Ag/Al_2O_3-TiO_2复合膜中Ag纳米颗粒对TiO_2层辐射吸收特性影响

以研究Ag纳米颗粒的等离子效应对TiO_2的辐射吸收的影响为目的,建立Ag/Al_2O_3-TiO_2复合结构膜的辐射吸收模型,基于时域有限差分法进行模拟计算,分析Ag-TiO_2间距以及Ag纳米颗粒粒径这2个因素对TiO_2层辐射吸收特性的影响。研究结果表明:在Ag/Al_2O_3-TiO_2复合膜体系中Ag纳米颗粒周围的局域电场强度显著增强,复合膜中TiO_2层的辐射吸收特性也得到增强,在不同波段内Ag-TiO_2间距以及Ag纳米颗粒粒径这2个因素对TiO_2吸收特性的影响有不同规律。     

金属纳米颗粒光散射特性研究

采用基于有限元的数值模拟方法,建立微晶硅衬底上单个金属纳米颗粒与光相互作用的三维(3D)模型,分别计算不同半径的Ag、Al、Au和Cu球状纳米颗粒的散射截面、吸收截面、散射效率及耦合效率。结果表明:随着金属纳米球半径R的增大,表面等离激元偶极共振峰发生红移且展宽,同时颗粒的归一化吸收截面快速下降;在中长波段(500~1100 nm),颗粒的散射效率随R的增大而增大,但耦合效率则呈现单调下降趋势。在相同尺寸的Ag、Al、Au和Cu颗粒中,Au和Cu的吸收截面较大,当R=50 nm时,Au和Cu颗粒的吸收截面甚至大于其散射截面,二者在中短波段(300~550 nm)的散射效率明显偏低。另外,金属纳米颗粒的耦合效率对颗粒成分变化不敏感。     

金属纳米球对太阳能电池增强光电效应分析

使用时域有限差分法(FDTD)研究不同纳米球密集度与直径对Al和Ag纳米球硅基薄膜太阳能电池光电效应的增强作用。计算结果表明,在可见光近红外波段,Ag粒子的光谱增强吸收效率g(λ)曲线波动较Al粒子曲线波动剧烈,Ag粒子的g(λ)曲线存在明显的波峰。对于Ag和Al纳米粒子,随着粒子密集度的增加,增强吸收效率G反而减小,因此针对不同材料和尺寸的纳米球粒子应存在一个最佳的粒子密集度使其G值最大。本文研究了不同直径、材料和粒子密集度的纳米球对硅基薄膜太阳能电池的增强吸收效率的影响,望能为金属纳米粒子在硅基薄膜太阳能电池中的粒子阵列分布设计提供参考,以增强光伏电池的光电效应。     

椭球形金纳米棒作为癌细胞靶向探针的研究

【摘要】 目的 制备椭球形核-壳结构二氧化硅包覆的金纳米复合材料。方法 选用二氧化硅作为壳材,制备椭球形二氧化硅包覆的金纳米棒,并用硅烷耦联剂和二氧化硅耦联,将叶酸联接到二氧化硅包覆的金纳米棒（GNRs@SiO2?蛳 FA）,用罗丹明异硫氰酸酯与GNRs@SiO2?蛳 FA表面的氨基基团反应,得到罗丹明标记的GNRs@SiO2?蛳 FA。用MTT比色法研究其生物相容性。结果 表面修饰后的金纳米棒有良好的生物相容性。透射电镜观察到金纳米颗粒以细胞吞噬方式进入细胞,可靶向结合于叶酸高表达的癌细胞;激光共聚焦显微镜见GNRs@SiO2?蛳 FA能携带荧光探针进入细胞内,可作为荧光物质或药物的载体。结论 GNRs@SiO2?蛳 FA可靶向作用于癌细胞,并可作为荧光试剂或其他生物标记物的载体,应用于疾病的诊断及肿瘤125I粒子治疗等方面。     

Fe_3O_4磁性纳米颗粒结合贵金属脱汞技术研究进展

Fe_3O_4纳米颗粒由于其优秀的物理、化学性能及其特有的磁性能可作为吸附剂的磁性载体。贵金属(Pd、Pt、Au、Ag、Rh等)材料能与Hg发生汞齐反应形成合金,并可通过升温的方式释放出汞蒸气并获得再生,可作为活性物质。将Fe_3O_4磁性纳米颗粒与贵金属结合,可制得一类稳定、可再生、易分离的新型优秀吸附剂,对于脱除燃煤烟气中的Hg~0具有很好的应用前景。在固定床上考察了载Ag的Fe_3O_4纳米颗粒对Hg~0的吸附能力,其脱汞效率可达90%以上。     

分频型光伏光热系统中丙二醇基Ag/CoSO4纳米流体的性能研究

为进一步提升光伏光热(PV/T)系统性能,采用丙二醇基Ag/CoSO4纳米流体作为PV/T系统的光谱分频液.利用分光光度计表征不同浓度分频液的光学性能,并通过实验研究其对聚光硅太阳电池电性能的影响,最后理论分析PV/T系统的综合性能.结果表明:丙二醇基Ag/CoSO4纳米流体中CoSO4和银纳米颗粒具有光学协同效应;在...     

不同颗粒物性对异径混合非球形颗粒分离特性影响的数值模拟

采用多元颗粒模型描述了3种非球形颗粒,即玉米形颗粒、椭球形颗粒和圆柱形颗粒,分析了其碰撞机理,建立了非球形颗粒的运动方程,通过实验验证了模型的可靠性,并研究了不同颗粒物性对异径混合颗粒分离特性的影响.结果表明:不同形状颗粒的分离特性有很大不同,其中椭球形颗粒的分离程度最大,球形颗粒的分离程度最小,且分离程度随着颗粒直径比的增大而增大,而颗粒密度比对颗粒的分离情况基本没有影响.     

换热器内纳米流体换热与压降特性的分析

以人字形板式换热器翅片的单元流道二维截面为几何模型,采用Fluent软件对换热介质分别为水、水基Al_2O_3纳米流体和水基CuO纳米流体进行换热、压降特性的数值分析,结果表明:在水中添加纳米颗粒可以提高流体的换热能力,且随着纳米颗粒体积分数的增加,努塞尔数随之增大,同时,纳米颗粒体积分数为3.0%时,流体对应的努塞尔数增幅明显高于1.0%～2.0%的水基Al_2O_3纳米流体。但结果还表明,纳米颗粒体积分数为3.0%的水基Al_2O_3纳米流体对应的压降最高,不利于流体流动,因而在将纳米流体作为流动换热介质时,应该综合考虑换热与压降的影响。另外,在相同纳米颗粒体积分数以及入口雷诺数时,水基Al_2O_3纳米流体换热能力高于水基CuO纳米流体,但两者的流动压降几乎相同,因而应优先选用Al_2O_3纳米颗粒。由于目前将纳米流体与换热器相结合的相关研究较少,因而得出数值结论对纳米流体在换热器中的应用设计具有一定的参考意义。     

新型材料在太阳能热电联用中的应用

通过高压微射流分散法制备了稳定的纳米流体.用激光粒度仪观察了分散前后的粒径分布.纳米流体中颗粒的小尺寸效应使其对太阳能辐射体现出了与普通材料不同的特殊光吸收特性.当颗粒粒径远小于入射波长时,颗粒散射特性远小于颗粒吸收作用,其散射作用可以忽略.试验测试了多种颗粒粒径SiO2纳米流体的透射率.用太阳能模拟发生器模拟太阳能辐射,对表面加SiO2纳米流体的电池板的性能进行了试验研究,分析了SiO2纳米流体对电池板的开路电压、最大功率以及工作温度的影响.结果显示若能利用纳米颗粒特殊的光学性质改变介质某一波段的辐射特性,探索一种对太阳能可见光高透过、其他波段高吸收的纳米流体,将有望极大的提高热电联用系统的太阳能利用率.     

微波合成载铂二氧化钛纳米管光催化剂及其光催化性能

以自制二氧化钛纳米颗粒为原料,利用微波反应器合成二氧化钛纳米管(Titania nanotubes,TNTs),然后利用微波助乙二醇还原法得到负载Pt的二氧化钛纳米管(Pt/TNTs)。利用高分辨率透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)对该催化剂进行表征,并重点研究Pt/TNTs的光催化分解水性能。结果表明:Pt颗粒均匀分散在二氧化钛纳米管表面,微波助乙二醇还原法制备的Pt/TNTs较Pt负载TiO2颗粒在可见光区域表现出较强的吸收,并且其起始吸收带边发生明显红移,通过模拟太阳光分解纯水制氢实验可知,用微波助多元醇制备Pt改性的TiO2纳米管光催化剂具有更高催化剂活性,其在全波段下氢气产量优于Pt负载的TiO2纳米颗粒催化剂,且在可见光区能分解纯水产氢,产氢量为0.86L/(m2.h.g)。     

十四烷纳米流体导热系数影响因素探究

十四烷是工业中最常用的液态烷烃之一,常被用于有机溶剂，有重要的应用价值。相比于纯烷烃，烷烃基纳米流体具有许多 优异的性质，特别是导热系数的增强。本文采用实验与理论模型对比的方法，对一些影响十四烷基纳米流体导热系数的因素进行研究，包括纳米颗粒种类、浓度、温度以及稳定性。结果表明，本文中纳米流体的有效导热系数随纳米颗粒体积分数的增加而增加，随温度的升高而下降；在各种纳米颗粒中，碳纳米管对导热的增强最为显著，且碳纳米管流体具有最好稳定性。     

土壤中微纳米颗粒提取表征及迁移能力研究

通过现场取样获得试验所需土壤,利用超声—离心法提取土壤中的微纳米颗粒并对其表征,通过室内砂柱试验,研究不同注入速度(6、10、14 mL/min)和不同注入浓度(0.5、0.8、1.0 g/L)对土壤微纳米颗粒在饱和多孔介质中迁移的影响,运用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件模拟土壤微纳米颗粒在饱和多孔介质中的迁移情况,并对比分析了试验结果与模拟结果。结果表明,超声-离心法可以有效地提取出100 nm左右的土壤微纳米颗粒;注入速度越大和注入浓度越小的土壤微纳米颗粒在饱和多孔介质中的迁移能力越强,且出口处的最大相对出流浓度最高达到0.96;注入速度比注入浓度对土壤微纳米颗粒在饱和多孔介质中迁移能力的影响更加显著;数值模拟中采用的模型模块和基本参数合理,且COMSOL Multiphysics模拟软件可以很好地模拟微颗粒的运移规律。     

Ag催化化学腐蚀多晶绒面的制备及其特性研究

该文采用液相两步法成功制备出具有高质量性能的黑硅绒面。当Ag粒子沉积时间为10 s、AgNO_3浓度为0.01 mol/L,H_2O_2浓度为0.9%,黑硅刻蚀时间为120 s时,硅片绒面反射率最小为5.47%;Ag粒子去除阶段,采用碱洗方式去除残余银颗粒的效果要优于酸洗;黑硅纳米绒面重塑阶段,时间控制在90 s时纳米锥大小一致、均匀度最优。     

基于CNT/Ag纳米流体的分光谱太阳能光伏光热系统实验研究

传统太阳能光伏光热(PV/T)系统的光电转换和光热转换过程耦合在一起，对太阳能全光谱能量的利用率较低，为使得光电、光热过程解耦，该文探究Ag、CNT、CNT/Ag纳米流体作为分光谱PV/T系统媒介时的光谱及能量性能。首先对不同浓度纳米流体的光谱性能进行测试，然后通过实验研究不同浓度的CNT/Ag纳米流体对系统电效率和热效率的影响。结果发现相比于Ag纳米流体，浓度为1×10⁶、3×10⁶、5×10⁶、1×107μg/m³的CNT/Ag纳米流体在太阳电池光谱响应区的透过率分别上升了8.6%、9.3%、8.5%、9.2%，响应区外波段的吸收率增加了30.4%、44.5%、58.4%、56.7%。系统电效率最高为8.2%、热效率最高为45%，当CNT/Ag纳米流体浓度为5×10⁶μg/m³时，分光谱容器效率最高为18.3%时热效率达到了43%，电效率为7%。     

多极子局域表面等离子体共振吸收体的制备和光热性能研究

贵金属纳米材料的局域表面等离子体共振（localized surface plasmon resonance, LSPR）在入射光辐照时,形成强大的高温热点（hot-spots）,驱动周围介质快速发生汽化相变,快速产生高温光热蒸汽。LSPR吸收体的光学特性具有形貌依存性,LSPR吸收体的吸收光谱在紫外-可见-近红外光内可大范围调控,但单一形貌的LSPR吸收体的吸收光谱覆盖范围有限,影响其光热转换效率,改进和拓宽吸收体的吸收光谱一直是光热领域的难题。纳米簇、自组装等组合体和核壳等复合体形成的耦合增益效应,可以增强LSPR吸收强度或拓宽吸收范围。本文通过改进核壳的制备方法,首先在核表面负载Ag纳米晶作为壳层的生长基点,再通过外延生长形成非连续壳层,壳层的临近纳米晶产生耦合增益效应,形成多极子等离子体共振吸收峰,实现单个吸收体的多个吸收峰特性,拓宽吸收体的吸收光谱,为改进单个吸收体的光吸收体特性提供了一种可行策略。多极子共振吸收体的综合光热性能优异,室外光热实验表明,多极子共振吸收体可快速、高效产生高温过热蒸汽,同时宽吸收范围的多极子共振吸收体可高效俘获低能量密度的太阳光,日均综合光热性能优异,日均光热转换效率达65%以上。     

尺寸效应和表面效应对纳米颗粒比热容的影响

从弹性介质假设出发，考虑内部和表面原子对比热容的贡献不同，建立起纳米颗粒比热容的理论模型。分析了尺寸效应、温度和表面原子振动软化对纳米颗粒比热容的影响，提出比热容与尺寸和温度之间的关系；以氧化铜颗粒为计算对象，具体计算考虑表面和尺寸效应的比热容，结果与实验数据符合较好。     

外部扰动对TiO2-MDEA纳米流体吸收CO2影响的研究

采用"两步法"制备分散性良好的TiO2-MDEA纳米流体作为吸收剂,在鼓泡实验装置上进行CO2吸收实验.研究了纳米颗粒质量分数和粒径对纳米流体强化CO2吸收的影响,以及气体体积流量、电磁搅拌和超声振动3种外部扰动方式对强化效果的影响.结果表明:纳米流体主要通过阻止气泡聚并、增大有效反应面积来强化CO2吸收,并且强化效果...     

纳米流体黏度影响因素的试验研究

以SiO2纳米颗粒分别分散在去离子水(DW)、乙二醇(EG)以及两者的混合液中得到的纳米流体为研究对象,研究了颗粒大小、温度、基液成分和体积分数等因素对纳米流体黏度的影响.结果表明:在相同基液的条件下,随着颗粒粒径减小,流体黏度增加;基液中EG体积分数越大,黏度受温度影响越明显;黏度随体积分数变化的规律与修正的K-D模型吻合较好,但当体积分数超过1%时,由于纳米颗粒团聚程度不同,使得以混合液(EG体积分数为50%)为基液的纳米流体的黏度远大于预测值.     

柴油机直截型纤维颗粒过滤器效率的模拟计算与分析

提出了直截形纤维过滤过程模拟计算的方法。计算模型建立在Happel-Kuwabara单元模型的基础上，并假设纤维对颗粒的捕获按惯性碰撞机理进行。数值模拟包括对纤维绕流充场以及颗粒在流场的运动轨迹计算两部分。模拟计算还分析了各参数，如宽高比、纤维角、颗粒直径等对直截形单纤维过滤效率的影响，为纤维过滤器优化设计提供了理论依据。     

板式换热器颗粒污垢特性的实验研究

以纳米氧化镁颗粒溶液为实验工质,进行了板式换热器颗粒污垢特性的实验研究,分析了颗粒质量浓度、颗粒粒径、流速和低温介质温度对颗粒污垢热阻的影响.结果表明:板式换热器颗粒污垢无明显诱导期存在,结垢速率和污垢热阻渐进值均随颗粒质量浓度的增大而增大,且增大幅度逐渐减小;颗粒粒径对污垢热阻的影响较明显,在相同质量浓度下,颗粒粒径越小,结垢速率越快,且污垢热阻越大;流速对污垢热阻的影响较为复杂,高流速下的结垢速率略大于低流速下,且高流速下达到稳定时的污垢热阻渐进值小于低流速下;低温介质温度对颗粒污垢热阻的影响不明显.