基于定向纳米碳管气体放电的气敏传感器研究

介绍了一种基于定向纳米碳管的气敏传感器,以生长定向纳米碳管的氧化铝模板作为阳极,铝板作为阴极,利用纳米碳管的尖端发射效应,在较低的电压下使气体产生放电现象。通过对纳米碳管在气体中击穿电压和放电电流的测量,实现对气体的定性定量检测。同时纳米碳管气敏传感器还具有体积小、灵敏度高、稳定性好、响应速度快、在常温常压下即可进行检测等优点,具有较好的应用前景。     

聚甲基丙烯酸甲酯/聚醋酸乙烯酯共混相分离过程的标度行为与逾渗结构

本文用激光光散射和光学显微镜方法研究了聚甲基丙烯酸甲酯/聚醋酸乙烯酯共混体系不稳相分离过程最大散射强度I_m(t,T)和相应波矢q_m(t,T)随时间变化规律及相区的逾渗结构.实验结果表明:I_m(T,t)和q_m(t,T)与时间t满足简单的标度关系I_m(t,T)～t~β,q_m(t,T)～t~(-α),且标度关系β=3α成立.揭示了相态结构的分维特征.给出了计算相态结构分维数的简便方法,其分维数D值约为1.64±0.03.与逾渗模型给出的D值接近.     

电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法测定二次电池废料中的钴含量

采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定二次电池废料中的钴含量。根据分析线的选择原则,采用干扰少、灵敏度相对低的波长201.153nm谱线作为方法分析线。以稳定性为原则优化了仪器测定条件,探讨了酸度效应和共存元素的影响。方法具有快速简便、良好的准确度和精密度,校准曲线的线性相关系数为0.999 9,加标回收率为94.3%～105%,相对标准偏差(n=8)小于1%。方法适用于二次电池废料含量小于10%的钴量测定,适用于工业化生产的日常分析。     

信息通信系统在智能交通系统中的应用分析

城市发展和建设过程中,交通建设始终是其中重要的一项,我国交通业发展迅速.但是个人车辆增多,交通系统的发展明显滞后于需求.传统的交通建设系统已经不能适应城市化水平的提高,只有实现智能化交通系统的建设才能满足交通建设的需求.本文分析了三种常见的无线通信技术特点及其在智能化通信系统中的应用.     

半导体纳米复合材料的制备及其光电催化CO2还原

本实验通过模拟植物光合作用,设计制备了新颖的光电联合催化池3D-ZnO/Ni BiVO4/FTO,用电化学沉积法制备了泡沫镍负载的ZnO纳米棒光电阴极和BiVO4光电阳极,以0.1 mol·L^−1 KHCO3水溶液作为电解质,1 mmol·L^−1曙红Y为光敏剂,在−0.6 V硅太阳电池的电压下光电催化还原CO2得到了乙醇、乙酸和甲醇,总产率22.5μmol·L^−1·h^−1·cm^−2。实现了将太阳能贮存为化学能并减少了空气中的CO2,加深了学生对绿色化学和植物Calvin循环机理的理解。     

多孔炭载聚钴酞菁修饰电极用于苯二酚的电催化及检测

以二氧化硅纳米球为模板,通过葡萄糖的水热聚合反应制备了具有三维结构的多孔炭(PC)。采用电化学聚合方法将单体钴酞菁聚合在多孔炭修饰的玻碳电极(PC/GC)表面,制备了多孔炭载聚钴酞菁的修饰电极(Co-TAPc/PC/GC)。通过循环伏安法(CV)研究了间苯二酚、邻苯二酚和对苯二酚在此修饰电极的电化学响应。结果表明,相对于裸玻碳电极、多孔炭或聚钴酞菁单独修饰的电极,该修饰电极对3种同分异构体的酚类物质均有更好的电催化活性。利用计时安培技术,该修饰电极对间苯二酚、邻苯二酚及对苯二酚分别在5.0×10-6～5.0×10-4 mol/L,6.0×10-6～2.5×10-4 mol/L和2.0×10-6～8.0×10-4 mol/L范围内具有较好的线性响应。此修饰电极具有制备简单、响应灵敏、稳定性好等优点。     

淀粉接枝聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂的合成及应用——推荐一个高分子化学综合实验

介绍一个综合化学实验。实验通过淀粉与丙烯酰胺的接枝聚合反应和阳离子化改性,合成了一种新型淀粉接枝聚丙烯酰胺阳离子高分子絮凝剂,进行了结构表征,以人工模拟染料废水和重金属离子废水为实验对象,探究了合成的聚丙烯酰胺、淀粉接枝聚丙烯酰胺和淀粉接枝聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂在废水净化中的应用。本实验理论与实践相结合,有助于激发学生的学习兴趣,培养学生的学科交叉融合思维和分析解决问题的能力。     

基于氮掺杂碳载铁复合物的锌空电池氧阴极催化剂

迫在眉睫的环境和能源问题推动人类探索可行、可靠和可再生的能源技术.锌-空气电池和氢氧燃料电池等器件显示出高能量转换效率,但是仍有许多难题有待克服,例如阴极侧上缓慢的氧还原反应(ORR),以及高昂的成本极大地限制了铂基催化剂在商业上的广泛应用.因此,开发高性能的廉价ORR催化剂具有重要意义.过渡金属碳氮化合物(M-N-C, M=Co, Fe等)成为最有希望替代铂基催化剂的一类材料, M-N-C催化剂可以通过直接热解含有过渡金属、氮和碳物种的前驱体合成.然而热解时金属原子易团聚,多孔结构不能被有效地控制,导致相对较差的催化活性.目前, MOF衍生的催化剂在能源转化和储存技术中得到了广泛的关注,其具有丰富的氮含量、高比表面积和可调的孔道结构等特点.本文报道了一种简便可靠可控的合成铁氮共掺杂碳十二面体纳米结构催化剂的方法,并作为阴极电催化剂用于锌空气电池中,测试结果证实,合成的铁氮共掺杂的纳米碳具有与铂基材料相当的活性和更加优异的稳定性.表面吸附了的邻菲罗啉铁的ZIF-8在碳化过程中,氮基团能够结合铁形成Fe Nx结构单元,因此可得到铁氮共掺杂的电催化剂.粉末X射线衍射,扫描电镜证实ZIF-8的成功合成.经过热解得到的催化剂中Fe Nx或Fe Cx衍射峰较弱,表明样品中铁含量较低,存在部分无定型铁.通过拉曼光谱分析发现,引入的邻菲罗啉在热解过程中诱导了缺陷的形成,所以Fe-NCDNA-0的ID/IG比值明显高于NC.同时ID/IG随着铁含量的增加而减少,这是因为铁可以诱导石墨化,诱导效应随着铁含量的增加而增加.分析氮气吸附-脱附等温线得出,引入邻菲罗啉之后,比表面积增加;而铁的引入因其占据了微孔结构,导致比表面积下降.同时电镜证实Fe-NCDNA-2具有较大的形貌扭曲,使得该材料具有较大的比表面积.系统的电化学研究表明,氮掺杂有利于增强ORR活性,在引入铁之后形成高效的活性中心会进一步提高催化性能.因此, Fe-NCDNA-2在碱性条件下表现出优异的ORR性能.线性扫描伏安法曲线表明,铁氮共掺杂的材料表现出与Pt/C相似的性能,其中Fe-NCDNA-2的半波电位(E1/2)为0.863 V,比商业Pt/C的电位更正(E1/2=0.841 V).同时, Fe-NCDNA-2具有更加优异的稳定性,测试30000 s后的电流保持率为80%(Pt/C:64%).在中性介质中,合成的材料也展示了较高的ORR活性.Fe-NCDNA-2的E1/2=0.715 V,催化30000 s后电流保持率77%,均优于商业Pt/C催化剂.组装的锌空气电池进一步验证其作为氧还原催化剂实际应用的可行性.相比于以Pt/C为催化剂做空气阴极的电池,以Fe-NCDNA-2组装的电池表现出更高的开路电压,更高的功率密度(184 m Wcm^-2),以及更加优异的充放电循环稳定性.该工作也有利于启发研究人员探索类似的氮掺杂过渡金属碳材料在各种催化上的应用.     

利用智能手机定量测量楼梯、电梯高度与垂直速度

随着智能手机与内置传感器技术的不断进步,利用智能手机探索物理实验逐渐增多.文章基于智能手机内置气压传感器(pressure sensor)和phyphox应用软件,定量测量人行楼梯、电梯升降高度与垂直速度.实验结果证实了该方法的可行性,测量精度在可接受范围.研究项目既增强了物理实验趣味性,又激发了学生学习兴趣和探究欲望...