氨基功能化介孔Ce-Fe-O合成及其光催化性能研究

以P123(聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物)为模板剂,Ce(NO_3)_3,Fe(NO_3)_3为反应原料,通过水热反应,合成了结构性能较好的Ce-Fe-O介孔材料。利用氨基硅烷与表面羟基间的缩合作用,成功地实现了介孔Ce-Fe-O的氨基功能化。利用XRD,N_2吸脱附,Raman,FT-IR等技术对合成样品的结构性能进行了表征。结果表明:以15%Fe(NO_3)_3进行掺杂所获得的Ce-Fe-O结构性能较好;该材料氨基功能化后,除孔径、表面积及孔容变小外,其他性能基本保持不变。以酸性红14(AR14)为探针分子,对相关合成材料的光催化性能进行评价。光催化结果表明:由于氧缺位形成及氨基引入,提高了可见光吸收强度及对AR14的吸附量,所合成的氨基功能化介孔Ce-Fe-O在可见光作用下,可彻底催化降解溶液中的AR14,且降解效率高于相关光催化剂。     

Ni_2P/Zr-MCM-41催化剂的制备及其对麻风树油加氢脱氧的催化性能

采用水热法合成MCM-41和Zr-MCM-41,由Ni(NO_3)_2和(NH_4)2HPO_4溶液共浸渍、高温焙烧、氢气还原和钝化制备了负载型Ni_2P/Zr-M CM-41催化剂。采用XRD、TEM、氮气吸附、CO吸附、吡啶吸附红外和XPS等方法对催化剂进行了表征,并在高压反应釜中研究了其对麻风树油加氢脱氧(HDO)的催化性能。结果表明,氢气还原温度为650℃、Ni2P负载量为20%(质量分数)、Ni2P物相呈晶型时,Ni_2P/Zr-M CM-41催化剂的活性最佳;较低的Ni2P负载量有利于其在Zr-M CM-41载体表面均匀分散,而负载量高于25%(质量分数)时,活性组分少量团聚,易导致孔道堵塞。催化剂表面存在部分因钝化而形成的Ni O。对于麻风树油加氢脱氧,Ni2P负载量为20%(质量分数)Ni_2P/Zr-M CM-41表现出优异的催化性能;脱氧率高达93.90%,直链烷烃含量高达85.36%,其中柴油组分产率较高,C15~20组分占直连烷烃组分50%以上。     

介孔Ce-M-O(M=La,Pr)的合成及其紫外-可见光吸收性能研究

分别利用P123、正硅酸乙酯(TEOS)为模板剂和硅源,在酸性条件下合成了介孔SBA-15材料。利用SBA-15为硬模板剂,La(NO3)3/Pr(NO3)3和Ce(NO3)3为前驱体,通过煅烧方法制备了La-Pr-O/Ce-Pr-O和SiO2混合物。使用2 mol·L-1的NaOH溶液对混合物中的氧化硅进行溶解,获得La-Pr-O/Ce-Pr-O复合氧化物。采用X射线衍射仪、Raman光谱仪、N2吸-脱附技术、透射电镜及紫外-可见光谱仪对La-Pr-O/CePr-O复合氧化物进行了表征。Raman和X射线衍射结果表明产物具有与CaF2相似的萤石结构;N2吸-脱附结果证明产物为介孔结构。紫外-可见光谱表明,在Ce-Pr-O固溶体中,随着Pr含量提高,产物对光(特别是可见光)的吸收强度急剧增加;而在Ce-La-O固溶体中,随着La含量提高,产物对可见光的吸收强度基本保持不变。     

基于锌锗二元氧化物的光热协同分解CO2研究

本工作为非Ti基光热协同材料研究,使用溶液沉淀法制备了ZnO/Zn₂GeO₄复合材料（Z/ZGO）应用于光热协同分解CO₂.使用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射技术（XRD）、紫外可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、X射线光电子能谱（XPS）等表征手段对材料的形貌、光响应以及氧空位对反应的影响进行研究.锌锗二元氧化物复合材料综合两种半导体的优势,形成异质结,扩展了材料光谱响应范围,提高了材料氧空位形成能力,使得CO产率提高至单纯ZnO样品的5.55倍,并具有较好的循环稳定性.对扩展光热协同催化材料体系,进一步深化光热协同反应机理以及提升反应产率具有一定的前瞻和指导作用.     

环境温度和湿度对96-Al2O3陶瓷电阻率的影响

采用无压烧结技术,以0.25wt;CaO、1wt;MgO、2.75wt;SiO2为添加剂,在1500 ℃、1550 ℃、1600 ℃下烧结制备了Al2O3陶瓷,分别在150~400 ℃温度范围内和40;~100;的相对湿度环境下,对Al2O3陶瓷的直流电阻率进行检测.样品的相组成和显微结构通过X-ray衍射分析(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征.结果表明,环境温度由150 ℃上升到400 ℃,样品的直流电阻率降低了约2~2.5个数量级;环境相对湿度从40;上升到100;,样品的直流电阻下降了约3~4个数量级.在相同测试条件下,1500 ℃烧结的Al2O3陶瓷样品由于小的晶粒尺寸和高的孔隙率,从而导致其具有更高的电阻率.     

基于扩径光纤锥马赫曾德尔干涉仪的位移传感

以直线形光纤马赫曾德尔干涉仪作为滤波器件,掺铒光纤作为增益介质的环行腔光纤激光器实现位移传感。构成该马赫曾德尔干涉仪的扩径光纤锥由光纤熔接机制作而成。随着两个应力调节支架距离的减小,干涉仪发生弯曲,输出的波峰向短波长方向移动,最大敏感度为4.49 nm/mm,消光比大于50 dB。扩径光纤锥的引入使得光纤在弯曲时能够保持基本一致的弯曲度,并且相比其他结构强度更高,不容易发生断裂。同时,该结构的制作所需材料便宜,制作过程简便,有利于工程应用。     

基于肖特基二极管的太赫兹准光探测器设计方法与成像性能研究

设计了一款太赫兹准光探测器, 该探测器主要由砷化镓肖特基二极管芯片以及高阻硅透镜组成.为了减小所设计芯片的欧姆损耗, 将天线图案生长在了半绝缘砷化镓层上.在335～350GHz频率范围内, 准光探测器的实测电压响应率为1360～1650V/W, 双边带变频损耗为10.6～12.5dB.对应估算的等效噪声功率为1.65～2pW/Hz1/2.基于所设计的准光探测器进行了成像实验, 该实验分别在直接检波和外差探测两种模式间进行, 成像结果表明所设计的太赫兹准光探测器能够满足太赫兹成像方面应用.     

（英）一种基于透镜天线的宽带太赫兹准光检波器

设计了一种能够工作在140~325 GHz频带的宽带准光检波器,由一颗高阻硅透镜和单片集成检波芯片组成.设计并加工出双缝天线,在天线馈电端集成了肖特基二极管,该紧凑结构使其能够接收空间中的太赫兹辐射并转换为基带信号.为增强片上天线的方向性,利用MLFMM算法进行了扩展半球硅透镜的设计和优化,实现了良好的辐射特性.通过测试,天线在220 GHz和324 GHz处的辐射增益分别为26 dB和28 dB.在140~325 GHz,检波器测试得到的响应率可达到1 000~4 000 V/W,对应的等效噪声功率(NEP)估算为0.68~273 pW/Hz.     

从铁钉表面镀铜浅谈低年级学生科研思维培养

以铁钉表面镀铜为例,从Cu~(2+)直接氧化Fe实验中发现问题:铜镀层凸凹不平、易脱落。基于该问题,引导学生进行文献查阅,对问题进行分析,然后设计相关实验方案,进行实验操作,从而解决问题:获得表面均匀的铜镀层。通过问题发现、问题分析、文献资料查阅、实验方案设计、问题解决的思路培养低年级学生科研思维。