ZTM材料深冷表面处理的研究

This paper describes how to use the technique of negative-temperature surface treatment for improving the mechanical properties of ZTM ceramics. The experimental results showed that a suitable treatment at negative temperature gave much improved mechanical properties.The room temperature flexural st

低温深冷表面处理提高Mg－PSZ陶瓷耐磨性研究

The wear resistance of Mg-PSZ ceramics was significantly improved using negative temperature surface treatment,and the wear rate decreased to 44% and 63% at low and high speed wear conditions respectively. This behaviour was ascribed to the compressive stress on the surface layer of Mg-PSZ by the Ma

太阳能光合生物连续制氢系统的能量平衡研究

介绍太阳能光合生物连续制氢系统的组成结构和基本工作原理,依据能量守恒定律提出光合生物连续制氢系统的能量平衡模型及其分析方法,指出该系统的能量有效利用率小于17.5%,进一步从太阳能辐射的光谱耦合技术、高表面积比的光合生物反应器结构、迅速搅拌技术、均匀分散光照技术、光合细菌和藻类生物混合培养技术和微生物浓度优化等方面探索了提高光合生物连续制氢系统能量利用率和节能减耗途径,为推进光合生物制氢技术应用的工业化进程提供科学参考.

非晶碳和碳纳米管混合薄膜的场发射性能

利用微波等离子体化学气相沉积法在不锈钢衬底上直接合成非晶碳和碳纳米管混合薄膜.采用氢气和甲烷作为反应气体,流量分别为100和16sccm.沉积室内的压强为5.0kPa.利用场发射扫描电镜(SEM)和喇曼谱(Raman)对制备的薄膜的结构和形貌进行了分析.场发射实验在5×10-5Pa的真空下进行.实验结果表明:制备的非晶碳和碳纳米管混合薄膜开启电场较低,仅有0.9V/μm;在电场为3.7V/p.m时电流密度达到4.0mA/cm2,发射点密集,分布均匀.表明此种材料是一种优良的场发射冷阴极材料.

机械球磨对Mg-Ni-10%-G-5%镁基复合材料表面活性的影响

镁基贮氢合金是现在研究比较多也是最有应用前途的贮氢材料,其优点在于储氢容量大,重量轻,加之地球上镁和氢气的资源丰富而有广阔应用前景.研究了机械球磨对Mg-Ni-10%-G-5%镁基复合材料表面活性的影响.研究发现,通过高能球磨对该复合材料进行机械合金化,可以使材料的成分均匀化,颗粒细化,表面积增大,从而充分发挥镍的催化作用和石墨的表面活化作用.实验条件下,经 36h 机械珠磨,Mg-Ni-10%-G5%镁基复合材料的粉末平均粒径细化到1.44pμm,比表面积、表面活性增加显著.

用于高频声表面波器件的CVD金刚石衬底的研究

使用纳米金刚石粉研磨工艺预处理硅片衬底抛光面,在低气压成核的条件下,以丙酮和氢气为反应物,采用传统的热丝辅助化学气相沉积法,制备了自支撑金刚石膜;通过射频磁控溅射法沉积氧化锌薄膜在自支撑金刚石膜的成核面,形成氧化锌/自支撑金刚石膜结构.通过光学显微镜、扫描电镜及原子力显微镜测试自支撑金刚石膜成核面的表面形貌.研究结果表明:成核期的低气压有助于提高成核密度,成核面表面粗糙度约为1.5 nm;拉曼光谱显示1334 cm-1附近尖锐的散射峰与金刚石SP3键相对应,成核面含有少量的石墨相,且受到压应力的作用;ZnO/自支撑金刚石膜结构的XRD谱显示,氧化锌薄膜有尖锐的(002)面衍射峰,是c轴择优取向

层状纳米光催化复合材料HNbWO6/Pt的合成及性质

用固相合成法合成出LiNbWO6，并用离子交换法制备出HNbWO6;通过PrNH2层间膨胀、Pt(NH3)2+4层间插入和紫外光分解等反应，合成出一种新的层状光催化纳米复合材料HNbWO6/Pt，并比较了不同合成方法对样品性能的影响.X射线衍射、漫反射、ICP和比表面积测定等的表征结果表明:该样品的层间高度为0.3～0.5nm，禁带能隙为2.25～3.10eV.用波长大于290nm的450W汞灯照射5h，1g样品可催化分解甲醇溶液(10%)产生氢气约40ml，表明所研制的层状纳米复合材料具有较高的光催化活性.

氢同位素吸附容量与吸附剂比表面积的关系

采用容积法测量了77 K下氢气与氘气在不同微孔与介孔分子筛吸附剂上的吸附容量与比表面积.结果表明,同类吸附剂上氢同位素的吸附容量与其比表面积之间存在较好的线性关系,这有力地证明了超临界温度下氢同位素吸附遵循单分子层吸附机理.在相同的温度、压力和比表面积条件下,氢同位素气体在微孔分子筛上的吸附容量比介孔分子筛上的大,这是由于在吸附剂微孔内吸附势场叠加所致,并通过构建的吸附势模型,较好地解释了该实验结果.

硅衬底上高增透金刚石膜的制备研究

采用甲烷和氢气作为工作气体,在热丝化学气相沉积(HFCVD)设备上采用五段式沉积法制备了金刚石薄膜,用扫描电子显微镜(SEM)、激光拉曼光谱仪、X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及傅立叶红外光谱仪研究了金刚石膜的结构和性质.结果表明,采用五段式沉积法可以得到晶粒大小达到纳米级的、表面粗糙度较小、金刚石纯度较高的金刚石膜,其最大增透率超过70%,能满足作为光学窗口增透膜的应用要求.

碳纳米管负载金属氮化物催化剂的制备及其性能研究

采用等体积浸渍法结合程序升温还原技术制备出一系列负载型过渡金属氮化物催化剂.利用XRD、BET、TPR等表征手段,结合氨分解制氢反应,研究了它们的表面性质和反应性能.发现改性碳纳米管负载的氮化钴催化剂具有较大的比表面积,对氨分解制氢反应的催化活性最高.新鲜态CoN_x/CNTs催化剂的比表面积可达151.85m~2/g,在650℃时氨转化率为80.3%,850℃达到完全转化.

Si基有机光电探测器低阻欧姆电极制作

在Si单晶表面真空沉积有机半导体材料苝四甲酸二酐(PTCDA)可形成有机/无机异质结.利用铟锡氧化物(ITO)沉积在PTCD表面作为光的入射窗口,在其表面溅射Al/Ni接触电极,在氢气保护气氛中经350℃,3分钟合金化,其比接触电阻Ps达5.2×10-5·cm2.利用α台阶仪,原子力显微镜,紫外可见分光光度计及Ⅹ射线衍射仪,对其形成良好低阻欧姆电极的工艺条件及表面和界面进行了分析讨论.

Sn改性Raney Ni催化分解N,N-二甲基甲酰胺的研究

为了研究Sn含量和还原温度对Sn-Raney Ni催化剂的物理化学结构和催化分解N,N-二甲基甲酰胺(DMF)活性的影响,利用沉淀法制备了一系列不同Sn含量的Sn-Raney Ni催化剂,采用N_2物理吸附、X射线衍射(XRD)和氢气程序升温还原(H_2-TPR)等方法对不同Sn含量和不同还原温度制得的Sn-Raney Ni催化剂的比表面积、物相组成和还原性能进行了表征.以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为模型化合物,对Sn-Raney Ni催化剂的催化分解活性进行了评价.XRD表征结果表明,n(Sn)/n(Ni)为0.1的催化剂分别在723 K和823 K下还原生成Ni_3Sn_4和Ni_3S

响应面法优化醋糟厌氧发酵制氢

依据响应面试验设计法,选取有机负倚(Food/Microbe,F/M)、固液比、初始pH值和发酵温度为考察因素,进行醋糟厌氧发酵制氢工艺优化试验.在分析各个因素的显著性和交互作用后,得出醋精厌氧发酵制氢的最佳工艺条件为:F/M 1.65,固液比16.9g/200 mL,初始pH值6.02,发酵温度37.66℃;各因素的主效应关系为:初始pH值>F/M>>固液比>发酵温度.建立的产氢量数学模型为Y=26.63+1.34 x1+1.27 x2-6.74 x3-2.44 x32-6 x42-1.7 x2x3-2.35 x3x4,该模型能解释91.60%的响应值变化,产氢量的预测值为32.91 mL/

农作物秸秆微波热解特性试验

为了研究农作物秸秆在微波辐照下的热解特性,采用定制的微波加热装置,进行了整包秸秆的微波热解试验,并对秸秆微波热解的产物和能耗进行了考察.结果表明,微波加热过程中料包内部温度分布均匀,升温迅速.微波输入功率是影响加热过程的关键因素, 同时料包内部的传热传质对温度分布也有重要影响.微波加热会引发秸秆的热解反应,气体产物主要由氢气、一氧化碳、甲烷和二氧化碳等组成,通过氮吸附方法和扫描电镜分析,得到了固体产物的比表面积、孔容和孔径.微波热解电耗较大,应该合理选择微波功率和物料处理量,以提高经济性.该文结果可为农作物秸秆的资源化利用提供基础性资料.

离子注入技术对ABS树脂的硬度及耐磨性的影响

为研究离子注入技术对ABS树脂的表面硬度和耐磨性的提高效果，分别将4种剂量（2×1015，1016，5×1016或1017cm-2）的C，Al，Fe，Ni离子注入ABS树脂。纳米硬度测量显示，1016cm-2Al离子注入ABS后其硬度由原来的0.324GPa增至1.043GPa，离子注入使ABS表面形成一层交联层导致其硬度提高。红外光谱分析表明，Al离子注入后使ABS树脂表面形成羟基和羰基等新的基团以及有氢气析出，羟基的形成主要与表面微量吸水有关。磨损实验表明，4种离子注入后均可使ABS树脂的耐磨性提高，其中Al离子注入后改性效果最好，1016cm-2Al离子注入后ABS树脂的耐磨性提高了32

等离子体增强CVD法沉积的微晶硅薄膜的微结构研究

本文系统研究了PECVD法沉积μc-Si薄膜中衬低温度、氢气稀释率和射频功率等参数对μc-Si薄膜结构特性的影响.表明:随着衬低温度的增加、氢气稀释率的增大、射频功率的提高,薄膜的晶化率增大.沉积薄膜的晶化率最大可达80%,表面粗糙度大约为30nm.通过对反应过程中的能量变化进行了分析,得到反应为放热反应,且非晶结构对沉积参数比较敏感.

Pt/Al2O3催化剂还原方法对Pt粒子表面性质的影响

以CO吸附红外光谱结合CO化学吸附、透射电镜和能量散射谱等手段,研究了Pt/Al2O3制备过程中还原方法对最终Pt粒子表面活性位分布、粒径大小和表面残余氯等表面性质的影响,重点考察了普通的气相氢气还原和甲酸钠水溶液还原两种方法的对比.结果表明,采用氢气气相还原时,Pt/Al2O3上Pt粒子表面台阶位和平台位比例基本不随焙烧温度而变;而采用甲酸钠水溶液还原时,Pt粒子表面台阶位所占比例随焙烧温度升高而提高.水的存在和还原条件剧烈这两个因素使得水相甲酸钠还原不利于Pt的分散,所得Pt/Al2O3上Pt的分散度比氢气气相还原所得要小.无论何种还原条件,水的存在都有利于Pt前躯体中的氯从Pt/Al2O

合成气气氛下褐煤与生物质共液化残渣的燃烧特性

利用热重研究了不同液化条件(溶剂、温度、气氛、水分)下褐煤与生物质共液化所得残渣的燃烧特性.通过比较共液化残渣燃烧的三个特征温度,着火点、燃烧峰温和燃尽温度,对比分析了液化条件对残渣燃烧特性的影响及其原因,同时研究了残渣燃烧的动力学.结果表明,四氢萘为溶剂所得残渣的燃烧特性好于甲苯为溶剂的;360℃下所得液化残渣燃烧反应性好于420℃下的;合成气气氛下所得液化残渣燃烧反应性好于氢气气氛下的;液化过程加入水后,所得残渣的燃烧反应性降低.不同液化条件下所得残渣的加氢程度和收率不同,使残渣具有不同的H /C原子比、比表面积和灰分,从而对残渣的燃烧特性产生影响.残渣的燃烧特性符合三段二级反应,大部分残

金属助剂对Pt/SAPO-11催化剂物化及异构性能的影响

通过浸渍法制备了Pt/SAPO-11催化剂,分步浸渍法制备了LaPt/SAPO-11、CePt/SAPO-11和SnPt/SAPO-11双金属催化剂.通过X射线衍射、低温氮物理吸附、氨程序升温脱附、氢气化学吸附和吡啶吸附红外等手段对所得样品进行了表征.实验结果表明,助剂的引入导致了催化剂的比表面积和微孔孔容降低,B酸量减少而L酸量增加,总酸量有所下降,Pt组分的分散度提高.在360℃时, 对正庚烷的临氢异构化反应中,Pt/SAPO-11催化剂的正庚烷转化率为65.14%,C_7异构体收率为61.67%;当分别加入La和Ce,Pt/SAPO-11的正庚烷转化率提高至77.40%和78.12%,C

3-羟基丙醛加氢制1,3-丙二醇催化剂的失活研究

采用固定床连续流动反应器考察了Ni-M/HM催化剂在3-羟基丙醛两段加氢制1,3-丙二醇的一段加氢反应中的稳定性,利用X射线衍射、BET、热重-差热分析、电感耦合等离子体原子发射光谱、X射线荧光光谱和元素分析等方法对该催化剂的失活原因进行了研究.实验结果表明,在反应压力5.0 MPa、3-羟基丙醛液态空速2.0 h~(-1)、氢气与3-羟基丙醛摩尔比为8.0、反应温度50.0～72.0 ℃的条件下,催化剂连续运行3 300 h后失活.表征结果显示,催化剂失活后,分子筛骨架结构没有明显变化,比表面积和孔体积变化,表面有积碳且表面Ni物种有少量流失;催化剂失活的主要原因是低聚物的沉积,次要原因是表

制备条件对Ni/Al_2O_3催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢性能的影响

分别采用均匀沉淀法、沉淀法和浸渍法制备了Ni/Al_2O_3催化剂,在常压固定床反应器中评价了Ni/Al_2O_3催化剂在乙醇水蒸气重整制氢反应中的性能;采用X射线衍射和低温N_2物理吸附法对Al_2O_3载体和Ni/Al_2O_3催化剂进行了表征;考察了载体焙烧温度及时间、催化剂制备方法、Ni负载量和催化剂还原时间等制备条件对Ni/Al_2O_3催化剂性能的影响.实验结果表明,以600 ℃下焙烧2 h的Al_2O_3为载体、采用浸渍法负载质量分数10.0%的Ni、在500 ℃焙烧1 h且在650 ℃下还原1 h的Ni/Al_2O_3催化剂的活性和选择性最好.在500 ℃、重时空速9.6 h~

掺氮对纳米金刚石薄膜形貌及组成结构的影响

采用微波等离子体化学气相沉积技术,通过在甲烷和氢气的混合反应气源中通入不同浓度的氮气,合成了氮掺杂的纳米金刚石薄膜.表征结果表明随着氮气浓度的增加,所得到的金刚石薄膜的材料特征发生了明显的改变:膜层晶粒结构由从未见过的大尺寸片状向团簇状再向微颗粒状转变,并且薄膜的表面粗糙度相应变小;同时薄膜中非金刚石组份逐渐增多,膜材的物相纯度下降.氮气浓度除决定了纳米金刚石薄膜中N的掺杂度外,还会对膜材的物相组成、形貌及结构产生巨大的影响.

碳包覆Li3V2(PO4)3:溶胶-凝胶法合成及性能

利用V2O5、LiOH·H2O、H2O2、NH4H2PO4与柠檬酸为原料,通过溶胶-凝胶法合成了碳包覆的Li3V2(PO4)3复合正极材料.采用XPS、XRD、SEM、TEM、拉曼光谱和电化学方法对材料的性能进行了研究.还研究了其结构与焙烧温度、样品电导率和电化学性能的关系.研究表明复合材料具有空间群为P21/n的单斜结构,表面包覆粗糙多孔的碳层.在800 ℃下制备的碳包覆样品的电子导电率高达9.81×10-5S·cm-1,约为高温固相氢气还原法制备的未包覆碳Li3V2(PO4)3的10000倍.测试结果表明碳包覆Li3V2(PO4)3的电化学性能远优于未包覆碳的样品.在3.0～4.3 V电压

多壁碳纳米管修饰的CdS/TiO_2复合光催化材料的制备及其光解水制氢特性

以P25 TiO_2(德国Degussa化学公司)粉末为原料采用溶胶-凝胶法制备了含有不同CdS质量分数的复合光催化剂,利用多壁碳纳米管(MWCNTs)对CdS/TiO_2进行修饰,制备了一系列不同CdS含量的MWCNT's/CdS/TiO_2光催化材料.对所得的光催化剂进行了扫描电镜、低温氮吸附-脱附及光解水制氢活性的表征.研究了MWCNTs对CdS/TiO_2催化剂体系光解水制氢活性的影响.结果表明,MWCNTs的引入均使得光解水产氢量(14.0 μmol)增加,与未加入MWCNTs的复合光化剂产氢量(11.6 μmol)相比,平均产氢率增加了18%,最高可达21%.

汉麻杆基活性炭表面织构与储氢性能的研究

以天然汉麻杆为原料,采用KOH化学活化的方法改变活化时间制备出了高比表面积活性炭.并且对其表面进行硝酸氧化处理,研究活性炭表面化学状态对其吸附性能的影响.采用77 K低温氮气吸附和FTIR对样品进行了表征.并在77K、100kPa的条件下测定样品的氢气吸附等温线.结果表明,所有样品具有较高的比表面积(2435.93～3 240.95 m~2·g~(-1))和总孔容(1.3～1.98 cm~3·g~(-1)),且随活化时间的延长而增加,3.5 h达到最大值,之后由于骨架坍塌有所减小.所有样品的孔径分布较为一致呈多峰型分布,主要以小于2 nm的微孔为主,同时含有少量的中孔和大孔.活化3.5 h样品