光催化分解水制氢反应中助催化剂的作用及机理（英文）

近年来,随着一次能源过度消耗所带来的能源和环境问题日益突出,开发廉价、可持续的清洁能源备受关注.光催化分解水制氢可利用太阳能普遍率高和几乎免费等特点制取燃烧热值高、燃烧产物无污染的氢气能源.自从1972年日本的Fujishima教授和Honda教授首次发现TiO₂单晶电极光催化分解水可以产生氢气以来,光催化制氢被认为是实现可持续制氢最有潜力的方法之一.有效地将太阳能转换为化学能的关键是设计高效的电荷分离和运输结构.然而,现有的大多数半导体光催化剂因缺少活性位点、光生载流子易复合等缺点而无法达到较高的转换效率.因此,如何提高半导体光催化产氢的转换效率是现阶段面对的重要问题.在众多解决方法中,助催化剂的引入可以为光催化制氢反应增加活性位点,促进光生载流子的有效分离,进而有效地提高半导体光催化产氢速率.本文总结了多种不同类型的助催化剂应用于光催化产氢研究的最新进展,详细讨论了助催化剂在增强光吸收、提供活性位点、增加催化剂稳定性和促进电荷分离等方面的作用,阐明了助催化剂在光催化分解水制氢中的反应机理,同时还提出了光催化制氢的未来研究和预测.本文将助催化剂分为以下几种类别进...     

基于S3C2440的WinCE Bootloader的分析与设计

针对BootLoader严格依赖于具体的嵌入式硬件系统,并且从头开发一套适合特定硬件系统的BootLoader又相当复杂这一问题,分析设计了基于S3C2440的WinCE操作系统的引导程序的实现方法。结合飞凌公司的嵌入式产品TE2440的硬件特性,对BootLoader启动的两个阶段和配置文件进行了详细的分析和设计,最终实现了系统引导加载程序的构建,为项目后续的开发奠定了良好的基础。     

高密度封装垂直出射窄脉冲半导体激光模块

针对采用边发射半导体激光器芯片进行多线集成窄脉冲半导体激光模块设计时,存在激光器芯片的排布位置受限、排列密度受限及发射板光轴方向尺寸较大等问题,研制了高密度封装垂直出射窄脉冲半导体激光模块。首先分析了寄生参数对驱动能力的影响,通过减小寄生电感和寄生电阻以获得高峰值窄脉冲驱动电流;然后进行芯组设计,通过设计侧面金属化陶瓷载体,将激光器芯片电极从陶瓷载体侧面引出,该结构将激光器芯片出光方向旋转90°,实现了激光垂直板面出射和板面自由排布,同时极大地压缩了光轴方向尺寸;最后将芯组和驱动电路进行整体设计,在密集排列的同时兼顾关键电路的均匀布局,实现了16线激光器芯片0.7 mm间隔的高密度排布和垂直板面出光。测试结果显示,模块的单路峰值输出功率约为80 W,脉冲宽度约为6 ns,功率不一致性≤5%。     

1550 nm波段外腔窄线宽激光器增益芯片

针对外腔窄线宽激光器应用设计了一款半导体增益芯片,分析了斜率效率和增益谱特性,由于封装后增益峰红移会造成器件输出功率下降,指出设计中芯片的增益峰需偏离激光器激射波长。通过优化量子阱结构及材料应力,提高了芯片的斜率效率。为了降低芯片自身法布里-珀罗(FP)腔谐振效应,采用弯曲波导配合磁控溅射四层增透膜工艺,使芯片出光端面的有效反射率明显降低,提高了窄线宽激光器输出波长的稳定性。所设计芯片采用1%压应变量子阱材料,量子阱厚度为7.5 nm,量子阱数量为3个,芯片波导与解理面法线呈6°夹角。通过半导体流片工艺完成掩埋结芯片制作,并进行窄线宽激光器封装及测试,实现了1 550 nm波段高效稳定的窄线宽激光输出。     

一种基于收费数据的断面流量估算方法

高速公路的流量是反映高速公路交通状态的一个重要参数.目前,针对高速公路断面流量的采集主要依靠人工方式或者通过安装一些车流检测设备来获得,成本较高.结合高速公路收费系统的特点,通过对收费数据的统计分析,提出一种基于收费数据估算高速公路断面流量的方法.首先,对收费数据进行初步的处理,从中计算出行驶时间;然后,根据收费数据中的车辆信息统计出各个OD的交通流量;最后,结合各个收费站出入口的位置信息、路段行驶速度信息以及OD流量来估算断面的交通流量.     

数字电子技术与EDA技术相结合的探讨

针对目前电子信息工程专业<数字电子技术>课程和课程相结合的研究比较少的现状,对两课程相结合的益处进行了探讨.通过介绍常用的EDA软件Max+Plus Ⅱ,结合例子,通过仿真分析得出EDA技术与数字电子技术相结合具有如下三点益处:实现硬件电路设计软件化,分析疑难电路现象,实现"开放"的数字电路实验室.通过将两课程相结合,可以使教师对理论知识的讲解更透彻,使学生有更多的机会设计并验证电路,对"教"与"学"都具有积极作用.     

新型PtPd合金纳米颗粒修饰g-C3N4纳米片以提高可见光照射下光催化产氢活性

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)纳米片因其廉价、易得、无毒等优点而在光催化领域被广泛应用和研究.但单一的g-C_3N_4存在光生电子与空穴易复合等缺陷,而助催化剂的存在可以促进电荷转移,延长载流子寿命,从而提高光催化性能.本文通过合成PtPd双金属合金纳米颗粒作为助催化剂,对g-C_3N_4纳米片光催化剂进行修饰以提高可见光照射下的光催化产氢速率.g-C_3N_4是以尿素为原材料,通过高温热缩聚和热刻蚀的方法合成, PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂通过化学还原沉积法合成.对所获得的复合光催化剂进行了XRD测试并将结果与PdPt标准卡片进行了对比,结果表明,各峰的位置都能有较好的对应,说明成功合成了PdPt.采用TEM对PtPd/g-C_3N_4的形貌进行观察,发现g-C_3N_4呈薄片状,且PdPt颗粒较为均匀地分布在其表面.XPS测试发现, PtPd/g-C_3N_4复合样品中Pt和Pd元素的峰值较Pt/g-C_3N_4和Pd/g-C_3N_4均发生0.83eV的偏移,进一步说明合成了PtPd双金属合金纳米颗粒.DRS测试表明, g-C_3N_4的带隙宽度为2.69eV,而PtPd双金属合金纳米颗粒的负载有效地减小了禁带宽度,从而提高了光催化剂对光的利用率.光催化产氢性能实验发现,当g-C_3N_4负载PtPd双金属合金纳米颗粒后,光催化产氢速率大幅度提高,其中负载量为0.2wt%的PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂的产氢速率最高,为1600.8μmol g~(–1)h~(–1),是纯g-C_3N_4纳米片的800倍.向光催化体系中添加10gK_2HPO_4后,产氢速率提高到2885.0μmolg~(–1)h~(–1).当二元合金中Pt:Pd比为1:1时, PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂上的产氢速率最高,分别是Pt/g-C_3N_4和Pd/g-C_3N_4上的3.6倍和1.5倍.另外,在420nm处量子效率为5.5%.PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂还表现出很好的稳定性,能够在完成4次光催化实验循环后仍然保持其良好的光催化活性.对PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂进行了一系列光电化学表征.PL结果表明, PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂与纯g-C_3N_4相比荧光强度减弱,说明PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂有较慢的光生电子-空穴复合速率,这可以更有效地使电荷分离,从而提高光催化活性.根据光催化反应和表征分析结果提出了复合光催化剂上水分解产氢可能的机理,即PtPd/g-C_3N_4之间的协同作用有助于提高复合光催化剂的光催化活性.     

电磁超声换能器的前置放大电路设计

针对电磁超声换能器接收线圈接收到的信号通常十分微弱的特点,设计了分别应用NJM4580和AD620的微小信号放大电路,并通过美国国家仪器公司的Multisim 10软件中波特图仪和示波器对两前置放大电路进行虚拟仿真,并对仿真结果进行比较,验证了应用AD620的放大电路在微小信号放大上不仅电路构成简单,而且在放大性能上更加优于应用NJM4580运算放大器构成的差分级联放大电路。     

电流串联双调压喷嘴试验台测控系统设计

喷嘴是发动机推进室的重要组成元件,通过研究其工作原理,根据流量特性检测需求,设计了一套集硬件线路设计和工艺采集于一体的喷嘴试验台测控系统。针对系统电路进行改造,利用信号传输特性设计了电流串联回路,解决了传感器重复使用的问题。建立以太网通信,利用Labview创建共享变量调用PLC数据,设计了阶梯式双调压采集系统,提高了试验工况和参数采集的精度。实验表明,系统可以通过上位机界面实现信号的实时采集以及数据处理、记录与分析等功能,试验工况误差达到1%。     

Multisim 10在射频电路实验教学中的应用研究

Multisim 10是实现计算机现代化仿真软件,是实现电子设计自动化的有机载体,是实现教学理论和动手能力相协调的有效手段。通过理论教学中RF电路设计的理论分析,阐述了RF电路设计原理,并利用Multism10软件中的网络分析仪进行虚拟的设计与仿真。通过虚拟实验的方法验证了理论分析的结果表明Multism10仿真在辅助理论教学和实践教学中,可以实现理论及其实验结果的方便准确快捷的统一。 更多还原