可见光响应的TiO2双层纳米棒阵列制备及其光催化性能研究

采用磁控溅射辅助二次水热法,在掺杂氟的SnO_2透明导电玻璃基底上制备出可见光响应的TiO_2双层纳米棒阵列。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射电子显微镜(SEM)、紫外-可见-近红外光谱仪(UV-Vis-DRS)、X射线光电子能谱仪(XPS)对样品的晶体结构、微观形貌、光吸收性质及化学组分价态进行了表征;以甲基橙为目标降解物,对样品在可见光下的催化性能进行了研究。结果表明:双层阵列由金红石相TiO_2一维纳米棒构成,溅射沉积的TiO_2纳米颗粒为上层纳米棒阵列生长提供晶种,使其生长更致密;并且由于其内部Ti3+和氧空位缺陷态的存在,将阵列的光谱吸收范围拓宽至可见光区域。TiO_2双层纳米棒阵列在可见光照射下对甲基橙的降解率相比纯TiO_2纳米棒阵列提高了67%,表现出良好的光催化性能。     

Sol-gel combustion synthesis and characterization of CoCr2O4 ceramic powder used as color solar absorber pigment

A facile citric acid assisted sol-gel combustion method was performed to synthesize cobalt chromite (CoCr2O4) ceramic pigment. The effect of the annealing temperature on structure, morphologies, and optical properties of the prepared CoCr2O4 pigments were systematically studied by thermogravimetry, differential thermal analysis, X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscope (FESEM). The results show that CoCr2O4 spinel crystal was achieved after heat treatment of the as-burnt powder at a relatively low temperature (400 °C) and the average crystallite size of the CoCr2O4 pigment increased with the annealing temperature. Furthermore, on the CIE parameters of CoCr2O4 pigment, a and b values became much more negative with the annealing temperature due to much more Co2+ ions located in tetrahedral sites and much more Cr3+ ions located in octahedral sites. Finally, the measured solar absorptance indicates that this ceramic pigment is expected to fabricate the color paint coating for solar absorber application.     

马来酸酐接枝羽绒粉体的研究

以硝酸铈铵（CAN）为引发剂,在羽绒粉体上接枝马来酸酐（MAH）。讨论了接枝反应的温度、时间、引发荆浓度、单体浓度等实验条件对接枝率的影响,确定了最佳的接枝反应条件。结果表明：接枝对羽绒粉体的回潮率有明显的影响,接枝羽蜮粉体的回潮率增大,随着接枝率的增加,回潮率逐渐下降。红外光谱图显示接枝后羽绒粉体上羰基和S-O键的数量增加,-CH2-键的数量下降。     

基于独立分量分析理论的大块非晶合金切削信号检测

研究了在大块非晶合金切削力信号检测时利用独立分量分析法对检测信号进行去噪处理技术。在试验中，采用独立分量分析法对切削测量系统测量的大块非晶合金切削力信号进行迭代分离，从而提取出主切削力信号。并针对大块非晶合金在不同切削深度下的变形特征，运用扫瞄式电子显微镜观察了大块非晶合金的切削带特征。主切削力信号频谱的快速傅里叶变换分析表明，随着切削深度的增加，切削力信号高频部分的振幅越来越大，而大块非晶合金切削力信号高频部分是由切削带形成过程的特征引起的，并随着切削深度的增加而增加，且主切削力Fz 的频率为115 Hz。研究结果表明：采用独立分量分析法进行噪声分离后更能精确识别切削力信号中的主要信息，减少噪声造成的误判。     

基于水热反应制备SnO2纳米棒阵列

采用水热反应制备一维SnO₂纳米棒阵列并表征其物相结构和微观形貌,研究了水热反应的核心工艺条件如前驱体浓度、反应时间、反应温度、反应次数以及前驱体中NaCl添加剂等对纳米棒阵列的生长和形貌的影响。结果表明：较低的前驱体浓度有利于制备大长径比的纳米棒;改变反应时间调控纳米棒的长度;改变反应温度和次数调控纳米棒的长度、直径和基底覆盖率;在前驱体中加入NaCl,可增强纳米棒的取向生长并降低其基底覆盖率。     

碳纤维增强树脂基复合材料组分疲劳强度表征

对微观力学失效（Micro-mechanics of failure,MMF）理论的应用做了扩展,将其用于分析连续纤维增强树脂基（FRP）复合材料的三维复杂结构的疲劳强度。基于MMF理论,建立了连续FRP复合材料层合板疲劳强度表征方法。分别对碳纤维/树脂（UTS50/E51）复合材料单向层合板进行静载和疲劳试验,得到层合板的基本力学性能和宏观强度指标;对UTS50/E51层合板组分疲劳强度进行了表征,得到了纤维和树脂的拉伸、压缩MMF疲劳特征参量S-lgN曲线,为MMF方法应用于连续纤维增强复合材料层合板结构的疲劳强度分析提供了判断依据。使用建立的方法对UTS50/E51多向层合板的拉伸疲劳强度进行了分析,并将预测结果与试验结果进行对比。     

高分子量PEO基凝胶电解质在DSSC中导电性能的研究

选用4种高分子量的PEO((M)η=5×105、1×106、1.5×106、2×106)作为基质材料配制成凝胶电解质,并用于染料敏化太阳电池中.采用原子力显微镜(AFM)表征了PEO基凝胶电解质的表面形态结构.用DDS-llA型电导率仪测试了电解质的电导率,并且探讨了PEO的含量以及PEO的分子量与电解质电导率的关系.实验结果表明,随着PEO的含量与分子量的增加,凝胶电解质的电导率值呈非线性关系下降,PEO的分子量与电解质的电导率的关系满足类似Mark-Houwink方程.在光强1000W/m2条件下,采用线性扫描伏安法测试了组装电池的伏安特性曲线,电池的I-V曲线结果表明,分子量为5×105、1×106、1.5×106、2×106的PEO基凝胶电解质对应的电池的光电转化效率分别为4.12%、4.07%、4.17%和3.16%.     

LiI-Urea二元离子液体基电解质导电性能研究

简单配位合成LiI-Urea二元离子液体并向其中添加第三组分I2得到二元离子液体基电解质.采用FITR和紫外分光光度计表征了离子液体的结构及电解质的组成.采用线性扫描伏安法测试了电解质中I-3的极限电流密度,以此计算得到I-3的扩散系数.测试了电解质的电导率,探讨了电解质的组成与电导率之间的关系.结果表明,LiI/Urea的配比影响两组分之间的络合作用,从而影响I-3的扩散系数及电解质的电导率.室温下,两组分的摩尔比为n(LiI/Urea) =0.225时,I-3的扩散系数为2.29×10-6cm2·s-1,电导率达到2.63×10-3 S·cm-1,满足染料敏化太阳电池实用要求.     

微乳液水热法低温制备TiO2纳米棒阵列及光电化学性能研究

利用微乳液水热法降低反应能,在透明导电玻璃衬底上低温合成出金红石相TiO2纳米棒阵列.利用X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见光、阻抗谱等手段对样品进行结构形貌表征和光电化学性能测试.结果 表明:微乳液体系的加入可有效地降低体系表面能,诱发前驱物发生水解缩聚反应,促进TiO2晶粒在溶液-液相-固相三相界面成核和生长,实现低...     

钙钛矿太阳能电池中NiOx空穴传输层的研究进展

半导体氧化镍（NiO_x）价格便宜、空穴迁移率高、化学稳定性好且可低温制备,由其作为空穴传输层（HTL）制备的反式钙钛矿太阳能电池极具市场应用前景。NiO_x HTL的制备与优化对电池器件的性能至关重要。系统介绍了钙钛矿太阳能电池中NiO_x薄膜的制备工艺及其研究进展。阐述了O₂-plasma、紫外、表面钝化等后处理方式对NiO_x薄膜的缺陷态、表面化学状态以及材料功函数的调控影响。重点综述了掺杂（过渡金属、碱金属、稀土元素掺杂和元素共掺杂）对NiO_x薄膜光学和电学性能以及器件光电性能的影响。最后对NiO_x基钙钛矿太阳能电池的未来发展方向进行了展望。