纳米La0．6Sr0．4MnO3／Fe粉复合体系微波吸收性能

用溶胶-凝胶法制备了La0.6Sr0．4MnO3粉体,与纳米Fe粉按不同质量比复合,得到复合材料样品。测试了样品在2～18GHz微波频率范围内的复介电常数、复磁导率,计算了微波反射系数和损耗角正切,初步探讨了材料的微波吸收机制。结果表明,当复合质量比为6：4、样品厚度为2mm时,大于10dB的吸收带宽为3．4GHz,最大吸收峰值为16dB,微波损耗是介电损耗和磁损耗共同作用的结果。     

ZnO纳米阵列基钙钛矿太阳能电池的光电性能分析

近年来钙钛矿材料CH3NH3Pb X3(X=Cl,I,Br)因其在可见光范围的吸光系数大、成本低廉、能量转换效率高等优势而得到快速发展.本文采用低温化学水浴沉积制备出有序的Zn O纳米阵列,进一步在Zn O纳米阵列上旋涂不同体系的Ti O2,制备出Zn O/Ti O2复合阵列结构作为钙钛矿太阳能电池的电子传输层,通过改变Ti O2掺入体系探究电极的微结构变化和电池光电性能.研究表明,Zn O纳米阵列经过Ti O2浆料处理的复合体系组装的电池具有最优的光电性能,进一步考察Ti O2浆料浓度对电池性能的影响表明,当Ti O2浓度为0.1 mol/L时得到最佳性能,其组装电池的开路电压(Voc)达到0.93 V,短路电流(Jsc)为15.30 m A cm-2,填充因子(FF)为43%,效率(η)为6.07%.效率的提升主要是因为钙钛矿能深入Zn O阵列的间隙,同时在阵列的上部形成了均匀致密的覆盖层,有效提高了电池的光俘获,同时抑制了载流子的复合.在Zn O/Ti O2浆料复合阵列结构优化浆料浓度的基础上,进一步对纳米阵列采用Ti Cl4溶液进行处理,电池的光电性能得到大幅提升:Voc=0.99 V,Jsc=19.09 m A cm-2,FF=58%,效率η达到11%.性能提升的原因主要是Ti Cl4溶液对复合纳米阵列的处理,引入了小Ti O2纳米颗粒到Zn O/Ti O2浆料复合阵列结构中,有效地填补了阵列中的间隙,后续旋涂钙钛矿材料,阵列上部的钙钛矿覆盖层和间隙中的钙钛矿纳米晶,其光照后产生的载流子都可以与电子传输层有很好的接触,从而快速地经由Zn O阵列传导至导电衬底,此外小纳米颗粒的引入,也增大了电极的表面积,提高了对钙钛矿物质的吸附,增大了光俘获,因而电池的整体性能都得到提高.     

疏水性固体酸Zr(SO4)2·4H2O/AC催化合成柠檬酸三乙酯

将Zr(SO4)2·4H2O(ZS)负栽在活性炭(AC)上制备疏水性固体酸ZS/AC催化剂,用于催化合成柠檬酸三乙酯.探讨了各影响因素对柠檬酸三乙酯收率的影响.结果表明,当四水硫酸锆的负载量为30%、催化剂处理温度为110℃、催化剂用量为柠檬酸质量的4%、酸醇摩尔比为1:5.5、100℃反应5 h时,产物收率可达97.6%.催化剂重复使用四次后产率仍保持在93%以上,且易分离,不污染环境.     

丙烯酸盐喷膜防水层在地下水环境中失效性的CT试验研究

首次尝试采用CT扫描技术定量分析丙烯酸盐喷膜防水材料在地下水环境中的失效性.CT试验最终表明,采用CT扫描的试验方法是可行的,达到了定量分析的试验目的.该试验方法省去了常规试验繁琐操作流程,具有快捷、准确的优点.试验主要得出以下结论：（1）判定喷膜防水层在地下水环境中失效的判定标准有2个,一是喷膜防水层的CT数折减百分比小于40.0%,二是CT数方差变化规律为先减后增,当二者同时满足时可以判定材料内部结构发生本质变化,认定喷膜防水层失效;（2）喷膜防水层在地下水环境中的使用范围是浓度≤1.0%,Cl？浓度≤7.5%,pH≤12.0.2So4？     

多孔Cu2O／SnO2复合薄膜的制备及其可见光催化降解罗丹明B的性能

采用浸渍-沉积方法在电沉积的多孔Cu薄膜上修饰一层纳米SnO2,经低温热氧化处理制备出多孔Cu2O／SnO2复合多层薄膜。运用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X-射线粉末衍射仪（XRD）、紫外可见漫反射光谱（UV—vis DRS）和荧光光谱（FS）技术表征了薄膜的结构、形貌和光学性质。测试了薄膜在可见光下降解罗丹明B（RhB）的性能。结果表明,在30℃的0．2mol／LCuSO4＋1．5mol／L H2SO4镀液中,以1.5A／cm^2电流沉积20s得蓟的多孔Cu薄膜,在SnO2溶胶中浸渍10s并重复5次,再经空气气氛下100℃焙烧30min,锻得的多孔复夸薄膜显示良好的可见光催化降解RhB的性铯。     

不锈钢表面ZnO-尖晶石复合氧化膜的制备及其可见光光催化性能

通过电沉积锌及空气气氛下两步热氧化,在304不锈钢表面形成具有可见光光催化活性的ZnO复合氧化物薄膜。运用X-射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Rarnan）、扫描电子显微镜（SEM）分析薄膜的结构及表面形貌,在可见光照射下测试了氧化膜催化降解罗丹明B的性能。结果显示：在0．05m0I／LZnSO4、2moL／LNH4Cl溶液中,以0．03A／cm^2的恒电流密度阴极极化120s,电沉积锌后于空气气氛中350℃下加热1h,然后升温至450℃下加热2h,在不锈钢表面形成了ZnO和尖晶石结构氧化物（AB2O4,A=Zn^2＋、Ni^2＋、Fe^2＋;B=Fe^3＋,Cr^3＋）的复合氧化膜,显示出良好的可见光光催化性能。     

共轨柴油机燃用生物柴油的排气颗粒粒径分布及核态纳米颗粒生成机理研究

在新一代轿车用共轨柴油机上对生物柴油及柴油燃烧排放的颗粒粒径分布和纳米颗粒的生成机理进行了研究．试验结果表明,柴油机的颗粒粒径分布为双态分布：核态和聚集态,基本以50nm为分界线．在2000r／min,50N．m工况下,颗粒粒径分布为单一的聚集态分布,当转矩超过100N．m后,颗粒粒径分布从单态转化为双态分布．对于本试验中的生物柴油混合燃料,当燃料混合比小于60％,发动机高负荷下其粒径分布也为双态,相同条件纯生物柴油的颗粒粒径分布仅为单一聚集态．低负荷时,对比所有燃料的颗粒粒径分布都为单一聚集态．生物柴油混合燃料可以明显降低柴油机的聚集态颗粒数量浓度．而颗粒中核态纳米颗粒的形成可解释为随着负荷的增大,燃料的耗油量和排气温度的上升,燃烧生成的SO2被氧化催化器转化为SO3,其水化物硫酸的形成促成了核态纳米颗粒的形成．所以生物柴油混合燃料的硫含量决定带有氧化催化器的轻型柴油机的纳米颗粒的形成和数量．     

Sn/In纳米复合氧化物对可燃和有毒气体敏感特性研究

采用湿化学过程的可控共沉淀法合成了二元Sn/In和三元Sn/In/Ti纳米复合氧化物作为半导体CO、NO2和CH4传感器的敏感材料。通过控制金属盐总浓度，阳离子比，沉淀pH值和老化条件成功研制出具有化学均一性和与单一氧化物相比有高热稳定性的纳米晶体复合氧化物。并研究和优化了可控制备参数。利用TEM,BET和XRD等分析方法分别表征了纳米粉体的颗粒尺寸、比表面、热稳定性、物相结构，并对CO，CH4和NO2的气敏特性进行了测试。实验结果表明     

CO_2固定-甲烷蒸汽重整一体化制氢：不同吸附剂的比较

针对固定床CO2固定-甲烷蒸汽重整一体化制氢过程建立二维非等温、非等压的气固异相模型,结合实验数据,比较了Li4SiO4,CaO,Li2ZrO3和水滑石（HTC）4种CO2吸收剂在重整过程中的作用,探讨了温度、压力、水碳比（S/C）对促进制氢效率的影响.模拟结果表明,在常压及550°C温度下,以Li4SiO4,CaO,HTC为吸收剂得到高于94%的H2浓度（干燥基）;500°C～600°C的温度范围内,初始CO2吸收速率：HTC〉CaO〉Li4SiO4〉Li2ZrO3;饱和速率：HTC〉CaO〉Li4SiO4〉Li2ZrO3;提高反应温度,CaO的吸收容量和吸收速率均增加,而Li4SiO4的吸收速率增加,容量变化不大.在550°C温度下,提高反应压力,＂预穿透＂阶段Li4SiO4,HTC,Li2ZrO3的促进效率增加.在S/C=2～4.5之间存在一个最佳值,此时Li4SiO4,CaO,Li2ZrO3和水滑石（HTC）的促进效率最大.     

TiO_2纳米阵列的制备、表面修饰及其在钙钛矿太阳电池中的应用

一维TiO_2纳米阵列具有直接的电子传输通道,在太阳电池中作为电子传导材料引起了广泛的关注.以水热法制备的金红石相TiO_2纳米阵列作为有机无机杂化钙钛矿太阳电池电子传导支架,系统研究了TiO_2致密层引入对纳米阵列生长和组装器件光电性能的影响;考察了TiO_2纳米棒棒长和TiCl_4水浴处理等对纳米阵列微结构和组装电池光电性能的影响.致密层的引入有利于获得垂直取向TiO_2纳米阵列,纳米棒棒长的优化有利于光生载流子的快速分离和传导,而采用TiCl_4水浴处理TiO_2纳米阵列,不仅增大了纳米阵列的比表面积,有利于吸附更多的钙钛矿晶体和提升电池对光的俘获,同时TiCl_4水浴处理产生的小纳米颗粒有助于填补钙钛矿晶体与纳米阵列间的缝隙,促进更好的界面接触,从而抑制载流子传导过程中的复合,提升电池性能.在引入TiO_2致密层后,进一步采用0.1 mol/L TiCl_4处理的TiO_2纳米阵列组装的电池展现最优的光电性能,其短路电流密度、开路电压、填充因子分别达到22.88 mA/cm~2,1.04 V和63.58%,电池的能量转化效率达到15.11%.     

三峡库区长江干流及主要支流氮磷叶绿素变化趋势研究

大坝建设对水生态环境的影响一直备受关注.长江三峡工程是目前为止世界范围内最大的水电工程,本文以2006~2015年三峡工程建设和试验性蓄水期长江干流及主要支流共计82个断面水质监测数据为基础进行了分析研究.结果表明,三峡库区长江干流水质保持稳定,支流总体水质有所好转.分年度进行SMK统计分析表明,总氮总磷总体呈上升趋势,且总氮呈现上升断面的数量高于总磷.总氮总磷上升的空间分布明显不同.总氮呈显著上升的断面普遍存在库首和库中地区,并有向库尾延伸的趋势,而总磷呈上升趋势断面在各干支流呈散点分布,在库尾重庆、长寿等地呈现显著升高的断面数量明显高于总氮,而在库首秭归和夷陵等地呈现显著上升断面的占比明显低于总氮.回水区总磷浓度总体高于非回水区,而总氮无明显差异.长江干支流氮磷含量呈上升趋势,但叶绿素a含量仅有约20%断面呈显著上升趋势,且空间分布分散.项目研究结果可为三峡大坝对水环境的影响提供参考,为库区水质管理提供借鉴.     

基于电喷印集成制造阵列化嵌金属电极柔性微流体管道

微流控芯片在生物、化学、医学等领域受到了研究者们的广泛关注,尤其是含有金属电极的微流体管道在毛细电泳、电化学微量检测、生物医学工程和柔性电子领域具有广泛的需求前景.文章提出了一种简单按需制备阵列化嵌金属电极柔性微流体管道的方法.该方法基于电喷印直写技术并结合翻模和湿法刻蚀工艺,实现了嵌金属电极柔性微流体管道阵列的制备.首先,通过在线性转动接收基底上叠加直写聚乙烯醇(PVA)纤维,制备了可嵌入聚二甲基硅氧烷(PDMS)的表面光滑的线性凸起微结构(线宽为10～100μm,高宽比可大于1:2),并以此作为模板,实现了阵列化柔性微流体沟道的制造;其次,通过在平动接收基底上直写光刻胶作为保护层,并结合湿法刻蚀工艺,实现了在含有微流体沟道阵列的柔性基底上金属图案化导电电极(线宽低至5μm)的灵活制造;最后,对通入不同浓度盐溶液的微流体管道进行电学测试,验证了其管道的导通性和金属电极的导电性.结果表明:基于电喷印的集成制造流程可以灵活、简单、高效、低成本的按需加工阵列化嵌金属电极柔性微流体管道,有望应用在生物医学工程和柔性电子等领域.     

纳米TiO2/ZnO光催化降解氯胺磷的研究

采用溶胶-凝胶法制备了几种不同比例的纳米TiO2/ZnO复合半导体光催化剂及纯TiO2、ZnO单组分催化剂,并利用XRD,FE-SEM等手段对样品的结构和形貌进行表征.选用有机磷药氯胺磷为光催化降解对象,利用钼锑抗分光光度法测量并计算降解率,研究了溶液初始浓度、催化剂用量、催化剂的不同配比、热处理温度及溶液的pH值等因素对光催化降解效果的影响.实验结果表明:对于初始浓度4.5mg/L的氯胺磷溶液,催化剂用量为0.6 g·L<'-1>时,TiO2与ZnO的最佳比例为10:1,最佳热处理温度为500℃.反应进行5 h后,最大降解率可达到44.1%.在酸性及碱性介质中均有利于氯胺磷的降解,降解后溶液pH值都向中性趋近     

耦合节理上下表面形貌参数关系

节理的表面形貌特征对节理的力学和水力学性质有重要影响.在地下岩石工程施工过程中,会有大量的人工节理产生,为了研究人工节理表面的形貌特征,采用巴西劈裂法制作耦合良好的人工节理,用 TalysurfCLI2000三维非接触式激光形貌仪扫描各节理的两表面,分别计算了各表面粗糙度的最大峰高、算术平均值、偏态系数值、峰态系数值和 JRC值,对比分析耦合节理两表面的形貌参数值,发现如下规律:1)耦合节理两表面的最大峰高、表面高度的算术平均值和高度分布的峰态系数值近似相等,不同节理的算术平均值和高度分布的峰态系数值相差较大;2)大部分耦合节理两表面高度分布的偏态系数值表现出一正一负,个别节理两表面的偏态系数值同为负;3)耦合节理两表面的峰点分布曲线变化一致,且峰点数量集中分布在节理表面中间高度范围内;4)耦合节理两表面的 JRC值近似相等     

GITC柱前衍生化RP-HPLC检测吡喹酮中间体的对映异构体

目的建立柱前衍生化反相高效液相色谱法(RP-HPLC),分离和检测吡喹酮中间体1-[(苯甲酰氨基)甲基]-1,2,3,4-四氢异喹啉(BTIQ)的对映异构体。方法以2,3,4,6-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基异硫氰酸酯(GITC)作柱前衍生化试剂,考察衍生化试剂用量、反应溶剂、衍生化时间、流动相组成、柱温等因素对手性BTIQ分离和检测的影响。结果衍生化产物在C18柱(250 mm×4.6 mm,5μm)上进行分离,较优色谱分离条件为以乙腈-0.02 mol/LKH2PO4(40∶60,v/v)为流动相,检测波长为250 nm,流速1.5 ml/min,柱温30℃。在该色谱条件下BTIQ衍生物可达到基线分离,分离度为2.1,非对映异构体的保留时间在40 min以内。在2~320μg/ml范围内BTIQ对映异构体浓度和峰面积线性关系良好。结论本文所建立的方法简便、快速、可靠,可用于吡喹酮中间体BTIQ的手性分离,也可为其光学纯度的质量控制提供参考。     

基于水量-水质耦合模型的扎龙湿地水质净化功能模拟与评估

自然湿地系统的水质净化功能已被社会广泛的认可,但科学评估其水质净化功能的研究尚且不多.为了维护湿地这种功能及其生态健康,如何定量化研究自然湿地水质净化功能成为国际湿地研究领域的难点和热点.本文针对扎龙湿地氮、磷污染,水质日趋恶化的现状,在调研收集湿地相关资料以及室内模拟实验获取参数的基础上,构建了水量-水质耦合模型,并对湿地水质净化功能进行模拟与评估.通过统计分析,TN,TP模型模拟值和室内试验实测值的平均相对误差分别为8.6%和12.4%.对不同TN,TP进水浓度条件下的水质净化情况进行模拟和预测,发现当进水TN浓度大于42mg/L或TP浓度大于14mg/L时,90d的水力停留时间条件下对污水的去除效果将达不到Ⅴ类水标准.最后模拟计算得出,当工农业回归水的水量为0.3×108m3/a,且出水达到Ⅴ类水质标准时,扎龙湿地（约1000km2芦苇湿地）的最大承载能力为TN1.26×103t/a,TP0.42×103t/a.研究结果为扎龙湿地水环境保护和生态安全保障提供科学依据.     

低温保护剂微液滴在液氮表面的Leidenfrost效应及分析

借助红外摄像和图像分析技术,并结合非等温结晶动力学模型理论分析,系统研究了微量低温保护剂溶液在液氮表面的Leidenfrost效应及其影响因素.研究结果表明:微水滴的相变温度最高(约273K),最大结晶度变化率达到3×10~(-2),最大运动速度值为100~130mm/s,但其Leidenfrost时间最短;随着低温保护剂浓度的增大,其相变温度降低(20%和50%甘油分别约为250和225K),结晶变化率显著减小(20%和50%甘油分别约为1.4×10~(-3)和7×10~(-7)),其最大运动速度值也会降低(20%和50%甘油分别为90~120和85~105mm/s),且Leidenfrost时间会随着浓度增大而增长;Vs55的相变温度最低(约158K),结晶度变化率最小(约2.8×10~(-16)),最大运动速度值降低到75~95mm/s,且其Leidenfrost时间最长(约是水的2~3倍);微液滴体积越大,其Leidengfrost时间越长,但对低浓度溶液(水和20%甘油)最大运动速度的影响不大,而对于高浓度溶液(50%甘油和Vs55)则是呈现出"体积越大,速度越快"的变化趋势.这些结论对于微液滴玻璃化保存生物样本方案的优化设计具有重要的指导意义.     

下送风空调系统送风口气流方向对室内气流分布的影响分析

一个设计良好的下送风空调系统具有改善热舒适性、通风效率和室内空气品质,减少能耗、建筑周期花费和层高等优点。本文通过对某一下送风空调系统在送风方向分别与地面之间的夹角（记为a）为0°、45°和90°的条件下,进行了数值模拟计算。分析了不同送风方向时室内气流分布的不同。研究结果表明：a为0°和45°时的室内气流分布类似,室内最大速度都贴近地面。且形成的涡位于室内高度1／2以下,45°时室内产生更多的涡流;a为90°时靠近地面处流速很小,形成的涡位于室内高度1／2以上。对a为0°的情况进行了水模型试验,试验现象表明近地面处速度的分布与模拟计算结果基本吻合。研究结果对预测和控制下送风空调系统的扬尘有理论意义。     

CO_2/CH_4在伊利石中的吸附特性研究

采用巨正则蒙特卡洛方法,对CO_2/CH_4混合物在页岩储层黏土矿物—伊利石孔隙结构中的吸附特性进行研究。模拟结果表明,随着地层深度的增加,在同一CO_2注入比例下,CH_4的吸附量呈现先增加、后趋于平缓的趋势;CO_2的吸附量变化较大,在CO_2注入比例不超过2时,吸附量先增加,在1Km左右(CO_2超临界点对应的地层深度附近)达到最大,然后开始下降,并逐渐趋于平缓,CO_2注入比例大于2时,吸附量先增加,在1Km左右达到最大,然后开始下降,之后又开始逐渐上升,并在地层5Km处时,趋于一个稳定值。随着CO_2注入比例的增加,同一地层深度处,CH_4的吸附量逐渐变小,且减小的趋势逐渐变缓;CO_2的吸附量逐渐增大,且增大的趋势逐渐变缓,而在地层5Km处时,当注入比例大于2时,CO_2的吸附量已达到饱和,不再随注入比例的增加而变化。通过对这些规律的研究和分析,并结合页岩气藏实际的开发条件,可为页岩气藏的高效开发提供一定的理论依据。     

2.5～5.0μm波段中红外激光晶体的生长和性能研究

中红外激光在大气污染监控、气体流量监测、海洋探测、激光医疗、军事对抗、基础科学研究等方面具有极其重要的价值.本文总结了近年来2.5~5.0μm波段中红外激光晶体的生长、物化、光谱及激光性能研究进展.采用提拉法生长出了一系列Er~(3+)激活及稀土离子共掺的低声子能镓酸盐、铝酸盐晶体,如Gd_3Ga_5O_(12)(GGG),SrGdGa_3O_7,SrLaGa_3O_7,CaYAlO_4和CaGdAlO_4等晶体,Ho~(3+)激活及敏化离子共掺的GGG晶体,以及Dy~(3+):YAlO_3等晶体,实现了2.5~3.4μm波段的发光.采用坩埚下降法生长出高质量Dy~(3+):KPb2Cl5,Cr~(2+):CdSe,Cr~(2+):Fe~(2+):CdSe等晶体,实现了2.5~5.0μm波段的发光.系统地研究了这些晶体的物化和光谱性能.重点研究了Er~(3+)激活离子在中红外波段的荧光动力学:分析了激活离子的浓度效应、共掺敏化离子的敏化机制以及退激活离子在抑制自终态效应方面所起的作用,计算了激活离子与共掺敏化离子、激活离子与共掺退激活离子之间的能量传递效率,诠释了能量传递机制.根据光谱性能研究结果,筛选出不同晶体中Er~(3+)的最佳掺杂浓度、共掺敏化离子及退激活离子的种类和浓度.研究了Er~(3+)激活的GGG和CaYAlO_4等晶体的激光性能.采用965nmLD端面泵浦Er:GGG,Er,Pr:GGG和Er:GGG/GGG键合晶体,采用氙灯泵浦Cr,Er:YSGG等晶体,均实现了高效的2.7~2.8μm多波长连续或脉冲激光输出,并在Er:GGG晶体上首次实现单纵模微片激光输出.