锡量子点制备及其电催化还原二氧化碳产甲酸性能

锡基材料在自然界含量丰富、价格低廉, 在电催化还原CO₂制液体燃料反应中具有巨大潜力。但是较低的产物选择性和较差的稳定性限制了其应用。本工作制备的锡量子点电催化剂(Sn-QDs), 具有高效、高稳定性和高选择性的电催化还原CO₂产HCOOH活性。Sn-QDs的平均颗粒尺寸仅为2~3 nm, 结晶性良好。小的颗粒尺寸增大了电化学活性面积(ECSA), Sn-QDs的ECSA约为锡颗粒的4.4倍。ECSA增大以及CO₂还原反应动力学加速, 促进了CO₂电化学转化。在-1.0 V (vs RHE)下, Sn-QDs/CN催化剂的HCOOH法拉第效率(FE_HCOOH)达到95%, 并且在宽约0.5 V的电势范围内能够保持在83%以上。此外, Sn-QDs/CN可以在24 h内保持良好的电化学稳定性。     

利用菊池衍射花样鉴定晶体结构的方法研究

电子背散射衍射(Electron Backscatter Diffraction, EBSD)是研究材料显微结构的重要手段之一, 通过EBSD获取的菊池衍射花样是材料内部微观晶体结构的直观反映。本研究通过识别菊池花样中的对称轴, 结合晶体对称定律, 提出了一种利用菊池花样进行晶体对称性分析和晶体结构鉴定的方法。通过该方法成功对三个未知样品的对称性和晶体结构进行了判断。其中一个样品确定到所属晶系, 另两个样品锁定到部分点群, 通过确定晶系和点群排除了部分不符合对称性的相鉴定结果。研究结果表明, 利用菊池花样进行对称性分析是判断晶体结构的有效方法。同现有方法相比, 菊池衍射花样法大大缩小了相鉴定的检索范围, 显著提高了相鉴定的准确性和可靠性, 是一种有望用于新一代EBSD设备的标定技术。     

先驱体转化法制备莫来石毡/氧化锆多孔复合材料的显微结构与力学性能

以ZrO2前驱体混合液作为浸渍液,莫来石毡为前驱体附着骨架,采用真空压力浸渍工艺制备出莫来石毡/氧化锆多孔复合材料。研究了不同烧结温度(1 300、1 350、1 400和1 450℃)下该多孔复合材料的物相组成、体积密度、开口气孔率、压缩强度及显微结构。结果表明,烧结之后的多孔复合材料发生了四方相氧化锆到单斜相氧化锆的转变,相转变过程直接导致较低烧结温度(1 300和1 350℃)下制备的多孔复合材料体积密度低于烧结前的;而在较高烧结温度下,晶粒间更加紧密联结并生长出大晶粒,材料致密化程度和压缩强度提高,其中,1 450℃烧结制备的多孔复合材料体积密度为2.16g/cm3,开口气孔率约为46.5%,平均压缩强度达到31.6MPa。     

NiFe_2O_4红外高辐射涂层的制备及其热物理性能

采用固相法制备具有反式尖晶石结构的NiFe2O4粉体,将该粉体与硅酸钠水溶液混合制备了高辐射涂层。研究了NiFe2O4粉体的晶相结构、合成过程以及基料粉体的预处理温度、粉体粒径及涂层厚度等因素对NiFe2O4涂层辐射率的影响。结果表明:以Fe2O3和Ni2O3为原料,经过1 200℃高温固相反应可以制得具有高辐射率的反式尖晶石NiFe2O4粉体。制得的涂层辐射率随着NiFe2O4粉体粒径的减小而增加;随着涂层厚度的增加,辐射率呈现出先迅速增大至某一峰值然后缓慢下降,最后趋于某一固定值的变化规律。涂层厚度为0.08mm时红外辐射率最高为0.90。涂层的耐温性能良好。     

常压烧结碳化硅陶瓷的表面裂纹对其力学性能的影响

以常压烧结碳化硅陶瓷材料(SSiC陶瓷)为研究对象,开展陶瓷表面裂纹及其对力学性能影响的研究。结果表明,当裂纹尺寸小于40μm时,SSiC陶瓷的弯曲强度迅速降低55%;裂纹尺寸约50μm以后,弯曲强度的下降趋于平缓。通过曲线拟合及实验验证得到了弯曲强度对不同裂纹尺寸的关系式。通过对裂纹方向的研究,建立了裂纹方向对材料弯曲强度产生影响的模型。     

纳米晶复合涂层应用于火星玻璃盖片防尘的探索

目的制备超微结构的纳米晶复合涂层,降低火星环境中灰尘颗粒在玻璃表面的粘附,并通过翻转操作,最大限度地清除沉积的灰尘,恢复太阳能电池的发电能力。方法采用水热法和表面修饰,制备了纳米晶复合防尘涂层。通过电子显微镜、分光光度计、接触角仪和翻转除尘试验分别对涂层的微观结构、可见-近红外光透过率、表面性质和除尘效率进行了分析。结果由直径大约为27nm的ZnO纳米棒构成的独特涂层结构,使灰尘颗粒与涂层表面的接触面积相比于普通玻璃减小了一个数量级,可见光区的透过率提高了1.1%,近红外区透过率提高了0.4%。用氟化物进行表面修饰后,涂层的水接触角由25°～45°升高至155°～165°。经90°缓慢翻转,纳米晶复合涂层对50～100μm和30～50μm灰尘颗粒的清除效率分别为80%～90%和60%～70%;而在相同测试条件下,普通玻璃的防尘效率仅为37.5%和6.3%。由翻转后涂层表面灰尘的分布情况和倾斜表面上单颗粒的受力分析发现,灰尘颗粒的脱落存在滑落和滚落两种模式,高位落下的颗粒将部分动能传递给低位静止的颗粒,促使更多静止颗粒的滑落或滚落,形成"雪崩"状的特殊形貌。结论 ZnO纳米晶复合涂层不仅可以提高可见光和近红外光的透过率,还可以极大地减小与灰尘颗粒的接触面积,降低颗粒的粘附力,在不使用高压电能的情况下,经过翻转操作,清除效率可达80%以上,这将为火星上灰尘的清除提供一种安全的方式。     

微量元素在某些青瓷判别中的应用

选择适当的多元统计分析，整理和分析了我国某些青瓷胎的微量元素组成，揭示出不同产地以及不同年代相同窑口瓷胎中微量元素组成的变化规律．确定了一批具有判别能力的特征元素，并建立了相应的判别函数．判别效果显著，表明了利用微量元素进行古陶瓷断源的科学性和便捷性．     

生物玻璃制备技术

随着生物玻璃在组织修复领域潜力的发掘,生物玻璃的制备方法和成型工艺取得了长足的发展。为了更好地开发能适用于不同临床医学需求的生物玻璃,本文回顾了传统生物玻璃到新型生物玻璃的发展历程,重点介绍了新型生物玻璃及其复合材料的制备,并且探讨了生物玻璃的发展方向。     

Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3单晶紫外可见近红外光学性质

通过温度依赖的透射和反射光谱研究了在准同型相界附近的Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.3PbTiO_3(PMN-0.3PT)单晶光学性质.这种禁带宽度随温度范围不同变化规律不同现象,揭示了PMN-PT单晶温度依赖的复杂相结构.禁带宽度Eg在303 K是3.25 e V,临界点Ea是3.93 e V,临界点Eb是4.65 e V,它们随着温度的上升而下降,在453 K禁带宽度Eg是3.05 eV,临界点Ea是3.57 eV,临界点Eb是4.56 eV.这三个跃迁能量Eg、Ea、Eb分别对应从O 2p到Ti d、Ni d、Pb 6p轨道跃迁.它们随温度上升而下降的变化规律可以用晶格热膨胀和电子声子相互作用理论来解释.通过Tauc-Lorentz色散模型拟合得到了303 K到453 K温度范围的Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O3-0.3PbTiO_3单晶光学常数及其随温度的变化规律,发现折射率n随着温度的升高而升高.     

α-Al_2O_3:C单晶的β辐射热释光与光释光性能研究

以高纯碳粉作为碳源直接加入原料,采用导模法(EFG)生长了α-Al2O3:C单晶。研究了晶体经过低剂量β射线辐照后的热释光与光释光特性,α-Al2O3:C单晶的热释光发光曲线在350 K、540 K和689 K附近有3个热释光峰,540 K附近为主要热释光峰,689 K附近为新的热释光峰,发现晶体的陷阱能级深度发生变化并产生了新深度的陷阱能级;随着β吸收剂量的增加,发光强度也随之增强,但是3个热释光峰温位置大致保持不变。在多次连续同剂量辐照过程中,随着辐照次数的增加,主热释光峰强度增强,峰温向高温方向偏移。α-Al2O3:C单晶的光释光衰减曲线呈指数变化,其由前期快衰减部分和后期慢衰减部分组成,快衰减部分衰减速率随着吸收剂量的增加变化很小,而慢衰减部分衰减速率则有较为明显的减慢。在低剂量范围内(低于10Gy),热释光和光释光过程灵敏度不随吸收剂量而变化,剂量响应曲线呈线性的特点。