谐振调幅压电石英晶体分子键裂型传感仪的研制北大核心CSCD

基于谐振调幅激励压电石英晶体开发了一种分子键裂型传感仪。该传感系统通过数字信号发生器DDS 9854产生频率可调的正弦波,激励9.98 MHz的压电石英晶体,经信号放大滤波后得到谐振频率。通过数控技术调节激励电压实现谐振调幅,以增大石英晶振表面的剪切动量。当调幅到一定程度会导致分子间键断裂,通过调幅电压值测定分子键的强度,可在数分钟内得到晶体表面的结合质量和结合强度的信息。使用了谐振调幅压电石英晶体分子键裂型传感仪检测了不同粒径的氨基纳米磁珠与金电极之间的相互作用,由频率信号得到磁珠在金电极上的结合量。通过不同谐振调幅电压激励石英晶体以甩脱电极表面的磁珠,由激励电压得到不同粒径的氨基纳米磁珠与金电极间的键裂力为2±0.5 nN。本仪器的研制为传感分子间的相互作用提供了一种新技术,可快速检测鉴别键的强度。     

电化学双电层电容器电极材料——豌豆荚基活性炭的制备与表征

以豌豆荚为碳源、ZnCl₂或KOH为活化剂制备了活性炭, 并用作双电层电容器的电极材料. 采用比表面及孔隙度分析仪表征了豌豆荚基活性炭的孔结构. 通过KOH或ZnCl₂活化后, 活性炭比表面积从1.69 m²·g^-1增大到2237或621 m²·g^-1. 采用循环伏安法和恒流充放电测试技术表征了豌豆荚基活性炭的电化学特性. 结果表明: 在6 mol·L^-1 KOH溶液中经KOH活化处理的活性炭的质量比电容高达297.5 F·g^-1, 并具有良好的充放电稳定性, 在5 A·g^-1的高电流密度下循环充放电500次后, 质量比电容仅衰减8.6%.     

一种新型酶生物燃料电池阳极构建及性能研究

通过酸化碳纳米管(CNTs)和β-环糊精(β-CD)之间的范德华力作用, 实现CNTs的β-CD功能化. β-CD具有内腔疏水、外壁亲水的环状结构, 其内腔容易与二茂铁(Fc)形成稳定的主客体包合结构, 实现Fc在碳纳米管上的高效固载; 再将CNTs-β-CD-Fc复合物与葡萄糖氧化酶(GOD)混合, 采用戊二醛实现酶分子间的交联, 形成GOD/CNTs-β-CD-Fc复合物, 然后将其涂覆到玻碳电极(GC)上, 得到一种新型的酶生物燃料电池阳极(GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC). 采用同步热分析法、傅里叶变换红外光谱和透射电子显微镜对所制备的CNTs-β-CD-Fc复合物进行了表征, 采用循环伏安法研究了GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极对葡萄糖氧化的催化性能. 结果表明: 在同等实验条件下, 没有固载Fc的GOD/CNTs- β-CD/GC电极基本无催化电流, 而GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极表现出比GOD/CNTs-Fc/GC电极更为优越的电催化性能. 进一步以GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极或GOD/CNTs-Fc/GC电极为酶阳极, 商用催化剂E-TEK Pt/C电极(E-TEK Pt/C/GC)为阴极, 构建葡萄糖/氧气生物燃料电池(EBFC), 结果表明前者的最大功率密度(33 μW·cm^-2, 0.18 V)几乎是后者的三倍(11.7 μW·cm^-2, 0.16 V). 通过记录开路电位随时间的变化研究了EBFC的稳定性, 以GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极为阳极的EBFC在连续工作9 h后仍保留了92%的开路电位, 表明该电池具有良好的连续工作稳定性. 我们提出的这种新型生物燃料电池阳极的构造方法, 为构建高性能、高稳定性的葡萄糖/氧气EBFC提供了新的思路.     

轴承钢滚动接触疲劳亚表面夹杂处损伤分析

轴承钢在滚动接触疲劳(RCF)中失效的主要原因之一是亚表面白蚀区(WEA)的形成.本文中从塑性应变累积引起剪切局域化新的角度对WEA进行了研究.通过耦合晶体塑性和相场损伤理论建立了损伤演化本构模型,研究了非金属夹杂处塑性应变累积和损伤演化.研究表明,接触疲劳载荷引起的塑性应变局域化导致了剪切带的形成.剪切带的形貌、取向和应变与WEA的一致,表明WEA实际上是应变局域化的剪切带.晶体取向对WEA损伤的形成和发展有很大的影响,WEA仅在择优的晶体取向下形成.与软夹杂周围的剪切带和损伤演化不同,硬夹杂处的剪切带与夹杂相切,形成的4条剪切变形带将夹杂“包围”.剪切带内部处于高应变和低应力的状态,带中心处应变达到最大,随带宽两侧急剧减小,而中心处应力却最小,几乎为零,沿带宽两侧增大,这说明裂纹在剪切带内萌生和扩展.该结论阐明了裂纹和WEA形成的关系,即裂纹是在WEA形成过程中因应变不协调产生,而非裂纹先产生,裂纹上下表面相互摩擦导致WEA形成.     

高三应用变式练习的课例分析——一节公开课的形成与反思

在第一年教高三物理综合科时,每次的市、区、校教研,我都认真积极参加.在许多次的教研活动中,都能学习到其他老师好的教学思路、方法以及切实有效的操作方法.     

基于步进啁啾光纤光栅的OCDMA频阈相位编码

本文提出了一种在步进啁啾光纤光栅实现OCDMA频阈相位编码的方案,该方案中引入了影射码,根据影射码在相应的子光栅之间加入相移以实现正确的编解码.该编解码器结构简单,数值模拟得到了好的相关输出.     

Pt微粒修饰纳米纤维聚苯胺电极对甲醇氧化电催化

以脉冲电流法制备的纳米纤维状聚苯胺(PANI)为Pt催化剂载体，用它制备了甲醇阳极氧化的催化电极Pt/（nano-fibular PANI）.研究结果表明, Pt/（nano-fibular PANI）电极对甲醇氧化具有很好的电催化活性,并有协同催化作用.在相同的Pt载量条件下， Pt/（nano-fibular PANI）电极比Pt微粒修饰的颗粒状聚苯胺电极Pt/(granular PANI)具有更好的电催化活性.此外， Pt的电沉积修饰方法同样影响Pt/（nano-fibular PANI）电极对甲醇氧化的催化活性.脉冲电流法沉积Pt形成的复合电极较循环伏安法电沉积得到的Pt复合电极具有更优异的催化活性.     

乙二胺接枝改性碳纳米管负载的乙醇氧化电催化剂Pt及Pt-Ru的制备及电催化性质

采用化学法制备了乙二胺接枝改性碳纳米管（ED/MWNTs）负载的Pt及Pt-Ru催化剂,并用红外光谱法、透射电镜分析（TEM）及X射线能谱技术对催化剂进行了表征。结果表明：乙二胺对碳纳米管的改性使Pt及Pt-Ru在碳管上的分布更均匀,粒径更小。同时,催化剂对乙醇电催化氧化活性的电化学研究结果表明：乙二胺改性可明显提高Pt-Ru/MWNTs/C 和Pt/MWNTs/C的电催化活性,而且Pt/ED/MWNTs/C的活性甚至比Pt-Ru/MWNTs/C的活性还高。由此,ED/MWNTs作为乙醇电氧化催化剂的载体有着很好的应用前景。     

Pt 纳米颗粒在聚二甲基二烯丙基氯化铵功能化碳纳米管上的自发沉积及其对甲醇的电氧化性能

利用聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)非共价修饰的碳纳米管(CNTs)与PtCl₆^2-之间的自发氧化还原作用, 制备了Pt 纳米颗粒(Pt NPs)/CNTs-PDDA复合催化剂. PDDA在该催化剂中具有三种作用: (1) 作为金属前驱体PtCl₆^2-还原为Pt NPs 的还原剂; (2) 作为原位产生的Pt NPs 的稳定剂; (3) 在CNTs 表面形成保护膜抑制CNTs 在甲醇电催化氧化过程中的腐蚀. 采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重分析和拉曼光谱对CNTs-PDDA进行了表征, 表明PDDA通过π-π作用已成功覆盖在CNTs 表面, 并且修饰过程没有导致CNTs 结构的破坏. 采用透射电子显微镜(TEM)对Pt NPs/CNTs-PDDA 催化剂进行了表征, 结果表明, Pt NPs 均匀地分散在CNTs上, 平均粒径约2 nm, 且粒径分布范围窄. 用循环伏安法、计时电流法进一步考察了Pt NPs/CNTs-PDDA催化剂在酸性介质中对甲醇的电催化氧化的性能. 电化学测试结果表明, 与原始CNTs 负载的Pt NPs催化剂相比,Pt NPs/CNTs-PDDA催化剂具有更高的电化学活性表面积、电催化质量比活性和稳定性.