石墨纳米纤维用作质子交换膜燃料电池催化剂载体

利用质子交换膜燃料电池用过的废旧碳纸,采用球磨法制备了石墨纳米纤维(GNF,BET比表面积为229·3m2/g),并以GNF作为载体制备了Pt/GNF催化剂(电化学比表面积为98m2/g).与传统的以VulcanXC-72碳黑为载体的Pt/XC-72催化剂相比,其电化学比表面积及Pt粒径大小相近.采用恒电位氧化法考察了GNF,XC-72,Pt/GNF和Pt/XC-72的电化学稳定性.结果表明,在相同条件下,XC-72的峰电流增加了60%,而GNF增加了2%;Pt/XC-72的腐蚀电流比Pt/GNF的大40%;恒电位氧化60h后,Pt/XC-72约有84·7%的电化学比表面积损失,Pt/GNF仅损失37·2%.这表明GNF的抗腐蚀性优于XC-72,有希望成为质子交换膜燃料电池抗腐蚀的催化剂载体.     

Temperature-insensitive Mach-Zehnder interferometric strain sensor based on concatenating two waist-enlarged fiber tapers

A novel temperature-insensitive strain sensor,based on an in-line Mach-Zehnder interferometer,is fabricated by concatenating two waist-enlarged fiber tapers separated by a short piece of photonic crystal fiber. The interference spectrum of the proposed sensor is analyzed in detail.Experimental results demonstrate that this sensor has a strain sensitivity of.3.02 pm/μεand maintains the temperature insensitivity feature. The proposed sensor has great potential in diverse sensing applications due to its advantages,such as its compact size,low cost,and simple fabrication process.     

创新化学实验:水杨酸异戊酯的制备*

酯化反应是有机化学教学实验中最重要的实验种类,不同的酯合成方法有很大区别,这些实验培养了学生的实践能力,在教学实验的基础上,对水杨酸和异戊醇的酯化反应进行了研究探索。水杨酸异戊酯是一种前景广阔,极具开发价值的产品,研究其合成方法具有很大的潜在经济效益和社会效益。采用分水分馏方法,以环己烯为带水剂,高效合成水杨酸异戊酯,产品收率达85.9%。通过研究水杨酸异戊酯的合成方法,培养了学生独立思考的创新能力和勇于探索的科学精神,达到了良好的教学效果。     

Nd2Fe14B/PANI磁粉的合成、表征及氧传递作用

经球磨和原位聚合法合成了Nd₂Fe₁₄B/PANI磁粉,采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外（FTIR）光谱、扫描电镜（SEM）、振动样品磁强计（VSM）对样品进行了表征,用电化学三电极体系和锌空电池考察了Nd₂Fe₁₄B/PANI材料在氧传递中的作用.结果表明:Nd₂Fe₁₄B/PANI是一维片状纳米材料,电导率0.54 S·cm^-1,内禀矫顽力和剩余磁化强度为149.57 kA·m^-1、20.27A·m²·kg^-1;Nd₂Fe₁₄B/PANI负载密度为0.40 mg·cm^-2时,磁性电极的双电层电容增大,传荷电阻减小,磁性锌空电池的极化电流较大;负载密度为3.60 mg·cm^-2时,磁性电极的双电层电容减小,传荷电阻增大,磁性锌空电池的极化电流较小.Nd₂Fe₁₄B/PANI负载密度小于0.89 mg·cm^-2时,微磁场促进氧的传质,提高锌空电池的放电性能;高于3.56 mg·cm^-2时,微磁场抑制氧的传质,降低锌空电池的放电性能;Nd₂Fe₁₄B/PANI中的PANI提高锌空电池的放电性能.     

氢溴储能电池结构的优化和运行条件对电池性能的影响

研究了氢溴电池的电池结构、正极氢溴酸和溴电解质浓度、负极的氢气压力、质子交换膜厚度对氢溴电池的性能和电池效率的影响。对氢溴电池结构进行改进,单电池实现了200 mA·cm^-2电流密度恒流充放电,电池库伦效率100%。溴电极电化学反应受浓差极化控制,提高氢溴酸浓度,电池充电性能提高,同时,溴在氢溴酸的溶解度增大,电池放电性能也提高,氢溴酸浓度由0.5 mol·L^-1提高至1 mol·L^-1,电流密度200 mA·cm^-2,电池的能量效率和电压效率提高27.9%。氢溴电池充电过程,降低电池负极氢出压力,有利于提高充电性能,但膜透酸严重,放电过程中最佳的氢出压力是维持氢在碳纸憎水催化层的单层吸附,充放电过程氢出压力均为40.0 kPa,电池的能量效率80.2%。膜厚度与膜电阻极化和膜透酸密切相关,充电过程,膜由50.0 μm降至15.0 μm,膜透酸严重,负极电化学活性比表面积下降,电池充电性能降低。膜厚度对放电性能的影响还与电流密度有关,电流密度较低时,膜透酸造成负极电化学比表面积下降居主导地位,50.0 μm Nafion膜放电性能更高;电流密度超过200 mA·cm^-2时,膜电阻极化居主导电位,15.0 μm Nafion膜性能更高。采用20.0 μm质子交换膜,在200 mA·cm^-2电流密度循环充放电五次,电池的能量效率和电压效率达到85.3%,库伦效率100%。     

水下隔声结构设计及评价方法

为使用混响法快捷地测量水下结构物的辐射噪声,需基于港口或海岸建造海上混响水池。针对内外都是水情况下的海上混响水池壁面隔声问题,设计了一种带梁空气夹层板水下隔声结构,通过仿真比较了不同参数的空气夹层板的隔声性能。为评价声波无规入射情况下水下大尺寸隔声结构隔声性能,提出了一种混响评价方法,通过隔声实验比较了混响法与脉冲法的不同。结果表明：带梁空气夹层板的水下隔声性能优异,声波无规入射情况下,面板厚度0.015 m、空气层厚度0.020 m的带梁空气夹层板在2～10 kHz频段插入损失大于20 dB;混响法可以有效评价大尺寸水下隔声结构的平均隔声性能,其反映的声波无规入射的平均隔声性能更接近于实际应用情况。     

In-line Fabry-Perot refractive index sensor based on microcavity

An in-line Fabry-Perot （FP） refractive index （RI） sensor based on an intrinsic FP cavity and fabricated by the etching and fusion splicing method is proposed. The experimental results demonstrate that the sensor possesses a high resolution of 1508 nm/RIU for the measurement of acetylene gas RI. The temperature- response measurement shows that the sensor is insensitive to room temperature variations. The FP RI sensor is suitable for applications in biosensing and environmental monitoring because of its high sensitivity and structural simplicity, thereby making it suitable for low-cost mass production.     

镀银-石墨涂层316L不锈钢双极板的电化学性能测试及表征

316L不锈钢以其质轻,价廉,易加工成型以及良好的导电导热性能而成为极具潜力的质子交换膜燃料电池双极板材料,但其在电池运行环境中仍有一定缺陷.在阴极条件下不锈钢板易钝化,增加了与碳纸扩散层间的界面接触电阻;而在阳极条件下,则由于金属离子的溶解,污染了膜电极,引起催化剂中毒,从而降低电池输出功率,影响电池性能.本文采用喷涂技术在316L不锈钢表面制备导电石墨涂层,测得其与Toray060碳纸的接触电阻为80.6mΩ·cm2.如果在制备石墨涂层前预镀薄层银,则可使其接触电阻降至19.8mΩ·cm2.因此,本文利用Tafel曲线、恒电位氧化等电化学方法,对该镀银-石墨涂层316L不锈钢与原316L不锈钢和镀银316L不锈钢在模拟质子交换膜燃料电池阴、阳极工作环境条件下的耐腐蚀性能进行了研究.结果表明,镀银不锈钢和镀银-石墨涂层不锈钢较原不锈钢的腐蚀电位分别提高了0.49和0.35V,腐蚀电流密度下降1-2个数量级,维持在10-6-10-7A·cm-2.而镀薄银钢板则因为银层较薄存在微孔,使得部分不锈钢基体外露,形成腐蚀电池而更易于腐蚀.     

预知两种信息的两台并行处理器半在线调度

在调度理论中,问题常常被分为"在线"和"离线"两类,但在实际生产生活中,情况经常介于两者之间,即预先知道任务的部分信息,人们希望通过这些附加的部分信息改进算法的性能,此类问题即为"半在线"问题.文章讨论了经典并行处理器调度的两个半在线问题,目标为极大化处理器最早完工时间.对已知所有任务总加工时间和最大任务加工时间的半在线问题,给出了竞争比为4/5的最优半在线算法;对已知所有任务总加工时间,并且任务按加工时间非增顺序到达的半在线问题,给出了竞争比为8/9的最优半在线算法.从结果可以看出,预知两种信息比只知道一种信息的情况能更有效地解决问题.     

基于四阶导数的浮游植物叶绿素荧光激发光谱特征研究

测量了分属硅藻和甲藻两个门类的六种我国东海常见赤潮藻的叶绿素荧光激发光谱,以Matlab为操作平台,采用自编的光谱求导程序,对荧光激发光谱进行四阶导数处理。结果表明,四阶导数法能有效去除光谱中的细小杂峰,并将重叠的色素荧光峰分离,实现主要色素的定性定量分析。四阶导数光谱在350～550 nm波长范围内出现的6个极大值主要代表了活体藻液中的非色素荧光物质、叶绿素和类胡萝卜素的荧光峰。通过原始叶绿素荧光激发光谱和四阶导数光谱的对比分析,表明四阶导数光谱法能够凸显硅藻和甲藻之间的光谱差异,增强光谱识别硅藻和甲藻的能力,同时也提高了光谱的稳定性和重现性。