石墨烯气体传感解吸附特性研究

分析探讨了石墨烯气体解吸附特性与解吸附方法。通过实验分析石墨烯对NO2气体分子的响应时间、气体分子解吸附时间,分析探讨石墨烯的气敏特性。实验表明,石墨烯对NO2气体传感灵敏度高,响应快,但恢复过程缓慢,气体解吸附时间长。分析表明,通过加热的方法、光照的方法可有效减少石墨烯气体解吸附时间,改善解吸附特性。     

基于SnO2/石墨烯异质结NO2气敏传感器

采用滴涂法和真空退火将纳米二氧化锡负载在单层石墨烯上,制备了SnO2/石墨烯异质结材料,进行拉曼光谱材料表征,研究了SnO2/石墨烯异质结对NO2的气敏特性。结果表明,SnO2/石墨烯异质结相对本征石墨烯在低NO2气体体积分数下灵敏度提升,解吸附时间短,NO2气体体积分数为10×10-6时,0.3mg/mlSnO2纳米溶液/石墨烯异质结传感器比单层石墨烯灵敏度提升近4倍,解吸附时间缩短近9倍。     

一种矩形邻域结构的教学优化算法

为了克服原始教学优化算法在求解复杂多峰函数时全局寻优精度不高和过早收敛的缺点,提出一种矩形邻域结构和个体扰动的教学优化算法.算法将种群空间设计为矩形结构,个体的矩形邻域由矩形厚度和围绕其的矩形区域个体决定,教和学两个阶段都使用邻域最优个体引导搜索,加强了算法勘探新解和开发局部最优解的能力;为了防止算法过早陷入局部最优,增加了基于搜索边界信息引导的个体扰动阶段,使得种群即使在进化的后期仍能保持较好的多样性.对带有偏移和旋转的复杂函数进行仿真测试,结果表明新算法在求解精度和稳定性方面,在绝大多数情况下优于原始教学算法和其他一些近来的优秀改进教学算法.     

基于KPCA-LS-SVM的工业锅炉烟气含氧量预测

排烟含氧量是评价燃烧过程好坏和锅炉优化运行的重要指标,也是调节最佳风煤比的主要依据。针对工业锅炉氧量计使用受限的问题,提出一种混合的软测量方法:。为了提高烟气含氧量的软测量预测精度,本文分析与烟气含氧量有关的锅炉运行变量,从中确定8个,并采用核主成分析法进行参数处理,整合冗余,降低维数。经处理后得到的6个主成分,其累计贡献率达95.522%,以此作为最小二乘支持向量机软测量模型的输入。在此基础上,通过划分网格来改进交叉实验法,进而优化最小二乘支持向量机的2个参数。经优化得到的误差参数γ和径向基核函数参数σ~2分别为90.3和239.6,模型具有较高的训练精度。最后对某循环流化床锅炉进行建模仿真,利用采集的数据,分别建立最小二乘支持向量机、核主成分分析的最小二乘支持向量机和BP神经网络3种模型。应用3种模型对烟气含氧量进行预测,并采用3个模型性能指标进行对比分析。结果:表明,基于核主成分分析的最小二乘支持向量机的工业锅炉烟气含氧量模型,在小样本条件下学习更加有效,建模采样过程更快,预测精度更高。该模型有助于实现工业锅炉烟气含氧量在线软测量。     

内调制激光差分NO2检测

为了实时检测空气中NO2的浓度,采用差分检测与内调制技术相结合的方法设计了一套激光NO2检测系统。该系统采用波长为450 nm的蓝光激光器作为光源,这是根据NO2吸收峰特点选取的。采用光源内调制技术,通过TTL调制驱动电流实现对输出光强及其频率的调制。在常温常压下,对NO2浓度进行了测量,并用最小二乘法对实验数据进行了处理。结果表明,实验系统的最低浓度检测极限是6 ppm,拟合系数R2为0.9996。     

竖轴潮流能水轮机群数值模拟研究

为了实现竖轴潮流能水轮机群的优化布置,基于CFD方法分别对单排和双排水轮机群进行数值模拟。对于单排水轮机群排布,水轮机只有相互十分靠近时其输出效率才会得到显著提升,而相邻水轮机相对旋转方向对机群的效率无影响。对于双排水轮机群排布,下游水轮机会使上游水轮机的尾流变窄、流速加快,但对上游水轮机的效率无影响。合理选择上游水轮机的间距可提高下游水轮机的效率,优化的双排水轮机群排布方案大幅提升了整个机群的效率。     

基于中红外LED的CO2差分检测技术

基于中红外LED差分检测技术,用于二氧化碳气体的检测.采用中红外LED室温时工作波长在4.26 μm附近,覆盖了二氧化碳的吸收谱线.采用双波长双光路差分的方法,相对于单波长单光路法,检测灵敏度提高了一个数量级,减小了示值误差.     

双层石墨烯NO_2气敏特性

使用化学气相沉积法生长石墨烯,制备单层和双层石墨烯气敏传感样品,采用拉曼光谱和光学显微镜对所制样品进行表征,通过气敏响应测试,比较单层和双层石墨烯对NO_2的气敏特性.结果表明,双层石墨烯相对单层石墨烯在低NO_2气体体积分数下解吸附时间缩短,响应度提升.在NO_2气体体积分数为10~(-6)量级时,双层石墨烯比单层石墨烯的响应时间提高近10倍,解吸附时间缩短近4倍,且探测下限达到50×10~(-9).     

基于激光光谱差分法检测NO2

为了分析大气污染的主要污染气体之一的二氧化氮(NO2)的光谱与气体体积分数之间的关系,采用了中心波长位于NO2高吸收峰位置的激光作为检测光源,建立了光谱气体检测系统。根据朗伯-比尔定律,采用分时差分方法,结合权威数据库对比,并考虑光谱线宽度等因素影响,进行光谱分析,用最小二乘法进行数据拟合,取得了NO2吸收光谱与其体积分数的关系曲线数据,并进行了体积分数反演和误差分析。结果表明,实验结果与理论分析相吻合,验证了光谱检测对NO2检测的研究与应用价值。