纳米阵列电极研究

纳米阵列电极作为一种人工组装的纳米结构体系,具有高传质速率、低双电层充电电流、小时间常数、小IR降及高信噪比、可操作性强和测量灵敏度高等优势,因而在电化学理论研究、生物传感器、电催化材料和高能化学电源电极材料等方面等具有广阔的应用前景。迄今为止,人们采用多种材料设计制备出包括圆盘状、圆柱形、球形、圆锥形、叉指状和井状等各种形状的纳米阵列电极。其制作方法主要包括模板法、刻蚀法和自组装法等,电极的表征主要采用电子显微镜技术和电化学方法。本文结合我们的工作和国内外文献,就纳米阵列电极制作方法、表征和应用等方面进行了评述,并对目前纳米阵列电极研究中存在的问题及发展前景进行了探讨和展望。     

单颗金刚石切削无氧铜的声发射关联维特征

声发射技术可以实现无氧铜切削加工特征的监测与评价。采用声发射技术监测单颗金刚石磨粒旋转切削无氧铜,利用G-P算法重构出声发射时域信号相空间,采用自相关函数法计算出相空间时间延迟参数,通过相空间双对数曲线的计算,得到不同切削工况下的关联维数。研究结果表明,进给速度和切削速度对声发射信号影响较不显著,切深与声发射信号振幅呈正效应关系;声发射信号双对数曲线呈现阶段性增加趋势,并逐渐收敛于饱和状态,关联维数随着嵌入维数的增加先快速下降后趋于平稳;金刚石切削无氧铜的声发射信号具有混沌运动变化特性,在较小嵌入维数时,关联维数与切深和切削速度呈现线性负效应关系,与进给速度呈现线性正效应关系。该研究为无氧铜的切削加工提供理论参考。     

新颖卟啉阵列以及卟啉类似物的设计、合成与性能研究进展

卟啉是“生命色素”分子,在自然界中广泛存在,如血红素和叶绿素.卟啉类似物与卟啉分子具有相似的结构和性能,它们在光电器件、光动力治疗、太阳能电池、生物传感以及人工智能等领域有着广泛的应用前景.本文基于近年来本课题组的工作,系统地介绍了多种卟啉阵列及卟啉类似物的设计、合成与性能方面的研究,在此基础上对该领域的发展进行了简单地展望,旨在为设计、合成结构新颖、性能优异的卟啉类似功能分子提供参考.     

导电聚苯胺线膜修饰ZnO纳米棒阵列的可控制备及其紫外探测性能

基于p-n结的光生伏特效应可构筑性能优异的UV探测器,本文采用水热法可控制备竖直排列的氧化锌纳米棒阵列(n型ZnO-NRs),利用原位聚合法在ZnO-NRs表面上修饰p型聚苯胺线膜(PANI-NWs),再组装成ZnO-NRs与ZnO-NRs/PANI-NWs紫外探测器.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫...     

北京大学DC-SC光阴极注入器的升级设计

 基于直流电子枪-超导加速腔（DC-SC）光阴极注入器样机的初步实验结果,北京大学提出了新的注入器的改进设计。新注入器核心结构包括皮尔斯枪和3+1/2超导腔。文章给出了它们的详细结构参数,然后采用程序,对注入器的束流动力学进行了模拟。结果发现：新注入器可以提供具有高束流品质、高平均流强的电子束,束团的电荷量100 pC,横向发射度低于2 mm·mrad,脉宽5 ps,rms束斑可达0.5 mm,重复频率81.25 MHz;也可以提供电荷量为300 pC低重复频率的高峰值流强的电子束,其横向发射度小于3 mm·mrad,脉宽约为9 ps,以满足北京大学自由电子激光（PKU-FEL）实验平台的要求。     

Synthesis, Crystal Structure, Physical Properties, and Application of a Series of Functional Dibenzo[d,f][1,3]dioxepine Derivatives

The twisted aromatics, functional dibenzo[d,f][1,3]dioxepine derivatives were synthesized in high yields from reactions of 5,5＇-dibromo-2,2＇-biphenol with corresponding ketal or ketone compounds under acid catalysis. The structures of these compounds were characterized by ^1H NMR, elemental analysis, UV-Vis absorption spectrum and X-ray diffraction analysis. The conformation of O--C--O bridged biphenyl derivatives with varied substitute groups on 6,6＇-position was studied by X-ray crystallography and force-field simulation. The result of calculations by UNIVERSAL 1.02 force field in Cerius2 package（4.6） indicates that dibenzo[d,f][1,3]dioxepine derivatives show twisted conformations and the twisted angle between the phenyl rings is about 40°, which is accordant with the result from crystal structure determination, though the obtained angles in the crystal of dibenzo[d,f][1,3]dioxepine derivatives with the varied substitute groups on 6,6＇-position are shown to be slightly shifted to 40° owing to intermolecular interactions in crystal stacking. DSC studies exhibit that the substitute groups on 6,6＇-position can induce a large variation of endothermic peaks ranging from 80 to 135 ℃. The conjugated polymers based on dibenzo[d,f][1,3]dioxepine derivatives, which have ultraviolet emitting with a quantum efficiency of 10%, were obtained by Yamamoto coupling.     

二极管激光阵列在Talbot外腔中同相模的选择

 从理论和实验上对二极管激光阵列在Talbot外腔中的锁相进行了研究。在同相模和异相模近场分布的基础上,利用1维情况下的菲涅耳衍射公式计算了其远场分布。根据同相模和异相模在Talbot腔中的分布特性,采用1/2 Talbot腔并将外腔镜倾斜一个角度a的方法既能选择同相模,又能使模式的功率损耗最小。二极管激光阵列芯片采用CD金刚石材料,“三明治”结构对其进行封装,明显地减小了阵列的“smile”效应。在实验中实现了二极管激光阵列同相模的锁相输出,远场单瓣模的半高全宽为0.11 mm。     

高效液相色谱-二极管阵列检测法测定小麦粉及面粉改良剂中福美双

福美双是重要的二硫代氨基甲酸酯(DTC)杀菌剂,在小麦中使用限量以1 mg/kg二硫化碳(CS2)计.目前我国相关检测方法是针对二硫代氨基甲酸酯一类的化合物,二硫代氨基甲酸酯通过与酸反应生成CS2,采用光谱法或色谱法测定CS2,间接实现二硫代氨基甲酸酯测定.该方法无法特异性实现对福美双的检测,因此开展小麦粉中福美双检测...     

分子印迹光子晶体阵列传感器的构建及其对双酚A和双氰胺的检测

将分子印迹技术与光子晶体材料结合,构建了基于反蛋白石结构分子印迹光子晶体聚合物(MIPPs)的阵列传感器,用于微量双酚A(BPA)和双氰胺(DCD)的特异识别检测。对分子印迹聚合体系、模板分子洗脱条件进行了优化,当单体与模板分子摩尔比分别为1∶2和1∶4时,制备的BPA和DCD MIPPs的吸附效果最好,衍射峰位移最大。通过吸附动力学和吸附等温线实验考察了构建的传感器阵列的吸附性能。结果表明,构建的MIPPs传感器对BPA和DCD的响应时间分别为2.5和4.0 min,衍射峰位移量与BPA和DCD在其浓度分别为0.1～5.0μg/L和0.1～10.0μg/L范围时具有良好的线性关系,最大衍射峰位移量分别为39和31 nm,检出限分别为0.051和0.038μg/L;而非印迹光子晶体膜的衍射峰位移不明显,表明制备的MIPPs阵列具有选择特异性。实际样品测定结果表明,此MIPPs阵列传感器对实际样品中的目标物有明显的光学信号响应,可以快速、灵敏、选择性地检测环境水样中的目标分析物。     

基于丝网印刷技术的碳纳米管场发射冷阴极制作

制备了一种新型碳纳米管浆料,并总结了一套阴极制作工艺.实验表明,质量比约为10%的纯化碳纳米管、5%的纳米金属粉末和有机材料混合形成的印刷浆料,其阴极具有较好的发射均匀特性.在浆料制备过程中通过加入表面活性剂使碳纳米管分散更加均匀.用丝网印刷技术制作阴极,并用机械刀刻的办法制作阴、栅两极之间的沟槽,经烧结后分析阴极膜的电阻率和粘附性随阴极材料组分和制作工艺的变化关系,确定较为合适的升温曲线及丝网目数,阴极碳纳米管的均匀性、导电性的提高改善了发射均匀性.该阴极开启场为2.5 V/μm,在电场强度为3.3 V/μm下,阳极电流为5.6 μA,场发射电流稳定,波动小于5%.