低温生长SiO2钝化膜在太阳电池上的应用

主要研究在晶体硅衬底上采用干氧氧化法生长SiO2薄膜,通过改变非晶SiO2薄膜的生长温度、时间以及气体流量等参数优化工艺条件,增强对硅片的钝化作用,提高光生少数载流子寿命.实验发现在840℃下生长的非晶SiO2薄膜对硅片钝化效果最佳,可将硅片少子寿命提高约90%.此外,为优化SiO2/SiNx双层膜的减反射作用,采用Matlab程序计算SiO2/SiNx双层膜的反射谱,从理论上获得最优的膜系组合.实验发现生长有SiO2钝化膜的SiO2/SiNx双层膜太阳电池相对单层SiNx膜太阳电池,短路电流和开路电压分别提高了0.2A和8mV,转换效率提高约9%.     

载体SiO_2上纳米TiO_2膜的制备及光催化性能

以SiO2 为载体 ,在酸性条件下 ,用TiCl4 水解法制备了TiO2 纳米膜催化剂TiO2 /SiO2 。以IR、XRD、SEM和吸光光度法对其进行了表征 ,所制TiO2 膜的平均粒径在 12nm以内 ,并能在很宽的煅烧温度范围内保持锐钛矿晶体结构 ;将TiO2 /SiO2 应用于光催化降解敌敌畏 (DDVP) ,具有高的光催化活性 ,且易回收及反复使用。探讨了不同条件对光催化活性的影响。     

载体SiO2上纳米TiO2膜的制备及光催化性能

以SiO2为载体,在酸性条件下,用TiCl4水解法制备了TiO2纳米膜催化剂TiO2/SiO2,以IR,XRD,SEM和吸光光度法对其进行了表征,所制TiO2膜的平均粒径在12nm以内,并能在很宽的煅烧温度内保持锐钛矿晶体结构,将TiO2/SiO2应用于光催化降解敌敌畏（DDVP）,具有高的光催化活性,且易回收及反复使用,探讨了不同条件对光催化活性的影响。     

光伏板传热-应力模型多场耦合特性研究

针对光伏板的设计和拆解问题,采用多组温度传感器和热红外成像仪测量光伏板表面温度分布,并以光伏板表面温度分布实测数据为参考,使用热-流-力耦合模型进行了多场耦合模拟。结果表明,光照量较小时测点之间温差较小,光伏板表面测点温度、测点之间温差随着光照增加逐渐增加,测点温度、测点之间温差在13:00左右时达到最大值,其后逐渐减小;光伏板表面局部受遮挡导致光照量较小、温度较低,致使光伏板表面存在较大的温度差,温差最大值接近30℃;环境温度是影响光伏板使用的重要因素,外界环境温度与光伏板表面温度呈正相关,并且盖板与背板的温差会随着外界温度的增加而逐渐加大,此时光伏板形变量也变大;涡旋改变了通道内流体的运动方向,造成流体换热不均匀,温度波动引起了应力波动,使光伏板周围形成受力不均现象。     

WO_3/TiO_2薄膜在光催化降解溴酚蓝方面的应用

采用溶胶-凝胶法,在玻璃珠表面涂覆均匀透明的WO3/TiO2薄膜并制成光催化反应器,对水溶液中溴酚蓝(BPB)的光催化降解进行了研究.采用XRD对催化剂进行了表征,讨论了催化剂的组成、煅烧温度、溴酚蓝的起始浓度、pH值、光照时间等因素对光催化反应活性的影响.实验结果表明:当ω(WO3)=3%,煅烧温度为500℃,[BPB]=20 mg/L,pH=8.1,光照时间为10h,溴酚蓝的脱色率可达95.1%.     

微反应器内催化剂分布对甲醇蒸气重整的影响

甲醇重整制氢具有多方面的优势,是制取氢气的重要途径.传统固定床反应器受到传热传质的限制,导致床层中颗粒催化剂的效率降低.本文设计了一种微型板式反应器,开展了固定床催化剂在床层中不同分布形式对甲醇蒸气重整制氢反应性能影响的研究.结果表明,催化剂床层中沿反应物流动方向上的温度分布出现了冷点温差.通过催化剂合理分布可以降低冷点温差并可提高甲醇蒸气重整反应的氢气产量.在最佳催化剂分布条件下获得了微反应器轴向最小冷点温差的温度分布,其甲醇转化率和氢气产率也较高.     

焙烧温度对球状Ni-Al纳米催化剂结构及生物质催化热解的影响研究

采用水热法制备三维Ni-Al纳米结构催化剂,并利用多种表征手段和稻壳催化热解实验研究焙烧温度（500~800 ℃）对催化剂的整体结构及催化性能的影响。结果表明：催化剂为球状结构,活性位点分布均匀,焙烧温度对材料结构有显著影响,800 ℃焙烧条件下球状结构有向内塌陷的趋势。相较于无催化条件下的稻壳热解产物,催化热解后焦油产率明显减小,产气量大幅提高。500 ℃焙烧制备的Ni-Al催化剂作用条件下,稻壳热解气体产物中H₂/CO最大可达2.66,600 ℃焙烧条件下可获得最大合成气产量737 mL/g,而700 ℃焙烧条件下可获得最低的焦油产率（13.5%）。材料表征发现,反应后的催化剂仍具有稳定的球状结构与活化性能。     

阴极开放式质子交换膜燃料电池实验性研究

文中围绕实验室自制的开放式阴极自增湿型质子交换膜燃料电池开展了大量相关实验,采用FLUKE Ti25红外温度成像仪测得了各种操作条件下电池表面温度分布图像。实验结果表明:在封闭式阳极(anode dead-end)操作条件下,液态水会在阳极逐渐积累而影响反应气的传质,造成电池输出性能的衰减。通过阳极排气可以使电池性能恢复。纵观电堆表面温度分布情况,总体呈现出沿氢气流道方向递增的趋势。且随着电流密度的增大,这种温度分布的不均匀性变得更加明显。在实验所测试的范围内,电堆的平均输出功率密度达到了583 mW/cm2。     

钙镁负载型固体碱制备生物柴油的研究

研究了CaO-MgO/SiO2负载型固体碱催化剂的制备条件,并对其进行XRD、FT-IR、BET和CO2-TPD表征分 析,仪器分析表明CaO成功引入到载体,MgO起助催化作用增强了碱性并研究该固体碱催化剂酯交换反应催化毛豆油制备生物柴油的条件.考查反应时间、反应温度、醇油比、催化剂用量和原料中水分含量的影响.研究表明,在反应时间6h,反应温度65℃,醇油比18:1,催化剂用量3%,原料油水份含量低于1%时,生物柴油收率可达95.4%,甘油收率达96%以上.     

铂基催化剂快速部分催化氧化甲烷的研究

以Al2O3为载体,采用浸渍法制备Pt/Al2O3催化剂,通过测量重整反应过程中催化剂的温度分布情况,研究了改变甲烷快速部分氧化重整反应中反应条件(反应气体预混合温度、N2体积比例、CH4/O2比)对反应物的转化率及产物选择性的影响.研究发现,催化剂床层温度的上升可以促进CH4的转化,使H2和CO的选择性升高且H2与C...     

某PHEV汽车动力电池表面温度耦合优化研究

针对某PHEV汽车动力电池的热害问题,采用STAR-CCM+和TAITherm软件建立整车流场和温度场耦合仿真计算分析模型,获得动力电池表面温度场分布。研究了动力电池表面温度关于热源温度、热源间距和热对流的敏感性。结果表明：热对流是影响动力电池表面温度的关键因素,热源温度、热源间距对动力电池表面温度影响相对较小。基于此,提出了满足温度限值≯60℃要求的动力电池布置方案,为后续同类型PHEV汽车动力电池的布置及优化提供参考与借鉴。     

Ni、Fe负载CaO催化剂作用下生物油模化物水蒸气催化重整制氢研究

采用浸渍法制备Ni/CaO、Fe/CaO、Ni-Fe/CaO催化剂,用于生物油模化物乙酸水蒸气催化重整反应.对反应前后催化剂进行BET、H2-TPR、CO2-TPD、XRD等表征.通过比较3种催化剂重整反应性能得出Ni/CaO催化剂具有最佳性能.进一步研究在Ni/CaO催化剂参与下反应温度、水碳比(S/C)、液时空速(...     

低温明火炉内钢板加热温度的均匀性实验研究

为研究低温回火热处理炉加热的温度均匀性,搭建低温明火炉实验平台,在实验炉内采用高速烧嘴脉冲燃烧加热,获得了实测的炉膛温度分布和炉内钢板表面温度,试验结果表明在合理布置炉内烧嘴和合理的供热方式条件下,不采用循环风机也可满足炉内钢板加热温度均匀性要求。     

镍基催化剂对CO-超临界水制氢固碳反应的影响

利用水热法制备镍基催化剂Ni/ZrO2-CeO2-Al2O3,并采用X-射线衍射仪和X-射线荧光能谱仪对其组分进行表征.在高温高压反应釜中,同时添加镍基催化剂和固碳剂（硅灰石）的条件下进行CO-超临界水气转化（WGS）试验,分别考察温度、压力等因素对CO-超临界水气化反应的影响及探究制氢固碳的可行性.结果表明：添加催化剂Ni/ZrO2-CeO2-Al2O3能同时提高制氢效率和矿化效率,相同工况下添加催化剂时制氢效率最大可提高8%,矿化效率最大可提高8.2%;CO初压为4 MPa、温度为420℃时,添加1 g催化剂和10 g硅灰石,制氢效率可达到16.8%;CO初压为6 MPa、温度为400℃时,添加相同样品的工况下,CO2矿化效率达到38.1%;在存在催化剂Ni/ZrO2-CeO2-Al2O3的WGS反应中,CO初压对CO2矿化影响较大,而温度对制氢效率的影响较大.     

整体式焦油裂解催化剂的制备及性能研究

以堇青石为载体,采用真空浸渍法制备整体式镍基催化剂,研究了不同干燥方法对整体式催化剂内表面活性组分轴向分布的影响及不同工艺条件下的催化性能。结果表明:微波干燥法所得催化剂内表面活性组分轴向分布最均匀;重时空速对焦油裂解率的影响较大,当重时空速为177kg/(h.m3)时,焦油裂解率高达92.62%,H2的体积分数为46.53%;在较低温度条件(700~800℃)下,催化温度对焦油裂解的影响较小,当催化温度上升到900℃时,焦油裂解率大幅上升,单位质量生物质气体产率高达1.22Nm3/kg。     

预混天然气催化燃烧特性

将含有钯、镧、锶、钴和锰的催化剂加载在鄞青石上进行预混天然气催化燃烧．实验表明,催化燃烧温度范围在600～900℃,过低的温度可能导致熄火,过高的温度可能使催化剂失效．在混合气体中,天然气体积分数为6％～12％,在催化剂中钯含量增至γ-Al2O3质量的0．21％及燃空比为8％时,实现了较好的催化燃烧（排放较少）．实验同时证实,在较短的催化载体内,催化燃烧效果较好,载体表面温度较低;在较长的载体内,载体表面温度较高,NOx排放增加．同时,分析了载体内传热传质特性．     

二元氧化物修饰催化剂的制备及其自增湿性能

利用锡硅二元氧化物分别采用前修饰法和后修饰法修饰Pt/C催化剂,制备得到两种复合催化剂,并用于阳极催化层制备膜电极(MEA).首先,考察修饰方式对膜电极性能的影响.膜电极的电池性能测试表明,使用前修饰法制备的Pt/SnO2-SiO2/C复合催化剂表现出更优的电池性能:在电池温度为50℃、完全增湿条件下,0.6 V的电流密度高达1100 mA/cm2.同时该膜电极也显示出良好的自增湿性能和稳定性:在电池温度为50℃、完全不增湿(干气)条件下,0.6 V的电流密度为930 mA/cm2,且经过10 h稳定性测试后,性能仅降低13％,而空白膜电极在2 h内性能下降63％.进一步比较在不同相对湿度条件下的膜电极性能,结果表明该膜电极在相对湿度较低的条件下表现出优异的自增湿性能.根据实验数据,初步推测出一种使用Pt/SnO2-SiO2/C复合催化剂的膜电极的自增湿机理.     

制备条件对蜂窝状V2O5-WO3/TiO2催化剂孔结构及活性的影响研究

采用挤出方法制备了蜂窝状V2O5-WO3/TiO2催化剂,分析了造孔剂、煅烧温度对催化剂孔结构及活性的影响,并研究了催化剂抗H2O和抗SO2中毒的性能.结果表明:造孔剂有利于改善催化剂的孔结构,采用0.5%的造孔剂制备的催化剂可以得到较为适宜的孔结构,并可增加孔径为1～5 nm的孔容,有利于提高催化剂的反应速率;煅烧温度对催化剂的比表面积和TiO2晶形有较大影响,并对成型催化剂的反应速率影响较大;在锐钛矿结构下,比表面积与一级速率常数成线性关系;煅烧温度在550℃时,催化剂比表面积最大,活性最高,在空速为4500h-1、温度为300～400℃时,NOx的转化率可达到98%以上;在烟气中含10%H2O、0.1%SO2的条件下,催化剂活性仍然较高,NOx转化率高达99%.     

Ni／凹凸棒石催化裂解生物质焦油组分甲苯

以大比表面积的天然纳米矿物凹凸棒石为载体,利用等体积浸渍法制备出Ni/凹凸棒石催化剂.以甲苯为生物质焦油的模型化合物,在CO2气氛下研究Ni/凹凸棒石催化剂对甲苯的催化裂解性能.采用XRD、TEM等分析手段对制备的催化剂进行表征,然后在气-固相催化实验装置中考查CO2浓度、反应温度和Ni担载量对H2产量和积碳量的影响.结果表明:随着CO2浓度和反应温度的升高,H2产量呈下降趋势;增加Ni担载量,有利于提高H2产量;提高CO2浓度和反应温度,积碳量减小.     

SCR脱硝催化剂国内专利技术进展

脱除锅炉或FCC再生烟气中的NOx是保护环境、改善空气质量的重要途径。SCR脱硝作为最常用、最经济、最有效的脱硝工艺,其核心是催化剂。综述了国内SCR脱硝催化剂专利技术。脱硝催化剂的载体主要有TiO2载体、TiO2/SiO2载体、TiO2/硅酸盐载体、Al2O3/SiO2载体和活性炭等载体,载体也逐步从单一组分向多组分发展,改进的方向是提高载体的热稳定性、机械性能并调节载体的孔结构及酸碱性;活性组分从单组分、双组分向多组分发展,活性组分元素从W和V的氧化物向含Fe、Ce、Mn、Bi和Cu等元素的复合氧化物发展,改进的方向是通过不同元素氧化物之间的协同,提高催化剂的低温脱硝活性、扩大脱硝温度窗口,提高耐SO2及耐H2O毒性,提高催化剂寿命;在经济上,改进的原则是要充分考虑催化剂的制造成本和使用的技术经济性,改进的方向是以便宜的原料,如氧化铝,取代较贵的原料,如TiO2;在催化剂成型上,要求催化剂载体能适应工艺的需要,可以方便地加工为所需要的几何形状。