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新能源學院趙學波教授領銜的氫能團隊在具有工業應用前景的丙烷氧化脫氫制丙烯高性能催化劑研究方面取得新進展，相關論文《含硼金屬有機框架化合物衍生的球形超結構氮化硼納米片》（A Spherical Superstructure of Boron Nitride Nanosheets Derived from Boron-Contained Metal-Organic Frameworks）在國際化學領域頂級期刊Journal of the American Chemical Society發表。我校2016級博士生曹磊、新能源學院代鵬程副教授為該論文共同第一作者，新能源學院趙學波教授、代鵬程副教授、昆士蘭大學Yusuke Yamauchi教授為共同通訊作者，中國石油大學（華東）為第一署名單位。 丙烯是極為重要的大宗化工基礎原料，后續衍生出的眾多有機化工產品在建筑、汽車、包裝紡織等領域有廣泛應用。近年來隨著丙烯下游產業規模的迅速擴張，傳統的丙烯來源已無法滿足市場需求，因而亟需開發新的丙烯來源。丙烷氧化脫氫制丙烯具有底物轉化率高、工藝能耗低和無積碳不易失活等優勢，極具工業應用前景。但是由于產物丙烯容易與氧化劑發生過度氧化，降低了目標產物的選擇性，從而讓丙烷氧化脫氫工藝一直無法達到工業化的要求。因此，開發一種高效催化劑，抑制過度氧化，提升產物中丙烯的選擇性是推動丙烷氧化脫氫發展最直接有效的手段。 氮化硼是目前烯烴選擇性最高的丙烷氧化脫氫催化劑，但是單程烯烴收率離工業化需求仍有一定差距。通過可控合成提高活性物種在氮化硼表面的含量和分散度是一種提升催化性能的有效途徑。構建分層的三維結構，尤其是基于二維氮化硼納米片為基本單元的球狀三維結構，有助于提高邊緣活性物種的含量。除豐富的邊緣活性位點外，特殊的三維球狀結構促使反應混合氣沿著球面進行有效地擴散并充分與活性位接觸，提高催化劑的催化活性。然而迄今為止，如何控制氮化硼納米片自組裝形成三維球狀超結構仍是一個充滿挑戰性的工作。 針對上述問題，研究人員以金屬有機框架化合物（MOFs）為前驅體，通過溶劑熱轉換的方式制備了三維球形超結構MOFs納米片（SS-MOFNSs），并進一步以SS-MOFNSs為自犧牲模板，制備了球形超結構氮化硼納米片（SS-BNNSs）催化劑。 SS-BNNSs在丙烷氧化脫氫反應中表現出了優異的催化性能，510 ºC的操作溫度下，產物中烯烴的收率達到了40.2%（丙烯，27.8%；乙烯，12.4%），遠超商業化的氮化硼納米片（丙烯，23.8%；乙烯，8.6%）和高比表面積的氮化硼纖維（丙烯，20.7%；乙烯，10.2%）。通過系統的表征可以發現，SS-BNNSs表面富含B-OH，讓催化劑無須活化就可以直接催化反應進行，同時特殊的結構優勢提高了活性物種的分散度，利于反應氣與活性位點快速接觸和產物丙烯的迅速脫附，提升了產物丙烯的單程收率。SS-BNNSs自組裝的構造過程和結構優勢帶來的性能提升拓寬了催化劑的設計思路。 該研究成果獲得審稿專家充分肯定，審稿專家一致認為該工作提出的含硼MOFs衍生三維超結構氮化硼納米片具有很好的創新性，其作為丙烷氧化脫氫催化劑表現出的高烯烴收率在工業應用方面具有較大潛力，為丙烷氧化脫氫催化劑的研究提供了新的參考。

化學化工學院婁永兵教授課題組在國際頂級期刊《ACS Nano》上發表題為“MoS2-Stratified CdS-Cu2?xS Core?Shell Nanorods for Highly Efficient Photocatalytic Hydrogen Production”（二硫化鉬層化硫化鎘?硫

成果描述：本發明申請要解決的問題是，對環境噪聲較大的場合，根據對象的結構進行實時識別。本專利建立一種實時的智能物體檢測算法，根據動態區域連通性提取物體的結構特征，通過矩函數映射得到特征進行識別。市場前景分析：本發明最主要的任務是弱化了形態的特征，強調結構，從而加強的了抗噪能力，并通過概率模型，給出了精確的數據概率分析。已在實際的應用（自然生態保護區的熊貓識別）當中取得顯著效果。與同類成果相比的優勢分析：本發明主要面向復雜環境中顏色特征明顯的對象，從對象的顏色特征出發得到結構，對結構進行判斷從而進行識別。

隨著我國石油勘探和開發程度的提高，低滲透油田儲量所占的比例越來越大。在當前石油 后備儲量緊張的形勢下，更好地開發低滲透油田儲量，對我國石油工業的持續穩定發展具有十 分重要的現實意義。 為了提高低滲透油氣藏的油井產量，可以向油井中注入含有支撐劑的高壓水基壓裂液凝 膠，在高壓下，含油巖層會被壓裂產生縫隙，壓裂液凝膠裹挾著支撐劑進入裂縫中將其支撐開 來，之后關閉油井，使壓裂液凝膠在破膠劑作用下裂解，隨后將裂解后的壓裂液從井中返排出 來，由于支撐劑的存在，使油層中形成具有很好導流能力的裂縫，從而有利于油井產量提高。 目前常用的水基壓裂液凝膠是以瓜爾膠及其衍生物為基礎的高分子凝膠。瓜爾膠作為一種 天然的半乳甘露聚糖，其主鏈由甘露糖通過β-1,4-糖苷鍵連接而成，利用甘露聚糖酶可以催化 主鏈上β-1,4-糖苷鍵的水解，從而降低其溶液的黏度。 本項目從土壤中分離獲得一株嗜熱菌，并從中克隆獲得一個高活性的嗜熱甘露聚糖酶，該 酶在80℃下的半衰期為46 h。與進口的商品化耐高溫生物酶破膠劑Pyrolase?160相比，我們的 甘露聚糖酶具有高溫下破膠活性好，而室溫條件下破膠活性低(不到80℃環境中的5%)的突出優 點，從而可以有效地防止配制的水基壓裂液凝膠在沒有達到預定位置之前過早地破膠，降低壓 裂效果。 目前，國內石油供應嚴重依賴進口，自給率不斷下降，能源供給存在潛在隱患，嚴重威脅 國家安全。創新研發中國自主品牌和知識產權的高溫型生物破膠酶制劑，促進其在高溫油氣藏 三次采油領域的廣泛應用，提高我國油氣田的采收率，將具有重大戰略意義和經濟價值。

碳纖維復合材料是由碳纖維與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合制成的纖維增強材料，因其具有重量輕，強度高，耐高低溫等優良特點，近年來廣泛應用于航空航天、體育休閑、高鐵汽車、土木建筑等領域。碳纖維復合材料在質輕高強的同時，還具有優良的耐疲勞性、耐腐蝕性以及比強度高導致的優良施工性能等，使得它在對于材料性能有著特殊要求的海洋領域的應用前景同樣不可小覷。近年來，北京化工大學碳纖維復合材料在船舶制造、海上能源開發、海洋工程修復等領域不斷探索新技術。 在船舶上的應用 相比于傳統的造船材料，碳纖維復合材料具有天然的優勢。首先，碳纖維復合材料具有良好的機械性能。用其制造船體，具有質輕低油耗的特性，而且建造工藝相對簡單、周期短、成型方便，因此施工和維護費用遠低于鋼制船舶。同時由于碳纖維與樹脂基體的界面能有效的阻止裂紋擴展，故材料具有良好的耐疲勞性能；此外，由于碳纖維表面的化學惰性，船體具有水生物難以附生，耐腐蝕的特性，這也是船舶建造選材非常重要的因素之一。 碳纖維復合材料具有良好的聲、磁、電性能：透波、透聲性好，無磁性，因此可以用于提高軍艦的隱身性能。在艦船的上層建筑中使用復合材料不僅可以減輕船體的重量，而且通過在夾層中嵌入有濾波功能的頻率選擇層，就可以在預定的頻率下發射和接受電磁波，從而屏蔽敵方的雷達電磁波。各種天線和有關設備都統一組合裝備在該結構內，不易被腐蝕，更有利于設備的保養。研制出類似的封閉綜合傳感器桅桿，這種桅桿是由納米技術制造的玻璃纖維與碳纖維復合后作為增強體而制成。它可以讓各種雷達波束和通信信號相互之間不受干擾地通過，并且損耗極低。碳纖維復合材料還可應用在艦船的其他方面。例如，在推進系統上可用作螺旋槳［和推進軸系，減輕船體的振動效應和噪聲，多用于偵察艦和快速巡航艦。在機械和裝備上可用作方向舵，某些特殊的機械裝置和管道系統等。此外，高強度的碳纖維繩索在海軍軍艦的纜繩和其他軍用物品上也有較為廣泛的應用。 民用游艇大型游艇一般為私人所有，價格昂貴，要求質量輕，強度高，耐用性好。碳纖維復合材料可以應用于游艇的儀器表盤和天線，方向舵以及甲板、船艙、船艙壁等增強結構中。傳統的復合材料游艇主要由玻璃鋼制成，但是由于剛度不足，滿足剛度設計要求后往往船體過重，而且玻璃纖維是致癌物質，國外逐步禁用。如今的復合材料游艇中碳纖維復合材料的使用比例大大增加，有的甚至全部采用碳纖維復合材料。例如超級游艇“巴拿馬”號雙桅船，船身和甲板采用了以碳纖維／環氧樹脂為蒙皮。乙烯酯樹脂夾層復合材料，pvc泡沫和碳纖維復合材料，桅桿吊桿均是定制的碳纖維復合材料，只有部分的船身使用了玻璃鋼。空載重量僅有45t。速度快，油耗低，性能卓越。 在海洋能源開發上的應用 海底油氣田近年來，碳纖維復合材料在海洋油氣開發領域的應用越來越廣泛。海洋環境下的腐蝕，高壓，水底暗流流動帶來的強剪切作用對材料的耐腐蝕性，強度和疲勞性能提出了嚴格的要求。碳纖維復合材料在海洋油田開發中有著明顯的質輕、耐久、抗蝕方面的優勢：一個1500m水深的鉆井平臺，其鋼制系纜的質量就達6500t左右，而碳纖維復合材料密度是普通鋼材的1/4，若使用碳纖維復合材料取代部分鋼材將顯著減少鉆井平臺的載重負荷，節省平臺的建造成本；抽油桿的往復運動，由于管外海水壓力與管內壓力不平衡極易引發材料的疲勞斷裂，而用碳纖維復合材料即可解決這一問題；由于海水環境耐腐蝕，其在海水中使用壽命比鋼材要長，且使用深度更深。碳纖維復合材料可以用作油田鉆井平臺中的生產井管、抽油桿、儲藏槽、海底輸油管、甲板等部件。制造工藝分為拉擠成型工藝和濕法纏繞工藝。拉擠成型法一般用在普通管材和連接管上。纏繞法一般用作儲槽和壓力容器的表面，也可用在各向異性的柔性管道之中，其中碳纖維復合材料以特定的角度纏繞排列在鎧裝層之中。碳纖維復合材料的連續抽油桿是一種類似膠片的帶狀結構，柔韌性很好。使用碳纖維抽油桿能明顯提高出油量，減少電機的載荷，相比之下更節能。而且碳纖維復合材料抽油桿比鋼制抽油桿更耐疲勞，抗腐蝕性能更好，更適合應用在海底油田的開發中。 海上風電資源豐富，是未來發展的重要領域，也是風電技術最先進、要求最高的領域。我國海岸線約1800km，島嶼6000多個，東南沿海及島嶼地區風力資源豐富且易于開發。近年來大力促進海上風電能源的開發已經得到了有關部門的支持。風力發電葉片90%以上重量由復合材料組成。海上風力大，發電功率大，勢必要求更大的葉片和更優良的比強度和耐久度。顯然，碳纖維復合材料能夠滿足開發大型化、輕量化、高性能、低成本的發電葉片的要求，和玻璃纖維復合材料相比更適合應用于海洋領域。碳纖維復合材料在海洋風力發電中具有顯著的優勢。碳纖維復合材料葉片質量低，剛度大，模量是玻璃纖維制品的3~8倍；海洋環境下濕度大，氣候多變，且風機24h工作。葉片耐疲勞性較好，能較好的抵御惡劣的天氣；改善了葉片的空氣動力學性能，減少對塔和輪軸的負載，從而使風機的輸出功率更平滑更均衡，提高能量效率；利用碳纖維的導電性能，通過特殊的結構設計，可有效地避免雷擊對葉片造成的損傷；降低風力機葉片的制造和運輸成本；具有振動阻尼特性等。 碳纖維復合材料用于海洋工程建筑，主要利用其輕質高強耐腐的特性，以筋索材及結構件的形式，替代傳統鋼筋建材，解決海水侵蝕鋼筋、運輸路途遙遠運輸成本高的問題。已應用于海上島礁建筑、碼頭、浮動平臺、燈塔塔架等。

該產品采用了創新型結構，具有較強的承載能力和大阻尼特性，可用于中、重型動力裝置的隔振。其阻尼峰值及頻率可以依據實際需要進行調節，從而大幅度降低振動與噪聲水平，顯著提高乘坐舒適性，并且結構簡單，成本較低。采用了特別的保護措施，具有良好的密封性和較高的可靠性。樣品已通過動態特性測試和裝車實驗，也可進行乘用車動力裝置匹配。

本發明首先依據系統的具體負載和用戶的時延特性，選出優先級最高的一組用戶。其次，對優先級最高的一組用戶進行組內排序，分配當前的調度資源(ResourceBlockGroup,RBG)給組內優先級最高的用戶。本發明設置了優先級表達式，式中考慮了用戶信道環境，同時還考慮了用戶的時延和保證比特速率(GuranteedBitRate,GBR)以保證用戶QoS等級，并實現不同實時業務對分組延遲要求的差異。

本發明通過對數據符號處的信道頻域響應進行初始化，并對發送數據估計值進行星座點判決，提出了一種基于判決反饋的信道估計方法，該方法與現有方法相比，有效解決了傳統最小二乘估計法估計準確性較低的問題,將信道估計與星座點判決結合，改善了信道估計的性能。

北京大學物理學院“科技部極端光學創新研究團隊”肖云峰研究員和龔旗煌院士領導的課題組利用超高品質因子回音壁模式光學微腔，極大地增強了表面對稱性破缺誘導的非線性光學效應，得到的二次諧波轉換效率提升了14個數量級。相關研究成果在線發表在《自然?光子學》(Nature Photonics)上，文章題為“Symmetry-breaking-induced nonlinear optics at a microcavity surface”。左圖：表面二次諧波效應示意圖；右圖：光學微腔增強表面非線性效應。 二階非線性光學效應是現代光學研究與應用中最基本、最重要的非線性光學過程之一，被廣泛地用于實現頻率轉換、光學調制和量子光源等。由于結構反演對稱性的限制，常用的硅基光子學材料往往不具備二階非線性電偶極響應。借助材料的表面或界面，這種反演對稱性可以被打破，進而誘導出二階非線性光學響應。然而，傳統的表/界面非線性光學研究存在兩個重要挑戰：一是非線性轉換效率極低，即使在高強度的脈沖光激發下也僅能產生極少量的二階非線性光子；二是體相電四極響應嚴重地干擾表面對稱性破缺誘導的非線性信號分析。 該項工作中，北京大學課題組利用超高品質因子回音壁光學微腔極大增強光與物質相互作用的優勢，在二氧化硅微球腔中獲得了高亮度的二次諧波和二次和頻信號。為了充分發揮微腔“雙增強”效應，研究人員發展了一種動態相位匹配方法，利用光學微腔中熱效應和光學克爾效應的相位調制，高效地實現了基波和諧波信號同時與微腔模式共振。實驗上獲得的二次諧波轉換效率達0.049% W-1，相比傳統表面非線性光學，該效率增強了14個數量級。左圖：實驗獲得的激發光和二次諧波光譜圖；右圖：動態相位匹配過程二次諧波功率變化。 研究人員進一步通過對基波偏振和二次諧波模式場分布的測量分析，成功提取得到只有表面對稱性破缺誘導的非線性信號，排除了體相電四極響應的干擾。這種表面對稱性破缺誘導的非線性信號有望作為一種超高靈敏度的無標記“探針”，用來檢測和研究材料表面分子的結構、排布、吸收等物理與化學性質，為表面科學研究與應用提供了一個全新的物理平臺；同時，該項研究發展的動態相位匹配機制具有普適性，可進一步推廣到不同材料、不同形狀的光學諧振腔中，有望在非線性集成光子學中發揮重要作用。 研究論文的共同第一作者是張雪悅和曹啟韜同學，現分別在美國加州理工學院應用物理系和北京大學物理學院攻讀博士學位，通訊作者為肖云峰研究員。論文合作者包括新加坡國立大學仇成偉教授和王卓博士、清華大學劉玉璽教授、圣路易斯華盛頓大學楊蘭教授等。 研究工作得到了國家自然科學基金委、科技部、人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、量子物質科學協同創新中心和極端光學協同創新中心等的支持。