纳米ZnO在染料敏化薄膜太阳电池中的应用

尝试使用溶胶凝胶法制备的纳米ZnO作为光阳极制作染料敏化薄膜太阳电池,并讨论了电池的性能,与染料敏化纳米TiO₂薄膜太阳电池作了比较,探寻利用纳米ZnO薄膜半导体材料作为光阳极的可行性。     

掺入纳米CeO2颗粒对Ti6Al4V的微弧氧化涂层性能的影响

采用脉冲电源在磷酸盐和硅酸盐等复合电解液下对Ti6Al4V钛合金进行表面陶瓷化处理,并研究在电解液中掺杂不同质量浓度CeO₂颗粒制备出的陶瓷涂层性能的变化,确定最佳掺杂浓度。应用XRD、SEM和EDS等手段表征了MAO涂层的物相组成、表面形貌和元素组成,并对比分析了CeO₂颗粒掺杂前后的厚度变化和电化学腐蚀行为。制备出的MAO陶瓷涂层具有复杂的多相复合结构,主要以金红石TiO₂和锐钛矿TiO₂为主,含有部分Al₂TiO₅和SiO₂相,另外还含有晶态的Al₂O₃和少量非晶态Al₂O₃;在电参数、反应时间和电解液温度不变的条件下,在电解液中掺杂CeO₂能轻微提高MAO涂层的厚度,并改变各相之间的转化率,提高氧化膜的耐蚀性。随着掺杂质量浓度的提高,膜层的光滑度先提高后降低,膜厚逐渐增加,耐蚀性先提高后降低;掺杂质量浓度为1.00 g...     

纳米TiO2分散液的制备及其光催化性能

利用沉淀-溶剂热联用方法,制备粒径约为30nm的TiO₂材料,作为光催化分散液的光催化剂。采用X射线粉末衍射（XRD）、电镜（透射TEM、扫描SEM）、拉曼、红外光谱（FT-IR）和X射线光电子能谱（XPS）等技术对纳米TiO₂的晶型、形貌、结构与表面特性进行表征。制备的TiO₂为粒度均匀、分散良好的锐钛矿型纳米TiO₂。在不做任何修饰的情况下,将纳米TiO₂置于水中,通过超声得到分散均匀、稳定性好的纳米TiO₂水性分散液,室温静置180d后仍保持澄清透明,无沉淀析出。180d后,该分散液对有机污染物罗丹明B的降解仍旧表现出优异的光催化活性,光照15min后罗丹明B明显褪色,30min完全降解,无活性损失。将该分散液喷涂在铝板基底上,表现出良好的自清洁能力。本文提供了一种可规模化生产、成本低、过程易控的纳米光催化分散液制备思路。     

振动辅助纳米颗粒聚团流化实验研究

在内径40 mm的流化床实验台上,研究SiO₂、Al₂O₃和TiO₂ 3种纳米颗粒在振动辅助流化时不同振幅、频率下的流化特性,比较振动对不同黏性纳米颗粒流化的改善程度及原因。结果表明,在无振动条件下,SiO₂纳米颗粒达到稳定状态时表现为散式流态化;Al₂O₃和TiO₂纳米颗粒在流化床底部形成较大的聚团,导致明显的流化分层现象。在振动条件下,SiO₂纳米颗粒的临界流化速度降低,床层膨胀高度随着振幅和频率的增加而降低;而对于Al₂O₃和TiO₂颗粒,随着振幅和频率的增加,临界流化速度降低,床层膨胀高度增加,流化床底部的聚团尺寸减小,但当频率和振幅较低时,振动对其流化行为无明显改善。振动强化了纳米颗粒聚团的碰撞,具有促进聚团破碎和密实化的双重作用。针对不同黏性的纳米颗粒,若要达到最优的流化质量,需要探索不同的振动参数。     

纳米流体脉动热管的性能实验研究

建立了脉动热管的可视化实验台,对以体积分数为1%的TiO₂/H₂O和CuO/H₂O纳米流体及基流体为工质,55％充液率的脉动热管性能进行了实验研究。结果表明,工质静止时,纳米颗粒在脉动热管中会发生沉淀,但工质的运动能够使沉淀纳米颗粒再次悬浮,随着温度的升高,纳米颗粒悬浮性稳定减弱;与基流体工质相比,纳米流体脉动热管的最小启动功率低,启动时间较短,工作温度低,传热热阻小,温度波动振幅小、频率高;纳米流体能大幅提高脉动热管的传热性能,工作温度为110℃时,蒸馏水、TiO₂/H₂O及CuO/H₂O脉动热管的传热热阻分别为0.23℃/W,0.11℃/W和0.13℃/W;两种纳米流体脉动热管的传热性能接近。     

两种不同纳米金修饰方法制备的Au/CeO2复合物的抗氧化性能

以水热法制备的CeO₂纳米棒为载体,分别采用溶胶法和沉积法对其进行纳米金修饰,得到两种不同纳米金修饰方法制备的Au/CeO₂复合物。在MV-Fenton体系中用紫外分光光度法对两种Au/CeO₂复合物的抗氧化性能进行研究。结果表明：溶胶法制备的Au/CeO₂（S-Au/CeO₂）比沉积法制备的Au/CeO₂（D-Au/CeO₂）展现出更好的抗氧化性能。进一步研究表明：沉积法制备过程可能破坏了CeO₂的表面结构,导致其抗氧化性能降低;另外,溶胶法负载的AuNPs和CeO₂之间的电子传递也使其抗氧化性能增强。     

不同质量浓度的CeO2对钛基微弧氧化涂层组织与性能的影响

利用微弧氧化技术在钛基上制备了陶瓷涂层,研究了在硅酸盐基电解液中不同质量浓度的CeO₂对微弧氧化涂层的表面形貌、微观组织、物相组成及耐蚀性能的影响。XRD结果显示陶瓷涂层的相由Ti和TiO₂组成,随CeO₂质量浓度的增大,涂层的物相组成保持不变,厚度逐渐增大;SEM结果显示微孔数量先减小后增大,孔径增大,涂层表面较均匀致密。实验结果表明,采用硅酸盐基电解液体系、恒压模式、阶段升压方式、微弧氧化工艺能提高钛基体的耐蚀性,当CeO₂质量浓度为2 g·L^-1时,涂层的耐蚀性最佳。     

纳米氧化铝薄膜制备及表征

采用溶胶-凝胶法制备了不同晶型和晶粒尺寸的氧纳米化铝纳米薄膜;通过XRD及AFM分析表征了烧结温度对纳米氧化铝薄膜的晶型及颗粒尺寸变化的影响。在900℃烧结时,氧化铝结构薄膜样品以非晶相和γ-Al2O3共存,颗粒尺寸50纳米;当烧结温度为950℃时开始向θ-Al2O3转变,颗粒尺寸几乎不变,有小颗粒生成,1050℃时基本完成θ-Al2O3转变,颗粒尺寸15纳米,1200℃时基本完成向α-Al2O3的转变,颗粒尺寸20纳米,在晶型转变过程中其晶粒尺寸由大变小而后再变大。     

新型水溶性AgBiS2纳米颗粒在光热、放射治疗与活体成像中的应用

贵金属纳米材料与高Z元素纳米材料都是生物无机材料领域的重要研究对象,而同时包含两者的三元硫化物AgBiS₂纳米颗粒是首次被用于生物医疗领域。制备一种经PEG修饰的水溶性AgBiS₂纳米颗粒,并通过体外测试、细胞实验以及小鼠活体成像,证明该材料具有良好的光热杀伤、放疗增敏产生ROS与DNA损伤以及光声与CT成像能力。     

DNA对纳米CeO2线类氧化酶活性的影响

采用水热法合成纳米CeO₂线,使用透射电子显微镜、X射线衍射仪和拉曼光谱仪对其进行表征。使用傅里叶变换红外光谱仪和紫外可见分光光度计对DNA与纳米CeO₂线的相互作用进行分析,然后采用紫外可见分光光度法研究DNA对纳米CeO₂线类氧化酶活性的影响,并对体系进行pH影响以及特异性实验研究。结果表明,DNA抑制纳米CeO₂线的类氧化酶活性,这种抑制作用具有特异性。此工作将使纳米CeO₂得到进一步的实际应用。     

京津唐地区气溶胶直接辐射强迫的遥感观测

利用2012年3月京津唐地区气溶胶综合观测实验的地基和卫星遥感数据,结合SBDART辐射传输模型,进行气溶胶直接辐射强迫研究.结果表明,该地区大气中细颗粒居多,气溶胶消光较强,散射性明显,前向散射比例较大.北京、塘沽、唐山大气顶气溶胶平均辐射强迫分别为(-6.58±5.06)、(-13.65±11.51)和(-11.68±7.72)W/m²,地表气溶胶平均辐射强迫分别为(-30.14±13.21)、(-39.11±20.5)和(-28.06±13.34)W/m²,大气层气溶胶平均辐射强迫分别为(23.56±9.50)、(25.46±12.93)和(16.38±8.23)W/m²,说明气溶胶对大气顶和地表产生显著降温效应,对大气层产生增温效应,因此有利于逆温结构的形成,不利于大气污染物的扩散.虽然北京站点辐射强迫值较小,但其辐射强迫效率在3个站点中最大,这主要是因为其单次散射反照率最小.     

环戊基甲基酮连氮的合成及表征

以环戊基甲基酮和水合肼为原料,合成一种新的酮连氮化合物（环戊基甲基酮连氮,C₁₄N₂H₂₄）,采用¹H NMR、¹³C NMR和IR表征确认产物的结构,并通过Gaussian 09计算对产物分子构型进行解析,表明（1E,2E）为最稳定构型;同时测定环戊基甲基酮连氮在常压下的基本物理化学性质,包括沸点（T_b,238.4℃）、熔点（T_m,-38.2℃）、密度（ρ,0.910~0.969 g·cm^-3）、动态黏度（η,2.35~13.17 mPa·s）和比热容（C_p,2.97~3.63 J·g^-1·℃^-1）,并根据密度计算其等压热膨胀系数（α,8.26×10^-4~8.75×10^-4℃^-1）。结果显示ρ、η与温度呈负相关,C_p、α与温度呈正相关。     

圆明园琉璃瓦片状云母氧化铁的形成机理

使用光学显微镜、EDXRF、SEM、XPS和XRD对圆明园出土的部分黄色琉璃瓦釉黄中泛红现象进行分析,以研究琉璃瓦的变色机理。分析表明：琉璃瓦的釉层属于一种铅硅系玻璃,釉层呈现黄中泛红现象是由于红色区域和黄色区域中Fe存在形式不同所致,釉层红色区域中Fe主要是以α-Fe₂O₃晶体形式存在,黄色区域中Fe是以Fe³⁺与Fe²⁺的形式存在。这种现象产生的本质是由于黄色区域中的Fe²⁺在高温条件下被O₂氧化为Fe³⁺,然而高温导致釉层流失,进而导致釉层中的Fe³⁺析出富聚为六角片状的α-Fe₂O₃晶体颗粒所致。α-Fe₂O₃显红色又被称为云母氧化铁红,是非常重要的防锈防腐涂料以及珠光颜料。     

北京地区SARS发病的气象流行病学研究

探索北京地区SARS发病例数与气象因子间的相关关系,建立关键气象因子与发病例数间的数学模型,并进行SARS疫情气象危险度预测和报警分级.应用SPSS统计软件,将SARS发病例数与998个气象因子进行双变量相关分析,再将密切相关的气象因子与发病例数进行多元线性回归分析,用逐步回归法求出回归方程.相关分析表明,SARS发病与前期气象因子相关程度由大到小排列依次为:平均相对湿度、气温(最低气温、最高气温、平均气温)、平均风速、平均降水量、平均气压、平均云量、平均日较差;其中与平均相对湿度、气温、平均降水量、平均云量为负相关,与平均风速、平均气压、平均日较差为正相关;逐步回归法筛选出回归方程为:Y=218.692-0.698X630-2.043X716+2.282X921,决定系数R2=0.847;建立了SARS发病气象危险度5级预警模型.结论是SARS发病与前期气象因子存在明显的相关关系,SARS的流行特点有季节倾向性;最关键气象因子依次为X630(前第13至第17天平均气温)、X716(前第13至第17天平均相对湿度)、X921(前第9至第13天平均风速);SARS最易流行的气象条件为:平均气温16.9℃(95%CI10.7~23.1),平均相对湿度52.2%(33.0~71.4),平均风速2.8m·s-1(2.0~3.6).     

具有平面超薄膜结构的二维材料太阳能吸收器

单原子层二维材料是有潜力的太阳能光伏电池材料。研究基于二维材料的具有简单平面结构的太阳能吸收器的吸收率能否达到100%。提出二维材料/透明材料/金属基底结构,引入透明材料厚度和入射角度2个可调参数,因而能满足增强平面薄膜结构吸收率的2个维度的相位匹配条件。以MoS₂和石墨烯为例,研究表明一定存在一对透明材料厚度值和入射角度值,使结构吸收率达到100%。平面结构加工简单,利于推广二维材料在光伏转换中的应用。     

高效毛细管电泳法研究β-淀粉样蛋白与金属离子的相互作用

β-淀粉样蛋白(Aβ)的聚集及纤维生成与阿尔茨海默病(AD)存在密切的关系,大量证据表明,老年斑中含有高浓度的过渡金属离子如Zn²⁺、Cu²⁺和Fe³⁺. 本文采用高效毛细管电泳法(HPCE-UV)研究金属离子与Aβ16以及Aβ28的相互作用. 研究表明,Zn²⁺、Cu²⁺和Fe³⁺都可以与Aβ发生相互作用,但Cu²⁺可以诱导Aβ16的聚集生成低聚体而Zn²⁺不能. Zn²⁺和Fe³⁺都可以诱导Aβ28生成低聚体,但聚集的速率不同.     

B→K2*(1430)ω中的电荷不对称性及其对B0→a2(1320)-π+和a2(1320)-ρ+的影响

B→K₂^*(1430)ω衰变中观测到大的电荷不对称性. 我们指出增强的张量介子发射图贡献可以解释这种不对称性. 从实验结果中提取出张量介子发射图的贡献,将其应用到B⁰→a₂(1320)^-π⁺和a₂(1320)^-ρ⁺衰变中. 预言的结果比以往的理论预言要大很多. 该结果将在不久的KEK-SuperB、LHCb实验中得到检验.     

两种灌溉系统对宁夏葡萄园土壤氧化亚氮排放的影响

在宁夏回族自治区的葡萄种植园中,现多采用沟灌结合冲施肥的灌溉方法,部分种植园已施行滴灌结合随水施肥的灌溉方法.为探讨沟灌-冲施肥系统和滴灌-随水施肥系统对宁夏葡萄园土壤氧化亚氮(N₂O)排放的影响,应用静态箱-气象色谱技术对该问题展开研究.结果表明:在2012年和2013年葡萄生长季中,较之于沟灌系统,滴灌系统可分别减少N₂O年均排放量(18.24±2.79)kg/(hm^-2 ·a^-1)和(3.37±0.37)kg/(hm^-2 ·a^-1),约占沟灌系统排放量的61.1%和78.9%.在此基础之上计算排放系数,可估算出应用滴灌系统替换宁夏现有葡萄园中全部沟灌系统后,N₂O减排总量分别约为2012年的704 264~770 756 kg和2013年的215 550~223 920 kg.可见,滴灌系统可以有效减少土壤N₂O的排放损失,是一种更具N₂O减排潜力的灌溉方式.