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摘要书
包括电催化在内的化学反应异相催化具有广泛的应用。然而，这是一个复杂的过程，涉及许多需要考虑的因素，包括多个阶段、条件随时间的变化和电子转移。因此，使用计算方法对这些过程进行建模具有挑战性。尽管如此，计算研究提供了在不干扰系统的情况下在原子水平上探索系统的可能性，这意味着它有可能提供实验无法获得的信息。计算研究还可以创建非物理情况，这对于阐明观察到的结果的根本原因很有价值。在本次演讲中，我们将介绍一些研究，其中我们使用计算模拟来深入了解催化过程 1-3，以及其他研究，其中我们的计算工作与实验室实验相结合以了解正在发生的过程。4 这些研究使用了密度泛函理论和分子动力学模拟的量子化学计算，从而开发了有关可能结构和动力学的模型和信息。参考文献： 1. QK Loi 和 DJ Searles，使用 ReaxFF 分子动力学模拟的铁催化剂上 CO 2 加氢反应动力学，即将出版，Langmuir (2024)。https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.4c01212 2. S. Bu、Y Chen、DJ Searles 和 Q Yuan，石墨烯成核密度与 Cu (111) 表面外延生长取向之间的关系，Materials Today Chemistry，31，101612。(2023) 3. T. Duivenvoorden、S. Sanderson、DJ Searles，电池与超级电容器，7，e202300324 (2024)。 4. H. Chen, J. Iyer, Y. Liu, S. Krebs, F. Deng, A. Jentys, DJ Searles, MA Haider, R. Khare 和 JA Lercher, 《Cu 上的电催化 H2 释放、羰基加氢和碳-碳偶联机理》, 《J. Am. Chem. Soc. 146, 13949–13961 (2024)。
磁性碳相关材料的最新进展...
近年来，碳相关材料被提出用于改善半导体基质中光生载流子的电荷分离和表面性能。碳相关材料可以作为助催化剂，增强污染物在表面的吸附，改善载流子的分离和光催化剂的稳定性，为光催化反应提供更多的活性中心。本综述总结了碳相关材料的制备和环境应用的最新进展。重点介绍了碳相关材料和磁性碳相关光催化材料的制备，这些材料在外部磁场净化过程后易于分离，并应用于降解不易生物降解的新兴污染物。本研究确定了四大类水污染物：农药、药品、工业化学品和重金属。其中，药品和酚类化合物是一类重要的持久性有机污染物。一些常用于人类健康的药物以及消毒剂在废水进水和出水中（净化过程后）几乎以不变的形式存在。它们的痕量（每升约几微克到几百纳克）检测和去除变得困难但重要，因为它们危及处理过的废水的再利用和水循环管理的可持续性。就浓度水平而言，这些化合物被归类为危险化合物，因为即使是痕量，也有可能对生物体产生生物累积、生物放大和毒性影响。到目前为止，已经报道了从水系统中去除药物和酚类化合物的各种方法。属于高级氧化过程 (AOP) 组的异相光催化是用于降解新兴污染物的最有前途的方法之一。引入磁性铁氧体改性的碳相关材料可以显著提高新兴污染物的降解效率。本综述为未来研究碳相关材料和磁性碳相关材料在去除活性药物成分和酚类化合物中的应用提供了连贯的信息。在碳基材料与磁性铁氧体结合以及它们与SR-（AOP）和Fenton- 结合存在下药物和酚类化合物光降解的见解
先进渗透技术的开发与应用......
物理吸附是表征多孔材料最广泛使用的技术之一，因为它可靠并且能够在一种方法中评估微孔和中孔。然而，在表征无序和分层结构的多孔材料方面仍然存在挑战和悬而未决的问题。本研究引入了一个孔网络模型，旨在增强纳米多孔材料的结构表征。我们的模型基于 Bethe 晶格上的渗透理论，包括已知在毛细管冷凝和蒸发过程中导致中孔孔隙网络中吸附滞后的所有机制。该模型考虑了吸附过程中的延迟和起始冷凝以及解吸过程中的平衡蒸发、孔堵塞和空化。结合专用的非局部密度泛函理论 (NLDFT) 核，所提出的方法为模拟整个实验吸附-解吸等温线（包括解吸滞后扫描）提供了一个统一的框架。因此，该模型不仅揭示了有效连通性等关键的孔隙网络特性，而且还可以通过定量考虑孔隙网络效应来确定中孔材料的孔径分布。该方法的适用性在一组选定的纳米多孔二氧化硅材料上得到了证明，这些材料表现出不同类型的磁滞回线（类型 H1、H2a、H1/H2a 和 H5），包括有序中孔二氧化硅网络，即 KIT-6 二氧化硅、具有堵塞孔的混合 SBA-15/MCM-41 二氧化硅，以及两种无序二氧化硅孔隙网络，即分级中孔-大孔整料和多孔 Vycor 玻璃。对于所有材料，计算值和实验值之间的主要吸附和解吸等温线以及解吸扫描具有良好的相关性，从而可以确定关键的孔隙网络特性，例如孔隙连通性和孔径分布以及与孔隙网络无序性的影响及其对吸附行为的相应影响相关的参数。所提出的新型网络模型具有多功能性和丰富的纹理洞察力，可以实现以前无法实现的全面表征，因此将有助于进一步推进新型纳米多孔材料的结构表征。它有可能为设计和选择多孔材料提供重要指导，以优化各种应用，包括分离过程（如色谱法）、异相催化、气体和能量存储。
材料科学与工程 B - 先进功能固态材料
现代纳米材料涂层工艺的特点是高温环境和复杂的化学反应，需要精确合成定制设计。这种流动过程极其复杂，除了粘性行为外，还具有传热和传质特性。智能纳米涂层利用磁性纳米粒子，可以通过外部磁场进行操纵。数学模型提供了一种廉价的洞察此类涂层动力学过程固有特性的方法。受此启发，在当前的工作中，开发了一种新的数学模型，用于双催化反应物种在轴对称涂层中扩散，该涂层包裹强制对流边界层流，该流来自浸没在饱和磁性纳米流体的均质非达西多孔介质中的线性轴向拉伸水平圆柱体。其中包括均相和异相反应、热源（例如激光源）和非线性辐射传输。部署了 Tiwari-Das 纳米级模型。使用 Darcy-Forchheimer 阻力公式来模拟多孔介质纤维的体积多孔阻力和二阶惯性阻力。磁性纳米流体是一种水性导电聚合物，由基础流体水和磁性 TiO 2 纳米粒子组成。TiO 2 纳米粒子是一种化学反应物质 (A)，还存在第二种物质 (B)（例如氧气），它也发生化学反应。粘性加热和欧姆耗散也包括在内，以产生更物理上真实的热分析。这里提出的具有物质扩散（物质 A 和 B）的非线性守恒方程通过适当的流函数和缩放变量转换为一组非线性联合多阶 ODE。在 MATLAB bvp5c 程序中，使用四点 Gauss-Lobotto 公式求解上升非线性常微分边界值问题。使用 Adams-Moulton 预测校正数值方案（Unix 中编码的 AM2）进行验证。包括速度、温度、物质 A 浓度、物质 B 浓度、表面摩擦、局部努塞尔特数以及物质 A 和 B 局部舍伍德数的广泛可视化。关键词：Darcy-Forchheimer 模型；水性功能磁性聚合物；智能涂层流；二氧化钛纳米颗粒分数；非线性辐射；均相和非均相化学反应；数值；边界层包裹；努塞尔特数；舍伍德数。
节奏和时间的心理学和神经科学基础 1 Keith Doelling, 2 Sophie Herbst, 1 Luc Arnal, 2 Virginie van Wassenhove 1 Inst
摘要 文化产物，例如舞蹈和音乐，具有时间特性，广义上称为节奏。当个体同步他们的动作时，出现的时间结构提供了一种团结感和共同命运，即使个体可以很容易地调入和调出这个共享的时间空间。在本章中，我们简明扼要地讨论了导致大脑节律和节律行为出现的内生性和外生性因素，以及它们的相互作用如何促成人类复杂的表达形式。自愿与外部节奏耦合和分离的能力在我们的环境（外部驱动）和我们的内部状态（内部驱动）之间产生了潜在的紧张关系，这种紧张关系可以以惊喜的形式被利用来获得艺术效益。 简介 节奏无处不在：在行星的运动中，它决定了我们白天/夜晚的节奏，在人类喜欢阅读的韵律中，在他们产生的音乐和舞蹈中。在生命的每个尺度上，从分子到鸟群，节奏标记时间并为信息流提供指标。在乔治·利盖蒂 (György Ligeti) 的《交响诗》(Poème Symphonique) (1962) 中，一百个节拍器尽可能同时启动，每个节拍器都设置为不同的节奏，标记几分钟的时间。这首交响诗可以被认为是大脑节律的理想化隐喻：数百个神经群可以同时、以相同或不同的频率、同相或异相地有节奏地活跃。大脑功能内生的多个时间指标可能用于信息的编码、分割、调节和传输。本章从广泛的神经科学角度介绍了节奏和节奏处理的心理和神经约束，将各个专业领域的细微差别留给本书的其他章节。我们首先讨论节奏在人类作品中的重要性和定义，然后转向神经振荡的作用，说明节奏在预测、注意和预期方面的具体作用——这些概念是艺术作品的核心。最后，我们强调了生物学和心理学固有的矛盾，即外生时间性与内生身体节律之间的交织，正是这些交织使得个体的生物钟具有相对性。 1 节律 在本章中，节律被定义为信号（例如声音、身体运动或神经动态）在广泛时间尺度上的周期性模式。时间模式不必严格等时才符合节律的条件；事实上，这些节律可能非常复杂，例如人类容易产生的音乐、舞蹈或语音中的层次嵌套结构。在本章中，我们的案例研究主要是准等时单流
节奏和时间的心理学和神经科学基础
摘要 文化产物，例如舞蹈和音乐，具有时间特性，广义上称为节奏。当个体同步他们的动作时，出现的时间结构提供了一种团结感和共同命运，即使个体可以很容易地调入和调出这个共享的时间空间。在本章中，我们简明扼要地讨论了导致大脑节律和节律行为出现的内生性和外生性因素，以及它们的相互作用如何促成人类复杂的表达形式。自愿与外部节奏耦合和分离的能力在我们的环境（外部驱动）和我们的内部状态（内部驱动）之间产生了潜在的紧张关系，这种紧张关系可以以惊喜的形式被利用来获得艺术效益。 简介 节奏无处不在：在行星的运动中，它决定了我们白天/夜晚的节奏，在人类喜欢阅读的韵律中，在他们产生的音乐和舞蹈中。在生命的每个尺度上，从分子到鸟群，节奏标记时间并为信息流提供指标。在乔治·利盖蒂 (György Ligeti) 的《交响诗》(Poème Symphonique) (1962) 中，一百个节拍器尽可能同时启动，每个节拍器都设置为不同的节奏，标记几分钟的时间。这首交响诗可以被认为是大脑节律的理想化隐喻：数百个神经群可以同时、以相同或不同的频率、同相或异相地有节奏地活跃。大脑功能内生的多个时间指标可能用于信息的编码、分割、调节和传输。本章从广泛的神经科学角度介绍了节奏和节奏处理的心理和神经约束，将各个专业领域的细微差别留给本书的其他章节。我们首先讨论节奏在人类作品中的重要性和定义，然后转向神经振荡的作用，说明节奏在预测、注意和预期方面的具体作用——这些概念是艺术作品的核心。最后，我们强调了生物学和心理学固有的矛盾，即外生时间性与内生身体节律之间的交织，正是这些交织使得个体的生物钟具有相对性。 1 节律 在本章中，节律被定义为信号（例如声音、身体运动或神经动态）在广泛时间尺度上的周期性模式。时间模式不必严格等时才符合节律的条件；事实上，这些节律可能非常复杂，例如人类容易产生的音乐、舞蹈或语音中的层次嵌套结构。在本章中，我们的案例研究主要是准等时单流