基于虚拟仪器的光电化学测试系统研制

成功建立了基于虚拟仪器的光电化学测试系统.该系统利用高压短弧氙灯作为全波谱光源,通过光栅单色仪获得单色光照射光电极,使用锁相放大技术在恒电位仪控制电势的条件下对光电极进行光电化学转化效率(Incident Photon-to-Current Efficiency,IPCE)测试.采用Labview编制的软件对系统进行控制,利用通用接口总线(Gen-eral Purpose Interface Bus,GPIB)和串口对系统进行控制和数据采集,并作进一步的数据分析.     

Ni掺杂ZnS-ZnO复合光催化剂及光解水产氢性能

采用高温固相反应及硫化两步法成功地制备了Ni掺杂ZnS-ZnO复合光催化剂,通过XRD,UV-Vis,SEM,XRF等技术对催化剂进行了表征,发现活性组分Ni掺杂ZnS的量和它的分布对复合光催化剂的光解水产氢性能有很大影响。并结合实验结果,对其产氢机理进行了分析。     

气液两相流流型在线智能识别

在线识别的关键问题在于如何利用最短时间历程的参数波动过程完成由参数波动的特征空间到流型空间的映射。CPN神经网络能够对自组织映射的结果进行有导师的训练,因此可以为流型的自动、客观和在线识别提供有效的手段。文中结合压力波动过程的快速傅立叶变换系数,对U形管垂直上升段内空气－水两相流的流型进行自动识别,在线性指标达到了8．2s。对如何提高流型快速识别的在线性指标和识别率等作了相关的探讨。     

ZnS-CuInS2制备新方法及其光催化解水产氢性能研究

研究了固溶体催化剂ZnS-CuInS2制备方法,通过筛选,发现通常单独采用提高材料结晶度的高温煅烧和水热合成这2种传统方法的有效结合可以更好地提高催化剂的结晶度及稳定性,并进一步提高光催化分解水制氢的活性.通过XRD、BET、SEM、XRF、UV-Vis等表征手段,对该催化剂结构和形貌进行了分析;产氢测试结果表明用H2S通入含金属阳离子的溶液中,之后经煅烧水热得到的催化剂活性最高,在负载3%的Pt之后,可见光(λ≥430 m)产氢速率进一步提高,达127 μmol/h,420 nm处的表观量子效率达到4.43%.     

光催化CO2还原制碳氢燃料系统优化策略研究

光催化CO₂还原制碳氢燃料技术由太阳能直接驱动，将CO₂转化为可直接利用的化学品，是助力碳达峰、碳中和的变革性技术。该技术的高效、低成本运行受光吸收利用、光催化剂形貌结构、界面催化反应及传质等因素影响，其内部能质传输是多时空尺度、多物理场耦合的复杂过程，需要从理论和应用两方面结合多个学科展开系统研究。梳理了光催化CO₂还原基本理论及国内外研究进展，并针对技术瓶颈从光吸收拓展与利用、光生载流子分离强化、氧化/还原半反应优化及传质强化四个优化策略指出了该技术发展方向，探讨了该技术全流程能量传递和物质转化之间的耦合匹配准则，为降低反应能耗、促进性能及产率提升甚至未来工业化大规模太阳能驱动CO₂还原应用铺垫道路。