSE为0.30 m,纳什效率系数NSE为0.95,表明该模型具有良好的模拟性能。此外,通过控制变量过程分析了降雨、风暴涌浪和天文潮汐对复合水位的贡献,强调了考虑多个过程对准确模拟风暴潮复合水位的重要性。最后,基于验证的模型预测了气候变化条件下千年一遇热带气旋引起的风暴潮复合水位并对其危险性进行了空间分析。 (2)构建基于ANN人工神经网络的土地利用变化模拟模型,融合SSPs气候情景与LUH2未来土地需求控制用地类型转换,预测并分析了未来气候变化的城市土地利用空间格局。为了生成具有气候强迫的最新共享社会经济路径综合情景(SSPs)的土地利用类型产品,选取基于SSPs情景的人口(POP)和经济(GDP)等气候因素驱动ANN人工神经网络来训练和估计研究区域不同土地利用类型的出现概率。结合LUH2相同情景的土地利用需求来控制FLUS模型模拟不同土地利用类型之间的相互转换,在此基础上实现未来SSPs气候情景下的复杂的土地利用空间模拟预测。通过ANN模型的输出结果表明,POP、GDP、与地铁的距离和与机场的距离是影响土地利用变化最重要的因素。其次,通过将模拟用地类型与实际土地利用类型逐像元对比验证了FLUS模型的模拟性能,OA整体准确度为93.20%,Kappa系数为0.89,表明该模型具有良好的模拟水平。最后,研究预测并分析了2050年和2100年SSPs情景的城市土地利用类型,发现不同气候情景的土地利用变化呈现出明显的空间差异。 (3)选取SFINCS复合洪水动力淹没模型,构建基于土地利用变化模型与复合洪水淹没模型的城市洪水耦合模型,模拟多种来源组合同时驱动的复合洪水情景事件。沿海城市复合洪水的发生可能受风暴潮、河流等多个驱动因素在时间或空间上相互作用的影响,构建基于热带气旋风暴潮复合水位、河流洪水以及海平面上升等多种因素组合的复合洪水情景,通过城市洪水耦合模型模拟多种复合洪水情景灾害。首先,模拟并绘制了复合洪水情景的淹没地图,发现多种驱动过程的复合显著增加了洪水的淹没范围及深度,即使模拟中考虑了沿海堤防的保护作用,但研究结果表明崇明岛和长兴岛是易受复合洪水影响的地区,亟需提高该地区未来适应气候变化的能力。另外,评估了海平面上升对复合洪水的顶托效应,通过在黄浦江入海口量化了不同海平面上升对复合洪水的影响,发现海平面上升非线性的影响了复合洪水灾害的顶托距离。 (4)基于构建的土地利用变化城市洪水耦合模型,模拟沿海城市未来土地利用变化对复合洪水灾害的影响过程,探讨并分析土地利用变化对沿海复合洪水的潜在影响。结合土地利用类型的变化及其空间作用机制,使用CN曲线数(Curve number,CN)方法生成基于土地利用的空间渗透系数,使用研究区SWMM(Storm water management model,SWMM)漫流经验值生成基于土地利用的空间曼宁系数。使用城市洪水耦合模型通过空间变化的当前及未来土地利用信息评估土地利用变化对复合洪水的潜在影响。研究发现,如果不考虑土地利用变化,复合洪水的淹没面积将会被高估

关键词： 煤基纳米碳氢燃料   理化性质  

摘要： 采用同步热分析仪、量热仪、表面张力测定仪以及黏度测定仪等分析手段对不同粒度的煤基纳米碳氢燃料进行了理化性质分析，研究了常规水煤浆与纳米颗粒影响下液态燃料的黏性、密度、表面张力等物性参数变化规律以及不同粒度纳米碳氢燃料热解行为。结果表明，随纳米化程度的提高，纳米碳氢燃料浆体的相对密度、黏度以及表面张力呈逐渐增大趋势，浆体具有良好的抗团聚性能以及剪切变稀特性。TG-DSC试验表明，相对于常规水煤浆，0.8～1.2μm的浆体放出热量(不含矿物质转化)提升了约20%,为煤粉纳米化过程的赋能提供依据。

摘要： 安东帕推出集物理吸附和化学吸附功能于一体的Autosorb 6200/6300全自动气体吸附分析仪。Autosorb 6x00系列是多功能的全自动气体吸附分析仪，配置灵活，满足用户对材料气体吸附表征的多重需求。可用于表征诸如颗粒、粉末和薄膜等多孔材料的比表面积、孔容和孔径分布，评价功能材料对气体、蒸汽的吸附性能，还可以用于静态、动态化学吸附测试，