脉冲氙灯光学特性及对PbS探测器光饱和失效研究

实际测试了某型高压脉冲氙灯的光谱特性及其在可见光和近红外波段的辐射强度,测得其闪光强度可达1.3×107 cd,闪光持续时间平均约0.2 ms,在0.8～3.2 μm波段的红外辐射强度达1.16×107 W/sr.并以此脉冲氙灯作为模拟强闪光光源,在实验室内研究了PbS红外探测器在强闪光作用下的行为,实测得到了PbS探测器的光饱和阈值为6.79×10-4 W/cm2.还讨论了PbS探测器在强闪光作用下的饱和失效时间,以及闪光光源对探测器的有效作用距离等.     

Ni3S2-多孔镍@泡沫镍电极制备及其赝电容性能

采用氢气鼓泡法预处理泡沫镍集流体,通过循环伏安法原位电沉积Ni₃S₂活性材料,制备了Ni₃S₂-多孔镍@泡沫镍(Ni₃S₂-Ni@NF)电极.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)对物相结构进行了表征,并利用电化学工作站测试了电化学性能.结果表明:制备的Ni₃S₂-Ni@NF材料表现出优异的赝电容性能,在2 m A/cm²的电流密度下,比电容达到4.56 F/cm²,且具有优异的倍率性能(20m A/cm²的电流密度下,比电容达到4.06 F/cm²)和循环性能(10 m A/cm²的电流密度下,循环1 000次的比电容保持率约73%).     

La0.67Sr0.33MnO3/PbZr0.4Ti0.6O3/La0.67Sr0.33MnO3外延铁电电容器物理性能

采用脉冲激光沉积法制备La_0.67Sr_0.33MnO₃(LSMO)薄膜,溶胶-凝胶法制备PbZr_0.4Ti_0.6O₃(PZT)薄膜,在SrTiO₃(STO)基片上制备了LSMO/PZT/LSMO异质结电容器.X线衍射(XRD)研究表明LSMO和PZT薄膜在STO基片上实现了外延生长.LSMO/PZT/LSMO电容器具有良好的铁电性能,在5 V测试电压下,剩余极化强度为26.9 μC/cm²,矫顽电压为2.5 V,LSMO/PZT/LSMO电容器显示出了良好的抗疲劳性能.5 V电压下电容器的漏电流密度为7.4×10^-6 A/cm²,在0~2.9 V为欧姆导电机制,2.9~5 V满足空间电荷限制电流(SCLC)导电机制.     

光谱型传感系统的光源与检测方法研究

文中介绍了用可控闪光灯和光电传感器,电脑检测方法解决光谱型传感器系统需从强光源取得单色光,而强光源不稳定的问题,电脑检测使闪光脉冲测量成为可能,并能快速的处理数据和自动检测。     

萘酞菁镍化合物的合成、 非线性及光限幅特性

以1,8-二氮杂双环［5.4.0］十一碳烯-7（DBU）为催化剂采用液相法合成了四叔丁基-2,3-萘酞菁镍(TBNPcNi). 应用调Q倍频(ns/ps)Nd ∶[KG-*3]YAG脉冲激光系统, 在532 nm波长下, 研究了化合物的非线性和光限幅特性. 在高斯单位制(esu)下测得化合物的非线性折射率n₂和三阶非线性极化率χ⁽³⁾分别为2.07×10^-11和7.57×10^-12, 分子极化率γ′为2.96×10^-29, 显著高于金属酞菁分子. 化合物具有优异的非线性光限幅特性, 当线性透过率为72%时, 限幅阈值为1 722 mJ/cm², 箝位值为700 mJ/cm², 有效激发态与基态吸收截面比为4.48.     

纳米多孔Ni的制备及其电催化析氢性能研究

采用快速凝固结合脱合金的方法制备纳米多孔Ni,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对试样进行物相分析和形貌表征,并使用线性扫描伏安(LSV)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等方法测试纳米多孔Ni电极的电催化析氢性能.结果表明:Ni₅Al₉₅前驱体合金在65 ℃条件下经4 h脱合金化后获得多层次、双连续的纳米多孔Ni.在50 mA·cm^－2电流密度下,25 ℃时析氢过电位为257 mV,双电层电容为4.7 mF·cm^－2,在析氢反应过程中表观活化能为26.06 kJ·mol^－1,电化学脱附是整个反应的控制步骤.经过1 000圈循环伏安耐久实验后,纳米多孔Ni电极在25 ℃下极化曲线基本保持原状,50 mA·cm^－2电流密度下析氢过电位减小6 mV,表现出优良的析氢稳定性.     

基于强激光场与固体靶相互作用的等离子体光栅产生新机制研究

等离子体光栅由于不存在电磁场击穿效应,因此在强场物理研究中有着重要的应用.通过粒子(particle-in-cell, PIC)模拟的方法,利用皮秒强激光脉冲(激光场强度I的数量级约为10¹⁵W/cm²)与超临界密度固体靶(粒子数密度n≈10nc)相互作用,发现了一种等离子体数密度光栅产生的新机制.研究表明,这种新型等离子体光栅来源于强激光在固体靶中激发的等离子体波的干涉.因此只需要单束激光就可以激发产生,其持续时间可达数皮秒量级.该光栅具有纳米尺度的空间周期,相比于传统的通过两束激光在稀薄等离子体中干涉产生的激光波长尺度(微米)的等离子体光栅,这一发现对于x波段的强光操控有着潜在的应用价值.     

直接液化石油气火焰燃料电池的制备与性能

采用流延-压烧工艺制备Ni-YSZ‖YSZ|GDC‖GDC-LSCF阳极支撑型固体氧化物燃料电池(SOFC)。以液化石油气(LPG)火焰作为阳极燃料,直接为电池的运行提供热量支撑,采用浸渍法将质量分数为0.8%的Ru-CeO₂纳米粒子煅烧在Ni-YSZ阳极内部,组装为直接火焰燃料电池(DFFC)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及电化学测试等技术对阳极材料的物相、微观结构、电化学性能进行分析。结果表明：LPG气流量为400 mL/min时Ru-CeO₂负载的阳极电池最大功率密度达到160.2 mW/cm²,相较原电池提高10%;极化电阻降低到0.75Ω·cm²,运行40 h后没有产生明显积碳现象;Ru-CeO₂的引入有助于提高DFFC在LPG火焰下的催化活性和抗积碳性能。     

用于中间弹道测量的闪光X射线发生器研究

研究了用于中间弹道测量的闪光Ｘ射线的产生原理和测量方法，以研制的多次脉冲Ｘ射线产生器来作为对中间弹道区段弹丸姿态进行闪光Ｘ射线变管分幅摄影的脉冲Ｘ线射源，其主要技术性能满足了中间弹道测量的要求。     

强脉冲X射线辐射热力学效应的数值模拟

导出了一种新的基于泰勒级数展开所获得的迎光面自由面格式.利用一维应变弹塑性流体力学模型,计算了碳酚醛材料中的软、硬X射线辐射热激波衰减特性.结合实际的时间谱,计算了强脉冲X射线辐射Ly-12铝靶材所产生的喷射冲量效应,喷射冲量数值计算结果与实测结果进行了比较,两者基本一致.     

Ce0.25Zr0.75O2固溶体的制备及其电化学合成氨催化性能

通过共沉淀法合成了四方相Ce_0.25Zr_0.75O₂固溶体,采用X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征了固溶体的结构,并以氮气和水为原料,在室温、0.1 mol/L Na₂SO₄电解质中研究了固溶体的电化学催化合成氨性能。结果表明,Ce_0.25Zr_0.75O₂表现出了优异的电化学氮还原催化性能,在-0.6 V（vs.Ag/AgCl）时法拉第效率最高,达到64%,此时氨合成速率为7.3×10^-11 mol/（s·cm²）;在-0.7 V（vs.Ag/AgCl）时,氨合成速率最高,为1.03×10^-10 mol/（s·cm²）,此时法拉第效率为42.2%。这可能与Ce_0.25Zr_0.75O₂固溶体的四方相结构、晶格结构的变化及形成的高度缺陷的结构有关;另外,Ce_0.25Zr_0.75O₂还能有效抑制析氢副反应进行,从而提高其法拉第效率。     

织构对纳米晶纯镍镀层耐蚀性能的影响

采用脉冲电镀法在黄铜表面制备出具有（111）、（200）和（220）晶面择优生长织构的纳米晶纯镍镀层.采用扫描电镜对镀层的显微形貌进行观察,采用X射线衍射对不同晶面织构的择优性进行表征,并对镀层在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线和交流阻抗谱进行了测试,研究不同织构镀层的耐蚀性能.不同织构镀层的耐蚀性能存在显著差异:具有（220）强织构的镀层耐蚀性最差,其自腐蚀电流密度最大,为1.23μA.cm^-2,镀层的电荷转移电阻为2.09 kΩ.cm^-2;具有（200）强织构的镀层耐蚀性能最佳,镀层的电荷转移电阻为27.32 kΩ.cm^-2,自腐蚀电流密度为0.15μA.cm^-2;具有（111）织构镀层的耐蚀性居中.认为织构引起的表面胞状物的差别是造成纯镍镀层耐蚀性能不同的原因.     

钴基复合氧化物氧化降解甲苯的结构与催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了钴基复合氧化物A-Co（A=Cu,Mn,Ce）,测定和评价了A-Co复合催化剂氧化降解甲苯的催化性能.结果表明,二元钴基复合氧化物氧化降解甲苯的催化活性均优于纯钴氧化物催化剂,其中,Ce-Co氧化物的t10和t90(分别为达到10%和90%的甲苯转化的温度)分别为221,238 ℃,催化活性最高.在240 ℃连续使用50 h,Ce-Co氧化降解甲苯降解转化率仍为99%以上,具有较好的催化稳定性.应用X射线衍射、氮气吸脱附、扫描电子显微镜、氢气程序升温还原和X射线光电子能谱等表征技术,研究了钴基催化剂的结构与催化性能的关系,在Ce-Co催化剂上形成的Ce⁴⁺/Ce³⁺和Co³⁺/Co²⁺氧化还原对促进了催化剂上氧的迁移,提高了表面氧的可还原性,在甲苯氧化降解过程中产生协同作用.     

Mo掺杂CoSe2纳米片阵列的制备及电催化性质研究

利用一步水热法在碳布上制备了不同Mo掺杂量的CoSe₂纳米片阵列,并对其电催化性质进行了详细研究.结果表明,当Mo物质的量为0.3 mmol时,样品具有最佳的HER催化活性和OER催化活性.在10 mA/cm²的电流密度下,HER过电势为135 mV;在50 mA/cm²的电流密度下,OER过电势为350 mV.     

电催化CO2还原立方体Cu2O催化剂的制备及其在大面积膜电极反应器中的应用

电化学二氧化碳还原反应(carbon dioxide reduction reaction,CO₂RR)产乙烯目前已成为电催化CO₂RR领域的研究重点和热点.通过简单的化学沉淀耦合化学还原保护法成功获得了富含(111)晶面的立方体结构Cu₂O催化剂,系统研究了其在H型反应器以及零间距膜电极组件(membrane electrode assembly,MEA)反应器中的电化学性能.结果表明:富含(111)晶面的立方体结构Cu₂O催化剂表现出了优异的产乙烯活性;相比于H型反应器,零间距MEA反应器进行CO₂RR时的最佳法拉第效率(Faradaic efflciency,FE)提升了13.94%,总电流密度也基本可以满足工业化的需求(>200 m A/cm²);设计并组装的大面积(25 cm²)零间距MEA反应器在CO₂RR中表现出了优异的催化性能,且在槽压大于2.9 V时表现出了独特的“面积效应”.“面积效应”...     

MgO掺杂SnO2甲醛传感器的气敏性能

用MgO掺杂SnO₂材料(SnO₂/MgO)研制了旁热式甲醛传感器,采用紫外光激发的方式使传感器能在室温下工作.利用X射线衍射仪、热场发射扫描电镜、比表面积与孔隙率分析仪对SnO₂和SnO₂/MgO材料进行了物相组成、微观形貌的表征和比表面积的测定,并在不同退火温度、不同紫外光照射强度下对传感器进行了性能测试.结果表明:掺杂后的材料比表面积更大、吸附能力更强,当退火温度为650℃、紫外光照射强度为1.75 mW/cm²时SnO₂/MgO传感器的灵敏度最好.在以相同体积分数的O₂、C₂H₆O作为干扰气体时,SnO₂/MgO气敏传感器对甲醛具有良好的选择性.研究结果为探索高灵敏的甲醛检测新技术提供了参考.     

Cr掺杂Ca2Ga2GeO7宽带近红外光材料的制备及性能研究

采用高温固相法制备了一系列不同浓度Cr掺杂Ca₂Ga₂GeO₇近红外荧光材料,采用X射线粉末衍射结合Rietveld精修、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、光致发光光谱、激发光谱、拉曼光谱、漫反射光谱及时间分辨荧光光谱等技术对材料的结构、形貌、发光性质进行了详细研究。结果表明,Cr掺杂进入了Ca₂Ga₂GeO₇晶格,且以Cr³⁺与Cr⁴⁺混合价态形式存在;在460 nm激发下呈现宽带近红外发射,覆盖近红外Ⅰ区与Ⅱ区,且具有良好的发光热稳定性,在蓝光LED转换近红外光源领域具有潜在应用价值。     

P2W17V-WO3纳米粒子复合膜的制备与电致变色性能

为了提高WO₃薄膜的电致变色性能,采用层接层自组装技术构筑了基于钒钨酸盐多阴离子[P₂W₁₇VO₆₂]^7-和WO₃纳米粒子的电致变色复合膜P₂W₁₇V-WO₃.利用扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱对复合膜进行表面形貌和元素组成及价态的表征,并通过紫外-可见吸收光谱和电化学联机的方法对复合膜进行膜增长的监测和电致变色性质的研究.结果表明：复合膜P₂W₁₇V-WO₃的光反差达到23.93%,着色褪色时间分别为3.03和10.12 s,着色效率为111.23 cm²/C,均优于已报道的WO₃薄膜材料,且经过600次循环后该复合膜损失率仅为6.9%,稳定性良好.     

LiBr/MoO3/PE隔膜对锂硫电池循环稳定性的影响

通过在聚乙烯(PE)隔膜上引入三氧化钼(MoO₃)和溴化锂(LiBr)涂层制备LiBr/MoO₃/PE多功能复合隔膜,采用X射线衍射和扫描电子显微镜对膜的结构和形貌进行表征,并通过循环伏安、电化学阻抗和充放电性能测试等方法研究涂覆修饰层后的LiBr/MoO₃/PE隔膜对Li金属负极稳定性和锂硫(Li-S)电池性能的影响.结果表明：LiBr提高了多硫化锂(LiPSs)的溶解度,MoO₃层对LiPSs具有化学吸附作用,可提高活性物质S的利用率,并抑制Li-S电池的穿梭效应;以LiBr/MoO₃/PE为隔膜的Li-Li对称电池在0.6 mA/cm²的电流密度和1 (mA·h)/cm²的容量下稳定循环时间为1 600 h, Li-S电池在0.2 C下的初始放电比容量可达1 229.2 (mA·h)/g, 500次充放电循环后的比容量为628 (mA·h)/g.     

Cu1.81S纳米晶的空间自相位调制阈值厚度研究

激光诱导空穴相干或电子相干机制会在数毫米厚度的二维材料离散体中产生空间自相位调制(SSPM)现象.该现象能否在更小厚度实现,对其在全光调制等的应用十分关键.采用热注入法制备了硫化铜纳米晶,控制Cu与S原子比为1.81:1,调制带隙为1.75 e V.利用低频飞秒脉冲激发,观测到多波长下的SSPM现象,表征Cu_1.81S的非线性折射率n₂为10^-3cm²/W量级,并利用非局域空穴相干解释.聚焦于激发波长为800 nm (略小于带隙)的测试,逐步将离散体的厚度从10 mm降低到1 mm,并提出利用Fresnel-Kirchhoff衍射公式仿真拟合的新方法.实验和仿真模型均证明,在入射光强为25 W/cm²时,尽管Cu_1.81S具有较大的n₂,但其SSPM阈值厚度仍为5 mm左右;将入射光功率密度提高到1805 W/cm²以上或改变聚焦条件,有望实现100μm厚度的SSPM效应.该研究提出了微米尺度SSPM光路改进方案...