基于微纳结构与金属纳米层的颜色调控技术研究

本文提出一种基于微纳结构及金属纳米层的颜色调控方法. 通过理论分析研究, 建立了基于多孔氧化铝(PA) 微纳结构与金属纳米层的颜色调控物理模型. 以此为基础, 在孔深分别为250 nm和410 nm的PA模板表面磁控溅射铝(Al)金属纳米层, 对其反射干涉光谱分析可知, 通过控制PA模板的孔深可实现可见光谱范围内的颜色调控. 此外, 基于掩膜在孔深为410 nm的PA模板表面局域溅射铬(Cr)金属纳米层, 通过对其反射干涉光谱分析并与相同孔深的镀Al金属纳米层的PA颜色进行对比, 可以发现改变金属纳米层的材料和厚度同样可以实现颜色调控, 并通过局域颜色调控制备出彩色图案. 研究结果表明, 基于微纳结构及金属纳米层的颜色调控是一种切实可行和有效的方法.     

12CaO·7Al_2O_3∶Ce~(3+)透明陶瓷的制备及其闪烁特性研究

采用高温固相法制备了不同Ce3+掺杂浓度的12Ca O·7Al2O3(C12A7∶x%Ce3+)陶瓷样品。在350 nm紫外光激发下,样品的发射光谱呈现为主峰位于440 nm的宽带,来源于Ce3+的5d1→2F5/2和2F7/2的辐射跃迁。随着Ce3+掺杂浓度的增加,发射强度增大;当Ce3+摩尔分数超过0.7%时,有杂质相出现。为了进一步提高光致发光强度,采用自蔓延燃烧法合成了C12A7∶0.5%Ce3+陶瓷样品。在H2气氛下热处理,通过改变笼中阴离子基团的种类和数目提高了陶瓷闪烁特性(发光强度和衰减时间)。结果表明,C12A7∶Ce3+陶瓷是可应用于闪烁体的潜在材料。     

多孔介质内溶解与沉淀过程的格子Boltzmann方法模拟

本文采用格子Boltzmann方法模拟了多孔介质内的溶解和沉淀现象, 并分析了雷诺数、施密特数、达姆科勒数对多孔介质孔隙结构及浓度分布的影响. 结果表明: 对于多孔介质内的溶解(沉淀)过程, 当雷诺数越大时, 孔隙率越大(小), 平均浓度值越小(大); 当达姆科勒数或施密特数较小时, 溶解和沉淀过程均受反应控制, 此时反应在多孔介质的固体表面较为均匀的发生; 当达姆科勒数或施密特数较大时, 溶解和沉淀过程均受扩散控制, 此时反应主要发生在上游及大孔隙区域.     

乙醇对纳米多孔氧化铝薄膜光致发光特性的影响

采用二次阳极氧化法,用乙醇与草酸的混合溶液制备纳米多孔氧化铝薄膜。扫描电子微镜结果显示,乙醇与草酸混合溶液中制备的氧化铝薄膜形貌更规整,有序度更高。光致发光测试结果表明,该混合电解液制备的薄膜的光致发光强度有明显的提高,且随乙醇浓度的增加,发光强度逐渐增大。结合红外反射光谱及X光电子能谱对上述实验现象进行了分析,为多孔氧化铝薄膜掺杂和改善其发光特性提供了新的思路。     

Co含量对Bi6Fe2-xCoxTi3O18样品多铁性的影响

用固相工艺制备了Bi₆Fe_2-xCo_xTi₃O₁₈ (BFCT-x, x=0, 0.2, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.6, 1.8, 和2.0)多铁陶瓷样品, 样品X射线谱分析发现, 随着Co含量的增加, 样品晶格常数出现了先增大后减小的变化. 室温下, BFCT-0.6样品呈现出相对较高的饱和磁化强度, 2M_s约为4.49 emu/g, BFCT-1.0具有最高的剩余磁化强度, 2M_r约为0.89 emu/g. Co含量在0.2 ≤x≤qslant 1.2范围内, 随着Co含量的增加样品顺磁–铁磁相变温度从752 K降至372 K. 小量的Co改善了样品的铁电性能, 当x=0.6时样品样品的铁电性能最佳, 随着含量增大样品铁电性能下降, 但当x >1.2时样品的铁电性能又得到了改善.     

自支撑纳米多孔金薄膜制备研究

采用磁控溅射镀金银膜,长时间热处理合金化制备前驱体合金,以渐进浓度的硝酸自由腐蚀去合金化成功制备出具有自支撑结构的纳米多孔金薄膜。采用扫描电镜和X射线能谱仪对去合金腐蚀前后样品的形貌和成分进行了分析,结果表明:400℃,36h的热处理使得薄膜样品完全合金化,获得了结晶致密的Au42Ag58合金膜;渐进浓度的自由腐蚀避免了薄膜的完全开裂,获得了样品尺寸大于15mm×15mm、厚度400~500nm、孔隙率约56%、具有自支撑结构的纳米多孔金薄膜,其微观结构为连续的三维多孔结构,系带尺寸40~140nm,80~100nm的系带达58%。     

多孔氧化铝薄膜横观各向同性弹性性质的研究

电化学阳极氧化生成的氧化铝薄膜含有高度有序的纳米孔阵列,本文首先假设氧化铝薄膜基体(无孔部分)为各向同性,结合其周期性孔结构特点和均匀化理论,可以得到氧化铝基体和薄膜弹性性质之间的关系。然后利用单轴拉伸结合电子散斑干涉(ESPI)的方法得到薄膜面内的杨氏模量为63.4GPa,并根据均匀化方法得到的基体与薄膜弹性性质的关系进一步推出薄膜横观各向同性的其它弹性参数,如基体杨氏模量等。为证明结果的可靠性,利用推出的弹性参数建立三维有限元模型,模拟纳米压痕实验,得到的加卸载曲线与实验曲线相吻合。     

注蒸汽驱油过程火用的传递和转换规律

油藏多孔介质内注蒸汽驱油过程存在能量和火用的传递和转换.以油藏多孔介质内注蒸汽驱油过程的火用方程为前提,结合基本广延量的平衡方程,建立驱油过程的能量传递方程,过渡到火用传递的动力学方程,通过热火用、压火用传递的分量方程得到注蒸汽驱油过程的总火用传递方程.并应用CMG软件对注蒸汽驱油过程进行数值模拟,探讨了注蒸汽驱油过程热火用和压火用之间的转换和传递规律及火用损机制,为驱油过程能量系统优化提供理论依据.     

多孔单分散交联聚苯乙烯-二乙烯苯离子对色谱固定相分离8种阴离子

以一步种子溶胀聚合法制备的粒径为8 μm的多孔单分散交联聚苯乙烯-二乙烯苯(PSt-DVB)树脂为离子对色谱固定相, 2 mmol/L 氢氧化四丁基铵(TBAOH)、10%(V/V)乙腈和1.5 mmol/L Na2CO3的混合液为流动相, 在流速为1.0 mL/min下, 成功实现了8种阴离子(F-, Ac-, Cl-, NO-2, Br-, NO-3, SO2-4和HPO2-4)的分离.考察了淋洗液的配比对8种无机阴离子分离的影响.在最优条件下, 8种离子表现出良好的重现性及较好的线性关系, 色谱柱具有良好稳定性及较好的分离能力.将其用于雪水中阴离子的分析, 6种离子在15 min内完全分离, 各离子加标回收率在93.6%～110.4%之间.此固定相也可用于IO-3, HCOO-, ClO-3, BrO-3, ClCH2COO-和H2C2O4混合样的分离.     

TiO_2纳米多孔薄膜漏模光波导共振传感器研究小分子的光谱灵敏度

在玻璃基片上溅射约50nm厚的金膜,在掺有P123聚合物的TiO2胶体溶液中浸渍提拉基片,经高温热处理后获得厚度约为210nm的TiO2纳米多孔薄膜。以此双层膜为漏模光波导芯片,并结合卤钨灯光源、CCD光谱仪、棱镜耦合器以及流动测试槽构建了基于Kretschmann结构的光谱测量式漏模光波导共振传感器。以非吸附型蔗糖水溶液为折射率液体,测试了传感器的折射率灵敏度。结果表明,在给定溶液折射率范围(1.3330～1.3557)内,漏模光波导共振波长随着折射率的升高而线形增大。以离子型表面活性剂和溴百里酚蓝为小分子吸附质,考察了传感器对小分子吸附的响应特性。结果表明,与只有一层金膜的SPR传感器相比,多孔薄膜漏模传感器对小分子吸附质的灵敏度大幅提高,这由于小分子在TiO2多孔薄膜导波层内的大量吸附。