正交实验优化纳米氢氧化镁复合改性工艺

采用油酸/聚乙二醇6000对纳米Mg(OH)_2进行复合改性,通过正交实验得出最佳改性工艺条件为:油酸/聚乙二醇6000用量分别为纳米Mg(OH)_2质量的4%,1%(wt,质量分数),反应时间为30 min,反应温度为60℃,超声时间为10 min。利用接触角测试、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、活化指数来表征改性前后纳米氢氧化镁的润湿情况、分散性、物相结构及活化程度。结果发现:改性后的纳米Mg(OH)_2与水的接触角由8°变成115°,分散性得到了很好的改善而晶型结构并未发生改变,活化程度高达99.30%。     

黑枸杞与石墨烯纳米片在染料敏化太阳能电池中的应用

从高原黑枸杞中提取染料, 利用紫外-可见吸收光谱和循环伏安方法研究不同pH染料的光电化学性能, 确定染料最佳pH。以石墨烯为原料制备不同含量乙基纤维素(EC)的石墨烯纳米片(GNs)对电极, 用电化学阻抗、循环伏安、塔菲尔极化曲线研究不同EC含量对GNs对电极电催化性能的影响。以最佳pH染料为光敏剂, 不同含量EC的GNs为对电极组装染料敏化太阳能电池在模拟太阳光下测试光电转换效率。结果表明, EC含量为10wt%时, GNs对电极有良好的电催化性。光电测试EC含量为10wt%的GNs对电极光电转换效率为0.92%, 接近Pt对电极(0.99%)。     

酰化紫薯色素敏化太阳能电池的性能研究

针对花青素类染料紫薯色素作为染料敏化太阳能 电池(DSCs)中敏化剂的不足,采用咖啡酸为酰化剂进行化 学修饰。研究了反应时间、反应温度以及花青素与咖啡酸的物料比对酰化紫薯色素的影响, 进行正交试验 找出了最佳实验方案,并对最佳条件下得到的酰化紫薯色素进行相关性能测试。实验结果表 明,当物料比为 0.1 g/20mL、温度为60℃和反应时间为20min时,制备得到的酰化紫薯色素的紫外光谱性能最好;酰化后紫薯色 素 的吸光强度、吸附量和稳定性均有增强,并且禁带宽度均减小。在太阳光模拟下,分别利用 酰化前后的紫 薯色素组装DSCs,酰化后DSCs的光-电转换效率提高了21%。     

静电纺丝法制备碳纳米纤维及其吸附性能

以石墨烯、石墨粉、碳纳米管等材料为碳源,采用静电纺丝技术,随后经稳定和碳化过程,制备得到3种不同的碳纳米纤维。研究了碳纳米纤维在不同吸附条件下对铬离子的吸附性能。结果表明,碳纳米管纳米纤维表面粗糙度大且其石墨化程度最好,晶体结构更有序,比表面积也最高,这一特点有利于增大吸附材料对铬离子的吸附性能;在pH=3,温度为25℃时,碳纳米管纳米纤维对Cr(VI)的吸附量能达到52.8 mg/g。且循环使用5次后,其吸附率能达到初次吸附的60%,碳纳米管纳米纤维表现出最好的吸附性能。     

石墨烯/二氧化钛对PVC薄膜性能影响

以石墨粉和三氯化钛为原料,通过Hummers和水解法制备得石墨烯/二氧化钛(G/TiO₂),将G/TiO₂作为填料添加到聚氯乙烯(PVC)中,探究其对PVC薄膜性能的影响。结果表明,添加G/TiO₂提高了PVC薄膜的力学性能、抗静电性能和耐紫外老化性能。添加G/TiO₂的PVC薄膜的拉伸强度由纯PVC薄膜的12.79 MPa提升至22.74 MPa,提高了77.80%,断裂伸长率由77.73%提升至98.23%,提高了26.37%,表面电阻由大于1.034×10¹²Ω降低至8.156×10⁵Ω,达到抗静电材料要求;经过150 h紫外老化后,纯PVC薄膜的拉伸强度由12.79 MPa降低至8.49 MPa,下降了33.62%;添加G/TiO₂的PVC薄膜的拉伸强度由22.74 MPa降低至18.54 MPa,仅下降18.64%。     

酰化黑枸杞染料光谱分析及其光电性能的研究

目前染料敏化太阳能电池的天然染料主要以花青 素为主,但花青素敏化太阳能电池的 光电转换效率比较低。本研究从黑枸杞中提取花青素,利用阿魏酸、草酸和咖啡酸对黑枸杞 染料进行酰化改性,并将其作为敏化剂组装染料敏化太阳能电池。利用紫外-可见吸收光谱 , 循环伏安测试对染料的光谱吸收特性及光电性能进行了表征。结果表明:黑枸杞经酰化后光 谱范围有效扩宽,酰化黑枸杞染料均能将电子注入到TiO₂导带边缘,并且咖啡酸酰化后的 光吸收效率最大。在100 mW/cm²入射光照下,黑枸杞经酰化后光电 转换效率提高,其中咖 啡酸酰化后光电转换效率最大为1.01%。采用电化学阻抗进一步分析 电子在电池界面的传 输,酰化黑枸杞染料能够有效的抑制TiO₂与离子电解液之间的复合率。     

花青素提取及在染料敏化太阳电池中的应用

针对高原葡萄皮中的花青素的提取,采用单因素试验和正交试验分别研究了提取溶剂种类、提取溶剂浓度、盐酸乙醇比、料液比、提取时间、提取温度对高原葡萄皮中花青素的提取影响,确定其最佳提取条件。利用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)对在最佳提取条件下提取的花青素乙醇溶液和花青素吸附到TiO_2薄膜后进行光谱吸收测试。通过电化学方法,研究花青素的氧化还原电位和电化学阻抗。结果表明,葡萄皮中花青素的最佳提取工艺条件为:50%乙醇和0.1 mol/L盐酸比为55∶45,料液比为1∶30,提取温度为40℃,提取时间为25 min。采用该花青素作为敏化剂时,染料的激发态氧化电位与TiO_2导带能级相匹配,光电转换效率为0.22%。     

基于声发射技术的化工容器检测研究

简述了声发射技术及其在线检测系统的优点,以Z44Y-320型高压截止阀泄漏声发射检测实验为例,介绍了发射技术在化工容器在线检测应用的原理、系统构成和方法步骤。实验结果表明:声发射技术能够及时发现化工容器阀门泄漏。     

染料敏化太阳能电池天然敏化剂的研究进展

染料敏化剂是影响染料敏化太阳能电池(DSC)性能的重要因素。介绍了染料敏化剂的分类及获得高效、稳定的电池时染料敏化剂需要满足的条件,根据天然染料敏化剂的分类,分别介绍了叶绿素类、花青素类、类胡萝卜素类以及单宁酸等天然染料作为DSC敏化剂的研究进展及其区别,指出对天然染料敏化剂的研究有利于降低染料敏化太阳能电池的生产成本并促进其工业化发展。     

黑枸杞色素还原氧化石墨烯

石墨烯以其独特的物化性质成为目前的研究热点,氧化石墨烯的还原是制备石墨烯的关键步骤之一,但基于化学试剂的危害性,绿色还原成为目前研究的一个热点。选取青藏高原特有植物黑枸杞,从中提取花青素,利用花青素还原氧化石墨烯。利用紫外可见分光光度计、傅里叶红外光谱仪、XRD对从黑枸杞中提取的花青素、氧化石墨烯以及还原氧化石墨烯进行表征。结果表明;从黑枸杞中提取出的花青素可将氧化石墨烯上的官能团部分还原。