Statistical second-order two-scale analysis and computation for heat conduction problem with radiation boundary condition in porous materials

This paper discusses a statistical second-order two-scale(SSOTS) analysis and computation for a heat conduction problem with a radiation boundary condition in random porous materials.Firstly,the microscopic configuration for the structure with random distribution is briefly characterized.Secondly,the SSOTS formulae for computing the heat transfer problem are derived successively by means of the construction way for each cell.Then,the statistical prediction algorithm based on the proposed two-scale model is described in detail.Finally,some numerical experiments are proposed,which show that the SSOTS method developed in this paper is effective for predicting the heat transfer performance of porous materials and demonstrating its significant applications in actual engineering computation.     

空心纳米金在甲醛气体传感器中的应用研究

通过牺牲模板法合成了具有空心结构的纳米金催化剂,并进行了TEM、 SEM和XRD等物理表征.把该催化剂作为工作电极的活性物质,以1 mol/L KOH为电解质,组装了电流型甲醛气体传感器.在甲醛气体浓度为0～2.23×10-6 mol/L范围内对传感器进行了性能测试,传感器响应信号y(A)与气体浓度x(mol/L)线性回归方程为y=16.63x+4.063×10-7, r=0.9989.该传感器灵敏度高于同载量实心金纳米催化剂组装的传感器70%左右,达到了降低贵金属用量的目的.因其具有较快的响应时间、 良好的重现性和良好的线性关系等优点,可用于适当浓度范围内的甲醛气体检测.     

高温质子交换膜燃料电池的复合催化层电极

高温质子交换膜燃料电池具有耐毒化,稳定性好的优势,是具有较强应用前景的一种能源转换装置。 本文制备了具有复合催化层结构的气体扩散电极,用于增强燃料电池阳极的催化性能。 在气体扩散电极中,将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和聚苯基咪唑聚合物作为催化剂的粘结材料,调节了电极界面的浸润结构。 通过对电极表面形貌和润湿性的表征,发现该种结构的催化层孔隙率和粗糙度更高,双层结构的润湿性差别明显(接触角分别为149°和19°),这有利于形成稳定的三相反应界面。 测试结果表明,该种结构的催化层能够有效提高催化材料的利用效率,燃料电池对氢气燃料的峰值功率密度提高约22%。 与此同时,使用含一氧化碳质量浓度为10000和30000 mg/m³的氢气燃料,电池峰值功率密度能够分别保持82.1%和71.4%,证明该燃料电池对一氧化碳杂质保持了良好的耐毒性。     

基于MIL-101的莽草酸分子印迹聚合物的制备及应用

采用溶胶-凝胶法,以莽草酸为模板分子在金属有机框架材料MIL-101表面包覆分子印迹聚合物层,制备了一种对莽草酸具有特异性识别能力的核壳型分子印迹聚合物（MIP）。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、透射电子显微镜（TEM）等技术对聚合物进行表征,制备的MIL-101为八面体结构,表面均匀地包覆了分子印迹聚合物层。MIP的吸附性能测试结果显示,MIP在30 min达到吸附平衡,饱和吸附量为93.16 mg/g。MIP用作固相萃取吸附剂,表现出良好的选择性富集能力,能选择性分离和纯化八角中的莽草酸。