电化学方法在钛表面制备Co-YSZ/HAp纳米复合涂层

采用复合电沉积和电泳沉积两步法在钛基体上制备了Co-YSZ/HAp纳米复合涂层, 与只采用电泳沉积法在钛基体上制备纳米HAp单一涂层进行了比较研究.采用场发射扫描电镜、X 射线衍射和能量散射谱对复合涂层的微观形貌, 纳米HAp外层表面形貌, 晶相, 复合涂层的断面形貌及元素组成分布进行分析研究. 通过粘结-拉伸实验测定了涂层与基体的结合强度, 结果表明, Co-YSZ/HAp 纳米复合涂层与钛基体的结合强度明显高于纳米HAp 单一涂层与钛基体的结合强度, 说明复合涂层具有更好的力学性能.     

掺硼纳米TiO_2对农药毒死蜱的光催化降解作用

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂硼的纳米TiO2,并用X射线衍射、红外光谱表征了产物的组成和结构.用制备好的掺硼纳米TiO2作为光催化剂对农药毒死蜱进行了光催化降解研究.结果表明:通过掺硼可以显著提高TiO2对毒死蜱的光催化效率.在硼掺杂量为3%,催化剂煅烧温度为500℃,煅烧时间为1 h,催化剂用量为15%时,毒死蜱的降解率最高.     

功能化荧光素掺杂二氧化硅纳米粒子用于免疫层析试验

A simple but effective approach was developed to synthesize amino functionalized fluorescein isothiocyanate-doped silica nanoparticles based upon polycondensation of tetraethoxysilane. Organic dye molecule (fluorescein isothiocyanate) coupled with a silane coupling agent, 3-aminopropyltriethoxysilane, was incorporated into silica sphere through controlled hydrolysis and polymerization of tetraethoxysilane. The dye was connected with silica sphere through 3-aminopropyltriethoxysilane, which avoided the leakage of the dye. The cohydrolysis and polymerization of tetraethoxysilane and 3-aminopropyltriethoxysilane outside the surface of the silica sphere formed another thin silica shell with the functionalized amino groups on the surface. With amino groups on the surface, the nanoparticle surface was affluent in positive charges. The amino-functionalized nanoparticles were linked with mouse monoclonal antibody against hepatitis B virus surface antigen through electrostatic interaction to form fluorescence probes, which were tested by immunochromatographic assay using immunochromatography test strip. It was indicated that the fluorescence probe was suitable for immunoassay.     

Simple and Feasible Simultaneous Determination of Three Phenolic Pollutants on Boron‐Doped Diamond Film Electrode

A simple, rapid and feasible method is developed for direct and simultaneous determination of phenol (Ph), hydroquinone (HQ) and 4‐nitrophenol (4‐NP) on unmodified boron‐doped diamond (BDD) electrode. Results showed that the oxidative peaks of these three phenolic compounds can be completely separated on BDD electrode in acidic conditions by using electrochemical cyclic voltammetry technique. The peak potential separations are all higher than 0.35 V. Moreover, BDD electrode is extremely easy to be refreshed to obtain current values with good reproducibility, even if it is passivated by phenolic compounds with different adsorption characteristics. All the above features are on account of the outstanding electrochemical characteristics of BDD electrode, and lead to the advantage and feasibility for simultaneous determination of three phenolic compounds without any other separation operation. For each tested phenolic compound, the concentration range with linearity is in two or three orders of magnitude in the presence of other coexisting phenolic compounds with the concentrations more than 1000 times higher than that of the tested component. The present method is also shown to be promising for the determination of phenolic contaminants in the real wastewater samples.     

载体焙烧温度对Co／ZrO2催化剂催化F－T合成反应的影响

 采用并流共沉淀法制得了ZrO2载体，采用等体积浸渍法制备了钴质量分数为10％的系列负载型催化剂，考察了载体焙烧温度对催化剂催化性能的影响．结果表明，焙烧温度对载体的物化性质有显著影响，提高焙烧温度可降低载体的表面酸性，减弱钴锆之间的相互作用，提高催化剂的活性和选择性．钴负载到低温焙烧的载体上促进了ZrO2由无定形向四方相的转变，提高了催化剂的分散度，降低了催化剂的活性和选择性．     

基于三层光栅结构的超宽带太赫兹吸收体

基于等效介质膜理论及多层减反膜原理设计了用于超宽带太赫兹吸收体的三层微结构光栅,光栅基质采用重掺硼硅材料.用有限时域差分法分析了光栅周期、光栅宽度和深度对太赫兹吸收体反射系数的影响.数值分析结果表明,在低于3THz波段,吸收率高于98%的带宽为1.3THz,吸收率高于95%的带宽达2.1THz.用严格耦合波理论对该三层光栅的高吸收现象进行理论分析,分析结果表明,光栅多级衍射的相互作用减少了入射面的反射率,增大了该吸收体的吸收率.进一步优化三层光栅微结构的参量,在0.6~6THz范围内实现了大于95%的太赫兹吸收.基于光栅结构的吸收体结构简单,易于设计与分析,可以应用于太赫兹成像与探测应用领域.     

氧化锆陶瓷板激光切割熔化物颗粒形态研究

本文设计了一套加工装置,对氧化锆陶瓷板激光切割的熔化物颗粒进行收集,并采用Imagine-Pro Pluse(IPP)图像处理软件对熔化物颗粒的形态(数量、形状、平均直径、标准差及其分布情况)进行研究。通过气熔比控制方法,对板厚分别为0.8 mm、1 mm、1.5 mm、3 mm的氧化锆陶瓷板进行激光切割实验。实验结果表明:不同板厚参数下,球形熔化物颗粒所占百分比范围从99.21%降到89.81%,圆饼形从0.79%升至7.44%,哑铃形从0升至2.75%。随着板厚的增加,圆饼形和哑铃形颗粒所占百分比增大,球形颗粒所占百分比降低,球形颗粒平均直径和标准差随之增大,切面粗糙度由2.287μm增加到5.946μm。建立了熔化物去除几何模型,阐述了熔化物颗粒与切割质量的关系,球形颗粒所占的百分比越大,平均直径和标准差越小,切割质量越好,最终获得质量较高切割样件。     

铬掺杂氧化锌薄膜的超声喷雾法制备及其光学与磁学性质

用注射超声喷雾法将前驱体由针管直接送入超声喷头内,在石英基板上制备Zn_(1-x)Cr_xO(x=0.0,0.01,0.03,0.05)薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光谱仪、紫外-可见分光光度计、振动样品磁强计(VSM)等对薄膜的结构、光学和磁学性质进行测量。实验结果表明,未掺杂的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,沿着c轴(002)择优取向,而Cr掺杂抑制了薄膜的c轴择优取向性;掺杂后的薄膜平均晶粒尺寸均增大,且当x=3%时,晶粒尺寸最大,达31.4nm。扫描电镜(SEM)下薄膜呈球形颗粒状,并且在x=5%下,薄膜出现了长条状的微观形貌。Cr掺杂使样品的光致发光谱(PL)发生了很大的变化:未掺杂的样品的PL谱在378nm处存在一个紫外发射峰,对应于550nm附近还存在一个由于缺陷态引起的绿光发射峰;掺Cr样品只有在350~550nm的很宽的范围内存在一个发射峰,对其进行高斯拟合后,发现掺Cr量为x=1%,3%,5%下样品均存在V_(Zn)(锌空位)、Zn_i(Zn间隙位)、V_(Zn)~-(带一个电子的锌空位)内部缺陷态,且当x=3%时,V_(Zn)最多。Cr的掺杂使得薄膜的带隙增大,并且x=3%时,禁带宽度最大,达到3.374eV。掺Cr的三个样品均具有室温铁磁性,且x=3%样品的磁化强度最大,其与V_(Zn)(锌空位)最大相对应,验证了Cr~(3+)和V_(Zn)的缺陷复合体是ZnO∶Cr样品具有稳定的铁磁有序的最有利条件的理论预测。     

Ni与钇稳定的氧化锆(111)表面相互作用以及界面活性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 系统研究了Ni原子在钇稳定的氧化锆(YSZ)(111)和富氧的YSZ(YSZ+O)(111)表面不同位置的吸附, 以及CO和O₂分子在Ni₁(单个镍原子)/YSZ和Ni₁/YSZ+O表面吸附的几何与电子结构特征. 结果表明: 1) 单个Ni原子倾向于吸附在O原子周围, 几乎不吸附在Y原子周围, 且Ni原子在氧空位上吸附最稳定; 2)和YSZ相比, 单个Ni原子在YSZ+O表面易发生氧化现象, Ni原子失去1.06 e电子, 被氧化成了Ni⁺, 吸附能力更强; 3)被氧化的Ni催化活性大幅下降, 大大减弱了表面对O₂和CO等燃料气体的吸附作用.     

Na+替位掺杂对Li2MnSiO4的电子结构以及Li+迁移过程的影响

在锂二次电池中, 硅酸锰锂作为正极材料得到广泛研究, 但其固有的电子和离子电导率较低, 直接影响着电池的功率密度和充放电速率. 本文建立了不同浓度的Na⁺离子替位掺杂Li⁺离子形成的Li_1-xNa_xMnSiO₄(x=0, 0.125, 0.25, 0.5)结构, 采用第一性原理的方法, 研究了掺杂前后硅酸锰锂的电子结构以及Li⁺离子的跃迁势垒. 发现在Li⁺位替代掺杂Na⁺, 导带底的能级向低能方向发生移动, 降低了Li₂MnSiO₄ 材料的禁带宽度, 有利于提升材料的电子导电性能. 随着掺杂浓度的升高, 禁带宽度逐渐变窄. CI-NEB结果表明, 在Li₂MnSiO₄体系中具有两条有效的Li⁺离子迁移通道, 掺杂Na⁺以后扩大了Li⁺ 离子在[100]晶向上的迁移通道, Li⁺离子的跃迁势垒由0.64 eV降低为0.48, 0.52和0.55 eV. 掺杂浓度为 x=0.125时, 离子迁移效果最佳. 研究表明Na⁺掺杂有利于提高Li₂MnSiO₄材料的离子和电子电导率.