综合创新实验:Zn-LiFePO4软包装电池的制备与性能表征

以LiFePO₄为正极、Zn箔为负极,以Li₂SO₄+ZnSO₄的饱和蔗糖溶液为电解液,利用自封袋、无纺布、不锈钢网等材料组装制备了软包装电池。通过循环伏安曲线、充放电曲线、LED灯测试等方法对电池性能进行了评估。该实验可操作性强且易重复,所用材料环境友好、安全性高、价格便宜,测试仪器简单,不需要干燥间或手套箱等复杂设备,学生在普通化学实验室就可以亲身体验软包装电池的制备流程,直观感受化学能与电能之间的转化,并深入理解氧化还原反应过程及储能电池工作原理。     

B原子掺杂调控CuIn纳米合金电子结构以实现电化学CO2还原宽电位活性(英文)

杂原子掺杂可以调节电子结构以调整中间体吸附并优化反应路径,是设计高效CO₂还原反应(CO₂RR)催化剂的有应用前景的方法.B原子是常用的掺杂剂,引入B原子可以有效打破*COOH和OCHO*中间体的吉布斯自由能线性关系,并且可以通过与CO₂中O原子结合来增强CO₂吸附能力.B掺杂碳材料、单金属和金属氧化物的研究结果表明, B原子掺杂催化剂的CO₂RR活性和/或选择性有明显提高,然而多数报道的单个活性位点的B掺杂催化剂仅表现出在相对狭窄的电位范围内的CO₂RR高性能,设计制备CO₂RR的宽电位高选择性催化剂仍是巨大挑战.研究表明,合金化是提供多种类的活性位点相互协调和增强催化剂固有活性,进而改善CO₂RR性能并调节产物分布的可行策略.引入B原子到合金中以调节电子结构,最终优化关键中间体吸附的活性位点,对于寻找具有宽电位窗口的先进催化剂具有重要意义.本文提出了一种通过B掺杂调节CuIn合金电子结构以实现宽电位高选择性的...     

通用有限元系统实现无限域波动仿真方法

在有限元模型中加入人工边界,可以进行无限域波动仿真。本文将介绍一种改进的Higdon人工边界,并通过适当的变换形式,将其在通用有限元软件上实现。最后通过数值实验验证了这种方法具有良好的稳定性和计算精度,并且实施简单方便,其他人工边界条件可参照本文方法,通过变换形式在通用有限元程序中实现。     

阿基米德螺旋微纳结构中的表面等离激元聚焦

研究光在微纳结构中的分布与传播, 实现在纳米范围内操纵光子, 对于微型光学芯片的设计有着重要意义. 本文利用聚焦离子束刻蚀方法, 在基底为石英玻璃的150 nm厚金膜上刻制了不同参数的阿基米德螺旋微纳狭缝结构, 通过改变入射光波长、手性、及螺旋结构手性和螺距等方式, 在理论和实验上系统地研究了阿基米德螺旋微纳结构中的表面等离激元聚焦性质. 我们发现, 除了入射激光偏振态、螺旋结构手性之外, 结构螺距与表面等离激元波长的比值也可以用来控制结构表面电场分布, 进而在结构中心形成0阶、1阶乃至更高阶符合隐失贝塞尔函数的涡旋电场. 通过相位分析, 我们对涡旋电场的成因进行了解释. 并利用有限时域差分的模拟方法计算了不同螺距时, 结构中形成的电场及相应空间相位分布. 最后利用扫描近场光学显微镜, 观测结构中不同的光场分布, 在结构中心得到了亚波长的聚焦光斑及符合不同阶贝塞尔函数的涡旋形表面等离激元聚焦环.     

原子荧光光谱法测定食品添加剂磷酸中的砷

建立了原子荧光光谱法测定食品添加剂磷酸中砷的方法.并对负高压、灯电流、载气流量、屏蔽气流量、硫脲与抗坏血酸浓度、载流介质浓度、硼氢化钠浓度等作了研究并予以优化.方法的线性范围为0.0-40.0ng/mL,相关系数为1.0000,检出限为0.02ng/mL,相对标准偏差在0.82％-1.86％之间,试样加标回收率在95.10％-102.20％之间.方法操作简便、灵敏度高、检出限低、重复性和再现性好,完全适用于食品添加剂磷酸中砷的检测.     

基于动态磁耦合的驰振能量收集器动力学分析

为了提高能量收集系统在低风速下的能量收集效率,将动态磁铁非线性引入到驰振能量收集系统中。在悬臂梁的末端和底座上分别安装一对磁极相斥的磁铁,其中安装在底座上的磁铁与弹簧相连,可随着磁斥力的变化而垂直移动。首先,根据能量法建立了磁耦合驰振能量收集系统的多场耦合振动控制方程。其次,通过Runge-Kutta数值计算方法比较分析了低风速下动态磁耦合驰振能量收集系统(DM-GEH)和固定磁耦合驰振能量收集系统(FM-GEH)的电压输出。DM-GEH系统的切入风速提前了81.82%,在1 m/s～5 m/s风速范围内能量收集效率提高了124.22%。最后,针对弹簧支撑刚度进行参数优化,提升了低风速下的能量收集效率。结果表明,通过改变磁铁支撑方式至弹性支撑将改变系统的振动频率并且降低切入风速,相较于弹簧刚度为1 000 N/m时,弹簧刚度为500 N/m时的系统的切入风速降低了54.55%,能量收集效率提高了15.35%。     

高速流场气动光学RANS/DSMC混合数值模拟算法研究

提出了适用于高速流场气动光学数值模拟的RANS/DSMC混合算法.通过RANS对全局时均流场进行数值模拟,再对其中局部流场的脉动量采用DSMC进行数值模拟,以Maxwellian速度分布实现RANS宏观量信息向DSMC微观量信息的传递.采用超声速环境下尖劈模型对该混合算法进行校验,对比试验结果论证了算法的正确性.在计算...     

硫化砷非晶态波导光阻断效应的机理研究

在实验研究了As₂S₈和掺杂As₂S₈薄膜波导光阻断效应的基础上,讨论了反常电子组态的形成机理和转移机理,提出了光阻断效应切断过程和回复过程的动力学模型,数值分析结果与实验数据十分符合,理论预期与实验现象一致,表明该模型抓住了光阻断效应的基本特征,揭示了过程本质,反映了实验现象的内在机理. 关键词： 光波导技术 硫属化合物玻璃 光阻断效应 动力学模型     

芳基甲酰甲酸作为酰基化试剂应用的研究进展

近几年,芳基甲酰甲酸开始作为一种新的酰基化试剂应用于有机合成中。与其他酰基化试剂相比,其可以通过脱羧过程以亲核试剂的形式参与反应,具有反应活性高、反应条件温和的特点,大大拓展了酰基化反应的应用范围。本文综述了近几年芳基甲酰甲酸在偶联反应和碳氢键活化反应研究中的新应用和新进展。     

Lagrangian analysis of the formation and mass transport of compressible vortex rings generated by a shock tube

In order to understand the mass transport and the dynamic genesis associated with a compressible vortex formation,a dynamic analysis of compressible vortex rings (CVRs) generated by shock tubes by using the framework of Lagrangiancoherent structures (LCSs) and finite-time Lyapunov exponents field (FTLE) is performed. Numerical calculation is performed to simulate the evolution of CVRs generated by shock tubes with 70 mm, 100 mm, and 165 mm of the driver sectionat the circumstances of pressure ratio = 3. The formation of CVRs is studied according to FTLE fields. The mass transportduring the formation is obviously seen by the material manifold reveled by FTLE fields. A non-universal formation numberfor the three CVRs is obtained. Then the elliptic LCSs is implemented on three CVRs. Fluid particles separated by ellipticLCSs and ridges of FTLE are traced back to t = 0 to identify the fluid that eventually forms the CVRs. The elliptic LCSsencompass around 60% fluid material of the advected bulk but contain the majority of the circulation of the ring. The otherparts of the ring carrying almost zero circulation advect along with the ring. Combining the ridges of FTLE and the ellipticLCS, the whole CVR can be divided into three distinct dynamic parts: vortex part, entrainment part, and advected part. Inaddition, a criterion based on the vortex part formation is suggested to identify the formation number of CVRs.