Ni-Pt/γ-Al2O3催化剂用于甲基环己烷催化脱氢的研究

采用自制的比表面积为349 m²/g的纳米膜γ-Al₂O₃为载体,用等体积浸渍法制备了Ni-Pt/γ-Al₂O₃催化剂,采用比表面积测定、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等手段对所制备的催化剂进行了表征。利用微型连续管式反应器与气相色谱联用装置,考察了Ni-Pt/γ-Al₂O₃催化剂对甲基环己烷(MCH)气相脱氢的催化性能。结果表明,使用20%Ni-0.5%Pt/γ-Al₂O₃催化剂,在反应温度350℃,混合进样体积空速252 h^-1条件下,甲苯转化率达到96.99%,选择性接近100%。     

Preparation and formation mechanism of CdS nano-films via chemical bath deposition

CdS semiconductor nano-films were grown on ITO glass substrates by means of chemical bath deposition (CBD), with Cd(NO₃)₂ as Cd ion and (NH₂)₂CS as S ion sources. The concentration of Cd ions, deposition temperature, deposition time and post-treatment temperature have an impact on the formation of CdS nano-films. UV-vis absorption spectrum and atomic force microscope (AFM) images indicated that the change of concentration and post-treatment temperature may adjust the band-gap of CdS to obtain stable, homogeneous and compact films. Formation mechanism of the crystal nucleus and CdS film was also discussed. Active sites on the surface of ITO are critical to the formation of the crystal nucleus and a uniform and compact CdS nano-film. The active site and crystal nucleus are formed due to the comprehensive effect of electricity, thermodynamics and chemistry. __________ Translated from Journal of Jilin University (Science Edition), 2007, 45(1): 116–120 [译自: 吉林大学学报(自然科学版)]     

调Q脉冲YAG三波长激光诱导液相沉积Si基Ni-Pd-P纳米膜

使用脉冲三波长Nd：YAG激光实现了室温下半导体硅上化学沉积Ni-Pd-P纳米膜。SEM结果表明,激光诱导化学沉积Ni-Pd－P纳米膜具有良好的选择性。经STM测试发现,由于激光作用,镀层不仅沿表面生长,而且在厚度方向上也不断增厚。极化曲线测试表明,短时间激光诱导沉积的Ni-Pd-P纳米膜具有优异的析氢催化性能。     

基于局部基底弯曲法的高灵敏度薄膜应力测试技术

针对MEMS(micro-electro-mechanical system)和NEMS(nano-electro-mechanical system)对薄膜应力测试的要求,开发了一种新型高灵敏度薄膜应力测试技术,使用自行搭建的准纳米光学干涉测试系统,利用局部基底弯曲来检测薄膜的内应力.该方法不仅保留了传统基底弯曲法的所有优点,而且消除了其系统误差.使用ANSYS对测试结构进行了模拟和优化,对于30nm厚的薄膜,应力检测的分辨率为1.5MPa,优于目前国际上的相关报道.本测试结构使用各向异性腐蚀和DRIE(deep reactive ion etching)完成,加工工艺简单实用.文中使用该测试技术对常用MEMS薄膜的残余应力进行了测量,结果与其他测试方法得到的结果基本一致,测量重复性优于1%.该技术可以用于测试纳米级薄膜及超低应力薄膜的内应力.     

基于混合优化算法的纳米薄膜参数表征

为了在椭圆偏振测量过程中得到精确的纳米薄膜参数,提出了一种求解纳米薄膜参数的混合优化算法。结合人工神经网络算法反向传播和粒子群算法快速寻优的特点,建立了改进粒子群-神经网络(Improved Particle Swarm Optimization-Neural Network,IPSO-NN)混合优化算法。该算法在较少的迭代次数下具有快速跳出局部最优解的能力,从而快速寻找椭偏方程最优解。文中使用该算法对标称值为(26.7±0.4)nm的硅上二氧化硅纳米薄膜厚度标准样片进行薄膜参数计算。结果表明:采用IPSO-NN混合优化算法计算薄膜厚度时相对误差小于2%,折射率误差小于0.1。同时,文中通过实验对比了传统粒子群算法与IPSO-NN算法,验证了IPSO-NN算法计算薄膜参数时能有效优化迭代次数和寻找最优解的过程,实现快速收敛,提高计算效率。     

聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)纳米薄膜极化反转与疲劳特性

采用旋涂法制备了厚度为140 nm的聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)[P(VDF-TrFE)]纳米薄膜, 研究了不同退火温度以及环境相对湿度对薄膜的极化反转和疲劳性能的影响. 运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪等测试技术对薄膜的微结构进行了表征. 实验结果表明, 通过不同温度的退火处理, P(VDF-TrFE)铁电薄膜的结晶度随着退火温度的升高而不断提高, 并且一定的温度范围内的退火处理可以提高薄膜的极化性能; 此外, P(VDF-TrFE) 铁电薄膜性能还表现出一定的环境湿度的敏感特性, 这与薄膜的物理性能和结构特点密切相关; P(VDF-TrFE)铁电薄膜在不同的环境湿度条件下 表现出较好的电学特性, 其漏电流均保持在10 ^-7A/cm² 的较低水平. 本工作揭示了再退火过程对薄膜的极化反转速度和疲劳恢复特性的影响, 并结合薄膜二次疲劳结果, 探讨了薄膜可逆的内部疲劳恢复特性机理.     

Li+-CaxPb1-xTiO3湿敏纳米薄膜的激光拉曼光谱、晶格畸变和激光显微组织--应用"软模理论"解谱

测定了标题物Li^ -CaxPb1-xTiO3（缩写为Li-CPT,其中x=0．35,Li/Ti=1．0％,mol／mol,850℃／h)的激光拉曼光谱(LRS)和激光显微组织,并与湿敏性能极差的纯钛酸铅PbTiO3(缩写为PT)以及不同钙掺杂量的钛酸铅CaxPb1-xTiO3(缩写为CPT,x=0．08,0．16,0．24,0.32,0．40)的LRS进行比较,Li-CPT以及CPT的LRS与PT的LRS相比有很大差别,仅在75,125,190,273和585cm^-1出现五个谱峰．应用“软模理论”将其分别归属于PT四方晶相的五个特征单模E（ITO),A1(ITO),E(2TO),B1 E和A1(3TO)的红移及宽化,PT的其它五个特征单模在Li-CPT及CPT的谱图中完全消失或被淹没,对于这种拉曼活性的降低,可以根据“软模理论”与晶格畸变作用的关联加以解释,Pauling离子半径较小的Ca^2 的掺杂,等价取代了半径较大的Pb^2 的晶格位置,降低了四方晶相畸变度δ=c／a和不对称性导致的各向异性,不单消除了薄膜冷却时位移型相变可能引起的破裂,而且改变了晶格中氧八面体“TiO6”及十二面体“PbO12”的几何结构和电荷分布,改变了晶格c轴上M-O(M-Ti,Pb)键的化学环境,直接阻尼了M-O键的伸缩振动软模,减小了电偶矩及其自发极化,使Li-CPT的振动模的拉曼活性大大降低,因此LRS提供了一种表征晶格畸变的有效方法。反过来也佐证了“软模理论”可以用来解释拉曼光谱。     

玻璃基底/Ag纳米薄膜/聚苯胺电致变色薄膜的制备

采用垂直靶向脉冲激光沉积(VTPLD)法,在室温及 Ar气环境下于玻璃基底 上沉积Ag纳米薄膜。在Ag纳米薄膜上用提拉法获得一层聚苯胺(PANI)电致变 色薄膜。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和数字万用表考察激光功率对沉 积的Ag纳米薄膜的晶型结构、表面形貌和电导率的影响。采用循环伏安法、紫外 可见漫反射光谱法对不同激光功率下沉积的Ag纳米薄膜上PANI薄膜的电致变色 性能、结构变化进行分析。XRD和SEM结果显示,在玻璃基底上成功地获得粒径 为30～50nm的Ag纳米薄膜且其电阻值为1～5 Ω。在实验的最优条件 下,激光功率为17W时获得的Ag纳米薄膜致密均匀、结晶好和电阻值 较小;在优化的玻璃基底/Ag纳米薄膜上附着的PANI薄膜,电致变色电压最低、红移范围明 显。     

Ge纳米结构的形貌与铁磁性研究

利用等离子体增强化学气相沉积技术制备了厚度不同的Ge薄膜, 随着样品厚度的减小, 样品表现出了室温铁磁性. 厚度为12 nm样品经过300 ℃退火后, 由于颗粒细化, 颗粒之间的界面增加, 界面缺陷增加, 样品表现出最大的铁磁性 (50 emu/cm³). 场冷却和零场冷却曲线测试表明居里温度约为350 K. 进行600 ℃退火后, 颗粒团聚, 样品的铁磁性最小. 当样品厚度进一步减小为6 nm时, 沉积态样品表现出铁磁性和顺磁性共存. 对6 nm厚的样品进行300 ℃退火后, 样品只具有铁磁性. 进行600 ℃退火后, 样品却只具有顺磁性. 12 nm 和6 nm 厚的Ge纳米结构薄膜随退火温度变化表现出不同的磁性规律, 我们认为是由于样品的颗粒大小和颗粒分布不同造成的. 样品越薄, Si基底与Ge薄膜之间的界面缺陷越明显, 界面缺陷以及Ge颗粒之间的界面缺陷为样品提供了未配对电子, 未配对电子的铁磁性耦合强度与样品颗粒的分布以及颗粒之间的结合有一定的关系. 颗粒之间分散或颗粒之间的融合程度大都将会降低样品的铁磁性.     

PROGRESS IN THE BIONIC STUDY ON GECKO＇S MICRO-ADHESION MECHANISM

本文针对壁虎粘附系统最小单元的真实形状, 类似于有限尺寸纳米薄膜的铲状纤维, 综述了对其微观粘附力学机制主要影响因素的多个研究, 主要考虑了有限尺寸纳米薄膜长度、厚度、撕脱角等对撕脱力的影响; 物体表面粗糙度以及环境湿度等对粘附的影响因素; 包括实验、理论及数值模拟的研究及结果比较. 最后给出仿生粘附力学方向仍然存在的主要科学问题及进一步的研究展望.