Modeling of H2 and H2/CH4 Moderate-Pressure Microwave Plasma Used for Diamond Deposition

One-dimensional transport models of moderate-pressure H ₂ and H ₂ /CH ₄ plasmas obtained in a diamond deposition microwave reactor are presented. These models describe the plasma as a thermochemically nonequilibrium flow with three different energy modes. The solution of the one-dimensional plasma transport equations enabled the estimation of plasma species concentrations and temperatures on the axis of the reactor. As far as pure H ₂ plasmas are concerned, results showed that the model predictions of gas and vibration temperatures are in good agreement with experimental measurements. The model also yields a relatively good qualitative prediction of the variations of H-atom mole fraction with the power density absorbed by the plasma. The results obtained for H ₂ /CH ₄ discharges showed that the model prediction on the variations of H-atom mole fraction with methane percentage in the discharge is in good qualitative agreement with experimental results. They also showed that methane is rapidly converted to acetylene before reaching the discharge zone. The concentrations of neutral hydrocarbon species in the reactor are mainly governed by thermal chemistry. The addition of methane strongly affects the ionization kinetics of the plasma. Three major ions are generally obtained in H ₂ /CH ₄ plasmas: C ₂ H ₂ ⁺ , C ₂ H ₃ ⁺ , and C ₂ H ₅ ⁺ . The relative predominance of these ions depends on the considered plasma region and on the discharge conditions. The ionic species concentrations are also mainly governed by chemistry, except very near the substrate surface. Finally the use of this transport model along with the surface chemistry model of Goodwin ⁽¹⁾ enabled us to estimate the diamond growth rate for several discharge conditions.     

多孔纳晶TiO2薄膜光催化剂的研制及其催化性能

 采用表面改性法制备了负载型Ni2（OEt）2／SiO2双核金属乙氧基配合物催化剂，利用示差量热、红外光谱和微反技术对催化剂的表面结构、热稳定性、化学吸附性质和催化活性进行了研究．结果表明，负载型双核金属乙氧基配合物Ni2（OEt）2／SiO2中的Ni2＋与载体SiO2表面的O2－以双齿配位形式键合；二氧化碳在催化剂表面存在桥式吸附态和碳酸单乙酯基物种两种吸附态，丙烯则只有一种分子吸附态；在适宜的反应条件下，二氧化碳和丙烯在Ni2（OEt）2／SiO2催化剂上的反应产物主要是甲基丙烯酸．根据实验结果，提出了二氧化碳和丙烯在Ni2（OEt）2／SiO2催化剂表面的反应机理，反应物分子共吸附于催化剂表面同一活性单元上，羧酸根和丙烯解离吸附态的形成是反应顺利进行的关键步骤．     

铝阳极化皮膜之显微组织与电化学特性研究

利用超薄切片技术(ultramicrotomy)制作铝阳极化成箔之横截面切片,于穿透式电子显微镜(TEM)下对氧化铝介电皮膜厚度,型态,成份与微结构进行观察与分析,并探讨其与皮膜电化学特性表现之关联性.于85℃己二酸铵水溶液中进行铝阳极化成处理.当电压低于100V时,所成长之介电层为非晶质氧化铝皮膜,其电阻值随化成电压升高而增加,但介电常数不受化成电压之影响.当化成电压超过100V时,结晶状的γ′＿Al2O3开始出现,且其产生的量随电压值的提高而不断增加,结晶化的过程造成皮膜中缺陷与裂缝产生,以致皮膜电阻逐渐降低,但平均介电常数却有明显随皮膜中γ′＿Al2O3增加而升高的趋势.化成电压达到200V时,介电皮膜之结构明显可分为两层,包括内层非晶质氧化铝与外层结晶性γ′＿Al2O3;其电化学交流阻抗行为亦显示界面双电容组件特性,结晶性γ′＿Al2O3层的电阻较低,但比非晶质氧化铝层具较高电容值.     

缓蚀剂在N80钢上吸附行为研究

应用极化曲线和交流阻抗技术研究了 4种缓蚀剂在N80钢基体和碳酸亚铁膜上的吸脱附行为 .实验表明 ,对同一种缓蚀剂 ,其在N80钢光洁表面和在腐蚀产物膜上的吸附力强度不同 ,而酸性缓蚀剂和小分子缓蚀剂在N80钢光洁金属表面和碳酸亚铁膜上各表现出不同的缓蚀行为     

Fe3+-TiO2/SiO2光催化降解罗丹明B的研究

以硅胶为载体,采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的Fe3+-TiO2/SiO2光催化剂,并采用SEM,Raman和DRS等手段对其进行了分析和表征.以氙灯为光源,通过对可溶性染料罗丹明B的降解反应,考察了Fe3+-TiO2/SiO2催化剂的光催化活性,探讨了光催化反应中溶液pH值和起始浓度对催化反应的影响.     

辣根过氧化物酶自组装多层膜结构形貌与活性的研究

用分子沉积自组装作制备了阳离子化和阴离子化的辣根过氧化物酶自组装膜；并用原子力显微镜（AFM）研究了不同离子化辣根过氧化物酶单层及多层自组装膜的形貌结构与自组装膜的活性变化关系。结果表明：阴离子化的辣根过氧化物酶自组装膜的表面形貌比较粗糙，均方根粗糙度（RMS）及酶分子粒径较大，且组装膜的活性比较大。     

氮掺杂二氧化钛-氧化镍双层薄膜的光电致色特性

以金属钛为靶材、O2/N2/Ar混合气氛为溅射气体,在导电玻璃(ITO)表面磁控溅射一层薄膜,再经300-500℃退火处理制备了氮掺杂TiO2薄膜.采用X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见吸收光谱等对薄膜的微观结构、光学特性和光电化学性能等进行了研究.进而采用化学沉积的方法在TiO2-xNx薄膜表面沉积上一层多孔NiO薄膜,研究表明,制备的ITO/TiO2-xNx/NiO双层薄膜具有明显的光电致色特性,400℃退火处理的氮掺杂TiO2薄膜具有最高的光电流响应,经氙灯照射1h后,薄膜从无色变成棕色,500nm波长处光透过率从79.0%下降至12.6%.     

泡沫液膜的分子动力学模拟及泡沫析液机制的研究

采用分子动力学MD方法模拟表面活性剂稳定的泡沫液膜,通过分析表面活性剂头基与水分子的径向分布函数,分析泡沫液膜中水分子的状态,对结合水、捕获水进行定量;采用电导法测定不同表面活性剂稳定的泡沫的析液曲线,结合分子模拟结果,分析泡沫析液的微观机制,建立泡沫析液量随时间变化的物理模型,给出了模型参数的物理意义.     

层状二氧化锰和2,2'-联吡啶铁自组装膜的制备和光电性能研究

采用静电吸附层-层自组装方法制备了层状二氧化锰/2,2'-联吡啶铁自组装膜材料,借助扫描电镜(SEM),紫外可见光谱(UV-Vis)和电化学工作站等测试手段对自组装膜的结构与性能进行了表征.结果表明,该自组装膜具有均匀的表面和紧密的层状结构,在可见光照射条件下该自组装膜电极的氧化还原电流明显增加了.层状二氧化锰/2,2'-联吡啶铁自组装膜电极,在可见光照射条件下光电降解有机染料罗丹明B(1×10-5mol/L)反应80min降解率达到了57%.     

Co~(2+)掺杂的纳米TiO_2薄膜光催化特性及电化学阻抗谱研究

本文采用交流电沉积技术,在多孔氧化铝模板中合成出Co2+掺杂的纳米TiO2薄膜(Co2+/TiO2薄膜)。以次甲基蓝为降解物,研究了纳米Co2+/TiO2薄膜在可见光下的催化性能,考察了阳极偏压对光催化活性的影响。用电化学阻抗谱(EIS)研究了纳米Co2+/TiO2薄膜在次甲基蓝溶液中的电化学行为,给出了相应的等效电路和半导体能带结构参数-空间电荷层宽度。研究表明,适量Co2+掺杂可以提高TiO2薄膜的光催化活性。在Co2+/TiO2膜电极上施加一定阳极偏压,使空间电荷层宽度增加,因此能有效实现光生电子-空穴分离,进一步提高次甲基蓝的光催化降解效率。