有机薄膜晶体管气体传感器的研究进展

重点介绍了电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室在国家自然科学基金资助下开展的有机薄膜晶体管（OTFT）气体传感器方面的研究进展。制备了酞菁铜（CuPc）薄膜为有源层的底栅底接触式结构的有机薄膜晶体管,对器件的制备工艺和结构参数进行了优化,研究了其对H₂S气体的敏感特性。同时制备了P3HT-ZnO纳米棒的复合薄膜、 P3HT单层薄膜、P3HT-MoS₂分层膜和复合膜的有机薄膜晶体管气体传感器,系统地分析了OTFT器件的电学性能和气敏特性。     

基于GA-ANN模型的A2/O工艺运行参数优化

影响A~2/O工艺运行的参数有许多,这些因素相互联系、相互作用,影响工艺效率.为了弥补控制单一变量法或者设计正交试验法的不足,综合考察多种运行参数对工艺运行效果的影响,建立了基于遗传算法进行全局寻优的神经网络模型(GA-ANN模型),并应用于某城市污水处理厂A~2/O工艺的运行优化.获得该厂调试运行期间154组有效监测数据后,随机选取2/3的数据用于GA-ANN模型的求解,1/3的数据用于模型的检验,对工艺运行参数进行优化,得到最佳运行参数组合.结果显示,建立基于遗传算法的神经网络模型用于A~2/O工艺运行参数的优化是可行的,可以为污水处理厂运行参数的设置提供理论参考,对调试工作、提高工艺运行效率具有一定的实际指导意义.     

基于神经网络与遗传算法的结构优化设计方法

从神经网络和遗传算法的原理出发,利用遗传算法和神经网络相结合的策略对结构参数进行优化.在确定结构优化的目标函数和设计变量集合的基础上,用神经网络学习算法建立货架结构设计参数与结构重量、结构最大应力、最大位移等的非线性全局映射关系,获得遗传算法求解结构优化问题所需的目标函数,用遗传算法进行优胜劣汰的寻优搜索运算,从而求出所需最优解.以货架结构的优化为例说明了上述方法的应用.遗传算法和神经网络的优化结果是在正交设计法确定的训练样本足够大的基础上得出的,具有较强的可靠性.     

微气泡O3/H2O2深度处理某化工园区二级出水效能与机制

化工园区废水经过二级处理后,仍含有多种有毒污染物,依然对生态环境存在较大风险,为此,建立微气泡O₃/H₂O₂深度处理工艺,研究某工业园区二级出水处理效能,确定最佳工艺参数,探究污染物降解机制,并对处理出水进行毒性评价。结果表明：在pH为7.3、臭氧投加量为60 mg/L、H₂O₂初始投加量为114 mg/L、反应时间为15 min条件下,微气泡O₃/H₂O₂对二级出水中有毒污染物具有良好的降解效果,COD和TOC去除率分别达到47.41%和46.61%;微气泡O₃能够显著提高臭氧利用效率,缩短反应时间;与普通O₃曝气相比,臭氧利用率提高10%,反应时间缩短2/3;微气泡O₃/H₂O₂工艺过程中,有机物去除过程遵循表观二级反应动力学;电子顺磁共振(EPR)技术证明羟基自由基(·OH)参与有机物的降解过程,H...     

磷钼酸根和金属/氢-氧-三苯基膦单元构筑的杂化材料

采用水热合成手段，以磷钼酸为多金属氧酸盐(简称多酸)建筑块，三苯基膦为有机配体，通过自组装的方式制备了一种无机-有机杂化化合物，通过X-射线单晶衍射技术确定其分子式为H₁₅{(PMo₁₂O₄₀)₂[MoO₄-(PPh₃)₄]₂[NaO₃-(PPh₃)₃][(H₂O-PPh₃)₃](化合物1)。该化合物是由[PMo₁₂O₄₀]^3-、[MoO₄-(PPh₃)₄]^2-、[NaO₃-(PPh₃)₃]^5-和H₂O-PPh_3<...     

结构优化深度网络的高压断路器机械故障诊断

高压断路器操作过程中的振动信号反映断路器的机械状态。针对基于浅层的振动信号分析模型的特征提取及故障诊断精度等方面存在的不足,提出了一种基于遗传算法优化的卷积神经网络高压断路器故障诊断方法。利用遗传算法的全局寻优能力,通过遗传算法的选择、交叉和变异等操作获得最优初始网络结构参数及全连接层神经元数等,进而优化卷积神经网络,并将优化后的卷积神经网络应用于高压断路器的故障诊断。结果表明,所提方法的诊断性能优于未进行优化的卷积神经网络、动态支持向量机和多层感知机。     

基于第一性原理计算Ag-HfSe2对SF6/N2分解产物的吸附性能

在实际运行中,潜伏性缺陷产生的局部放电是导致SF₆/N₂气体绝缘金属封闭开关设备绝缘事故的重要原因,局部放电检测是预警设备绝缘故障的重要手段。气体组分分析法是局部放电检测的一种有效方法,而特定金属掺杂的HfSe₂因其良好的吸附性能而在气体传感器中得到广泛应用。基于第一性原理,搭建了一种吸附式掺杂过渡性金属原子Ag掺杂在HfSe₂晶体表面的结构,计算了局部放电的主要产物N₂O、CS2、H₂S和NO₂在其表面的吸附能、电荷转移量和解吸时间等相关参数,结果表明：Ag-HfSe₂对H₂S和NO₂为化学吸附,对N₂O和CS2为物理吸附。Ag-HfSe₂对H₂S和NO₂两种气体的响应灵敏度高,且在常温下对H₂S的解吸时间和在348 K温度下对NO₂的解...     

硬质合金高温化学气相沉积TiC涂层工艺研究

采用高温化学气相沉积在YG8基体上制备TiC涂层, 研究沉积温度、沉积时间、H₂流量、H₂/CH₄(流量比)以及TiCl₄流量对镀层的抗弯曲强度、膜基结合力及表面显微硬度的影响, 并通过正交试验优化工艺参数。结果表明:当沉积温度为1 000℃, 沉积时间为90 min, H₂流量为400 ml, H₂/CH₄(流量比)为15:1, TiCl₄流量为80 mL时, 镀层具有优良的性能, 抗弯曲强度达到1 100 N, 表面显微硬度达到3 228 HV, 膜基结合力达到90 N。       

基于免疫遗传算法的模糊神经网络在交流伺服系统中的应用

为了满足交流伺服系统高精度、快响应的要求，结合免疫遗传算法寻优速度快和模糊神经网
络控制不依赖于控制对象的优点，设计了一种基于免疫遗传算法优化的模糊神经网络控制的交流伺服系统
。采用免疫遗传算法优化模糊神经网络控制器中隶属函数的平均值、标准偏差以及隶属函数层与规划层的
连接权值。实验和仿真结果验证了该控制策略的可行性。该方法对于系统调节和设定值跟踪均具有很好的
控制效果，而且具有很好的抗干扰性能和较强的鲁棒性，使交流伺服系统具有良好的动、静态性能。     

低温等离子体吸附两段式系统降解硫化氢

为了克服单一低温等离子体(NTP)降解硫化氢(H₂S)能耗高和副产物排放的问题,采用低温等离子体活性炭纤维(ACF)吸附两段式系统降解硫化氢,考察不同充电电压两段式系统与单一低温等离子体系统对H₂S降解率及副产物的影响,分析低温等离子体与活性碳纤维协同降解硫化氢的机理.研究表明：两段式系统能够显著提高H₂S的去除率、降低能耗、去除副产物,并能延长ACF的穿透时间,增加吸附反应H₂S的容量.当气体流量达到11.8 m³/h、充电电压为6 kV时,两段式系统能使H₂S的去除率提高15%,能耗节省26.5%,ACF能够有效地去除SO₂和O₃,在ACF穿透前气流出口检测不到污染物;当充电电压从3 kV升高到7 kV时,ACF的穿透时间延长2到16倍.     

H2O2修饰层状钛酸的离子交换性能

采用H₂O₂溶液处理层状钛酸H_1.07Ti_1.73O₄·H₂O（HTO）,对其实现H₂O₂插层改性。H₂O₂分子进入到层状钛酸的TiO₆八面体层间,并与层中Ti⁴⁺形成过氧钛配位键,提高了TiO₆层负电荷密度。利用XRD、SEM、TEM、XRF、FT⁃IR等测试手段对离子交换前后的样品进行表征。结果表明,H₂O₂修饰后的HTO相对于HTO,其离子交换效率和离子交换容量都得到大幅度提升,其主要原因是H₂O₂的引入使TiO₆八面体层的负电荷增多。     

柔性机械臂结构控制一体化设计

综合考虑机械结构和控制器对系统性能的影响,采用结构与控制一体化设计方法对单连杆柔性机械臂系统进行了研究,同时优化设计参数包括柔性机械臂结构参数和控制器参数.为兼顾系统鲁棒性和抑制末端柔性振动性能,采用H_∞鲁棒控制器.结构设计变量的参数寻优采用智能优化算法.设计结果表明.柔性机械臂具有非均匀截面梁结构,设计的控制器对系统参数的不确定性有较好的鲁棒性.     

氧乐果合成反应温度的模糊神经网络控制方法

氧乐果合成反应温度控制过程具有参数时变、非线性、大滞后等特点,采用传统的控制方法难以达到预期的控制效果。针对此问题,文章设计了基于遗传算法的模糊神经网络控制器。首先确定与模糊系统结构等价的神经网络,从而将模糊控制规则和隶属函数的参数搜索优化问题转化成网络参数优化问题;其次利用改进的遗传算法实现网络参数快速全局寻优,从而提高控制器性能。仿真结果表明,优化后模糊神经网络控制器对一类具有参数时变、时滞、非线性的系统具有良好的控制性能。     

PVP改性PDMS/PAN中空纤维复合膜提升表面亲水性

为了改善气体分离复合膜中聚二甲基硅氧烷（PDMS）过渡层与极性分离层的界面结合,利用高极性的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）修饰聚丙烯腈（PAN）中空纤维支撑的PDMS气体分离膜表面,以提高PDMS表面极性和亲水性并减少对气体渗透速率的不利影响. 利用X射线光电子能谱（XPS）证实利用溶液浸渍法可以将PVP接枝在PDMS表面对其修饰,并且随着浸渍时间的增加,PVP接枝量逐步增加,修饰效果逐渐增强. 实验结果表明,交联剂1,3,5-苯三甲酰氯（TMC）增强了PDMS表面的PVP接枝改性,PVP修饰使PDMS表面的水接触角降低到21.1°,显著提高了PDMS表面亲水性和极性,从而有利于PDMS层和极性分离层的紧密结合. PVP修饰使得CO₂对其他气体（H₂、CH₄、N₂）的选择性随TMC/PDMS摩尔比的增加而逐渐降低,气体选择性CO₂/H₂、CO₂/CH₄、CO₂/N₂的最大峰值分别为3.9、3.8、11.8.     

烟气成分对静电除尘器放电特性的影响

为了研究烟气中O₂、H₂O、CO₂体积分数变化对负电晕放电特性的影响机理,采用实验和数值模拟方法分析静电除尘器在不同气体成分下的伏安特性,应用COMSOL软件建立模拟烟气的电晕放电模型. 研究结果表明：当CO₂体积分数增大,O₂体积分数降低时,起晕电压增大,电流在低电压时与CO₂体积分数负相关,在高电压时正相关;当相对湿度增大时,起晕电压降低,电流在低电压时与相对湿度正相关,在高电压时负相关;当CO₂体积分数增大,O₂体积分数降低时,电子数量增大;当相对湿度增大时,空间中的负离子团数量增大,离子迁移率降低. CO₂体积分数和相对湿度增大,空间电荷密度增大,有利于增大扩散荷电量,从而提高细微颗粒物的脱除效率.     

烟气成分对湿式电除尘器电晕放电特性的影响

建立单通道线板式湿式电除尘器机理实验台,考察烟气中主要成分(O₂、H₂O和粉尘)对湿式静电除尘器放电特性的影响。随着烟气成分(O₂、H₂O和粉尘)浓度的增加,空间静电场中负电荷密度增加,电场分布均匀性提高,抑制电晕放电,电晕电流降低;随着电压升高,烟气成分对电晕放电的抑制作用减弱。其中,烟气中O₂的体积分数增加引起电晕电流下降的速率不为常数,O₂体积分数小于6%时,下降速率明显减小。烟气中液相水滴附着在电晕线表面引起表面电场畸化,起晕电压降低,击穿电压提高,湿式静电除尘器的工作电压窗口增大。电晕电流与烟气中粉尘浓度呈线性相关关系,粉尘粒径越小对电晕放电的抑制作用越明显。     

烟气成分对湿式电除尘器电晕放电特性的影响

建立单通道线板式湿式电除尘器机理实验台,考察烟气中主要成分(O₂、H₂O和粉尘)对湿式静电除尘器放电特性的影响。随着烟气成分(O₂、H₂O和粉尘)浓度的增加,空间静电场中负电荷密度增加,电场分布均匀性提高,抑制电晕放电,电晕电流降低;随着电压升高,烟气成分对电晕放电的抑制作用减弱。其中,烟气中O₂的体积分数增加引起电晕电流下降的速率不为常数,O₂体积分数小于6%时,下降速率明显减小。烟气中液相水滴附着在电晕线表面引起表面电场畸化,起晕电压降低,击穿电压提高,湿式静电除尘器的工作电压窗口增大。电晕电流与烟气中粉尘浓度呈线性相关关系,粉尘粒径越小对电晕放电的抑制作用越明显。     

水热时间对CuO/CeO2催化甲醇水蒸气重整制氢的影响

以六水合硝酸铈和尿素为原料，通过改变水热时间制备了CeO₂-X(X为水热时间，X=3、6、12、24 h)载体，对其进行等体积浸渍法负载活性组分Cu获得CuO/CeO₂-X催化剂，将其应用于甲醇水蒸气重整制氢(MSR)反应中。通过XRD、BET、H₂-TPR等表征手段，探索水热时间对CeO₂-X载体、CuO/CeO₂-X催化剂的结构和物化性质的影响，并考察了CuO/CeO₂-X催化剂在MSR反应中的催化性能。结果表明，CuO/CeO₂-6催化剂在MSR反应中展现出较好的催化活性；在反应温度为280℃、水醇物质的量比为1.2、甲醇气体体积空速(GHSV)为800 h^-1的条件下，甲醇转化率可达92.8%。     

VPO-Ce/TiO2催化剂低温脱硝性能研究

针对低温烟气脱硝过程中SO₂和水蒸气严重影响催化剂的活性的问题，制备了Ce掺杂的Ti基磷酸氧钒催化剂(VPO-Ce/Ti O₂)，并对其在低温下脱硝性能进行了研究。实验结果表明：Ce掺杂使VPO/Ti O₂催化剂的比表面积由6.8 m²/g提高到10.7 m²/g，催化剂中V⁵⁺和V⁴⁺的H₂-TPR还原峰分别由原来的578℃和616℃偏移到538℃和601℃；同时，VPO-Ce/Ti O₂的脱硝率在250℃时可达到96.8%。与未掺杂Ce的催化剂相比，最佳活性对应的温度点向低温方向偏移了50℃，并且具有同时抗硫抗水性能。     

吉林市城区大气污染物浓度演变特征及其与气象因素关系

为了解吉林市大气环境现状,利用2014-2018年吉林市城区7个国控环境空气质量监测站点的CO、SO₂、NO₂、O₃(O₃-8 h)、PM2.5和PM10质量浓度监测数据以及2018年逐时气象数据,采用相关分析法和应用统计法分析了大气污染物的质量浓度变化特征以及各污染物浓度与气象因素的相关性.研究结果表明:吉林市2014-2018年来SO₂、NO₂、PM10、PM2.5年均浓度总体呈下降趋势,O₃浓度有上升趋势;PM10、PM2.5和O₃浓度有超标现象,说明其为吉林市主要大气污染物;同一污染物浓度在不同季节、月份和时刻具有明显的变化特征,可以根据变化规律采用错峰生产的方式改善环境空气质量;气象因素与污染物浓度之间有较好的相关性,其中O₃浓度与温度、湿度、风速均呈现高度相关性,NO₂浓度与风速高度负相关;气象因素对CO、NO₂、O₃