两步热化学分解水制氢用氧交换材料

氧交换材料是一种能够在惰性或还原气氛中快速释氧,而在弱氧化气氛下(如水蒸气)恢复氧的储氧材料。基于氧交换材料的太阳能热化学分解水制氢技术可实现太阳能向氢能的高效转化。该技术利用太阳能提供热量使氧交换材料高温释氧或被还原性气体还原,而后与水发生氧化反应生成纯氢。将氧交换材料制成透氧膜,在膜的两侧发生材料的释氧和氧恢复,同时实现纯氢的连续制备。本文详细论述了铁基氧化物、钙钛矿氧化物、镍基氧化物、铈基氧化物、无机透氧膜等氧交换材料的研究成果,重点介绍了基于不同反应体系氧交换材料的应用情况,并就提高铁基氧化物、钙钛矿氧化物等典型氧交换材料反应活性与循环稳定性的可能路径,构建高效透氧膜反应器的难点与发展方向等主要问题进行了探讨与展望。     

2-磺基对苯二甲酸与多吡啶配体的锰(Ⅱ)配合物的晶体结构和磁学性质

利用2-磺基对苯二甲酸钠(2-NaH2stp)、2,4,6-三(2-吡啶)-5-嗪(tpt)和水合醋酸锰在溶剂热条件下合成了一种二维的新型配合物[Mn3 (stp)2 (tpt)3(H2O)2](H2O)2(1).结构分析表明,该配合物中有两个晶体学独立的锰离子,Mn1与6个氧原子配位,Mn2与3个氧原子和3个氮原子配位,均处于八面体构型.Mn2离子通过stp配体链接成双螺旋一维链,而Mn1离子将一维链进一步链接成二维层结构,层间通过晶格水分子的氢键和tpt分子间的π…π堆积作用堆垛成三维超分子结构.配合物1的磁学性质研究表明,金属离子Mn(Ⅱ)之间存在弱的反铁磁相互作用.     

不同沉淀剂下水解法制备BiOCl的光催化性能研究

以Bi(NO3)3·5H2O为原料,乙二醇(ethylene glycol,EG)为溶剂,采用水解法,在不同沉淀剂(NH3·H2O,Na2CO3和CO(NH2)2)条件下制备了BiOCl光催化剂.使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2物理吸附、紫外可见漫反射(DRS)、光致发光(PL)光谱等手段对所制样品进行了表征.以甲基橙染料为降解物,评价了不同沉淀条件对BiOCl光催化性能的影响.结果表明,不同沉淀条件对BiOCl光催化剂的结晶度、晶粒尺寸、形貌、禁带宽度、光生电子空穴对分离效率有明显的影响,进而影响了其光催化活性.其中以尿素为沉淀剂制得的催化剂BiOCl-3在模拟太阳光下降解甲基橙(MO)实验中显示了良好的光催化效率,光照60 min后对MO的降解效率达97;.BiOCl-3较高的光催化活性是由于其具有较高的结晶度、均匀的片状结构、较窄的带隙(2.9 eV)和较高的光生电子-空穴对分离效率.自由基和空穴捕获实验证明,光生空穴是BiOCl-3光催化反应体系中的主要活性物种.此外,所制备的BiOCl-3光催化剂具有较高的光催化稳定性,重复使用4次后对甲基橙的降解率仍保持在89;以上.     

氯氧化铋晶体的制备及其表征研究

采用铋盐转化水解法制备了四方相氯氧化铋晶体,研究反应温度、水解反应用水量以及反应液滴加顺序对产物粒径、产率及表面形貌的影响.结果表明,最佳反应条件为Bi(NO3)3·5H2O与HCl摩尔比为1∶5,反应温度为25～30℃,反应液滴加顺序为A→B,用水量为35 mL.该条件下制备出片状氯氧化铋晶体颗粒粒径0.5～2 μm,产物分散性良好.利用马尔文激光粒径分析仪、X射线衍射仪(XRD)、热场发射扫描电子显微镜(SEM)对氯氧化铋的粒度分布、晶面结构和微观形貌分析可知,所制备的氯氧化铋粒径分布符合正态分布曲线,且纯度高无任何杂质,反应液滴加顺序对产物形貌影响较大.     

水下武器发射时流噪声研究

水下鱼雷武器发射噪声是潜艇的特殊噪声源。为直观详尽地描述发射系统内鱼雷出管的具体情况,本文建立了潜艇水下鱼雷安静发射普遍采用的液压平衡式发射装置内部及外部流场的有限元分析模型。基于FLUENT的动网格技术进行数值模拟,计算分析了发射过程的速度场和压力场,以及由此引起的发射流噪声特性。探讨了发射速度、发射管内外压力、潜艇航速或外部流场、水深等多种因素对鱼雷水下发射噪声的影响。     

氮掺杂及水分子吸附碳纳米管电子场发射第一性原理研究

对闭口碳纳米管(CNT)顶端分层掺氮及吸附不同数目水分子体系,运用第一性原理研究了有电场存在时的电子场发射性能.结果表明：掺氮并吸附水分子的CNT结构稳定;外电场愈强、水分子数愈多,体系态密度(DOS)向低能端移动幅度愈大且最高分子占据轨道(HOMO)/最低分子空轨道(LUMO)能隙愈小.吸附能,DOS/LDOS,HOMO/LUMO及其能隙分析一致表明,第三层氮掺杂CNT吸附不同数目水分子体系的场发射性能最佳. 关键词： 氮掺杂 水吸附 密度泛函理论 电子场发射     

流体的粘滞阻力对物体运动的影响

力学中有求解物体在流体介质（如空气和水）中运动的问题,如船在水中的运动,小球在空气或水中下落时的运动等．在这类问题中,什么情况下流体的粘滞阻力可以忽略,常使学生产生疑问,而教师又很少解释清楚．下面以小球在流体介质中下落力例,讨论粘滞阻力对物体运动的影响．     

“加速度”概念的突破

对刚从初中升入职技院校学生来说,帮助他们理解、巩固、加深对新概念的认识,一直是教学的重要课题．我历年讲授加速度总是由浅入深,层次分明,循序渐进地通过几个章节的教学,并采用了加强实践性、降低难度又保证水平的方法达到了学生真正掌握的目的．     

超高压水的分子动力学模拟

 采用平衡分子动力学（EMD）方法,模拟研究了温度范围为243~348 K、压强范围为0.1~400 MPa条件下水的热力学性质、结构和动力学性质,模拟结果与实验值吻合较好。模拟结果表明,随着压强的增大,水分子间的氢键作用增强,扩散系数减小;随着温度的升高,水分子间的氢键作用减弱,有序程度下降,扩散系数增大。但在过冷水中,扩散系数随压强的增大有增加的趋势。     

Unconventional Landau Levels of Ultracold Fermionic Atoms on Two-Dimensional Honeycomb Lattice

We investigate the unconventional Landau levels of ultracold fermionic atoms on the two-dimensional honeycomb optical lattice subjected to an effective magnetic field, which is created with optical means. In the presence of the effective magnetic field, the energy spectrum of the unconventional Landau levels is calculated. Furthermore, we propose to detect the unconventional Landau levels with Bragg scattering techniques.