MgO-SnO2薄膜乙醇气敏元件的研制

采用真空镀锡膜、锡膜氧化，浸泡掺杂的方法研制了掺MgO的SnO2薄膜气敏元件，在对乙醇、丙酮等八种气体的测试结果表明：MgO-SnO2元件提高了对乙醇的灵敏度和选择性，而对其余气体的气敏特性同未掺杂元件相类似，实验发现，随着浸泡液浓度的增大，元件对乙醇的灵敏度并不是单调地随之增大，而是出现了一个峰值，实验还发现经Mg(NO3)2溶液处理过的元件对乙醇的灵敏度与乙醇浓度之间的线性关系大大拓宽，在敏感机理方面，提出了流过元件电泫I的公式，该公式可以较好地解释实验现象，利用化学方法在SnO2薄膜中掺入MgO，所制备的元件既克服了烧结型元件的缺点，又克服了薄膜元件物理方法掺杂时掺杂量难以控制的不足之处，为开发新型薄膜气敏元件作了一种尝试。     

基于Ni-SnO2纳米颗粒的GS-PUF设计

气敏传感器具有气体识别、探测和监测等功能, 广泛应用于工业生产等领域, 但在泄漏预警时缺乏迅速识别和定位等功能. 本文基于传感器制备工艺偏差分析, 通过对传感器气敏机制的研究, 提出一种基于Ni-SnO2纳米颗粒的气敏传感器物理不可克隆函数(Gas Sensor-Physical Unclonable Function, GS-PUF)设计方案. 该方案利用掺杂Ni元素的方法, 结合静电喷雾沉积技术制备Ni-SnO2气敏传感器, 以获取更加稳定可靠的物理特征值, 然后采集气敏传感器对不同浓度下气体的响应数据, 最后利用随机阻值多位平衡算法比较不同组气敏传感器响应电信号值, 实现PUF数据输出. 制备每组样本可产生128位二进制数据的多组PUF样本, 进行对比实验. 结果表明, 所设计的GS-PUF具有气体泄漏源头识别定位的功能, 且随机性提升至99%, 唯一性达49.80%.     

城市煤气传感器的研制

本实验研究了Ａｇ２Ｏ掺杂ＳｎＯ２气体传感器的制作方法，并叙述传感器的烧结的制作技术，测试电路以及气敏特性等。试验结果表明，Ａｇ２Ｏ－ＳｎＯ２气敏元件对城市煤气有很高的灵敏度，而对乙醇蒸气，ＮＨ３和丁烷的灵敏度很小。     

沉淀剂对Au/CeO2催化剂乙醇部分氧化制氢性能的影响

选择了4种沉淀剂Na2CO3,CO(NH2)2,NaOH和NH4OH,通过沉积-沉淀法分别制备Au/CeO2催化剂.以乙醇部分氧化制氢为探针反应,研究不同沉淀剂对Au/CeO2催化剂乙醇部分氧化性能的影响,并运用XRD,TPR,BET,ICP等方法对催化剂进行表征,探讨了不同沉淀剂影响Au/CeO2催化剂乙醇部分氧化性能的原因.结果表明,以CO(NH2)2和Na2CO3为沉淀剂制备催化剂具有较好的乙醇部分氧化制氢活性,以CO(NH2)2为沉淀剂制备的催化剂具有更高的氢选择性,较低的CO选择性.不同沉淀剂制备的催化剂的活性与其比表面积、粒径大小、孔径分布、金负载量、CeO2还原的难易程度密切相关.     

稀土—SnO2薄膜气敏特性的研究

本文用真空镀锡膜，氧化和化学浸渍技术研制了稀土氧化物的SnO2薄膜气敏元件，并测试了薄膜的气敏特性，掺杂元件改善了对乙醇，丙酮蒸气的灵敏度和选择性，而对苯，丁烷，游化石 经石油气，NH3，H2和煤气等不敏感。     

基于聚乙烯吡咯烷酮信号增敏效应的四溴双酚A电化学检测方法

以聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)为电极敏感材料修饰碳糊电极,该电极对四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)的电化学氧化表现出显著的信号增敏行为。采用电化学阻抗和计时库仑法研究了PVP对TBBPA的信号增敏机理,结果表明PVP的引入一方面能够加速界面电子转移,另一方面能够极大提升电极表面TBBPA的富集量,从而显著提高其电化学氧化信号。基于PVP的增敏效应,建立了一种简便、灵敏的TBBPA电化学检测方法,线性检测范围为5.00～500.00μg/L,检出限为1.02μg/L。将该方法用于实际水样分析,加标回收率为98.9%～102.9%,实用性较好。     

季铵离子缔合物型钴(Ⅱ)离子选择电极的研制

<正> 在参考文献[1]中提到有间接指示测钴的离子选择电极。增田嘉孝等人曾研制过Aliquat336四硫氰合钴缔合物为电活性物质的钴(Ⅱ)的涂丝电极。但PVC膜钴(Ⅱ)离子选择电极在文献中尚未见报道。本文工作以十六烷基三辛基铵——四硫氰合钴缔合物为电活性物     

SmMn_(1-v)Fe_yO_3的催化活性、电性质及其气敏性能考察

近二十年来,钙钛矿型复合氧化物由于其特殊的电、磁性质在固体物理和固体化学领域受到人们的重视,也是催化领域中被广泛研究的体系之一,尤其是在开发敏感材料方面进行了大量的应用性研究.由于它们大多数呈半导体特性,其中有些化合物随着可燃性(或还原性)气体的吸脱附其电导率可逆地发生变化,而且热稳定性好,灵敏度较高,因此用稀土钙钛矿型复合氧化物作为气敏材料有着广阔的应用前景.实验所用样品为SmMn_(1-y)Fe_yO_3体系中组成分别为Y=0.0,0.2,0.5,0,8.1.0的系列氧化物,采用硝酸盐热分解法制得,并经X射线衍射法分析证明呈单一的钙钛矿物相.     

射频溅射法制备掺杂SnO2纳米薄膜的研究

采用射频反应溅射法在氧化处理后的单晶硅基片上制备SnO2纳米薄膜，并在薄膜中掺杂Sb和Pd用于改变薄膜的气敏特性．运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对薄膜的结构和表面形貌进行分析．结果表明，SnO2薄膜具有四方金红石结构，适量掺杂对SnO2薄膜结构无影响；薄膜晶粒粒径小于150nm，且粒径随退火温度的升高而增大．采用Debye—Scherrer简化公式计算了薄膜晶粒粒径，分析了计算值与SEM观测值之间产生误差的原因．经700℃的温度退火后，掺原子比Pd为2％和Sb为2％的薄膜对酒精气体具有很高的灵敏度．     

多组份烧结型气体传感器

本文报导了以SnO2、ZnO和γ—F?2O3三种半导体金属氧化物按一定比例混合后作为基体材料制成的气敏元件,实验表明,这种元件对C4H10敏感     

新型纳米锰氧化物的制备及其染料吸附性能

选用Mn(CH3COO)2.4H2O为前体,以十八烯为溶剂,在表面活性剂油酸和油胺存在时,在高温条件下通过"一锅法"制得类四角星形状MnO纳米粒子,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段对样品的尺寸、形貌及结构进行了表征.结果显示,通过调节表面活性剂的浓度可制得50~100 nm的纳米粒子,并且尺寸可控、粒径均一.该MnO纳米粒子经部分氧化后不仅保持类四角星的形状,且它对亚甲基蓝的吸附性能远优于商用的MnO2.     

不同条件对活性炭吸附挥发性有机物的影响

以二氯甲烷和乙醇为模型,研究了活性炭对不同水溶性VOC气体的吸附效果以及改性炭对含水气体的吸附情况.结果表明,活性炭在吸附二氯甲烷时,当气体中水分含量过多时,吸附会受到干扰,并且会产生脱附现象,吸水饱和炭几乎没有吸附作用.而在处理乙醇时,乙醇中的水分对吸附量影响较小.使用改性炭处理二氯甲烷时,其吸附量虽有下降,约为原来的60%,但改性炭能减轻水分对二氯甲烷吸附的干扰和脱附.     

镁合金空心螺钉内固定治疗股骨颈骨折的有限元分析研究

利用有限元分析方法探究镁合金空心螺钉内固定治疗股骨颈骨折的生物力学特性, 旨在为临床治疗股骨颈骨折提供一种新的思路. 选取一例青年健康志愿者的下肢CT数据建立股骨三维模型, 在Mimics插件3-matic中建立股骨网格并赋予网格材料属性, 利用Solidworks 17.0软件建立空心螺钉模型, 将上述2个三维模型导入Workbench 2020软件中, 分别赋予空心螺钉镁合金、钛合金材料属性, 进行对比分析, 记录股骨及空心螺钉的峰值、应力分布值和股骨位移. 结果表明, 钛合金螺钉内固定模型最大应力为357.27MPa, 最大位移为0.034mm; 镁合金螺钉内固定模型最大应力为311.27MPa, 最大位移为0.034mm; 2组不同材料的空心钉结果数值差异不大. 研究表明镁合金空心螺钉和传统钛合金空心螺钉力学性能相似, 且镁合金更加亲和人体, 在临床方面可以镁合金空心螺钉代替钛合金空心螺钉治疗股骨颈骨折.     

海鞘纤维素纳米晶/聚多巴胺-氧化石墨烯导电可降解膜的制备及性能

首先用硫酸水解被囊动物海鞘制备海鞘纤维素纳米晶(TCNC),用TEMPO(四甲基哌啶氮氧化物)/NaBr/NaClO氧化体系将其表面的羟基氧化成羧基(TCNC-COOH),再以其作为基质,加入聚多巴胺包覆并还原的氧化石墨烯纳米粒子(PDA-rGO)作为填料,采用流延成膜的方式制备了一种可导电和生物降解的复合材料膜,并通过透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)及热重分析(TGA)表征基质和填料的形貌、结构、结晶度及热稳定性.力学性能结果显示,在TCNC-COOH中添加0.5%PDA-rGO后,复合材料的杨氏模量和拉伸强度分别增加85.7%和78.9%;添加1%PDA-rGO,材料的体积电阻率从7.6×109Ω·cm降低至7.7×105Ω·cm.     

多种形态Au/Pd核-壳纳米粒子的制备与表征

在反相微乳液十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)中用单步法合成Au纳米棒和Au纳米球形颗粒作种子,再通过抗坏血酸还原Pd盐的方法制备了多种形态的Au/Pd核-壳结构纳米粒子.通过透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见-近红外(UV-vis-NIR)分光光度计对Au/Pd复合粒子的形貌和光学吸收特性进行了表征.结果表明,通过调控Au核的形态,以Au纳米棒和Au纳米球形颗粒作种子,可分别得到棒状和类球状的核-壳Au/Pd纳米粒子.棒状粒子中,Au核(纳米棒)的平均长度为31 nm,宽为7 nm,Pd壳的平均厚度为8 nm;类球状粒子中,Au核(纳米球形颗粒)的平均粒径为35 nm,Pd壳的平均厚度为9 nm.该反相微乳液法简单易行,对于制备其他核-壳纳米粒子具有借鉴意义.     

无支撑体SiO2膜的制备及其表征

本文以正硅酸乙酯为原料,乙醇为溶剂,盐酸为催化剂,N-N-二甲基甲酰胺及PVA为成膜助剂,用溶胶—凝胶法在载玻片上制备了无支撑体的S iO2膜,并利用差热-失重分析(DTA-TG)、X衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析手段对凝胶、粉体材料、膜进行了分析和表征.实验结果表明:DCCA及PVA的加入能有效地防止膜的开裂,可以制备连续性较好的薄膜.     

添加助剂的钙钛矿型氧化物NdMO_3上的甲烷氧化偶联——Ⅱ.15% Li_2O/NdMO_3(M=Cr、Mn、Fe、Co、Ni)上的OCM反应研究

在添加了15%Li_2O的NdMO_3(M=Cr、Mn、Fe、Co、Ni)上进行了甲烷氧化偶联(OCM)反应研究.通过改变反应气中CH_4:O_2浓度比,在氧化态和“脱氧态”催化剂上的CH_4脉冲反应,探讨了表面吸附氧和晶格氧在OCM反应中的作用以及NdMO_3中不同金属离子(M)对OCM反应活性的影响等.     

大孔吸附树脂分离纯化山核桃蒲壳总生物碱

用经筛选的大孔树脂分离纯化山核桃蒲壳总生物碱.选择极性不同的D101、AB-8、NKA-9 3种大孔树脂,比较其对山核桃蒲壳中总生物碱的吸附率和解吸率的影响,筛选较优树脂,并以总生物碱的纯化倍数和固体得率为考察指标,探索纯化工艺.NKA-9大孔树脂对山核桃蒲壳总生物碱有较好的吸附和解吸效果;pH为7.0的山核桃蒲壳生物碱提取液经大孔树脂吸附后,依次用蒸馏水2BV、30%乙醇2BV、50%乙醇3BV洗脱,总生物碱富集在50%乙醇部分,纯化倍数达到3.173倍,固体物得率为34.78%.采用NKA-9大孔树脂可以较好地分离纯化山核桃蒲壳总生物碱.     

NiCo LDH/空心碳管3D复合材料的制备及超级电容器

通过热处理三聚氰胺棉制备得到空心碳管(MC),再通过一步水热法将镍/钴层状双金属氢氧化物(NiCo LDH)负载在MC基底上,成功制备出了高性能的NiCo LDH@MC 3D复合材料,MC基底能够有效分散NiCo LDH纳米片解决了LDH易堆叠的现象,其中空结构也为离子提供了便捷的运输通道,从而获得了高比容量、高倍率性以及具有长循环寿命的超级电容器电极材料。实验结果表明,NiCo LDH@MC在电流密度为0.5 A·g~(-1)下进行恒流充放电测试计算得到的比电容量为1 326.8 F·g~(-1),在功率密度为2 500 W·kg~(-1)时测得的能量密度为31.53 Wh·kg~(-1),在电流密度为5 A·g~(-1)时循环1 000次后,电容保持率仍然有83.8%,比电容量仍有880.1 F·g~(-1)。因此,本实验制备的NiCo LDH@MC 3D复合材料是一种非常有前景的超级电容器材料。     

研究动态

一、氨——空气燃料电池我校化学系电化学研究室在535、528厂的大力协作下,研制氨——空气燃料电池获得初步成功.所研制的电池直接采用氨裂解气(不分离氢、氮)为燃料,以除去了CO_2的空气为氧化剂,分别在两个电极上反应而产生电能.空气及燃料气的利用率达到50％—60％.电极反应所产生的水完全通过尾气排出,不需要专门的排水系统.气体电极均在常压下工作,共由三层组成,包括用聚四氟乙烯和乙炔黑制的防水透气导电层、金属导电网、及催化反应