基于格子Boltzmann方法的液滴沿固壁铺展动态过程模拟

矿井喷雾降尘是利用水雾使粉尘润湿沉降的过程,考虑到固体与液体间分子作用力,本文采用格子Boltzmann方法对液滴沿固壁铺展的动力学行为进行了数值模拟,结果发现铺展直径及动态接触角随时间呈指数规律,确定了液滴表面张力与铺展最大直径间的关系,固壁润湿性对铺展最大速度值影响较大,这些与物理试验及文献结果符合良好. 进一步考察了疏水性强的固壁,发现当液滴表面张力足够小时,铺展接触角可以在90°以下,与理论公式符合. 研究发现铺展过程中伴随着振荡,且铺展到最大时液膜有回缩趋势. 关键词： 液滴 格子Boltzmann方法 铺展 数值模拟     

大面积染料敏化太阳电池的串联阻抗特性研究

在电子扩散微分方程的基础上,研究了染料敏化太阳电池光生电流和光生电压随光照强度不同的变化关系.提出敏化太阳电池串联阻抗功率损耗模型,理论模拟了大面积电池（有效面积>1 cm²）光电转换效率随多孔薄膜有效面积宽度变化的曲线、透明导电基底膜与银栅极的比接触电阻以及在不同入射光强下银栅极体电阻对大面积染料敏化太阳电池光伏性能的影响.结果表明透明导电基底膜的方块电阻和银栅极体电阻对大面积染料敏化太阳电池的性能有很大影响,而这种影响随光强的减弱逐渐减小. 关键词： 染料敏化 太阳电池 串联阻抗 光电转换效率     

Molecular constants of LiCl(X~1Σ~+) and elastic collisions of two ground-state Cl and Li atoms at low and ultralow temperatures

Interaction potentials for LiCl(X 1 Σ +) are constructed by the highly accurate valence internally contracted mul-tireference configuration interaction in combination with a number of large correlation-consistent basis sets,which are used to determine the spectroscopic parameters (D 0,D e,R e,ω e,ω e χ e,B e and α e).The potentials obtained at the basis sets,i.e.,aug-cc-pV5Z-JKFI for Cl and cc-pV5Z for Li,are selected to study the elastic collision properties of Li and Cl atoms at the impact energies from 1.0×10 12 to 1.0×10 4 a.u.The derived total elastic cross sections are very large and almost constant at ultralow temperatures,and their shapes are mainly dominated by the s-partial wave at very low impact energies.Only one shape resonance can be found in the total elastic cross sections over the present collision energy regime,which is rather strong and obviously broadened by the overlap contributions of the abundant resonances coming from various partial waves.Abundant resonances exist for the elastic partial-wave cross sections until l=22 partial waves.The vibrational manifolds of the LiCl(X 1 Σ +) molecule,which are predicted at the present level of theory and the basis sets cc-pV5Z for Li and the aug-cc-pV5Z-JKFI for Cl,should achieve much high accuracy due to the employment of the large correlation-consistent basis sets.     

含氰基基团的以C为中心的不对称阴离子离子液体的合成、表征及应用

首次通过不对称阴离子的钠盐/钾盐和不同的季胺化的咪唑,吡咯溴盐/氯盐进行离子交换,合成了一系列含氰基官能团的不对称阴离子功能化离子液体。通过红外、核磁共振、质谱和元素分析对离子液体的结构进行表征;通过TGA对离子液体的热稳定性进行测定,结果发现不对称功能化离子液体具有良好的热稳定性,其分解温度在219-319℃范围内。将功能化离子液体[Bmim][C(CN)2COCH3]作为弱配体应用于模型的Suzuki偶联反应,发现在反应中加入功能化离子液体[Bmim][C(CN)2COCH3]可以使反应收率提高10-15%。     

电沉积表面修饰对染料敏化太阳电池微观性能影响机理研究

为了改善染料敏化太阳电池内电子的传输复合过程, 研究者尝试不同方法制备或改性TiO₂薄膜. 对TiO₂薄膜进行后处理, 在其表面引入一层小颗粒层, 是一种有效的方法并被广泛研究. 通过对TiO₂薄膜不同时间的电沉积表面修饰, 细致研究了表面修饰后染料敏化太阳电池微观性能的变化机制. 采用阳极氧化法在TiCl₃水溶液中对TiO₂薄膜进行电沉积后处理, 将溶液pH值调至2.2, 装置的反应速率由恒电位仪控制. 不同沉积时间电池带边移动以及电子传输复合的动力学过程, 借助强度调制光电流谱(IMPS)/强度调制光电压谱(IMVS)和电化学阻抗谱(EIS)等探测技术表征. 研究表明, 电沉积在TiO₂薄膜表面引入了大量浅能级陷阱态, 以致电势较高时电容随沉积时间延长增加明显. 不同时间的电沉积表面修饰在TiO₂薄膜表面形成了新的小颗粒层并改善了TiO₂颗粒间接触, 在改善电子注入及收集过程的同时, 也有效抑制了内部电子复合. IMPS/IMVS结果表明, 电沉积对动力学过程改善的效果受光强影响明显, 弱光下作用更为突出. 此外, 电池开路电压主要受带边移动及内部复合变化影响, 随沉积时间延长, 表面电荷的增多使TiO₂薄膜带边逐渐正移, 有效改善了光电流却限制了开路电压的提升. 在适合的电沉积时间下, 电沉积表面修饰可以同时改善光电流和光电压.     

染料敏化太阳电池中多相接触界面电子转移机制和动力学过程

采用电化学阻抗谱(EIS)研究了染料敏化太阳电池(DSC)中由导电玻璃、 纳米多孔TiO₂薄膜和电解质构成的多相复杂接触界面的电子转移机制和动力学过程. 通过沉积聚合物薄膜简化多相接触界面结构, 根据接触界面结构和电子转移途径的变化, 分析了不同偏压下多相接触界面电子转移机制, 构建与之对应的等效电路, 获得了DSC内部各个主要接触界面的电子转移动力学常数. 结果表明, 通过外加偏压的控制和多相接触界面结构的简化, 可以区别分析多相复杂接触界面电子转移机制与动力学过程.     

表面活性剂类多肽A6KA6K的自组装及机理研究

为了研究表面活性剂类多肽疏水链段长度及亲疏水氨基酸比例对其自组装结构的影响,本文设计了一种表面活性剂类多肽A6K的二倍体A6KA6K。圆二色谱分析表明的二级结构主要为无规卷曲结构并伴有少量的α-螺旋;透射电子显微镜和动态光散射分析表明,其在水溶液中能自组装形成纳米囊泡状结构。芘荧光分子探针研究表明自组装体存在疏水微区域将芘分子包裹在其中,证明了这种多肽在溶液中可形成胶束类的自组装体,并计算了其临界胶束浓度。相比已报道的表面活性剂类肽A6K,本文设计的肽序列A6KA6K由于在较长疏水链段区域中存在亲水性氨基酸K,对疏水相互作用有影响,使得含有14个氨基酸的肽自组装形成纳米囊泡状结构。     

一种高效、绿色制备环状硫碘盐的新方法及其在染料敏化太阳电池中的应用

采用高压釜合成和乙酸乙酯/水萃取提纯的模式制备出高产率、高纯度的环状烷基硫碘盐. 高压釜合成在保证产率的前提下, 大大缩短了反应时间(反应时间仅为原来的1/3)|乙酸乙酯和水的萃取提纯模式在保证产品纯度的同时, 大大缩短了提纯时间, 还避免了有毒试剂的使用. 制备出的烷基环状硫碘盐作为碘源用于配制染料敏化太阳电池用电解质, 相应电池的光电转化效率接近使用传统烷基咪唑碘盐的电池. 电化学阻抗谱(EIS)测试表明环状烷基锍阳离子相比于烷基咪唑阳离子来说, 更有利于抑制电池内部的电子复合反应, 同时还能促进对电极上电子交换反应的进行, 最终可以提高电池的开路电压和填充因子.     

超高压处理对不同果蔬结构和性质的影响

超高压处理用于提高食品的安全性和贮藏性已被广泛用于果蔬制品,但主要限于流态食品,原因是超高压处理可能会影响到固态食品的结构。为了探究超高压处理对不同品种的果蔬结构和性质的影响,选择了5种具有不同的密度、含水量、微观结构和质构特性的果蔬,采用不同的超高压处理条件,分析在不同压力大小和保压时间条件下,果蔬结构和性质的变化情况。结果表明:果蔬的质地会影响其耐压特性,当果蔬质地柔软、空泡结构较少时,耐压性较好;反之,果蔬的体积容易被压缩,由于组织结构的差异,不同果蔬受压时体积变化差异很大;密度大、初始硬度大的果蔬受超高压处理后硬度等质构指标下降幅度更大。保压时间的延长会进一步破坏果蔬的质构和结构。     

非线性光学中薛定谔型方程的整体吸引子

研究了一类非线性薛定谔型方程,描述了光波在光折射晶体中的传播.首先构造了该模型整体弱的吸引子,然后通过能量方程的精确分析,证明整体弱吸引子实际为系统整体强吸引子.最后给出了整体吸引子的分形维数和Hausdorff维数的上界估计.