石墨烯/聚吡咯复合材料与电化学应用研究进展

石墨烯由于其特殊的单原子层结构决定了其具有丰富而新奇的物理化学性质.在发现后的短短十年间,已在物理学、化学、材料科学与工程等领域产生了重要的影响,成为备受瞩目的国际研究前沿和热点.在石墨烯的研究和应用中,最重要的问题就是如何实现其可控制备,组装及功能化应用.近年来,包括本课题组在内的国内外很多研究人员一直在积极探索石墨烯及其功能复合物的制备及应用新途径,其中石墨烯与导电高分子聚吡咯(PPy)的复合是研究的重要内容之一,并且取得了一系列有价值的研究成果.本文对石墨烯/PPy复合结构的可控制备进行了系统的归纳与总结,也讨论了其在催化、驱动器、超级电容器和传感器等电化学应用领域的最新进展,并对相关领域的发展趋势做了展望.     

解耦双回路气化系统中生物质催化水蒸气气化制富氢气体

为强化生物质气化过程中焦油转化和氢气富集,提出了一种新型解耦双回路气化系统(DDLG) 。该气化系统将气化过程解耦为燃料气化、焦油重整和半焦燃烧三个子过程,分别发生于三个独立的反应器,即气化反应器、重整反应器和燃烧反应器。其中,气化反应器和重整反应器并行布置,分别与燃烧反应器相连,形成两个平行的且可独立控制的双循环回路。以松木屑为原料及兼作为原位焦油重整催化剂的煅烧橄榄石为循环固体热载体,考察了反应条件对 DDLG 中松木屑气化性能的影响。结果表明,重整反应器从气化反应器中解耦,并辅以橄榄石催化剂,可实现焦油高效转化脱除。如气化反应器700℃、重整反应器 850℃和水蒸气与原料中碳的质量比(S/C) 1.2 反应条件下,产品气中焦油含量降低至13.9g /m~3,气体产率和H_2分别达到1.0m~3 /kg,和38.8%。     

Improved performance of near UV light-emitting diodes with a composition-graded p-AlGaN irregular sawtooth electron-blocking layer

We investigate the performances of the near-ultraviolet(about 350 nm-360 nm) light-emitting diodes(LEDs) each with specifically designed irregular sawtooth electron blocking layer(EBL) by using the APSYS simulation program.The internal quantum efficiencies(IQEs),light output powers,carrier concentrations in the quantum wells,energy-band diagrams,and electrostatic fields are analyzed carefully.The results indicate that the LEDs with composition-graded pAl_xGa_(1-x)N irregular sawtooth EBLs have better performances than their counterparts with stationary component p-AlGaN EBLs.The improvements can be attributed to the improved polarization field in EBL and active region as well as the alleviation of band bending in the EBL/p-AlGaN interface,which results in less electron leakage and better hole injection efficiency,thus reducing efficiency droop and enhancing the radiative recombination rate.     

Effects of multiple interruptions with trimethylindium-treatment in the InGaN/GaN quantum well on green light emitting diodes

In this study, the influence of multiple interruptions with trimethylindium(TMIn)-treatment in InGaN/GaN multiple quantum wells(MQWs) on green light-emitting diode(LED) is investigated. A comparison of conventional LEDs with the one fabricated with our method shows that the latter has better optical properties. Photoluminescence(PL) full-width at half maximum(FWHM) is reduced, light output power is much higher and the blue shift of electroluminescence(EL) dominant wavelength becomes smaller with current increasing. These improvements should be attributed to the reduced interface roughness of MQW and more uniformity of indium distribution in MQWs by the interruptions with TMIn-treatment.     

紫色土土壤全氮和全磷含量的高光谱遥感预测

高光谱遥感技术是土壤养分预测的有效手段之一。以三峡库区王家沟小流域为研究区,在对土壤样本的理化性质和实验室反射光谱数据分析和测量的基础上,用偏最小二乘回归方法建立了紫色土土壤全氮和全磷含量的预测模型,并用33个水稻土土壤样本对紫色土土壤养分预测模型进行了验证。结果显示,紫色土土壤全氮预测模型得到的土壤样本预测值和实测值之间的总相关系数达到了0.672,而紫色土土壤全磷预测模型得到的相关系数只有0.498; 用紫色土土壤养分预测模型对水稻土土壤养分进行预测得到的相关系数分别为0.550和0.124。因此,用高光谱来预测紫色土土壤全氮含量具有一定的可行性,但高光谱对于紫色土全磷含量的预测效果相对较差;土壤养分预测模型在不同类型土壤之间并不具有很好的通用性。     

InxGa1-xN薄膜的弯曲因子及斯托克斯移动研究

采用常压金属有机化学汽相沉积(MOCVD)技术以Al2O3为衬底在GaN膜上生长了InxGa1-xN薄膜。以卢瑟福背散射／沟道技术、光透射谱、光致发光光谱对InxGa1-xN／GaN／AI2O3样品进行了测试。研究了InxGa1-xN薄膜的弯曲因子及斯托克斯移动。结果表明，采用光透射谱、光致发光光谱得到的InxGa1-xN薄膜的禁带宽度一致，InxGa1-xN薄膜并不存在斯托克斯移动。InxGa1-xN薄膜的In组分分别为0．04，0．06，0．24，0．26时，其弯曲因子分别为3．40,2．36，1．82，3．70。随In组分变化。InxGa1-xN薄膜的弯曲因子的变化并没有一定的规律，表明InxGa1-xN薄膜的禁带宽度随In组分的变化关系复杂。     

多层GaAlInP半导体发光材料的双晶衍射分析与拟合

应用双晶衍射仪对MOCVD外延生长所得到的一个GaAlInP双异质结(DH)的单晶多层结构进行测试与分析。应用双晶衍射的动力学理论模拟此样品的摇摆曲线，并结合界面的融合、晶格崎变与缺陷的散射来解释测试结果。对衍射谱的展宽提供了合理的解释，比较肯定地确定了此样品的结构与晶体质量。涉及缺陷对衍射FWHM的展宽的解释与关于缺陷的半动力学衍射理论相比，简单明了，实用于实际的生产检测。并根据分析结论对晶体质量的改进提供技术方案，改进了晶体质量。     

Mn掺杂GaN的电子结构及光学性质

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波赝势法(PWP)计算Mn掺杂GaN(Ga1-xMnN)晶体的电子结构及光学性质,详细讨论掺杂后电子结构的变化.计算表明,Mn掺杂GaN使得Mn 3d与N 2p轨道杂化,产生自旋极化杂质带,Ga1-xMnxN表现为半金属性,非常适于自旋注入,说明该种材料是实现自旋电子器件的理想材料.另结合实验结果分析掺杂后体系的光学性质,发现吸收谱在1.3 eV处出现吸收峰,吸收系数随Mn2+浓度增加而增大.分析表明,该峰是源于Mn2+离子e态与t2态间的带内跃迁.     

基于荧光玻璃的高效LED白光技术

采用高温熔融法制备了一定质量比例的SiO_2-YAG∶Ce~(3+)片状荧光玻璃,厚度为0.2 mm,分析其XRD物相、光学和SEM微观结构、PL光谱。结果表明:荧光玻璃保留了晶相,荧光粉颗粒在玻璃基质中均匀分布,荧光玻璃和荧光粉的激发响应关系一致。在465 nm蓝光激发下,发射波长均在535 nm附近,表明荧光玻璃除含有玻璃相,还有荧光粉的物质结构特性。将不同波长蓝光芯片与不同荧光粉含量的荧光玻璃进行封装测试,结果表明:器件的流明效率可达到234.81 lm/W;色温和显色指数均随荧光粉含量增加而单调下降,呈现高色温和低显色指数;荧光粉质量分数从6%增加至15%时,不同波长激发下的色坐标x与y呈现大致相同的线性变化率。采用450 nm激光激发荧光玻璃,测试样品温度变化发现温升较缓,温降迅速,耐热性能优越。实验结果表明,将荧光玻璃用于LED白光照明封装,能实现流明效率和耐热性能的大幅提升,形成良好的白光输出。     

氢化物—石墨炉原位富集原子吸收光谱法测定痕量锑

本文对标示问题进行了研究，自行设计了氢化物发生器，采用以石墨炉两端输入氢化物方式，载气流向用活塞控制，大幅度减少原子化阶段石墨炉内氢气分压，提高了锑的灵敏度，对氢化锑的石墨炉表面分解沉积和原子化机理进行了讨论，方法有于矿泉水和自来水痕量锑的测定，结果令人满意，锑的特征浓度为３０ｐｇ／０．００４４Ａ。