新型复合固体除湿材料的吸附和解吸性能研究

为实现固体除湿系统吸附材料的低温再生及提高吸附材料的除湿效率,制备了新型复合固体除湿材料。新型复合固体除湿材料是以陶瓷纤维为基质,运用MgCl2浸渍改性硅胶及CaCl2二次强化方法而形成的复合物,复合固体除湿材料中MgCl2和CaCl2浓度均为25%。通过恒温恒湿空调室实验研究温度、风速、湿度对MgCl2/CaCl2改性复合材料除湿性能及再生特性。实验表明:在温度20℃、湿度70%条件下,复合固体除湿材料除湿量可达161 mg/g,是未改性除湿材料的3.2倍,是单一改性除湿材料的1.3倍;当系统平衡时,其除湿速率分别是未改性除湿材料的6.1倍,是单一改性除湿材料的2.6倍。除湿材料的平衡吸附量和吸附速率均与相对湿度成正比,与温度成反比;且风速在0.5 m/s条件时具有最大的除湿量。同时,在约70℃较低的脱附温度,8 min可脱附≥90%的总吸附水量,每1 g吸附剂可脱附水量高达145 mg;脱附再生6次后,除湿量依然较高为138 mg/g,且基本不再变化。     

基于太阳能能驱动的连续除湿换热器空调系统的实验研究

本文在固体除湿换热器的基础上提出了一个新型太阳能驱动的连续除湿换热器(CSCHE)空调系统,并建立了与之相对的实验平台.本系统通过对两个除湿换热器(SCHE)内的再生热水和冷却水进行切换实现连续除湿的目的.在上海地区夏季典型工况下对除湿空调系统的设计可行性和除湿能力进行了验证,结果显示CSCHE空调系统的平均除湿量和系统的热力学系能系数(COP_(th))分别可以达到5.08 g/kg和0 34.     

热泵再生型转轮除湿空调系统研究

针对常规转轮除湿空调系统再生能耗高、再生排风热损失大的问题,提出了热泵再生型转轮除湿空调系统,该系统能同时回收转轮除湿侧的吸附热及再生侧的排风热。研究热泵再生型转轮除湿空调系统的热力过程,进而建立该系统的■能耗模型。分析室外气象参数对系统性能的影响,随着室外空气温度的升高,系统的■损耗减少,■效率提高;随着室外空气含湿量的提高,系统的■损耗先减少后增加;当室外干球温度低于34.0℃,含湿量低于20.3 g/kg(相对湿度为59.8%)时,系统的送风参数能满足室内舒适性要求。结果表明热泵再生型转轮除湿空调系统较适用高温中湿的室外环境。     

内燃机缸套水低温余热驱动除湿机组实验研究

本文针对内燃机冷热电联供系统缸套水低品位余热无法高效回收利用的难题,利用缸套水低品位余热驱动LiCl溶液吸收式除湿机组,搭建实验平台,改变内燃机输出功率,研究LiCl溶液吸收式除湿机组性能变化情况。内燃机输出功率从18 kW增加到50 kW,内燃机缸套水热负荷增加,再生器的再生能力增强,再生液脱水量△mg从0.84 g/s升高到1.02 g/k,再生液浓度从33.3%升高到34.0%;除湿器的性能增强,送风温度从21.1℃升高到22.5℃,相对湿度从49.49%降低到41.97%,溶液的除湿量从0.69 g/s增加到0.76 g/s。     

二氧化硅吸附铝离子的X射线光电子能谱(XPS)表征

用X射线光电子能谱技术研究了不同pH条件下二氧化硅对铝离子的吸附作用。在pH分别为3.74、4.25和4.88条件下,吸附在二氧化硅表面的铝离子的Al2p电子结合能依次为74.30、74.90、75.10eV。根据Al3 在水溶液中的一级水解常数pK1=4.99,认为在pH=3.74条件下,吸附在二氧化硅表面的铝离子的形态为Al3 ,而在其余两种pH条件下表面铝离子的形态为Al(OH)2 。     

两级双溶液除湿/再生模块实验研究

本文依据氯化钙溶液和氯化锂溶液对空气中水蒸气的不同的吸收能力,提出并搭建了两级双溶液除湿/再生模块实验装置.对氯化钙溶液的预除湿能力进行了实验验证,分析了处理空气流速、氯化钙溶液流速和氯化锂溶液流速对模块的除湿性能的影响,以及再生空气速度对系统再生性能的影响.并进一步计算了系统的能耗情况,在增加空气热回收率为50%的再生空气热回收器的典型工况下,最低平均再生热量降低至3.3 kJ/g,系统COP为2.05.     

除湿换热器尺寸结构对其热湿传递特性的研究

建立了通用型除湿换热器测试平台,对两种翅片长度的除湿换热器(LDCHE和SDCHE)涂覆干燥剂前后的传热传质性能进行了测试研究。研究结果表明,与普通换热器相比,除湿换热器由于干燥剂涂层的影响,其传热能力削减30%,压降增加60%。其他结构尺寸不变,翅片长度增加一倍时,除湿换热器传热系数减少50%,除湿效果提高40%,压降增加80%,除湿与再生的能效比均降低。增加翅片长度能够强化除湿效果,但传热性能降低,增加能耗。     

铜铟铝硒硫薄膜的低成本非真空混合法制备

采用溶剂热法制备出铜铟铝硒Cu(In,Al)Se₂ (CIASe)粉末,然后滴涂铜铟铝硒CIASe浆料获得前驱体薄膜,最后通过硒化/硫化过程制备出铜铟铝硒CIASe和铜铟铝硒硫CIASeS薄膜．通过XRD、SEM、XRF及光吸收等表征,发现所制备的薄膜为单相的黄铜矿结构,具有(112)择优取向．同时,在使用硫元素替代硒之后,薄膜的XRD主峰向高的2θ角度漂移,多孔薄膜也变得更加致密．薄膜带隙值也增加到更为合适的范围,从1.21 eV增加到1.33 eV,这也说明了硫化过程有利于提高CIASeS薄膜的质量．     

燃料电池余热驱动吸附制冷复合系统实验研究

回收低温质子交换膜燃料电池运行过程中产生的约70?C低品位废热实现高效制冷是提高冷电联供系统总效率的关键。本文研制并搭建了吸附制冷与固体除湿空调复合系统实验平台,利用燃料电池余热驱动实现高效制冷除湿。实验结果表明,复合系统能有效被70?C低品位余热驱动。提高入口空气的温度或相对湿度能有效提升系统性能,制冷量和COP分别达3.95 k W和0.539。经计算,采用该复合系统回收利用燃料电池产生的70?C低品位余热能大幅提高系统总效率,可达67.3%。     

Al原子在Ni基衬底表面的扩散及团簇的形成

Ni Al纳米颗粒具有较高的能量密度和良好的高温力学性能,铝吸附原子在不同镍基表面上的扩散行为与不同扩散机制对铝在镍基表面沉积生长的影响有待进一步阐明.本文通过采用肘弹性带和分子动力学结合嵌入原子势的方法,系统地研究了单个铝吸附原子在镍基表面的扩散行为和纳米颗粒团簇在十面体(DEC)、立方八面体(CUB)和二十面体(ICO)结构上的生长.研究结果表明:Al吸附原子在三种Ni基底上表面扩散的交换与跳跃两种机制,最低的Ehrlich-Schwoebel(ES)势垒为0.38 e V (交换CUB{111}→100})、0.52 e V (交换DEC{111}→100})和0.52 e V (跳跃ICO{111}→111}),从{111}面扩散到{100}面主要以交换机制为主,而相邻两个{111}面之间的扩散则以跳跃机制为主.沉积的铝原子首先倾向于扩散到台阶边缘和顶点附近.随着Al原子数量的增加,沉积的Al原子开始聚集.对于Ni团簇上的Al原子,在较低温度下在镍基底表面沉积Al原子,可以获得良好的Ni核/Al壳结构.对于二十面体结构基底,其对应的核壳团簇的缺陷数最小,随后为十面体结构和八面体结构.随着生长温度的增加Ni Al纳米粒子的表面逐渐开始合金化.     

超导量子器件片上皮法电容的制备及测量

片上集成电容是超导量子芯片上的核心器件，其数值一般在百飞法(fF)至皮法(pF)范围.采用常规微纳加工技术在蓝宝石基片上制备了铌-氧化硅-铝(Nb/SiO₂/Al)平行板电容.利用刻蚀工艺制备了平行板电容器的下极板Nb,利用剥离工艺制备平行板电容器的上极板Al和介电层SiO₂.室温下利用锁相放大原理和桥式电路原理测定电容大小，两种方法测定电容值基本一致，表明锁相放大原理测试pF级电容的可靠性.利用该电容与铝基约瑟夫森结组成谐振器，制备了中心频率位于4.35 GHz的约瑟夫森参量放大器.在稀释制冷机中10 mK温度下测定直流偏置谐振器的磁通-频率相位图，拟合数据获得的电容值与室温测定电容值接近，表明在mK、GHz条件下工作的片上集成电容可在室温、kHz条件下测定其数值大小.     

NH_2-MIL-53(Al)对氟离子的同时去除和检测（英文）

本文通过一种简单溶剂热法制备了氨基功能化的金属有机框架材料NH_2-MIL-53(Al),可用于同时去除和检测氟.结果表明,NH_2-MIL-53(Al)对氟具有较强的捕获能力(202.5 mg/g)和较快的吸附速率,在15分钟内能将5 ppm的氟降低至饮用水标准下.更为重要的是,氟离子和NH_2-MIL-53(Al)之间的特异性结合促使荧光配体NH_2-BDC释放,有利于通过与浓度相关的荧光增强效应实现对氟离子的检测.同时,NH_2-MIL-53(Al)传感器具有检测范围宽(0.5～100 μmol/L)、选择性好和检测灵敏度高(检测限为0.31 μmol/L)等特点.该传感器对实际水体中的氟检测具有理想的加标回收率(从89.6%到116.1%),进一步证明了其对实际含氟污水监测的可行性.     

有机阴离子柱撑钾修饰水滑石吸附性能研究

类水滑石是250~450℃下用于CO_2燃烧前捕集的一类重要吸附剂。本文通过替代普通碳酸根镁铝水滑石(MG70)中的CO_3~(2-),制备了正辛酸根柱撑水滑石(LDH-8C)和硬脂酸根柱撑水滑石(LDH-8C),并通过XRD谱图表征水滑石层板间距。热重分析(TGA)实验结果表明,正辛酸根柱撑的钾修饰水滑石吸附量可达1.36 mmol/g,硬脂酸根柱撑的钾修饰水滑石吸附量可达1.93 mmol/g。但考虑到硬脂酸根离子常温下溶解度较低,制备工艺复杂等因素,正辛酸柱撑钾修饰水滑石更具应用潜力。     

铝/氧化铝复合基板封装的LED光源的光热特性

为获得具有高出光效率、高导热性能的发光二极管(LED)封装基板,采用直接敷铝(Al)工艺制备了铝/氧化铝(Al_2O_3)复合陶瓷基板并对其表面进行化学机械抛光处理。运用光学模拟软件Tracepro和热学模拟软件ANSYS对该陶瓷基板封装的LED光源的光学性能和热学性能进行了模拟计算,并和传统氧化铝陶瓷基板封装的LED光源进行了对比分析,最后将所制备的铝/氧化铝陶瓷基板封装成板上芯片直装(COB)型LED光源进行测试。模拟和实验测试结果均表明:直接敷铝工艺制备的铝/氧化铝陶瓷基板热传递速度更快,导热性能更加优异,更适合用于大功率LED光源的封装;铝/氧化铝陶瓷基板封装的的LED光源比基于传统氧化铝陶瓷基板的LED光源的光通量大,出光效率更高。     

氧化铝与Al(100)基体间界面原子结构研究

本文介绍了用MeV离子散射和沟道效应研究单晶铝表面无定型氧化层与基体之间界面原子结构的方法。报道了Al_2O_3/Al(100)界面原子结构的实验结果。实验表明,在纯氧气氛围中400℃下生成的氧化铝膜,铝和氧原子浓度比例严格为2与3之比;Al_2O_3膜和Al(100)基体之间的界面极其陡峭,氧化铝膜下Al(100)基体表面的再构层不大于一个原子层。由实验测量与用Monte Carlo方法计算结果比较,得到再构层原子离开原来晶格位置距离为0.18埃。室温下,Al(100)氧吸附层的元素成份在氧原子覆盖度较低时主要为AlO。     

氧化铝与Al（100）基体间界面原子结构研究

本文介绍了用M e v 离子散射和沟道效应研究单晶铝表面无定型氧化层与基体之间界面原子结构的方法, 报道了AI_2_O_3_/ Al ( 1 0 0) 界面原子结构的实验结果.实验表明, 在纯氧气氛围中400 ℃ 下生成的氧化铝膜, 铝和氧原子浓度比例严格为2 与3 之比;AI_2_O_3_ 膜和Al (100)基体之间的界面极其陡峭, 氧化铝膜下Al (1 0 0 ) 基体表面的再构层不大于一个原子层. 由实验测量与用Monte corlo 方法计算结果比较, 得到再构层原子离开原来晶格位置距离为0.18埃. 室温下,Al ( 1 0 0 ) 氧吸附层的元素成份在氧原子覆盖度较低时主要为AlO. 关键词：     

溶液除湿冷却系统的再生性能实验研究

基于以氯化锂水溶液为除湿剂的除湿冷却系统(DECS),对其溶液的再生过程进行实验研究。研究了热源温度、溶液浓度对填料塔式再生系统再生性能的影响情况,实验表明溶液浓度在20%时,空气含湿量最大增量为37.1 g/kg干空气。计算出几种工况下的传质系数,最大的传质系数为0.0072 kg/(m2·s),并得出系统有关参数对传质系数的影响,为此类再生器的性能模拟与设计提供关键性的数据。     

X射线荧光光谱高压制样方法和技术研究

使用自行设计研制的高压制样模具和高压制样技术(专利号: 201310125772.5),对岩石、土壤,水系沉积物等地质样品进行高压制样研究,这是国内首次的高压制样尝试,并取得了显著的成果。不加粘结剂,用1600 kN高压能使各种类型地质粉末样品压制成型。而且,经高压制备的试样片表面致密、平整、光滑、光亮,不龟裂,不分层,不掉粉末,消除了对X射线荧光光谱仪分析室的污染,为X射线荧光光谱分析粉末制样开辟了一条新途径。通过对元素分析线、背景强度、校准曲线斜率、方法的精密度和制样的重现性的对比研究表明：高压(1 600 kN)制备的试样片较常规压力(400 kN)元素的峰背比值、灵敏度显著地提高,检出限明显降低、分析结果更接近标准值、精密度和样品制备的重现性均有较大提高。还利用电子显微镜和X射线衍射对这些高压试样片(1600 kN)和常规压力的试样片(400 kN)作了表面形态和结构的对照研究,研究表明：高压试样片(1 600 K)较常规压力的试样片(400 kN)二氧化硅谱峰的半高宽均变宽。表明峰形发生了变异,变化的原因可能是在高压下SiO₂晶格被破坏,粒度减小,因而使高压制备的试样片表面更加坚实、致密、平滑、不掉粉末,减少了颗粒度和矿物效应,提高了分析结果的精密度和准确度。     

磁控共溅射低温制备多晶硅薄膜及其特性研究

多晶硅在光电子器件领域具有较为重要的用途。利用磁控溅射镀膜系统,通过共溅射技术在玻璃衬底上制备了非晶硅铝(α-Si/Al)复合膜,将Al原子团包覆在α-Si基质中,膜中的Al含量可通过Al和Si的溅射功率比来调节。复合膜于N₂气氛中进行350 ℃,10 min快速退火处理,制备出了多晶硅薄膜。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪和紫外-可见光-近红外分光光度计对多晶硅薄膜的性能进行表征,研究了Al含量对多晶硅薄膜性能的影响。结果表明：共溅射法制备的α-Si/Al复合膜在低温光热退火下晶化为晶粒分布均匀的多晶硅薄膜;随着膜中Al含量逐渐增加,多晶硅薄膜的晶化率、晶粒尺寸逐渐增加,带隙则逐渐降低;Al/Si溅射功率比为0.1时可获得纳米晶硅薄膜,Al/Si溅射功率比为0.3时得到晶化率较高的多晶硅薄膜,通过Al含量的调节可实现多晶硅薄膜的晶化率、晶粒尺寸及带隙的可控。     

赤铁矿和三羟铝石吸附Cu~(2+)的红外光谱研究

应用红外光谱法,研究了不同pH值和Cu2+浓度条件下,合成赤铁矿和三羟铝石吸附Cu2+后表面羟基结构及其特征吸收峰的变化。结果表明:(1)随Cu2+浓度增加,赤铁矿表面H—O—H和OH的变形振动参与了吸附反应,Cu2+强烈地缔结在Fe—O上,形成了Fe—O—(Cu)结构。(2)酸性条件下,H+破坏了赤铁矿表面的O—H结构,NO3-促使弱峰1 131 cm-1的产生。随pH值增大,赤铁矿表面OH-逐渐由伸缩振动转变为变形振动,Fe—OH和Fe3+—O2-结构不断发生改变。(3)三羟铝石对Cu2+的吸附发生在高波位,随Cu2+浓度增大,其表面游离羟基的O—H弯曲振动、水分子的OH-伸缩振动和H—O—H弯曲振动均参与了吸附反应,Al—O基中的Al3+渐被Cu2+取代从而加强了较低波位的振动强度。(4)随pH值增加,三羟铝石Al—OH的弯曲振动和Al—O的伸缩振动逐渐发生着改变,表明吸附Cu2+后,在其表面形成了AlOCu+与AlOCuOH结构。