氣-固多相光催化氧化過程中H2-O2耦合效應(yīng)及作用機(jī)理研究項(xiàng)目摘要

針對光催化過程量子效率低而難以大規(guī)模應(yīng)用的重大問題，基于我們的最新發(fā)現(xiàn)-富氧反應(yīng)氣氛中加入微量H2可極大提高Pt/TiO2對苯的光催化降解效率和活性穩(wěn)定性，深入開展氣-固多相光催化過程中H2-O2耦合效應(yīng)及作用機(jī)理研究。系統(tǒng)考察H2對不同過渡金屬修飾的半導(dǎo)體氧化物光催化氧化性能的影響，研究H2-O2耦合效應(yīng)產(chǎn)生的條件及其調(diào)變規(guī)律；詳細(xì)表征氫、氧和有機(jī)污染物分子在催化劑表面的吸附行為和化學(xué)狀態(tài)，研究H2-O2耦合效應(yīng)對光生電子-空穴對的分離及界面遷移、催化劑表面羥基自由基和超氧負(fù)離子自由基等活性氧物種的形成、污染物光催化氧化降解的中間物及反應(yīng)產(chǎn)物分布等的影響，闡明氫分子促進(jìn)光催化氧化過程的微觀本質(zhì)；探索把光催化分解水制氫與降解有機(jī)物兩個不同熱力學(xué)過程相耦合的途徑，開發(fā)一個全新的高效降解有機(jī)污染物復(fù)合光催化系統(tǒng)。本研究對豐富光催化理論、促進(jìn)光催化技術(shù)的大規(guī)模廣泛應(yīng)用具有重大的理論和實(shí)際意義。

那么，為什么會產(chǎn)生人際上、學(xué)習(xí)上的耦合效應(yīng)呢？經(jīng)研究，一般認(rèn)為有如下幾個原因：

一是耦合的聯(lián)動作用。在一個群體中，個體之間是有耦合的，耦合的越緊密，聯(lián)動的作用就越大。學(xué)習(xí)的本質(zhì)也是一種互動，這種互動包括人際互動、社會互動，也包括自我互動即內(nèi)部的我與自己對話。這種互動，很重要的是班級耦合的結(jié)果，沒有這種班級耦合，互動就會發(fā)生困難，學(xué)習(xí)也不可能進(jìn)步。可見，耦合效應(yīng)的產(chǎn)生與耦合的聯(lián)動作用分不開的。

二是耦合的情感作用。一般來說，人際間只要有耦合就會作出情感上的反應(yīng)。心理學(xué)家李雷從幾千份人際關(guān)系的研究報告中，歸納出了人際耦合的八種情感反應(yīng)：即由一方發(fā)出的管理、指揮、指導(dǎo)、勸告、教育等態(tài)度和行為，會導(dǎo)致另一方的尊敬、服從；由一方發(fā)出的同意、合作、友好等態(tài)度和行為，會導(dǎo)致另一方的協(xié)助、溫和；由一方發(fā)出的幫助、支持、同情等態(tài)度與行為，會導(dǎo)致另一方的信任、接受；由一方發(fā)出的尊敬、信任、贊揚(yáng)、求援等態(tài)度和行為，會導(dǎo)致另一方的勸導(dǎo)、幫助；由一方發(fā)出的害羞、禮貌、服從等態(tài)度和行為，會導(dǎo)致另一方的驕傲、控制；由一方發(fā)出的反抗、懷疑等態(tài)度和行為，會導(dǎo)致另一方的懲罰、拒絕；由一方發(fā)出的攻擊、懲罰等態(tài)度和行為，會導(dǎo)致另一方的敵對、反抗；由一方發(fā)出的激烈、拒絕、夸大等態(tài)度和行為，會導(dǎo)致另一方的不信任、自卑。在人際互動中可能按此八種模式進(jìn)行反應(yīng)，也可能按此外的其他模式進(jìn)行反應(yīng)，但有一點(diǎn)從中可見，人際耦合的反應(yīng)是情感因素左右的。賦之于積極的得到的將是積極的反應(yīng)。這是不是過去我們講的“近朱者赤，近墨者黑”呢？可見，耦合效應(yīng)是情感因素作用的結(jié)果。 解讀詞條背后的知識 星思考 通過故事和案例，對各種理論、定律、效應(yīng)、法則和現(xiàn)象進(jìn)行深度解讀，力求淺顯易懂，引領(lǐng)思考。

容易忽略的“耦合效應(yīng)”現(xiàn)象

在生活當(dāng)中，我們一定不能忽略耦合效應(yīng)。 我們不但要努力制造良好的耦合效應(yīng)，也要學(xué)會識別負(fù)面的耦合效應(yīng)。

流固耦合傳熱緊耦合

Stokos、Hooper、Kazemi-Kamyab等開發(fā)了將流體及固體內(nèi)所有物理過程進(jìn)行瞬態(tài)緊耦合算法，能使計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度吻合。但是，該瞬態(tài)緊耦合計算需要消耗大量的計算資源，難以用于解決實(shí)際復(fù)雜工程問題。

根據(jù)問題的特征，有些研究者近似認(rèn)為在計算時間內(nèi)，某些參數(shù)的狀態(tài)是不變的，進(jìn)而直接將瞬態(tài)問題轉(zhuǎn)化為穩(wěn)態(tài)問題。對于絕大多說不能通過準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)處理直接轉(zhuǎn)化為穩(wěn)態(tài)問題的瞬態(tài)問題，有些研究者主張保留耦合的非穩(wěn)態(tài)特性，提出各部分分別進(jìn)行瞬態(tài)求解,并通過邊界條件、參數(shù)值及活動網(wǎng)格等方式進(jìn)行實(shí)時信息交互的瞬態(tài)松耦合傳熱問題的求解。如 Bauman 和Kazemi-Kamyab等針對高超聲速流中固體表面帶輻射及燒蝕相變過程的流固耦合強(qiáng)制對流傳熱問題，提出將流體 Navier-Stokes 方程與固體導(dǎo)熱、輻射及燒蝕相變過程分別進(jìn)行瞬態(tài)求解，并利用流體數(shù)值計算結(jié)果對其他求解方程的邊界溫度和熱流加以修正，直至迭代收斂。Lohner 等針對飛機(jī)氣彈分析中帶固體形變的流固耦合傳熱問題，將流體 Navier-Stokes 方程及固體導(dǎo)熱和應(yīng)變方程分別求解，并利用流體數(shù)值計算結(jié)果對其他求解方程的邊界溫度和熱流加以修正，同時利用固體應(yīng)變方程的計算結(jié)果修正流體耦合邊界位置和速度邊界條件，直至迭代收斂。

流固耦合傳熱松耦合

有些研究者提出了基于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)流場的松耦合算法，即近似認(rèn)為在整個流固耦合傳熱過程中，流場處于若干個準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，每一個準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的流場都使用穩(wěn)態(tài) Navier-Stokes 方程求解。如 Kontinos結(jié)合二維邊界單元法和高超聲速計算流體力學(xué)( CFD) 算法的松耦合算法，分析了高超聲速流與機(jī)翼前緣的耦合傳熱問題。Chen 和Zhang等交替進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流場計算與固體燒蝕和瞬態(tài)導(dǎo)熱的松耦合算法計算了帶燒蝕的流固耦合傳熱問題。2100433B