张声森
,
晏洁
,
杨思源
,
徐悦华
,
蔡欣
,
张向超
,
彭峰
,
方岳平
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62588-3
近几十年来,光电化学分解水制氢作为一种洁净的、能持续利用太阳能的技术受到极大关注.在众多光催化材料中,p型半导体氧化亚铜(Cu2O)被认为是最有前途的可见光光电分解水材料之一.理论上,它的光能转换为氢能的效率可达到18.7%.然而,目前所报道的Cu2O光转换效率远远低于此值;同时,纯Cu2O在光照条件下的稳定性较差.研究表明,Cu2O与其它半导体复合可以增强其光电转换效率和提高稳定性.如Cu2O和能带匹配的石墨相氮化碳(g-C3N4)复合后,光催化性能和稳定性都有较大提高.但目前所报道的Cu2O/g-C3N4复合物几乎都是粉末状催化剂,不便于回收和重复使用.本文首先采用电化学方法在FTO导电玻璃上沉积Cu2O薄膜,采用溶胶凝胶法制备g-C3N4纳米颗粒材料,然后采用电化学法在Cu2O薄膜表面沉积一层g-C3N4纳米颗粒,得到了Cu2O/g-C3N4异质结膜.分别利用X射线粉末衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)和光电化学分解水实验分析了Cu2O/g-C3N4异质结的组成结构、表面形貌、光吸收性能及催化剂活性和稳定性.XRD和HRTEM表征显示,本文成功合成了Cu2O/g-C3N4异质结材料,SEM图表明g-C3N4纳米颗粒在Cu2O表面分布均匀,大小均一.可见光光电化学分解水结果显示,异质结薄膜的光电化学性能比纯的Cu2O和g-C3N4薄膜材料有极大提高.当在Cu2O表面沉积g-C3N4的时间为15 s时,得到样品Cu2O/g-C3N4-15异质结膜,其在–0.4 V和可见光照射条件下,光电流密度达到了–1.38 mA/cm2,分别是纯Cu2O和g-C3N4薄膜材料的19.7和6.3倍.产氢速率也达到了0.48 mL h–1 cm–2,且产氢和产氧的速率之比约为2,说明此异质结材料在可见光作用下能全分解水.经过三次循环实验,光电化学分解水的效率仅降低10.8%,表明该材料具有良好的稳定性.根据UV-Vis表征和光电化学性能对比,Cu2O/g-C3N4-15的光电性能最好,但其光吸收性能并不是最好,说明光电化学性能与光吸收不是成正比关系,主要是由于Cu2O和g-C3N4两个半导体相互起到了协同作用.机理分析表明,Cu2O/g-C3N4异质结薄膜在光照下,由于两者能带匹配,Cu2O的光生电子从其导带转移到g-C3N4的导带上,g-C3N4价带上的空隙转移到Cu2O的价带上,从而降低了光生电子和空隙的复合,提高了其光催化性能.由于g-C3N4的导带位置高于H2O(或H+)还原为H2的电势,Cu2O的价带位置低于H2O(或OH–)还原为O2的电势,所以在外加–0.4 V偏压和可见光照射条件下,Cu2O/g-C3N4能全分解水,光生载流子越多,光电化学分解水的速率越大.综上所述,在Cu2O薄膜上沉积g-C3N4后得到的异质结薄膜具有高效的光能转换为氢能性能.
关键词:
氧化亚铜
,
石墨化氮化碳
,
异质结薄膜
,
电化学沉积
,
可见光
,
光电化学分解水
,
产氢
陈翔峰
,
曾庆磊
,
曾登峰
,
陶乃旺
材料开发与应用
介绍了代森锌的结构、理化性质及危害,总结了分光光度法、顶空气相色谱法、高效液相色谱、液相色谱串联质谱法等对代森锌定性定量分析方法,提出各检测方法的优缺点,并对防污涂料中代森锌的检测进行了先期研究.
关键词:
代森锌
,
防污涂料
,
检测分析
付国忠
,
刘建平
,
赵晓峰
,
刘建明
,
吕庆功
,
彭龙洲
钢铁
在对轧制时钢管的温降原因进行分析的基础上,给出一种定张减温降计算模型,该模型考虑了辐射、接触传导、内部传导对温度的影响.通过对轧制实验测定得到钢管的温降数据与此模型实例计算的结果进行对比分析,表明该模型比较准确,能够满足生产实际的要求,可用于自动控制系统中定张减温降的计算,从而为控制系统比较准确地对轧机进行设定及调整提供依据.
关键词:
定张减
,
温降
,
模型
田浩
,
于石生
,
赵小莹
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.02.023
依椐巴克豪森效应,用特制的检测器和信号处理系统,研究了钢轨材料中的巴克豪森信号随拉应力、压应力和温度的变化关系,发现在材料弹性范围内,巴克豪森信号随拉应力增加而增加,随压应力的增加而减小,并与温度变化呈线性关系.将测试仪进行改进后,可用于现场动态测试.
关键词:
巴克豪森效应
,
磁畴
,
钢轨
,
纵向应力
,
温度
王若民
,
詹马骥
,
季坤
,
严波
,
王夫成
,
杜晓东
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201703023
通过对高压输电用耐张线夹及夹持导线的宏观形貌、化学成分、腐蚀产物进行分析,探讨了该线夹腐蚀失效的原因.结果表明:该线夹在压接时即存在铝线断股现象,服役过程中使酸性雨水更易进入到压接管内部,对线夹与钢芯铝绞线结合面进行腐蚀生成腐蚀产物,导致耐张线夹电阻增大;随着腐蚀的进行,线夹电阻不断增大,其温度也随之升高;当温度超过临界温度时,热平衡状态被打破,最终线夹过热,导致高温烧损失效;应加强线夹压接管位置的红外测温监控,及时更换温度明显异常的压接管.
关键词:
耐张线夹
,
腐蚀
,
热击穿
,
钢芯铝绞线
温激鸿
,
韩小云
,
王刚
,
赵宏刚
,
刘耀宗
功能材料
声子晶体是一种新型的声学功能材料,对声子晶体的研究引起了各国研究机构的极大关注.文章介绍了声子晶体的概念及基本特征,阐述了声子晶体禁带机理及声子晶体的各种潜在应用领域,最后对声子晶体的研究发展作了展望.
关键词:
声子晶体
,
弹性波禁带
,
减振降噪
叶振强
,
董源
,
曹炳阳
,
过增元
工程热物理学报
声子是介电固体中导热过程的主要载体,研究声子的黏性对正确预测纳米材料中的非傅里叶导热等现象有着重要意义.本文从热质理论出发,基于涨落耗散理论导出了声子气黏度的表达式:ηh =hv/3πλα,其中ηh表示声子气的黏度,va为声子平均频率,λ为声子波长,α为材料热扩散系数.预测了单晶硅在300 K时的声子气黏度,其参考值为4.8×10-9 Pa·s.并且与基于声子水动力学模型和气体动理论模型的声子气黏度结果进行比较,发现本文模型的结果比声子水动力学模型的结果大2个量级,而比动理论模型小5个量级.
关键词:
声子气黏度
,
热质理论
,
声子气扩散系数
,
声子态密度
陶蕊
,
郑小虎
,
曹卓良
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2009.05.011
高度纠缠的簇态是一种常见的测量基的量子计算的资源.提出了基于约瑟夫森比特的簇态实现方案.方案简单且易于操作,每个量子比特是通过包括一个超导岛和一个库伯对盒来实现的,任意两个约瑟夫森结量子比特可以通过一个对称的直流射频超导干涉仪相互耦合.通过调节每个实现量子比特的门电压,来设定合适的初态,通过调节系统内相应的参量从而实现一个一个环路的耦合作用,以实现簇态.经过理论推导,方案简便易操作.在现在的技术条件下,方案完全可行.
关键词:
量子光学
,
簇态
,
超导量子比特
,
约瑟夫森结
柴武倩
,
杨强云
,
杨川
,
高国庆
,
崔国栋
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201509024
对断裂的汽车张紧轮紧固螺栓的显微组织、化学成分、硬度以及断口的宏、微观特征进行了综合分析,找出其断裂的原因.结果表明:螺栓在搓丝加工过程中挤压量过大,使螺纹尖端产生较多微裂纹,同时螺纹根部也存在一些加工缺陷,并在之后的热处理过程中进一步扩展;在使用过程中,微裂纹和加工缺陷处产生应力集中,使螺栓材料的疲劳强度降低,裂纹源的过早形成最终导致了螺栓发生疲劳断裂而失效.
关键词:
螺栓
,
微裂纹
,
缺陷
,
疲劳断裂
