氧化铝/氮化硅双层膜晶硅钝化的开尔文探针力显微镜研究

对晶体硅(c-Si)太阳能电池而言, 氧化铝(AlOx)是一种广泛使用的钝化材料, 因为它具有优异的沉积保形性和良好的钝化质量. 为了确保AlOx发挥其良好的钝化效果, 在沉积后退火并氢化处理是必不可少的. 通过在AlOx薄膜上沉积氢化氮化硅(SiNx:H)来实现氢化, 利用开尔文探针力显微镜研究了在不同热处理和氢化作用下, AlOx/SiNx:H双层薄膜功函数的变化, 并基于沉积薄膜所含氢与固定电荷展开了讨论. 发现钝化质量和功函数之间有相关性, 影响因素包括薄膜厚度、氢化与热处理顺序.     

DFT Study of Oxygenated Organic Pollutants Catalyzed by Molybdenum Oxides: Comparison of Reaction Mechanisms of MoO_x + HCHO(x = 1, 2, 3)

The reaction mechanisms between formaldehyde and MoO_x(x = 1, 2, 3) have been studied thoroughly in this paper. Five reaction pathways were found in three reactions(reactions Ⅰ to Ⅲ) through studying the mechanisms of MoO_x(x = 1, 2, 3) catalyzing formaldehyde. Different products were obtained from three reactions. Of all three reactions, the barrier energy of Route ⅡA is the lowest(4.70 kcal/mol), which means in MoO_x(x = 1, 2, 3), MoO_2 has the best catalytic effect. Compared with other similar non-toxic treatments of formaldehyde, our barrier energy is the lowest. In this research, there was no good leaving group of the compound, so the mechanisms are addition reaction. We speculate that there must be an addition reaction to the more complex reactions to molybdenum oxides and aldehydes. As a chemical reagent for removing formaldehyde, it only absorbs formaldehyde and does not emit other toxic substances outward. Molybdenum oxides retain its original structures of the final products, which means it has excellent stability in the reaction of MoO_x(x = 1, 2, 3) + HCHO. The mechanisms of all three reactions are addition reactions, but they are entirely different. As the number of oxygen atoms increases, the reaction mechanisms become simpler.     

利用1H NMR探究混合离子型/非离子型表面活性剂临界胶束浓度降低的实质

利用¹H NMR技术研究了离子/非离子表面活性剂形成的二元混合体系，结果显示表面活性剂的混合导致各组分的临界胶束浓度（CMC）均比各自纯溶液有所降低，用吸附平衡理论清楚地解释了这个现象.通过定量分析，发现不同的表面活性剂混合使得其组分CMC降低的程度各异，可以理解为它们吸附于界面单分子吸附层上的分子之间相互作用的不同（相吸或相斥）引起的.由此揭示了"协同效应"的实质，可以为选择适当的表面活性剂类型和混合比例以达到预期的性能提供有力的参考.     

激光扫描共聚焦显微镜在光电材料中的应用

随着自然科学的发展,除了医学和生物研究领域,激光扫描共聚焦荧光显微镜(laser scanning confocal microscopy, LSCM)在材料科学研究中的作用越来越显现出来,特别在光电材料的研究中具有广泛的应用。结合多年的仪器管理和使用经验,以本学院的奥林巴斯激光扫描共聚焦荧光显微镜FV1000为例,对LSCM的成像特点、技术优势及其在光电材料成像中的应用情况进行了概述,以期能为LSCM在更多领域的应用和研究工作提供参考。     

珍稀克隆植物北极花有性繁殖状态及传粉模式研究

有性繁殖是克隆植物适应不稳定环境和物种地理迁移的重要手段.分布于欧洲的克隆植物北极花因其有性繁殖率过低而濒危,新疆位于北极花欧亚分布区的边缘居群,该居群有着怎样的有性繁殖状态与传粉模式仍不清楚.研究表明:1)北极花单花期4～5d,花开放时,花冠内壁具毛状附属物,交叉成网状覆盖在雄蕊上,随着毛状附属物的逐渐倒伏,二强雄蕊两两序次呈现;2)自然状态下,80%以上的柱头上有充足的花粉,且能正常萌发,但能够生长到子房的花粉管数量仅占总花粉数的1/3左右;3)北极花的访花者主要有蝇、食蚜蝇、独居蜂,访花频率为0.102 4±0.056 7次/花/h.但传粉距离很短,主要集中在0～20cm范围之内;4)结实初期北极花的结实率高达82.18±1.48%,而后期大量脱落,仅为34.85±4.18%.北极花的克隆构型、雌雄异位、单花及花粉的序次呈现等成为延长散粉期、促进异交的重要性状;但较短的传粉距离,使其仍然不能避免高比例的同株异花授粉,以及由此导致的雌、雄性适合度代价及低的有性繁殖率.     

近海和登陆热带气旋路径预报的数值预报释用方法

基于数值预报的释用技术，将支持向量机（SVM）回归方法应用于近海和登陆热带气旋（TC）的路径预报.从气象要素预报场与TC中心相关联的极值网格区域导出的中心相关点，以及TC线性外推位置，组成相关因子，建立预报模式，用来预报12，24，36，48，60和72 h之后的TC位置.应用GFS数值预报资料对2009和2010年14个TC进行实际业务应用检验，6个时次的距离绝对值误差分别为69.3, 106.4, 134.6,169.0,222.4和264.4 km；距离标准误差为63.1,89.2, 80.1,84.1,104.6和 124.1 km.前48 h模式预报与中央气象台的预报结果相近，72 h预报优于中央气象台预报，所有时次预报的涡度中心位置均优于GFS模式直接输出，表明此技术可以作为台风路径预报的另一个工具，投入业务应用.     

宁波市连续3次降雪过程的对比分析

利用NCEP/NCAR 4 times daily格点资料、探空和人工测站实况观测等资料，分别从大尺度形势场、水汽、温度特征等方面，对2012年12月中下旬到2013年1月初宁波市连续3次降雪过程进行了对比分析.结果表明：（1）3次降雪过程的大范围形势场在中高纬度上基本相同，但第1次过程南支槽强度明显偏弱.3次过程的冷空气影响路径分别是西北路、西路和东路.（2）中低层的水汽输送为第3次过程的持续性降雪提供了充足的水汽.（3）后2次过程都满足了降雪的基本温度条件，且有明显的逆温层.2012年12月29日降雪过程的雨雪相变临界温度为2 ℃.     

基于MoS2纳米花的表面离子印迹材料的制备及性能

以镉离子做模板离子,以多巴胺为功能单体和交联剂,通过多巴胺的自聚合反应,在二硫化钼(MoS₂)纳米花的表面形成一薄层镉离子印迹聚合物。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)以及比表面和孔径分布分析等表征了离子印迹材料(IIM)的形貌和结构,确证了印迹聚合层的生成。平衡吸附实验结果表明,由于IIM的印迹位点位于MoS₂纳米花的表面,可接触性好,因而IIM对镉离子结合速度快,吸附25 min即可达到平衡。同时,该印迹材料具有很好的印迹效果(印迹因子为6.877),对镉离子有很强的特异性识别能力,特异性结合量为518.1μmol/g。Scatchard模型分析表明印迹材料的结合位点对镉离子的亲和力不是均一的,可以分为高亲和力和低亲和力两部分。吸附等温模型分析表明,印迹材料对镉离子的吸附行为符合Langmuir吸附等温模型,由该模型可以计算出其对镉离子的最大吸附量为1081.0μmol/g。本研究为制备对重金属离子具有高选择性吸附能力的印迹材料提供了一种简单、可靠的方法。     

CO2超临界状态解析与课程思政设计

以CO₂超临界状态及制冷应用为例,展示如何以解析关键概念/技术背后的物理化学原理为纽带,在课堂教学中有机融入思政案例(如北京冬奥会制冰造雪)和开展课程思政“翻转课堂”教学;籍此使学生体会到物理化学原理在解决国家重大需求中发挥的关键作用,在强化学科自信的同时,增强学生学以致用、服务国家、绿色发展的意识和开拓创新的精神。CO₂超临界状态及应用是“物理化学”单组分相图中的知识难点和应用热点,在教材中常以知识拓展的形式出现,不仅与专业知识结合不紧密,学生对此也缺乏深刻理解。有鉴于此,我们以“讲透”CO₂超临界状态和制冷技术背后的物理化学原理为抓手,依据知识间内在关联,环环相扣、水到渠成地开展课程思政教学。为了提升思政教学效果,还综合采用了任务驱动的自主学习、翻转课堂及课后拓展相结合的多元思政教学手段,引导学生自主发掘思政素材,实现自我思政教育,从而达到了价值塑造、知识传授和能力培养三位一体的教学效果。     

Bi2WO6基光催化剂在环境和能源领域的最新研究进展

随着全球经济的快速发展与人口的日益膨胀,随之而来的能源消耗与环境污染也日益成为一个严峻的挑战.半导体光催化技术能够将低密度的太阳能转化为高密度的化学能,此外它能够通过产生活性自由基来降解空气或水中的污染物,因此在解决上述问题中具有巨大潜力,被认为是有着广阔前景的绿色无污染的能源转化和环境修复手段.在过去几十年的研究中,一些光催化剂表现出了较好的光催化活性,如TiO2和ZnO等.然而,由于它们的宽带隙,仅仅在紫外光下具有活性,这极大地限制了其对太阳光的利用.为了尽可能地利用太阳能,研究者们开发了许多具有可见光活性的光催化剂.钨酸铋(Bi2WO6)作为一种典型的Aurivillius层状钙钛矿材料,因具有独特的层状结构、良好的可见光催化活性、高的热稳定性和光化学稳定性及环境友好性等特点而备受关注.然而,有限的光吸收和光生载流子的快速复合阻碍了Bi2WO6光催化性能的进一步提高.因此,研究者们进行了大量的研究,致力于进一步增强Bi2WO6光催化剂的活性.本文对Bi2WO6基光催化剂的最新研究进展进行了系统综述.首先介绍了Bi2WO6的晶体结构、光学性质和光催化基本原理.然后,基于Bi2WO6的改性策略,包括形貌控制、原子调控和复合材料制备,重点讨论了Bi2WO6在水分解、污染物处理、空气净化、杀菌消毒、二氧化碳还原、选择性有机合成等领域的光催化应用.最后,对Bi2WO6基光催化剂当前面临的挑战和未来的发展作了展望和总结,提出了Bi2WO6光催化剂未来的一些研究方向,包括(1)大规模、精确可控地合成Bi2WO6,特别是高活性晶面、多孔结构和量子点的设计;(2)精确调控原子位置,利用先进的技术手段进一步揭示活性位点上的光催化过程;(3)发展原位表征技术来观察复合光催化剂的界面电荷动力学以及开发新型Bi2WO6基复合体系.(4)通过机械应力、温度梯度以及电场等外场的耦合提高Bi2WO6的光催化性能;(5)进一步深入研究Bi2WO6在不同领域的光催化应用,特别是在肿瘤治疗和太阳能燃料制备方面,一些新的应用如固氮等也值得探索.期望本综述能够为Bi2WO6和其他高效光催化材料的设计提供一些指导和帮助.