氮化钨-钨/掺氮有序介孔碳复合材料的制备及其氧还原性能

采用软模板法制备了氮化钨-钨/掺氮有序介孔碳复合材料（WN-W/NOMC）,作为一种高比表面积且价格低廉的阴极氧还原反应催化剂。通过适量添加尿素来改变复合材料中的氮含量,在掺氮量为7%（w/w）时,实验发现材料能够保持完整有序介孔结构,测试其比表面积高达835 m²·g^-1,透射电子显微镜（TEM）测试结果显示其催化颗粒均匀地分散在氮掺杂有序介孔碳载体上。在O₂饱和的0.1 mol·L^-1 KOH溶液中测试了材料的氧还原催化性能（ORR）,显示其起始电位为0.87 V（vs RHE）,极限电流密度为4.49 mA·cm^-2,氧还原反应的转移电子数为3.4,接近于20%（w/w）商业Pt/C的3.8,说明该材料表现出近似4电子的氧还原反应途径。研究结果表明,WN-W/NOMC的催化性能虽然稍弱于商业铂碳（0.99 V,5.1 mA·cm^-2）,但其具有远超铂碳的循环稳定性和耐甲醇毒化能力。     

双金属氮化物Co3W3N/CNTs纳米复合材料的制备及其室温常压氮还原性能

采用水热法并经氨气保护热处理制备了双过渡金属氮化物Co3W3N/CNTs复合材料,得到了价格低廉且拥有良好氮电化学还原性能(NRR)的催化剂。通过调节已经预氧化的CNTs与过渡金属氮化物前驱体CoWO4的比例以及氨气热处理温度,实现了Co3W3N在CNTs表面的均匀负载。扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)测试结果显示该电化学活性纳米微粒均匀地分散于CNTs表面,表明经预氧化的CNTs由于表面富集了较多的活性基团,有利于双过渡金属氮化物的分散生长。热处理后CNTs表面的Co3W3N微粒尺寸约为20 nm,相较于无载体的Co3W3N尺寸(100 nm)有明显减小。室温条件下,在N2饱和的0.01 mol·L^-1 H2SO4溶液中测试了该纳米复合材料在不同过电位下的NRR,该材料在-0.3 V(vs RHE)时的产氨率及法拉第效率分别可达12.73μg·h^-1·cm-2和13.59%,对比同样条件下,纯相Co3W3N的产氨率及法拉第效率仅为1.08μg·h^-1·cm^-2和1.76%。结果表明,通过水热反应和氨气保护热处理的Co3W3N/CNTs纳米复合材料具有良好的NRR性能。     

铜铟铝硒硫薄膜的低成本非真空混合法制备

采用溶剂热法制备出铜铟铝硒Cu(In,Al)Se₂ (CIASe)粉末,然后滴涂铜铟铝硒CIASe浆料获得前驱体薄膜,最后通过硒化/硫化过程制备出铜铟铝硒CIASe和铜铟铝硒硫CIASeS薄膜．通过XRD、SEM、XRF及光吸收等表征,发现所制备的薄膜为单相的黄铜矿结构,具有(112)择优取向．同时,在使用硫元素替代硒之后,薄膜的XRD主峰向高的2θ角度漂移,多孔薄膜也变得更加致密．薄膜带隙值也增加到更为合适的范围,从1.21 eV增加到1.33 eV,这也说明了硫化过程有利于提高CIASeS薄膜的质量．     

MOCVD生长GaAsP/InGa(Al)P/GaAs大功率808nm张应变量子阱激光器材料

设计了808 nm高功率GaAsP/InGaAlP/GaAs半导体激光器,采用无铝张应变量子阱和非对称宽波导结构,通过优化金属有机物气相沉积(LP-MOCVD)生长条件,提高了外延材料的生长质量,有效提升了激光器转化效率和输出功率。制作了200μm条宽、1500μm腔长的激光器器件,室温连续条件(CW)测试其阈值电流为650 mA,斜率效率高达到1.35 W/A,输出功率在11 W以上,激射波长808.5 nm@5A,水平和垂直发散角分别为8°和30°,较小的发散角有效的提高了输出光功率密度。     

负载酞菁铁的氮掺杂中空碳球的电催化氧还原性能（英文）

开发低成本、高性能的氧还原反应（ORR）催化剂是当前的研究热点.虽然酞菁铁（FePc）在几十年前就被证明能高效地电催化氧还原反应,但由于其电子传导性和稳定性较差,无法取代商用的Pt/C催化剂.氮掺杂碳材料不仅化学性质稳定、电子传导性好,还有一定的氧还原催化活性.本文首先制备了聚苯乙烯@聚多巴胺球前驱体,经过高温碳化后制得了氮掺杂中空碳球,进而负载酞菁铁后制备了负载酞菁铁的氮掺杂中空碳球复合材料（FePc-NHCS）.通过调整煅烧温度和酞菁铁的负载量,可进一步调控FePc-NHCS的多孔结构、石墨化程度、氮掺杂的种类与含量及酞菁铁的负载状态.优化后的FePc-NHCS在碱性电解质中显示出优异的ORR催化活性,其半波电位和稳定性均高于商用Pt/C催化剂.研究结果表明,掺杂与复合是增强单项催化组分活性的有效途径.此外,通过调控催化剂的结构和组分也能有效地优化催化剂的氧化还原性能.     

功能化烯胺的合成(Ⅰ):混合溶剂中硫脲催化α,β-邻位氨基溴转变成α,β-脱氢氨

建立了一种简单有效的合成功能化烯胺的新方法.在有机小分子硫脲的催化下(50 mol%),在混合溶剂中[CH2Cl2/DMF=1∶1(V/V)],室温下各种α,β-邻位氨基溴的酮和α,β-邻位氨基溴的酯均能几乎定量的转变成相应的α,β-脱氢氨类化合物(收率90%～99%).硫脲催化邻位氨基溴转变成α,β-脱氢氨类化合物的新方法,具有反应条件温和、操作简便、收率高、催化剂廉价易得等特点.全文共考察了32种不同结构α,β-邻位氨基溴的酮和α,β-邻位氨基溴的酯反应情况,证明该方法具有广泛的适应性.实验中发现,α,β-邻位氨基溴的酮和α,β-邻位氨基溴的酯在发生消除反应时,要经过一个形成氮丙啶的中间过程,再由氮丙啶的开环反应形成最终产物(α,β-脱氢氨类化合物).因此不论反应底物为α-氨基-β-溴结构还是α-溴-β-氨基结构,通过分子内的亲核取代反应所形成的氮丙啶结构单元具有相似的立体结构,而氮丙啶的开环具有区域专一性,因此所得到的最终产物也具有区域专一性(烯键上的氨基均处在羰基的α-位).所提出的硫脲催化邻位氨基溴转变成α,β-脱氢氨的可能机理,很好地解释了该反应的区域专一性.所有的产物结构均经过了1H NMR,13C NMR及高分辨质谱的确证.     

高可靠性无铝有源层808 nm半导体激光器泵浦源

针对高功率808 nm激光器泵浦源的应用需求,设计并制备了InGaAsP/GaInP材料体系的无铝有源区半导体激光器。使用双非对称的限制层及波导层结构,降低了P侧材料的热阻及光吸收。优化了金属有机化学气相沉积(MOCVD)中As和P混合材料的生长条件,制备出界面陡峭的四元InGaAsP单晶外延薄膜。制作的激光器室温测试阈值电流为1.5 A,斜率效率为1.26 W/A,10 A下的功率达到10.5 W,功率转换效率为58%。连续电流测试最大功率为23 W@24.5 A,准连续电流测试最大功率为54 W@50 A,没有产生灾变性光学损伤(COD)。在15 A电流加速老化下,激光器工作4 200 h未出现功率衰减及COD现象,说明制备的无铝有源区808 nm激光器具有高可靠性的输出性能。     

MOCVD growth of A1GaInP/GaInP quantum well laser diode with asymmetric cladding structure for high power applications

In order to improve the characteristics of the general broad-waveguide 808-nm semiconductor laser diode （LD）, we design a new type quantum well LD with an asymmetric cladding structure. The structure is grown by metal organic chemical vapor deposition （MOCVD）. For the devices with 100-ttm-wide stripe and 1000-/zm-long cavity under continuous-wave （CW） operation condition, the typical threshold current is 190 mA, the slope efficiency is 1.31 W/A, the wall-plug efficiency reaches 63%, and the maximum output power reaches higher than 7 W. And the internal absorption value decreases to 1.5 cm^-1.     

颗粒离散元模拟中的阻尼系数标定

离散元模型中所采用的阻尼系数是不确定的,经常凭主观经验设定.为了使得物理模型与现实中的颗粒动力学属性符合更好,通过采用声频采样技术对物理模型中的阻尼系数进行标定,得出与实验符合的阻尼系数应为0.5左右.利用标定后的阻尼系数模拟了一元颗粒在圆柱形容器里的随机堆积过程,得到最终的堆积密度为0.625,与经典的实验结果一致.研究证明,在得到模型阻尼系数的同时,也确认了数值模型的正确性和用声频采样技术进行高精度碰撞时间检测的可行性. 关键词： 颗粒堆积 阻尼系数标定 声频采样 离散元法     

冰洲石晶体加工技术的新发展

冰洲石是一种昂贵的光学晶体材料，由于其完善的解理性和脆性而难于加工。依靠传统的纯机械加工方法常常导致生产率低下和废品率增高。随着科学技术的进步，冰洲石晶体的加工技术有了较大的发展。本文概述了国内外关于冰洲石晶体加工技术的现状及存在的主要问题，并着重介绍了近年来的新发展。提出了当前急需解决的研究课题。对深入开展这方面的研究及生产实践具有一定的指导作用。