上转换纳米材料及其在提高太阳能电池光电效率中的应用

上转换纳米材料在提高太阳能电池光电效率方面的应用主要通过提高上转换纳米材料的发光性能来实现。利用上转换纳米材料能将2个或2个以上的低能短波光子转换成高能可见光的特性,可以拓宽太阳能电池对光的响应范围,达到提升光电转换效率的目的。主要介绍了上转换纳米材料,包括其发光机制与基质材料的选择。回顾了在近阶段主要使用的热分解法、水热法等制备方法,分析了其他一些制备方法。着重介绍了上转换纳米材料在晶体硅太阳能电池和染敏太阳能电池中的应用。从提升上转换材料发光性的角度来讨论对太阳能电池的研究,并指出了未来上转换纳米材料在太阳能电池中应用的研究重点是利用异质离子掺杂、表面等离子体耦合与量子点敏化等手段提升上转换效率,而染料耦联上转换纳米材料、上转换纳米材料壳包覆等方法也具有很大发展潜力。     

Pt-Cu2O/TiO2复合催化剂的制备及光催化制氢活性

采用化学沉积法制备了Cu_2O/TiO_2复合光催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)表征复合催化剂的微观形貌、元素组成、结构和光学特性。以H_2PtCl_6为无机前驱体对复合材料进行Pt负载,研究了不同Cu_2O含量对制氢活性的影响及不同光源下的制氢活性。结果表明,该复合催化剂表现出较好的光催化制氢活性,当Cu_2O的含量为1%(质量分数)时,氢气的产生量最高。     

铜渣基铁系磷酸盐化学键合材料的制备及其固化Pb2+的研究

利用富含铁氧化物的铜渣和磷酸二氢钾反应制备铁系磷酸盐化学键合材料,并将其作为基体材料固化重金属离子Pb~(2+)。研究了原料配比、缓凝剂及硝酸铅掺量对胶凝材料初凝时间和抗压强度的影响。结果表明,当m(P)/m(CS)为1/4及硼砂掺量为2%时,材料性能最好,自然养护28d和常压蒸汽养护24h抗压强度分别可达44.78 MPa和30.48 MPa。随着重金属铅掺量的增加,固化体抗压强度逐渐降低,铝掺量为4.5%时,自然养护28d和蒸汽养护24h固化块抗压强度均大于10 MPa。对固化体的重金属毒性浸出试验表明:铁系磷酸盐化学键合材料对重金属离子Pb~(2+)具有很好的固化效果,固化体毒性浸出质量浓度远低于国家浸出毒性鉴别标准限值(5mg/L)。通过XRD、SEM和FTIR对重金属固化体进行表征分析,发现固化体中形成了PbHPO_4和Pb_3(PO_4)_2等重金属磷酸盐产物,并被铁系磷酸盐胶凝相物质紧密包裹,从而通过化学键合和物理包裹等双重作用实现重金属Pb的稳定固化。     

少量硼对钛合金组织影响的研究进展

硼作为一种显著影响钛合金组织的元素,已经在钛合金应用研究领域引起材料工作者的广泛关注。国内外近几年的研究工作主要围绕少量硼对钛合金的晶粒尺寸、组织稳定性以及相变点的影响展开。对含硼钛合金研究的最新进展进行了综述,分析了硼显著改变钛合金组织的机理,并提出了当前研究存在的不足以及今后潜在的发展方向。     

水溶液法制备硝酸盐/膨胀石墨粉复合相变材料的实验研究

在制备(KNO3-LiNO3-Ca(NO3)2)/膨胀石墨粉(Expanded graphite,EG)复合相变材料过程中,硝酸共晶盐与EG的混匀程度直接影响着复合相变材料的蓄放热性能。KNO3、LiNO3、Ca(NO3)2按一定比例熔融混合制备得到共晶盐,然后再加入不同质量的水使共晶盐溶解,最后再将设定质量比的EG加入并搅拌混匀,加热将水分蒸发完全后得到复合相变材料。利用电子扫描显微镜(SEM)观察EG的微观形貌,用综合热分析仪(DSC Q600)测定所制备的复合相变材料的相变潜热值并用导热仪测量其导热系数。实验结果表明,对于EG质量分数为5%的复合相变材料,当溶解水量大于200g时,热物性较为理想。另外,EG含量越多,复合相变材料的导热系数越大。     

纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料的制备和低温性能

以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体制备SiO2溶胶,并分别与玄武岩纤维和玻璃纤维复合,经超临界干燥工艺制备了疏水耐低温SiO2气凝胶复合材料。利用傅里叶红外光谱仪、接触角分析仪、激光法导热仪、万能试验机、氮气吸附法对SiO2气凝胶复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明:两种纤维增强SiO2气凝胶复合材料在常温及低温下均具有良好的疏水性能和隔热性能,玄武岩纤维增强SiO2气凝胶复合材料和玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料的接触角分别为148°和142°,常温热导率分别为0.030 W·m-1·K-1和0.026 W·m-1·K-1,-50℃时的热导率分别为0.027 W·m-1·K-1和0.024 W·m-1·K-1,在低温条件下,体积无明显收缩。纤维的加入提供了力学支撑,两种材料不仅在常温下具有良好的力学性能,而且在低温下的力学性能有所增强。     

O2分子在Al(110)表面选择吸附性的对比研究

采用密度泛函理论中广义梯度近似(GGA)计算方法对比分析了 O2分子在 Al(110)面3个不同吸附位(顶位、桥位和穴位)的吸附性质,通过吸附能的比较,桥位的吸附能高于顶位和穴位,是最佳的吸附位。吸附质的态密度、吸附物 O2分子轨道电荷分布的变化以及金属表面原子轨道电荷分布的变化揭示了吸附过程中电荷的转移趋势。计算结果表明,通过分析吸附质的原子轨道电荷分布和电子态密度,发现 O2在 Al(110)表面吸附的过程中,主要是 O 原子的2P 轨道和 Al 的3S 轨道的电子相互作用,并展示出较强的化学吸附。     

UHMWPE纤维纬编针织复合材料的制备工艺研究

以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为原料,实现其在电脑横机上的编织,将6层纬平针织物、6层罗纹织物以及6层畦编织物分别通过真空辅助树脂传递模塑成型技术(VARTM)复合成复合材料板。VARTM工艺的最大优点是模具简单、成本低、模具抽真空形成负压使纤维与树脂分布更均匀。综合考虑UHMWPE纤维特点及VARTM工艺的工艺条件,实验用树脂为粘度低、浸润性好的环氧树脂;为使制备的复合材料均衡对称,采用(0°,90°)3s铺层方式;成功制备出了比较理想的纬平针、罗纹和畦编UHMWPE纤维纬编针织增强复合材料,为后续UHMWPE纤维纬编针织复合材料力学性能的研究及其拓展领域的应用奠定了一定的理论和实验基础。     

车辆纵向安全距离算法及其防撞预警系统研究

为了降低交通碰撞事故,在分析车辆制动历程基础上提出了一种新的车辆纵向安全距离算法,并将安全距离分为提醒安全距离与警戒安全距离;以LPC2214单片机为核心设计了基于激光测距的防撞预警系统,采用TDC-GP2芯片作为激光飞行计时单元,给出了激光发射及回波接收放大电路,最后介绍了系统软件设计流程;在自己车速为100km/h,前方车速为0km/h与80km/h时,采用Matlab软件分别对制动历程进行仿真验证,结果符合停车要求,其算法准确、可靠,具有较强的实际应用价值;通过实验测试,系统能很好测出前方车辆距离及运行状态,及时发出报警。     

基于马尔可夫的锂电池组充电均衡控制研究

针对动力锂离子电池组充电后期过程中因单体电池性能差异而造成的可用容量不均衡、使用寿命缩短等问题,改进了一种结构较为简单、能量转移灵活的无损能量转移型均衡电路;提出了基于马尔可夫决策算法的动力锂电池组充电均衡控制方案,对单体电池间能量转移方向进行预测,决策出最优转移路径;通过实验结果分析,均衡效率、均衡效果均明显提高,实现了动力锂离子电池组充电后期过程中的充电均衡,证明了该均衡电路及均衡控制方案的可行性。