泡沫镍铁合金自支撑NiFeOOH纳米片的制备及析氧性能研究

电催化析氧反应(OER)是电解水制氢的重要半电池反应。然而,OER的缓慢动力学仍需研究高效的电催化剂。在非贵金属催化剂中,NiFe基材料是OER催化剂研究热点。本文通过食人鱼溶液简单一步浸渍刻蚀法将不同Fe含量的泡沫NiFe合金进行氧化,制备了表面具有纳米片形貌的NiFeOOH自支撑电催化剂,并深入研究其电催化析氧性能。通过SEM、XRD、XPS等对电催化剂的形貌结构及成分进行表征,证实了三维多孔基底上NiFeOOH纳米片结构的形成。由于高价镍、铁物种的存在以及二维纳米片结构的生成,NiFeOOH/NF的析氧性能大幅度提高,在10 mA?cm-2的电流密度下过电位仅155.68 mV,Tafel斜率为 88.2 mV?dec-1。这为研制高效、耐用的自支撑非贵金属电极提供了新思路。     

直流高压加速管轴向绝缘的优化设计

 为了降低500 mA直流高压加速管高梯度区的电位梯度，对加速管轴向绝缘结构进行优化设计。首先分析了沿面闪络的机理和该加速管轴向绝缘体结构。根据SEEA理论并通过数值模拟，发现阴极、真空和绝缘体三结合点处电场畸变是产生高场强的原因，并分别对4种绝缘体结构进行模拟分析，最终确定出比较理想的结构：绝缘体沿面与阴极电极夹角为+45°，绝缘体两端开槽并均匀嵌入金属电极环，绝缘体均匀嵌入阳极电极片内。     

HPLC–ELSD法测定三乙醇胺单、双、三酯季铵盐的含量

建立正相高效液相色谱–蒸发光散射检测法测定工业样品中的三乙醇胺单、双、三酯季铵盐的含量。以正己烷–甲醇–四氢呋喃(体积比85∶10∶5,加0.5 mL三氟乙酸调节至pH 3.50)为流动相,等度洗脱三乙醇胺单、双、三酯季铵盐,色谱柱为HP–氨基正相柱,柱温27℃,流量1.0 mL/min,蒸发光散射检测器漂移管温度80℃,载气流量2.6 L/min。三乙醇胺单、双、三季铵盐质量浓度的自然对数与各自对应的色谱峰面积和的自然对数呈良好的线性,相关系数(r~2)分别为0.991 4,0.996 7,0.991 5。测定结果的相对标准偏差为0.6%~2.6%(n=6),加标回收率分别为98.6%,101.2%,97.9%。该方法准确快速,可以为三乙醇胺单、双、三酯季铵盐的生产工艺优化提供理论数据。     

Cu_xCo_(1-x)/Al_2O_3/FeCrAl整体式催化剂上甲苯催化燃烧(英文)

以FeCrAl合金薄片为基底,Al2O3浆料为过渡胶体,不同摩尔比的Cu、Co为催化活性组分,制备了一系列CuxCo1-x/Al2O3/FeCrAl(x=0-1)新型整体式催化剂.采用X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X光电子能谱(XPS)和程序升温还原(TPR)等手段对催化剂的结构进行了表征.在微型固定床反应器上评价了催化剂的催化甲苯燃烧性能.研究结果表明:在所制备的整体式催化剂上,当Cu含量比较低时,形成了Cu-Co-O固溶体;当Cu含量比较高时,可以测得CuO的衍射峰.催化剂表面颗粒大小和形貌与Cu、Co摩尔比密切相关.在催化剂表面,Co以Co2+和Co3+价态存在,而Cu主要以Cu2+价态存在.催化剂中的Cu可以改善Co的氧化还原性,从而有利于催化剂活性的提高.在所制备的催化剂中,Cu0.5Co0.5/Al2O3/FeCrAl催化剂具有最好的活性,甲苯在374oC可以完全催化燃烧消除.     

Driven injection of a polymer into a spherical cavity: A Langevin dynamics simulation study

The injection of a self-avoiding flexible polymer into a spherical cavity under a driving force is studied by using Langevin dynamics simulation. For given polymer length (N) and driving force (f), the polymer can be completely injected into the cavity only when the radius of the cavity is larger than a transition radius (R_eC). The dependence of R_eC on N and f can be described by a scaling relation R_eC∝N^1/3f^-δ. The value of δ changes from 4/15 in the small f region to 1/6 in the moderate f region due to the screening of the excluded-volume interaction between monomers. We find the complete injection time (τ) decreases monotonously with increasing the cavity radius or decreasing the polymer length. The simulation results are in good agreement with the theoretical predictions from the free energy analysis and a simple kinetic model.     

单晶LaB6热阴极直流发射特性实验研究

 实验利用二极管型电子枪研究了单晶LaB₆热阴极的直流发射特性。阴阳极间距5 mm，从直径为2 mm发射体上测得175 mA直流束流（阴极温度约为1 870 K、阴阳极电压6.5 kV、空间电荷限制状态），电流密度为5.57 A/cm2。采用Longo方程拟合直流发射电流，该方法比以往单纯用Child或Richardson- Dushman公式更符合实际。实验还观测了阴极工作环境和表面状态对直流发射的影响，当真空度低于7×10^-4 Pa时，阴极发射能力逐渐下降,阴极表面碳、氧污染使发射体功函数升高。长时间加热后，石墨上会蒸镀LaB6,由此会造成热子电阻的下降。分析表明La原子补充不及时和表面气体吸附是影响直流发射能力的主要因素。     

泡沫镍上电沉积花瓣状NiFeO_xH_y/rGO用于析氧反应（英文）

开发碱性体系的高效低成本析氧电催化剂是由可再生能源转化制氢的关键。本研究通过在泡沫Ni基底上原位电化学沉积的方法制备了花瓣状NiFeO_xH_y和NiFeO_xH_y/rGO复合催化剂用于析氧反应。花瓣状的结构不仅明显提高了催化剂的比表面积,而且暴露了更多的层状边缘和缺陷,进而增加了催化剂的活性中心。还原氧化石墨烯的加入进一步提升了催化剂的电导和析氧电催化性能,通过优化NiFeO_xH_y/r GO在1 mol/L KOH溶液中的析氧性能为:过电位200 mV(10 mA/cm~2)、Tafel斜率29.11 mV/decade,并且保持了较好的稳定性。     

Matlab软件在物理实验数据处理中的应用

运用Matlab软件的线性回归、曲线拟合和交互式绘图方法对霍尔效应实验的数据进行了处理.研究结果表明Matlab软件的数据分析和图形处理功能十分强大.不仅比传统手工画图方法更准确,而且还方便快捷,值得在物理实验教学中得到广泛推广.     

异亮氨酸修饰电极在痕量铅测定中的应用

建立了以异亮氨酸修饰玻碳电极为工作电极、方波伏安法测定Pb~(2+)的方法,优化确定了电极修饰及Pb~(2+)测定的条件。在最佳条件下,在5.0~50 nmol/L和0.05~5.0μmol/L范围内,Pb~(2+)的氧化峰电流与其浓度呈线性关系,检测限为3.41 nmol/L,并对口红中的Pb含量进行了测定。机理研究表明,Pb~(2+)在修饰电极上的电化学反应受到扩散作用控制。     

单晶LaB6热阴极直流发射特性

大功率脱硫加速器要求稳定发射500mA直流电流，且要长时间连续工作，因此寻求一种长时间稳定发射的阴极发射体，对于脱硫加速器的建造至关重要。就制备技术比较成熟的大电流长寿命发射体而言，用单晶LaB6的逸出功低、发射度好，成为高亮度、高稳定性、长寿命阴极的首选材料。