微观结构对膜换湿能力影响研究

对多孔膜换湿过程进行了理论分析,得到了透湿量和湿阻的计算式.同时对三种膜包括PVDF,PES和纤维素膜进行了湿阻的测量实验,通过对实验数据的回归处理,得到了多孔膜的结构参数.结果表明,膜厚、孔径分布、孔隙率及曲折因子对膜的换湿特性都有较大影响,在平均孔径相同的情况下,其它因素仍然导致了不同膜换湿能力的较大差距。在所获得的结构参数基础上,通过数值模拟的方法研究了平均孔径对膜换湿能力的影响。结果表明湿阻随平均孔径的增大而减小,减小趋势逐渐平缓最后趋向一定值。     

有限气相反应速率条件下MFF模型应用方法的研究

本文使用CO相对燃烧速率的概念和通用的有效影响参数转化方程,将带有气相反应速率无穷快假设的移动火焰锋面(MFF)模型成功地扩展应用到有限气相反应速率条件的计算中。对于多组不同有限气相反应速率、以及不同粒径的碳粒燃烧计算,MFF模型扩展应用的预报结果都与严格连续膜模型符合较好,碳粒着火温度的预报也更为准确。     

基于AlN膜结构VCSEL热特性的研究

本文用ANSYS有限元热分析软件模拟了基于AlN膜钝化层和Si O2膜钝化层的高功率垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)器件内部的热场分布和热矢量分布.目的是证明Al N膜钝化层要比SiO2膜钝化层有具更好的特性,使器件能更稳定的工作,提高器件的特性,经模拟得到基于Al N膜钝化层的VCSEL热阻为3.12℃/W,而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.77℃/W.经实验测得基于Al N膜钝化层的VCSEL热阻为3.59℃/W而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.82℃/W,模拟结果和实验结果吻合较好.说明AlN膜钝化层要比SiO2膜钝化层具有更好的热特性.     

同步镀铋膜差分脉冲伏安法测试土壤中铬

采用同步镀铋膜法修饰玻碳电极及差分脉冲溶出伏安法测试土壤中Cr。在优化的实验条件下,以KNO3为支持电解质,NaAc-HAc(pH=5.5)为缓冲溶液的铋膜上得到Cr溶出特征峰电位为-1.14V,线性方程为:I=0.0747C+0.31054,相关系数为0.9981,检出限为0.001μg/L,线性范围为0.01—60μg/L,RSD=2.47%,该方法简单快速,准确度和精密度均符合要求,回收率为96.7%—104.5%。     

An optical fiber methane gas sensing film sensor based on core diameter mismatch

<正>An optical fiber evanescent wave methane gas sensor based on core diameter mismatch is reported.The sensor consists of a multimode fiber in which a short section of standard single-mode fiber,coated with the inclusion of cryptophane molecules E in a transparent polysiloxane film,is inserted.The sensing principle is analyzed by optical waveguide theory.For different sensing film thicknesses and interaction lengths,the sensor signal is investigated within the methane concentration range of 0-14.5%(v/v).It is shown that the sensor signal with the thickness of 5μm and the interaction length of 3 mm strengthens linearly with the increasing concentration of methane,with a slope of 0.0186.The best detection limit of the sensor for methane is 2.2%(v/v) with a response time of 90 s.This sensor is suitable for the detection of methane concentration below the critical value of 5%.     

流动注射-电化学-表面等离子体激元共振联用技术研究二茂铁硫醇氧化还原结构变化

采用流动注射-电化学-表面等离子体激元共振联用技术研究了11-二茂铁基十一烷基-1-硫醇自组装膜在氧化还原过程中的构型变化.结果表明,二茂铁硫醇在氧化过程中,分子发生了两种结构变化:远离电极表面,烷基链与电极表面的夹角增大;分子上两个平行的戊基环绕着二茂铁-碳轴发生旋转.     

分散溶剂对PEMFC催化层中超薄Nafion离聚物质子传导的影响

质子交换膜燃料电池(PEMFC)商业化应用的瓶颈仍然是贵金属催化剂导致的成本问题。然而,目前对于催化层中纳米尺度全氟磺酸离聚物(以Nafion为代表)薄膜中质子传导的问题研究不足,无法完善三相界面的成型规律,进而指导催化层设计。在催化层浆料制备过程中,分散溶剂对Nafion的分散形态有直接影响,可能对催化层成型后附着在催化剂颗粒表面Nafion薄膜的微观结构有潜在影响,进而影响Nafion薄膜的质子传导能力。因此,在本文中利用分子自组装技术模拟催化层离聚物薄膜的聚集过程,于模型基底上制备厚度精确可控的纳米尺度Nafion薄膜,并通过微观测试表征技术探索并建立纳米尺度Nafion离聚物的微观结构模型,阐明分散溶剂对Nafion薄膜微观结构及质子传导的影响。研究发现Nafion薄膜在纳米尺度下的质子电导率比体相膜的质子电导率低一个数量级,使用介电常数较小的醇类溶剂可以使Nafion薄膜形成更有利于质子传导的微观结构,使Nafion薄膜的质子电导率得到提高。相关研究结果为优化PEMFC催化层结构,改善PEMFC催化层中质子传导问题提供给了依据。     

酸性电解水过程中氧析出反应的机理及铱基催化剂的研究进展北大核心CSCD

可持续能源的迅速发展,使绿色清洁的氢能源成为热点。质子交换膜(PEM)水电解是一项很有前途的技术,可高效生产高纯度氢气。IrO_(2)作为质子交换膜(PEM)水电解槽阳极氧析出反应(OER)的商用电催化剂,既能在强酸性、高强度腐蚀条件下保持稳定,又表现出优异的催化性能。然而,由于Ir的稀缺性和昂贵的价格,提高Ir基催化剂的OER活性,开发低Ir催化剂就显得至关重要。对其反应机理的认知是当前的研究热点之一,也是设计优异的OER催化剂的关键所在。因此,首先从OER机理出发,对目前被广泛认可的吸附物逸出机理(AEM)和晶格氧逸出机理(LOER)两种反应机理进行了研究。随后,根据所提出的这两种机理,介绍了OER催化剂设计的基本准则,即调控Ir基催化剂的电子结构,改善反应中间物种在催化活性位点上的吸附能,从而提高OER催化活性。并从催化剂的结构设计、形貌控制、载体材料3个方面简单概述了最近OER催化剂的研究进展。最后,在已有研究的基础上,提出了目前OER催化剂面临的困难与挑战,这为以后相关的研究指明了方向。     

丙烯酸水溶液聚合法制备PTFE/PAA/Nafion膜及其性能

采用廉价的多孔聚四氟乙烯(PTFE)膜作为基底, 用少量的Nafion与PTFE膜复合可制备低成本的质子膜. 但疏水性的PTFE膜与亲水性的Nafion膜结合性不佳. 基于此, 本文对疏水性的PTFE膜材料表面进行设计, 先采用丙烯酸对疏水性的PTFE膜表面进行亲水性改性, 再喷涂亲水性Nafion膜, 完成低成本PTFE/PAA/Nafion膜的制备. 实验结果表明, 改性前的PTFE膜材料水接触角为150°, 改性后的膜接触角变为55.6°, 亲水性大幅上升, 膜的机械强度和尺寸稳定性(断裂强度为25.2 MPa, 80 ℃下的溶胀率为11.9%)均优于Nafion117膜, 而 Nafion用量则节省了60%. PTFE/PAA/Nafion膜具有高质子导通率(80 ℃下达到131.9 mS/cm), 接近于Nafion117膜, 最大功率密度可以达到404.2 mW/cm².     

钯合金膜分离纯化氢同位素的研究进展

钯合金膜因其具有优异的透氢性能及良好的化学和热稳定性,已被广泛应用于氢同位素的分离纯化领域。而PdAg和PdY合金膜在众多钯合金膜中透氢性能出色备受关注。本文比较了PdAg、PdY等多元钯合金膜的透氢性能及抗中毒情况,总结了PdAg复合膜的制备方法及透氢选择性,重点介绍了钯合金膜分离氢同位素的研究进展,并对钯合金膜的未来研究方向进行展望。