制备方法对甲烷干重整催化剂Ni/La2O3/Al2O3结构及性能的影响

采用浸渍法及蒸发法制备了Ni/La₂O₃/Al₂O₃催化剂,考察了制备方法对其结构及甲烷干重整催化性能的影响。通过XRD、H₂ TPR、BET、TEM、TG-DSC等方法对催化剂进行了表征。结果表明,浸渍法制备的催化剂具有较好的Ni分散性、更均匀的粒径分布,较大的比表面积及更优的孔结构,从而具有更好的Ni抗烧结能力及抗积炭性。浸渍法制备的催化剂平均积炭速率很低,约为0.6737mg/(g_cat·h),相当于蒸发法制备催化剂的21%。活性测试结果表明,浸渍法制备的催化剂上CH₄、CO₂转化率及H₂、CO选择性比蒸发法制备的催化剂分别高约5%、10%及4%、3%,具有更好的稳定性。     

Refractive index and temperature sensor based on cladding-mode Bragg grating excited by abrupt taper interferometer

A sensing structure consisting of an abrupt taper spliced uniformly in to a fiber Bragg grating （FBG） is proposed and experimentally demonstrates refractive index （RI） and temperature measurements. Cladding modes are generated in the fiber through the abrupt taper containing the FBG. Most modes are reflected by the FBG at shorter wavelengths and reenter the launch fiber after passing through the abrupt taper. Spectral integrals are used to measure the power generated by the cladding and core modes. A sensitivity of-83.97 nW/RIU for ambient RI and a temperature sensitivity of 10 pm/℃ are obtained. No cross- sensitivity problems exist between ambient RI and temperature measurement.     

聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮碱性复合膜的制备及其性能

通过在不同浓度KOH溶液中进行掺杂,制备出了聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮(PVA/PVP)碱性聚合物电解质膜.详尽考察了膜的组成、微观结构、热稳定性、离子电导率和甲醇吸收率.结果表明,PVA与PVP两者具有较好的相容性,当m(PVA)∶m(PVP)=1∶0.5时,膜断面致密、均匀,未发生大尺度相分离.PVP的混入可以极大提高复合膜的电导率和热稳定性.当m(PVA)∶m(PVP)=1∶1时,复合膜的电导率可达2.01×10-3 S.cm-1.PVA/PVP/KOH膜的甲醇吸收率随温度的升高没有明显变化,100℃时其甲醇吸收率仅为同条件下Nafion 115膜的1/4.这表明该复合膜有望作为一种新型的碱性直接甲醇燃料电池用固体电解质膜且可提高膜的使用温度.     

全固态激励小型TEA CO_2激光器的研制

基于国产非晶态合金磁芯,研制了采用可控硅开关、脉冲升压变压器、以及两级磁脉冲压缩网络的全固态激励电路系统,并且应用于放电体积为29 cm3,工作气压为100 kPa的电晕预电离小型TEA CO2激光器。讨论了提高系统能量传输效率和减小系统体积的设计方法,并且测量了系统的工作性能以及各部分的能量损失。实验结果表明:磁脉冲压缩网络的能量传输效率大于83%,全固态激励系统的总效率大于75%;连接激光器负载时,输出脉冲的电压峰值约为22 kV,电流上升时间约为100 ns;得到了脉冲能量109 mJ,宽度70ns的激光输出,激光器整体效率约为3.3%。在目前的封离体积与气体循环方式限制下,激光器最大重复频率约为100 Hz,而激励电路部分可以达到400 Hz的工作频率。     

中红外高能激光探测单元

基于光电导探测原理,分析了影响室温光导型InSb探测器在中红外激光功率参数测量中的因素,得到了材料掺杂数密度、环境温度对探测器暗电阻、光谱响应率和光谱探测率的影响规律;开展了探测器在强激光辐照下的热效应理论模拟和实验研究,模拟分析了探测器在激光辐照下的动态响应特性。结果表明:针对测量系统中所使用的探测器,在激光功率密度小于4 W/cm2时,激光热效应对测量结果的影响可忽略;研制了相应的恒流源驱动电路,实现了中红外高能激光功率参数的探测。     

辐照下背栅偏置对部分耗尽型绝缘层上硅器件背栅效应影响及机理分析

基于部分耗尽型绝缘层上硅（SOI）器件的能带结构,从电荷堆积机理的电场因素入手,为改善辐照条件下背栅Si/SiO₂界面的电场分布,将半导体金属氧化物（MOS）器件和平板电容模型相结合,建立了背栅偏置模型.为验证模型,利用合金烧结法将背栅引出加负偏置,对NMOS和PMOS进行辐照试验,得出:NMOS背栅接负压,可消除背栅效应对器件性能的影响,改善器件的前栅I-V特性;而PMOS背栅接负压,则会使器件的前栅I-V性能恶化.因此,在利用背栅偏置技术改善SOI/NMOS器件性能的同时,也需要考虑背栅偏置对PMOS的影响,折中选取偏置电压.该研究结果为辐照条件下部分耗尽型SOI/MOS器件背栅效应的改善提供了设计加固方案,也为宇航级集成电路设计和制造提供了理论支持.     

超声协同纳米TiO2光催化降解水中苯酚机理的研究

本文考察了声光催化技术降解水中苯酚的降解效率,测定了超声波联合光催化降解苯酚的主要中间产物,初步探讨了声光催化降解苯酚的反应机理。实验结果表明：超声波与光催化之间存在协同效应;光催化与声光催化降解苯酚的反应历程和产物基本一致。这两个反应的中间产物都是苯醌、邻苯二酚和对苯二酚;最终产物是水和二氧化碳。     

基于LED背光源区域控制的高动态范围液晶显示技术进展

传统液晶显示器的背光源采用恒定亮度的面光源,由于漏光现象限制了液晶显示器对比度动态范围的提高。采用LED背光源区域控制实现高动态范围(HDR)液晶显示的技术不仅可获得高对比度、宽色域的液晶显示效果,而且可以有效地降低系统功耗。在对实际区域控制技术算法流程中背光驱动信号的获取、背光强度分布及液晶屏幕信号补偿三个方面所采用的不同方法进行了概述。论述了当前国内外LED背光源显示器件的进展。     

(Co,Ni) Se2/C@FeOOH中空笼状纳米结构的自旋调控加速水氧化催化研究

氢气作为一种清洁无污染的可再生能源,可以有效地解决全球能源危机和环境污染问题.低能耗水裂解制氢是公认的未来清洁制氢的有效途径之一.水裂解反应分为阳极上发生的析氧反应(OER)和阴极上发生的析氢反应,由于阳极半反应涉及四电子过程,反应动力学缓慢,进而导致整个水分解产氢效率低下,成为规模化水裂解制氢应用的瓶颈.贵金属Ir基和Ru基催化剂具有较好的OER催化性能,但其价格高昂和低储量极大地限制了其大规模应用.因此,设计出性能优良的非贵金属OER催化剂,对于促进电催化水裂解制氢领域的发展具有重要意义.自旋调控可以调节d-轨道电子与含氧物种之间的自旋占据态,进而改变含氧物种的吸附能,提升催化反应动力学.然而,自旋调控如何提升电催化水氧化及其内部的关联性鲜有报道.本文报道了一种(Co,Ni)Se₂/C@FeOOH笼状纳米结构的自旋调控工程以提升其析氧反应活性.以金属有机框架材料ZIF-67为前驱体,采用离子交换方法和化学气相沉积法合成了(Co,Ni)Se₂/C中空笼状纳米结构,接着通过化学水浴沉积法用FeOOH进行修饰,进一步提高了电催化反应动力学.磁化测试结果表明,(Co,Ni)Se₂/C@FeOOH样品的极化自旋数(μb=6.966μb/f.u)高于(Co,Ni)Se₂/C样品的极化自旋数(μb=6.398μb/f.u),从而有利于含氧中间体的吸附和脱附,这与表面价带谱的结果一致.与(Co,Ni)Se₂/C相比,(Co,Ni)Se₂/C@FeOOH样品具有更强的铁磁性,电磁感应促进了磁性粒子最外层电子的自旋.电子自旋的增加有利于(Co,Ni)Se₂/C@FeOOH样品最外层电子能级的跃迁,在3d-轨道上产生更多的空电子轨道和未成对电子,有利于电子转移和氧吸附.Ni,Co和Fe之间的π电子在界面处的局域化重组再分配优化了对含氧物种的吸附与脱附自由能,提升了OER催化性能.此外,所设计的中空笼状纳米结构和杂原子掺杂碳基体对提高OER活性也有重要作用.因此,在1.0 mol/L KOH碱性溶液中,(Co,Ni)Se₂/C@FeOOH催化剂展现出较好的析氧反应性能,在10 mA cm^-2电流下的过电位为241 mV,塔菲尔斜率为44 mV dec^-1,明显优于原先的(Co,Ni)Se₂/C催化剂.本文将为高效OER电催化剂的设计提供一种新的思路和方法.     

基于Au纳米颗粒/还原氧化石墨烯C-反应蛋白免疫传感器的研制

采用还原氧化石墨烯-金纳米颗粒(RGO-Au NPs)作为免疫传感器的固定基质,将C-反应蛋白(CRP)抗体固定在玻碳电极表面,用蒽醌二羧酸作为标记物,制成夹心型的CRP免疫传感器。在最优实验条件下,通过示差脉冲伏安法对CRP的含量进行检测。该传感器在0.25~100 ng/m L范围内具有良好的线性关系,检出限为0.08 ng/m L,线性系数为0.997。该传感器为C-反应蛋白的检测提供了一种新的手段。