Maxwell Selase Akple
,
刘敬祥
,
秦志扬
,
S. Wageh
,
Ahmed. A. Al-Ghamdi
,
余家国
,
刘升卫
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60989-5
化石能源的使用可产生大量CO2,带来严重的温室效应。光催化CO2还原生产太阳燃料技术既有望缓解温室效应,又可以将低能量密度的太阳能转化为高能量密度的化学能储存起来方便使用。高效光催化材料的开发是发展光催化技术的关键。迄今,在已开发的所有半导体光催化材料中, TiO2仍是广泛研究的明星材料。在实际使用中, TiO2的光催化效率仍受限于其极弱的可见光利用率和较高的电子-空穴复合几率。近年来,越来越多的研究表明TiO2的结构与形貌特征极大地影响其光催化效率。尤其, TiO2的外露晶面设计与晶面效应研究引起了广泛关注。由于具有较高表面能和较多表面不饱和键,起初大多数理论和实验研究认为锐钛矿TiO2(001)晶面是光催化活性晶面。后来,越来越多研究表明并非锐钛矿TiO2(001)晶面的暴露比例越高其光催化活性就越高。最近,我们发现锐钛矿TiO2(001)晶面与(101)晶面在调控光催化CO2还原性能上具有良好的协同效应。密度泛函理论计算表明,锐钛矿TiO2的(001)晶面与(101)晶面的能带结构有差异,(001)晶面的导带位置相对于(101)晶面而言较高,而(101)晶面的价带位置相对于(001)晶面而言较低。基于此我们提出,具有合适比例的锐钛矿TiO2的(001)晶面与(101)晶面的交界处可以形成最佳的表面异质结或晶面异质结。表面异质结的形成导致光生电子倾向于向(101)扩散,光生空穴倾向于向(001)扩散,从而促进光生电子-空穴分离,降低光生电子-空穴复合几率。在此工作基础上,我们直接以氮化钛为原料,氢氟酸为添加剂,通过简单的水热反应一步合成了氮自掺杂的TiO2微米片。利用X射线粉末衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、氮气吸附-脱附以及电化学阻抗谱等方法手段对所制备的光催化剂进行了基本结构与理化性质表征分析,并研究了其可见光光催化CO2还原性能。电镜照片结果表明,我们所制备的氮自掺杂锐钛矿TiO2微米片的(001)晶面与(101)晶面比例分别为65%和35%。基于我们前期研究结果, TiO2微米片的(001)晶面与(101)晶面可以形成表面异质结,具有良好的电荷分离效率,这也得到了电化学阻抗谱研究结果的证明。同时,由于N的原位掺杂,所制备的TiO2微米片具有优异的可见光捕获能力。由于可见光利用效率增强与光生电子-空穴分离效率提高这两方面的综合作用,所制备的氮自掺杂TiO2微米片具有非常好的可见光光催化CO2还原制甲醇性能,比商用P25及氮掺杂TiO2纳米粒子等参考样品的可见光光催化性能更优异。研究表明,通过原位自掺杂方法与晶面设计方法相结合,可以同时改善TiO2的可见光利用效率和光生电子-空穴分离效率,优化TiO2的可见光光催化性能,这也为后续开发新型高效光催化材料提供了新思路。
关键词:
氮自掺杂
,
二氧化钛
,
(001)晶面
,
二氧化碳还原
,
表面异质结
Applied Physics Letters
By investigating the nature of the first-order magnetostructural phase transition, we point out the origin of large overestimation of magnetic entropy changes calculated by directly applying the Maxwell relation. Furthermore, if the mass variations in ferromagnetic and paramagnetic phases on temperature are taken into consideration in two-phase region, taking MnAsC(x), (Mn,Al)As, and Mn(0.994)Fe(0.004)As compounds as example, based on the modified Maxwell relation, the large overestimation and discrepancy of magnetic entropy changes disappear. The magnetic entropy changes are equivalent with the values by Clausius-Claperyon equation, indicating the validity of this modified approach. (C) 2010 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3446843]
关键词:
lead compounds;magnetic hysteresis;magnetoelectric effects;metallic;glasses;tuning;adiabatic temperature-change;gd5si2ge2
谷伟
,
张虎
,
李增耀
,
陶文铨
工程热物理学报
为定量研究多组分系统在多孔介质内传质过程中组分之间的交互作用现象,本文基于Maxwell-Stefan模型对CH_4/Ar/H_2混合气体在单个直孔道内的纯扩散过程和C_2H_6/C_3H_8/N_2混合气体在活性炭上的吸附扩散过程进行了模拟,定量地描述和分析了多组分系统中组分之间在传质过程中的交互作用。研究表明：对于扩散过程,组分之间的交互作用表现为大分子对小分子的拖带;对于吸附过程,这种作用表现为强吸附质能够替代已被吸附在吸附剂表面的弱吸附质;主体扩散为主要的传质形式。
关键词:
多组分系统
,
传质过程
,
Maxwell-Stefan模型
,
多孔介质
孙可为
,
金丹
,
许启明
材料导报
为了寻求一种合适的研究纯金属纳米薄膜光学性质的方法,采用有效介质理论中的Maxwell-Garnett理论计算了纳米铜膜对光的反射、透射及吸收情况.结果表明,Maxwell-Garnett理论的计算结果与实验值在定性上较符合,适于对纯金属纳米薄膜的光学性质进行理论研究.
关键词:
纳米
,
光学性质
,
Maxwell-Gamett理论
,
金属薄膜
张小兵
,
尹韶辉
,
朱科军
,
余剑武
,
陈逢军
材料导报
介绍了玻璃材料模压过程及其存在的问题,针对玻璃模压仿真过程中所表现粘弹性力学特性,提出了采用广义Maxwell模型来模拟,分析了模压过程中的热传递形式及其模型.采用MSC.MARC软件对玻璃L-BAL42圆柱模压实验进行仿真,结果表明,广义Maxwell模型能够较好地模拟实际模压中的粘弹性力学特性,在600℃时利用此模型得到的松弛曲线与理论上的松弛曲线十分吻合.通过对非球面光学镜片的模压成型过程进行模拟,发现玻璃的最大应力出现在与上下模接触处的侧边,随着温度的降低,最大应力变大、模压力逐渐升高,在上下模闭合时,模压力快速上升,通过分析得到了透镜边缘处最易破碎失效的结论,实际透镜模压结果证实了结论.最后对非球面的形状偏差进行了预测,表明随着中心距离的增加,偏差变大,偏差最大值超过了5μm.研究的结果对玻璃模压建模及非球面透镜的实际加工具有一定的指导意义.
关键词:
非球面
,
玻璃模压成型
,
广义Maxwell模型
曹茂盛
,
高正娟
,
邹桂真
,
赵玉娜
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2004.03.004
从电磁参数出发研究了DT-50/环氧复合材料体系的电磁波反射行为.考虑吸收剂粒径、电导率、趋肤效应等因素,将A(α,σ,εi,ω)引入经典Maxwell-Gamett公式.Maxwell-Garnett公式及其扩展公式均适用于一般金属颗粒均匀复合体系的等效电磁参数预测,扩展公式比经典公式更准确些.
关键词:
雷达吸波材料
,
Maxwell-Gamett理论
,
等效电磁参数
王浩
,
朱英伟
,
陈彬兵
,
姚领
低温物理学报
本文针对使用YBCO带材的螺线管型SMES,使用Ansoft Maxwell建立了其电磁模型.考虑到YBCO带材临界电流的各向异性,利用Ansoft Maxwell场计算器建立了与线材呈40°角的最大磁场强度的函数.实现了YBCO磁体临界电流、实际运行电流及实际储能容量的快速准确的计算.变换了磁体形状变量空间,并利用参数化计算缩小搜索范围,以缩短优化算法的收敛时间.基于以上工作,结合Ansoft Maxwell提供的遗传算法优化工具,实现了对l00KJ螺线管型超导磁体的设计,并对优化计算结果进行了分析.
关键词:
YBCO
,
高温超导磁体
,
优化设计
,
Ansoft
