基于La1-xSrxMnO3敏感材料的电流型NOx传感器研究

采用喷雾热分解技术制备了NO x传感器敏感材料La1-x Sr x MnO3,以多孔的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为固体电解质,设计了一种新型的电流型NO x传感器。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、程序升温脱附仪和X-射线光电子能谱(XPS)仪,表征了La1-x Sr x MnO3粉体的相组成和微观形貌,分析了敏感材料La1-x Sr x MnO3对NO x吸附强度与Mn氧化价态变化机理。在NO x传感器气敏性能测试装置上,利用DJS-292型恒电位仪测试了传感器敏感特性、温度特性、动态响应、抗干扰和稳定性。结果表明,以La0.5Sr0.5MnO3为敏感材料的NO x传感器,在极化电压为#300 mV,NO x浓度为0~1000μL/L时,NO x传感器线性度和灵敏度最大值分别为96.6%和97.1%,承受的温度上限为1200℃。在650℃,浓度从200μL/L转换到500μL/L时,NO x传感器动态响应和恢复时间分别为25 s和15 s。此传感器对CO、SO2、甲醛、乙醛、菲、丙酮和丙烯醛等气体具有良好的抗干扰性能。在汽车上连续使用12个月后,响应电流衰减了8.6%,响应电流正常时间为5个月。     

红外光谱电化学法研究对苯二酚的电化学氧化还原过程

利用现场红外光谱电化学、循环伏吸、导数循环伏吸法及其重构的电流-电位(i-E)曲线,研究对苯二酚(QH2)在不同溶剂中的电化学行为,得到可能的氧化还原机理。结果表明,在乙腈和中性非缓冲溶液中,QH2氧化终产物是对苯醌(Q)。在中性非缓冲溶液的还原的过程中,一部分Q在较正的电位下还原成QH2,另一部分Q在较负的电位下还原成Q2"。碱性溶液中,当加入1倍QH2量的OH-,循环伏安图(CV)出现2个电流相当的氧化峰(Q2",QH2);加入2倍OH-后,只出现一对氧化还原峰(Q2"/Q),从红外谱图上可清晰观察到电化学过程中氢键的变化。     

氟化物熔盐中铀离子的电化学行为研究

采用循环伏安法和计时电位法研究了1073K下U4+在LiF-NaF熔盐中的电化学还原机理。结果表明,U4+在氟化物熔盐中的还原分为2步,分析了各步的反应电子数,确定U4+还原过程为U4++e=U3+,U3++3e=U;循环伏安曲线中2个还原峰的峰电位并不随扫速增大而显著负移,峰电流与扫速的平方根呈良好的线性关系,说明这2个还原过程均为扩散控制且是可逆反应;计算得到了1073K下U4+在LiF-NaF中的扩散系数为DU(IV)=2.58×10-5cm2/s。     

高精密恒电流库仑法测定CCQM-K73国际关键比对盐酸溶液中H+含量

采用高精密恒电流库仑法测量了CCQM-K73国际比对样品盐酸溶液含量。该方法是国际上公认的基准测量方法,根据法拉第电解定律,通过质量、电阻、电动势、时间等基本物理量及法拉第常数来进行样品的测定,直接溯源到国际SI单位,不需要用标准物质进行比对。中国计量科学研究院作为国家化学计量最高溯源,参加了该项关键比对,并取得了等效一致的好成绩。     

氧化亚铁硫杆菌的胞外电子传递研究

使用循环伏安、计时电流等电化学方法研究了氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At.f)的胞外电子传递机理.通过比较分别以亚铁离子和单质硫为电子供体培养的At.f的循环伏安曲线的还原峰可知,At.f具有胞外电子传递能力;恒压-0.4 V时,加入亚铁离子能够促进At.f的胞外电子传递;好氧条件比厌氧条件产生/变化的电流大1个数量级,说明At.f在好氧条件下具有较强的电化学活性.此外,采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱及扫描电子显微镜等对菌体的表面特征进行了分析.     

基于纳米TiO2和TiN为工作电极的循环伏安法测定过氧化氢的含量

制备了纳米TiO₂、TiN材料,将其作为工作电极,建立了循环伏安法测定过氧化氢含量的方法。将钛片置于含10.0 g氟化铵、0.6 g脲、24 mL 30%（质量分数）过氧化氢溶液、24 mL硝酸组成的抛光液中进行下表面抛光处理,再加入15 mL丙酮、15 mL无水乙醇、15 mL水,超声处理15 min后,得到光亮钛片。以光亮钛片为阳极,普通钛片为阴极,在不同电解质[TiO₂粗糙膜对应的电解质为1.0 mol·L^-1硫酸溶液;TiO₂纳米管为50 mL丙三醇、50 mL水、0.2 mol·L^-1硫酸溶液、0.5%（质量分数）氟化钠溶液;TiO₂纳米孔为100 mL乙二醇、1 mL水、0.38%（质量分数）氟化铵溶液]中,采用阳极氧化法,得到不同形貌大小的TiO₂粗糙膜、TiO₂纳米管、TiO₂纳米孔;再通过氨气热还原,得到TiN粗糙膜、TiN纳米管、TiN纳米孔。以TiO₂     

太赫兹波段Smith-Purcell辐射的介质加载光栅高频特性

提出了一种用于Smith-Purcell效应器件的介质加载光栅慢波结构,通过研究该结构的注-波互作用过程,推导出带电子注的色散方程,并数值求解出波的线性增长率.利用色散方程,结合电磁场传播的边界条件,推导出Smith-Purcell效应振荡器工作所需的起振电流.详细研究了高频结构长度、电子注主要参数和介质相对介电常数对起振电流的影响,并与普通金属光栅结构进行了比较.结果表明:保持其他参数不变时,高频结构长度越短,起振电流越大;保持高频结构参数不变时,起振电流随电子注厚度和注-栅距离的增大而增大,随电子注电压的增大而减小;与金属光栅相比,介质的引入提高了注-波互作用的增长率,有效减小了振荡器的起振电流.理论计算结果与软件CHIPIC的模拟结果比较符合.     

硅单粒子位移损伤多尺度模拟研究

本文结合分子动力学方法和动力学蒙特卡罗方法, 研究了单个粒子入射硅引起的位移损伤缺陷的产生和演化过程; 基于Shockley-Read-Hall理论计算了单个粒子入射引起的位移损伤缺陷导致的泄漏电流增加及其演化过程, 比较了缺陷退火因子与泄漏电流退火因子之间的差异, 并将计算结果与实验值进行了对比. 结果表明, 计算泄漏电流时, 仅考虑一种缺陷的情况下缺陷退火因子与泄漏电流退火因子相同, 考虑两种缺陷类型情况下二者在数值上有所区别, 但缺陷退火因子仍能在一定程度上反映泄漏电流的退火行为. 分子动力学模拟中采用Stillinger-Weber势函数和Tersoff势函数时缺陷退火因子和泄漏电流退火因子与实验结果一致, 基于Stillinger-Weber势函数的计算结果与实验值更为接近.     

基于电源电流和输出电压的模拟电路故障模型研究

基于模拟电路电源电流和输出电压的协同分析,研究了复数域的故障建模方法,提出了一种2D故障模型的数学表达式,该模型为复平面上的一簇圆轨迹。为了扩大故障轨迹之间的距离,在相同测量精度和元件容差条件下提高故障检测率和隔离率,进一步提出了3D复数空间的优化故障模型。两种故障模型都极大简化了测点选择算法和模拟故障状态仿真的复杂度,理论上对模拟电路单故障的覆盖率为100%。基于滤波器电路的实验仿真结果验证了两种故障模型的有效性。