高稳定性荧光碳点油墨的制备及其防伪性能研究

以柠檬酸、尿素和丙烯酰胺为前驱体,制备了具有高稳定性的氮掺杂荧光碳点油墨应用于防伪包装。首先以柠檬酸、尿素为前驱体,采用水热法在180℃条件下反应6h,制备氮掺杂碳点(记作NCDs-1);然后以柠檬酸、尿素和丙烯酰胺为前驱体制备氮掺杂碳点(记作NCDs-2);将NCDs-1、NCDs-2分散在水中制备了氮掺杂荧光碳点油墨。通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、荧光光谱仪等对样品的形貌、结构和表面元素组成、荧光性能进行了表征并考察了不同环境下油墨的稳定性。结果表明:NCDs-2粒径分布在2~9nm之间,在水中分散均匀;氮掺杂碳点的最佳激发波长为370nm,最佳发射峰位置在450nm;在无荧光背景的纤维素纸基上油墨表现出良好的稳定性,且在紫外光照射下发出明亮的蓝色荧光;以柠檬酸、尿素、丙烯酰胺为前驱体制备的氮掺杂荧光碳点油墨稳定性良好,可用于香烟盒的防伪包装。

可调谐激光器高稳定性双闭环温控系统设计

温度稳定性对可调谐激光器波长和功率的稳定性起着至关重要的作用,因此,本文设计并开发了一种可调谐激光器高稳定性双闭环温控系统。首先,为了精确测得激光器工作温度值,设计了一种压差测量电路,对非线性热敏电阻进行精确线性测量;其次,为了向半导体制冷器(TEC)输出稳定的控制电流,设计了一种线性控制的H桥驱动电路,消除了TEC工作电流受到的纹波干扰;再次,为了提高温控系统的抗干扰能力,设计了深度负反馈电路作为系统的内环控制;最后,为了实现温度的实时调节,应用位置式PID对系统进行外环控制。实际电路测试结果表明:设定温度在15~35℃范围内时,激光增益芯片2 h温控稳定度优于±0.005℃,能够满足可调谐激光器温度控制的高稳定性需求。

一种高PSRR高稳定性的LDO设计

提出了一种高PSRR高稳定性的低压差线性稳压器(Low Dropout Linear Regular,LDO),该LDO设计了高精度的带隙基准电路和误差放大器,并利用前馈纹波消除技术设计了电源抑制比增强模块,有效提高了电路中高频的电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio,PSRR)。基于CSMC 0.18μm工艺对提出的LDO电路进行仿真验证,芯片面积为150μm×131μm。该LDO在4.5 V~5.5 V的输入电压范围下,稳定输出不受温度影响的2.5 V电压;于1 mA轻负载下,电源抑制比在低频处为-103.3 dB,在1 MHz处超过-60 dB。当输出电容为2.2μF时,LDO电路轻载下相位裕度为58.3°,重载下相位裕度为64.1°,具有良好的系统稳定性。

高稳定性快速响应的无片外电容LDO设计

针对光通信集成电路及片上系统的电源与电路之间相互干扰的问题,基于TSMC 65 nm CMOS工艺,设计了一种高稳定性、快速响应的无片外电容低压差线性稳压器(Capacitor-Less Low Dropout Regulator,CL-LDO)。LDO电路包括带隙基准模块、推挽误差放大器、电源抑制比(Power Supply Rejection,PSR)增强电路和尖峰抑制电路。推挽误差放大器为共栅极输入,有效降低了输出阻抗。放大器交叉耦合输入的方式显著提升了功率管摆率,内部添加拓补结构解决了环路增益过低及对称性差的问题,采用密勒补偿实现了0~100 pF全负载电容条件下系统稳定。主环路结合尖峰抑制电路改善瞬态性能,PSR增强电路产生可修调的负电容消除了功率管栅端产生的电源纹波,有效提升了LDO中频段电源抑制比。仿真结果表明,负载电流在0~100 mA内,该LDO的上冲电压和下冲电压分别为58 mV和89 mV,最小恢复时间为1.2μs,全负载范围内最差的相位裕度为64°,空载状态下的电源抑制比为99.2 dB@10 kHz,在不同工艺角下最差的负载调整率和线性调整率分别为0.016 mV/mA和5.1 mV/V。

燃料还原法原位制备高稳定性/催化活性SOFC钴基钙钛矿阳极

受固体氧化物燃料电池(SOFCs)原位还原脱溶纳米金属阳极技术的启发,本工作采用煅烧后的Sr2V0.1Co0.9MoO6前驱体(包含其他相的钙钛矿)在空气气氛下与电解质共烧制备出单电池,避免了为防止阳极氧化而需在还原/惰性气氛下制备电池的苛刻条件。制备电解质片上的阳极前驱体仅需在燃料侧原位还原4 h,便可形成纯相Sr2V0.1Co0.9MoO6(R-SVCMO)阳极。结果表明,R-SVCMO在活化能显著降低的同时电导率由2.7 S·cm^(-1)提高至21.6 S·cm^(-1)。当R-SVCMO为阳极的单电池分别以H2和湿CH4为燃料气时,在850℃的最大功率密度(Pmax)分别达到862和514 mW·cm^(-2),显示出优秀的催化性能。还原前后阳极在100~850℃的平均热膨胀系数(TEC)分别为1.15×10^(-5)和1.23×10^(-5) K^(-1),均与传统SOFC电解质相近。因此,还原过程不会导致阳极层体积产生变化,可以显著提高电池结构稳定性(退化率仅为0.13%)。加之R-SVCMO是在燃料气氛下合成的,其作为阳极表现出极高的长期稳定性和催化活性。R-SVCMO对湿CH4的催化效率达到60%,并能够稳定运行1450 h,相应的单电池可在0.7 V稳定运行450 h。综上所述,本研究采用燃料原位还原法制备了具有优异电化学性能和结构稳定性的单电池。

大连化物所设计开发出高稳定性钠离子电池用含氟阴离子组分的醚类电解液体系

近日,大连化物所储能技术研究部(DNL17)李先锋研究员、郑琼研究员团队和中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所蔺洪振研究员合作,在钠离子电池电解液研究方面取得新进展.钠离子电池具有资源丰富、成本低廉、性价比高等优势,在中低速电动车和大规模储能等领域应用前景广阔.醚类电解液因其低熔点和高电导性等优势成为钠离子电池相适配的优选电解液体系之一.

一种高精度高稳定性的片内振荡电路设计

作为系统时钟源,振荡电路的频率特性会影响芯片工作性能。为提高片内振荡器输出时钟的精度及稳定性,设计一种基于RC结构的振荡电路。该振荡电路采用带隙基准产生电容充电电流及基准电压,通过调整镜像管比例进行频率粗调校正,通过调整基准电压大小和温度系数以实现频率细调校正及温度特性校正。电路基于55 nm CMOS工艺设计实现,仿真结果表明,典型条件下电路工作输出为30 MHz,50%占空比时钟,在1.6~5.5 V、-40~125℃工作范围内,振荡频率偏移位0.6%以内,中心校准精度为0.5%,可作为片内高精度时钟源或参考时钟。

一种片上高稳定性RC振荡器设计

基于片上系统对高稳定性时钟的需求,采用sk110 nm工艺设计了一款高稳定性RC振荡器。采用比较器失调电压消除结构、比较器延时测量电路以及斩波电流镜结构电路提高了RC振荡器的稳定性。使用Cadence Spectre工具进行仿真验证,结果表明在5 V电源电压、TT工艺角、27℃环境下,振荡器输出频率为119.4 kHz;在-40~125℃温度变化范围内,电源电压为5 V情况下,输出频率变化范围在±0.5%以内;在4.5~5.5 V电源电压变化范围内,温度为27℃情况下,输出频率变化范围在±0.25%以内,适合集成到片上系统中。

高稳定性介孔MgO-ZrO2纳米复合物对CO2吸附性能研究

用溶胶-凝胶法制备了介孔MgO-ZrO2纳米复合物,并通过XRD、氮吸附和CO2-TPD等手段表征了材料的结构特征和表面性质。XRD、氮吸附结果表明此纳米复合物具有典型的介孔结构,比表面积达183-212 m^2/g,并且有较好的热稳定性,在700℃以下介孔孔道不会坍塌。另一方面,这种纳米复合物表面具有适中的碱性,其碱性位与基体结合牢固,稳定性好。由于其具有发达的孔隙和适中的碱性,二氧化碳在其表面的吸附量达1.6 mmol/g,且经数次循环后材料的吸附性能无明显下降。

高稳定性污泥蛋白发泡剂的发泡特性及应用研究

以污泥蛋白为实验材料,通过加入不同量的稳定剂GP-1,配制成高稳定性污泥蛋白发泡剂,并对高稳定性污泥蛋白发泡剂的发泡特性和影响因素进行研究。结果表明,以污泥蛋白10 mL、水90 mL、GP-1 0.4 g配方组合为研究对象,所制备的泡沫初始体积为770 mL,泡沫泌水时间大于15 h,泡沫半衰期大于64 h,泡沫综合发泡能力为2.2×106mL.min,泡沫的最佳搅拌时间为5 min,泡沫的泌水时间和泡沫的半衰期都是随着温度的上升而下降,在pH为3～13时泡沫稳定。经过对高稳定性污泥蛋白发泡剂发泡特性研究以及对水泥的胶凝时间、特性进行比较,研制出污泥蛋白泡沫混凝土发泡剂,并制备污泥蛋白泡沫混凝土块;结果表明,当污泥蛋白泡沫混凝土发泡剂的用量分别为0、6、6.8、7.6、8.4和9.2 mL,水泥为200 g时,制备泡沫混凝土块,其密度由2.07 g/cm3下降到0.34 g/cm3,体积由130 cm3上升到755 cm3;在泡沫混凝土块脱模后的第1 d、第7 d、第28 d分别称量他们的重量变化情况,结果表明,泡沫混凝土块第1 d和第7 d无重量变化,第28 d的重量明显减轻。 该研究为污泥蛋白研制成为泡沫混凝土发泡剂，并应用于屋面隔热、保温建立前期基础。

高稳定性超深度脱硫和多环芳烃深度饱和柴油加氢催化剂RS-3100的开发

基于对加氢催化剂失活因素(如积炭形成、活性相长大)的有效控制,相继开发了构建通畅扩散孔道的载体制备技术、稳定活性相的金属负载技术以及削减活性位积炭的催化剂制备技术,由此创建了“反应物分子与活性相最优匹配”的新型催化剂制备技术(ROCKET^(+)技术)平台。基于该平台成功开发了高稳定性超深度脱硫和多环芳烃深度饱和柴油加氢催化剂RS-3100。与参比剂相比,RS-3100催化剂的稳定性提高30%以上,工业装填堆密度降低20.5%,具有高性价比。RS-3100催化剂适合于中高压、原料中含有二次加工柴油的加氢装置,可以在较缓和条件下生产硫质量分数低于10μg g、多环芳烃质量分数小于7%的国Ⅵ标准柴油调合组分。

常温高稳定性彩色磷化工艺研究

为提高彩色磷化液的稳定性 ,开发了一种常温高稳定性彩色磷化工艺 ,采用正交试验确定了磷化液组分及添加剂的用量。并对磷化液、磷化膜的性能进行了检测 ,结果表明 :所得磷化膜蓝紫色到彩虹色 ,色泽鲜艳均匀 ,耐蚀性优良 ,磷化液稳定性高 ,沉渣少 ,使用寿命长 ,生产成本低 ,适用于钢铁件的一般性装饰和涂装底层。

高稳定性水基泡沫液的研究

探讨了稳泡剂、增黏剂、成膜剂以及温度对水基泡沫体系发泡能力和稳定性的影响,并着重研究了高稳定性水基泡沫液的复合配方。结果表明,十二烷基硫酸钠与十六醇复配具有较好的发泡能力和稳泡性,在水基泡沫液中添加适当的增黏剂和成膜剂可明显提高泡沫的稳定性和成膜性。所得的高稳定性水基泡沫液的较佳配方为(w/%):十二烷基硫酸钠2.0、十六醇1.5、羧甲基纤维素2.0、水玻璃5.0、苯丙乳液3.0。在35℃～45℃,该泡沫液100 mL的发泡量达2 400 mL,泡沫的半衰期t1/2V≥96 h。泡沫表面细密,成型性好,有一定的耐水性,可抗轻微的外界力。

低黏度高稳定性非离子聚丙烯酰胺水分散体的合成

采用水分散聚合法,以丙烯酰胺为单体,过硫酸铵为引发剂,衣康酸/次亚磷酸钠为链转移剂,聚丙烯酸钠为稳定剂,在硫酸铵/氯化钠水溶液中,制备了低黏度高稳定性的非离子聚丙烯酰胺水分散体系.考察了氯化钠、衣康酸、次亚磷酸钠对水分散体黏度、相对分子质量、颗粒形貌的影响.实验发现在30℃,300r/min,当引发剂、稳定剂、硫酸铵、氯化钠、次亚磷酸钠、衣康酸与单体质量比为:1.17×10^(-4)∶(3.25×10^(-2)~3.41×10^(-2))∶1.12∶(7.50×10^(-2)~7.75×10^(-2))∶(1.25×10^(-4)~1.42×10^(-4))∶(9.2×10^(-3)~1.17×10^(-2))∶1条件下,可以制备低黏度、高稳定性的非离子型聚丙烯酰胺水分散体.

高稳定性介孔MgO-ZrO_2固体碱的制备及其高温CO_2吸附性能

以无机盐Zr(NO3)4与Mg(NO3)2为原料,聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段型聚醚(P123)作模板剂,合成了纳米介孔MgO-ZrO2复合材料,并通过XRD、N2吸附-脱附、CO2-TPD、TG等方法对材料进行了表征。结果表明,合成的MgO-ZrO2具有介孔结构,比表面积较大;且材料在反复CO2吸附-脱附应用过程中,能够完全再生。此外,材料具有典型的固溶体结构,Mg2+进入四方相ZrO2晶格中并取代Zr4+,形成了一种特殊碱性位。这种碱性位与基体结合牢固,不易流失。考察了MgO-ZrO2材料在150℃高温下的CO2吸附性能,发现材料具有较高的吸附速率(0.084 mmol/(g.min))和吸附量(1.01 mmol/g),是一种可循环利用的吸附材料。

一种新型固体碱高稳定性介孔CaO-ZrO_2的制备及性能

采用可控的溶胶-凝胶法制备了一种新型的介孔CaO-ZrO2固体碱。小角XRD、TEM、低温氮吸附等分析都表明,该介孔固体碱具有优良的热稳定性,即使在700℃依然能保持介孔特征。CO2-TPD测定发现该材料表面具有3种不同的碱性位,且强碱性位数目随着CaO含量增加而增加。研究还发现该介孔固体碱在甲醇与碳酸丙烯酯反应合成碳酸二甲酯中,表现出良好的活性与稳定性,在线运行120 h后,反应物转化率没有明显下降。

高稳定性硅油乳液的制备研究

以2 000 mPa.s的二甲基硅油为主要原料,研究了乳化剂配方的选择、硅油乳液制备的条件,考察了乳化剂用量、乳化时间、乳化温度和搅拌速度等因素。结果表明,最佳乳化条件为:乳化剂用量为7%,乳化温度70℃,乳化时间30 min,搅拌速度800 r/min,乳化水分2次加入,乳化时间分别为10 min和20 min。制备的固含量约为40%的硅油乳液,稳定性和分散性好。

高稳定性无片外电容低压差线性稳压器的设计

设计了一款无片外电容低压差线性稳压器(LDO),与传统的LDO相比,此LDO消除了传统结构中所需的片外电容,可更好地应用于全集成低功耗的片上系统(SoC)中。针对无片外电容LDO没有外部等效零点补偿这一特点,采用一种折叠输入推挽输出误差放大器结构,结合密勒补偿以及一阶RC串联零点补偿两种方案,有效地改善了无片外电容LDO的稳定性。电路采用SMIC0.18μm CMOS工艺实现,面积为0.11 mm2,最大负载电容100 pF,输入电压为1.8 V时,输出电压为1.5 V,静态电流31.8μA,压差为160 mV。

高稳定性的γ－Fe_2O_3的合成及其气敏性能研究

本文采用空气氛化Ｆｅ（ＣＯ＿３）＿ｘ（ＯＨ）＿（２（１－ｘ））悬浮液体系，控制体系的ｐＨ和掺入适量的钇元素，合成出纳米级铁黄γ－ＦｅＯＯＨ微晶。由ＤＴＡ－ＴＧ和ＸＲＤ分析得出，由γ－ＦｅＯＯＨ直接脱水得到的γ－Ｆｅ＿２Ｏ＿３样品，具有很好的热稳定性，其γ－α相变温度可达７２５℃，且粒径为纳米级，并具有很好的气敏灵敏度和选择性。６００℃烧结的气敏元件，对液化石油气（ＬＰＧ）的灵敏度Ｓ大于７０；而在７００℃下烧结的元件，对Ｃ＿２Ｈ＿２灵敏度Ｓ大于４０；它们均对选定测试的气体ＣＯ、Ｈ＿２、汽油（Ｐｅｔｒｏｌ）。Ｃ＿２Ｈ＿２和ＬＰＧ有很好的选择性。

一种动态补偿、高稳定性的LDO设计

设计并实现了一种动态补偿、高稳定性的LDO。针对LDO控制环路稳定性随负载电流变化的特点,给出一种新颖的动态补偿电路。这种补偿电路能很好地跟踪负载电流的变化,从而使控制环路的稳定性几乎与负载电流无关。设计采用CSMC 0.5μm标准CMOS工艺,利用Cadence的EDA工具完成电路设计、版图绘制和流片测试,最终芯片面积为400μm×650μm。设计的LDO工作电压为3.5～6.5 V,输出电压为3.3 V。结果表明,在提供100mA负载电流情况下电压差为200 mV,负载瞬态变化时最大输出电压过冲为100 mV,由电源电压变化和负载变化引起的输出电压误差分别为0.003%/V和0.005%/A,电源抑制比低频时为80 dB,1 kHz时为50 dB,整个电路的静态电流约为34μA。上述结果表明该LDO达到设计指标。