智能仓储系统的设计与实现

随着物联网技术的快速发展,传统仓储由于效率和准确率低下等原因,已经无法跟上企业快速发展的步伐,在物资流动、保障生产等方面的弊端日益凸显,在很大程度上限制了企业的发展。智能仓储能有效解决传统仓储存在的问题,其不仅能实现密集存储,还可以大幅提高作业效率,加快物流运转,降低企业的用工成本。文中结合对企业公司仓储系统具体需求的分析,研究了智能仓储系统的总体架构设计以及具体的功能模块,同时新增了安防模块、划定了警戒区域,检测是否存在非法入侵行为,从而保障仓储系统的安全性。

SnO_(2)/ZnS异质结气体传感器的制备及其室温NO2敏感特性

采用水热法一步合成二维(2D)纳米片组成的SnS_(2)/ZnS微花结构,在空气气氛中煅烧获得不同组分的微花复合结构,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和气敏特性分析仪,研究了煅烧温度对微花结构组分和气敏性能的影响.结果表明:450℃煅烧得到的SnO_(2)/ZnS(SZ-450)微花结构的室温NO_(2)气敏性能优于其他煅烧温度得到的微花结构,其室温下对体积分数为10^(-4) NO_(2)的响应值可达27.55,响应/恢复时间为53 s/79 s,理论检测下限低至2.1×10^(-7)(体积分数),并具有良好的选择性、重复性和稳定性.分析认为SZ-450元件优异的室温气敏特性与SnO_(2)和ZnS之间的异质结有关,本文可为室温NO_(2)气体传感器提供敏感材料,推动其研发及应用进程.

硅基底铜基材料电极制备及其储能特性研究

【目的】以过渡金属氧化物、硫化物、氢氧化物为代表的赝电容材料由于其良好的比电容容值、高功率密度和低成本等优势,被广泛用于宏观常规超级电容器的电极中。然而,当前对于过渡金属电极的研究多采用非常温下合成,辅以导电剂、粘合剂固定的加工工艺,制约了其在以硅基底为主的微型超级电容器(micro-supercapacitor,MSC)中的应用。【方法】在硅基底上沉积了钛集流体和铜薄膜,通过兼容微加工工艺的常温原位氧化法制备了氢氧化铜纳米线,并进一步通过浸泡硫化钠溶液实现了原位硫化。【结论】测试结果表明,在1 mA/cm^(2)的电流密度下,硅基底硫化铜的比电容为166.98 mF/cm^(2),较氢氧化铜电极提升了6.68倍,500次充放电循环后电容保持率为74.2%,展现了其在硅基微型超级电容器方面广阔的应用前景。

Au纳米颗粒修饰的ZnSnO_(3)纳米立方体结构的制备及其气体传感器性能

采用沉淀法和化学还原法合成了金纳米颗粒(NP)修饰的ZnSnO_(3)纳米立方体结构(AuNP@ZnSnO_(3)),通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等表征手段对所合成的复合纳米结构进行了分析,并研究了基于该复合纳米材料的气体传感器对一氧化碳(CO)和甲烷(CH4)气体的气敏特性。同时,以树莓派Zero 2W为主控模块,设计了集成实时显示、网页显示和数据记录等功能的传感器测试系统,用于测试所制备的气体传感器性能。测试结果表明,相比于ZnSnO_(3)气体传感器,所制备的AuNP@ZnSnO_(3)气体传感器表现出更优异的气敏性能。在最佳工作温度(240℃)下,其对体积分数均为1×10^(-4)的CO和CH4气体响应度分别可达4.08和2.57,分别约为ZnSnO_(3)气体传感器响应度的1.59倍和1.71倍,并且具有较低的工作温度、良好的重复性以及长期稳定性。

氧化镨纳米材料的制备及其对环己酮的气敏性能

采用水热法制备了氧化镨(Pr_(6)O_(11))纳米材料,通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对所制备微结构的形貌、化学组分和晶体结构进行了表征。分析结果表明,制备的Pr_(6)O_(11)颗粒多为边长(280±42.9)nm的正四面体纯相纳米结构。制备了基于Pr_(6)O_(11)纳米材料的气体传感器,并测试了其对环己酮的气敏性能。测试结果表明,在最佳工作温度(约240℃)下,Pr_(6)O_(11)气体传感器对体积分数为5×10-5的环己酮的响应度可达10.5,响应和恢复时间分别为35和74 s。同时,随着检测环境相对湿度的增加,Pr_(6)O_(11)气体传感器的响应度有所下降,但仍然具备良好的环己酮检测能力,证明其在复杂环境中低浓度环己酮检测领域具有巨大的潜力。

氧化钨纳米纤维的制备及其对H_2S的气敏特性

利用静电纺丝法制备了氧化钨(WO_3)纳米纤维。使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相结构和微观形貌进行表征。分析结果表明:制备的WO_3纳米纤维由众多纳米颗粒组装而成,且平均直径约为200 nm。同时,研究了基于WO_3纳米纤维的气体传感器对H_2S的气敏特性。实验结果表明:在工作温度为150℃时,该传感器对体积分数为2×10^(-5)的H_2S气体的响应达到72,响应时间和恢复时间分别为4 s和21 s,且检测极限为5×10^(-9),表明该传感器在低体积分数H_2S气体检测方面有实际应用价值。

辽藁本种子对作物种子萌发化感作用的研究

目的:研究辽藁本种子对几种作物种子萌发化感作用。方法:通过培养皿法研究辽藁本的水浸液、乙醇提取液、挥发油以及提取挥发油后的溶液,对辽藁本、白沙蒿、芹菜、白菜种子发芽率、发芽指数、发芽长度的影响。结果:辽藁本的水浸液、乙醇提取液、挥发油以及提取挥发油后的溶液,对辽藁本、沙蒿、芹菜、白菜种子发芽率、发芽指数、发芽长度均存在不同程度的抑制作用。结论:辽藁本对作物种子萌发存在化感作用,最强的为提取挥发油后的溶液,其次为辽藁本水浸液、乙醇提取液,最弱的为辽藁本挥发油。

基于微接触印刷的ZnO紫外传感器特性研究

采用微接触印刷技术和水热生长方法在硅基底上实现了ZnO种子层的图案化转移与纳米线阵列的可控制备。利用X射线衍射(XRD)、能量色散谱(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对制备的ZnO纳米线晶体结构、化学组分以及表面形貌进行了表征,并对制备的ZnO纳米线传感器进行了紫外特性测试。测试结果表明:随着紫外光强度的增加,传感器的光暗电流比和光响应度也随之增加。当紫外传感器偏压在4.5 V时,其光暗电流比为80.8,响应度可达4.05 A/W。

ZnO纳米棒的电沉积生长方法研究

用含有硝酸锌(Zn(NO3)2)和六次甲基四胺(HMTA,C6H12N4)的电解液,在低温环境下采用阴极电沉积法在ITO玻璃上成功合成了氧化锌(ZnO)纳米棒阵列。系统研究了电压、前驱物(Zn2+)浓度、温度和种子层等参数对ZnO纳米棒形貌结构的影响,实现了ZnO纳米棒的可控制备。结果表明,在有种子层的情况下,当电压为-0.9V、Zn2+浓度为0.01M、温度为75℃条件下生长的ZnO纳米棒c-轴择优取向好、尺寸均匀(80~100nm),且在380~750nm的可见光波长范围内的透射率达到80%。

氧化铟微球的制备及其对异丙醇的气敏特性

采用水热法合成了氧化铟(In_2O_3)微球结构。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征分析In_2O_3样品的晶相、元素种类和微观形貌。测试结果表明:合成的In_2O_3为空心的微球结构,且其平均直径约1μm。同时,制备了基于In_2O_3的气体传感器,并对异丙醇的气敏特性进行研究。实验结果表明:在最佳工作温度(300℃)条件下,该气体传感器对体积分数为10-4异丙醇气体的响应可达10.3,响应时间和恢复时间分别为2 s和7 s,且最低检测极限为5×10-7。最后,讨论了In_2O_3材料对异丙醇的气敏机理。

Pd掺杂ZnO纳米线的乙醇气敏特性研究

研究以贵金属Pd作为掺杂剂的ZnO纳米线敏感元件的乙醇气敏性能。采用水热法在叉指电极上直接制备出具有c轴取向的ZnO多晶纳米线。用SEM,XRD和EDS分析手段观测了材料的微观结构,并对其乙醇气敏性能进行了测试。实验结果表明:对于体积分数为200×10-6的乙醇气体,Pd掺杂的ZnO纳米线在灵敏度(8.17)、工作温度(325℃)和响应恢复时间(15,8s)上优于纯的ZnO纳米线。最后,对Pd掺杂的气敏机理进行了讨论。

氧化钨和钯修饰氧化钨纳米材料的制备及其选择性气敏特性

利用溶剂热法制备氧化钨(WO_(3))和钯修饰氧化钨(Pd-WO_(3))纳米材料,并研究了其对硫化氢(H_(2)S)气体和丙酮(C_(3)H_(6)O)气体的气敏特性。场发射扫描电子显微镜(FESEM)测试结果表明:制备的WO_(3)纳米材料和Pd-WO_(3)纳米材料均为纳米线组成的网状结构。制备的WO_(3)纳米材料显示出对H_(2)S气体良好的灵敏度和选择性,90℃工作温度下对体积分数为1×10^(-5)H_(2)S的灵敏度为49.5,对其他相同体积分数气体的灵敏度都低于7.4。而Pd-WO_(3)纳米材料则表现出对C_(3)H_(6)O气体优异的灵敏度和选择性以及快速的响应恢复速度,200℃工作温度下对体积分数为1×10^(-5)C_(3)H_(6)O的灵敏度为62.5,对其他相同体积分数气体的灵敏度都低于8.3,且其响应时间和恢复时间分别为1和2 s。两种材料的最低检测限均在5×10^(-8)以下,在实际应用中都可以满足要求。

MOF衍生锌钴复合微结构的制备及环己酮气敏性能研究

采用溶剂热法制备了MOF衍生纯相Zn O和不同比例的Zn O/Co_(3)O_(4)复合微结构,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和表面积分析仪对所制备微结构的晶体结构、形貌和化学组成进行了分析.基于上述材料制备气体传感器,探究传感器对多种不同气体的响应特性.实验结果表明:大部分气体传感器在测试温度范围内对环己酮气体的响应值最高,适量Co_(3)O_(4)复合可以有效提高Zn O微结构对环己酮的检测性能.Zn O/Co_(3)O_(4)复合微结构对环己酮的响应值随Co_(3)O_(4)含量的增加先升高后降低,在最佳工作温度(250℃)下锌钴比例1∶0.1的Zn O/Co_(3)O_(4)传感器对体积分数为100×10^(-6)环己酮气体的响应值可达161,是相同条件下ZnO微结构的6.4倍,且响应和恢复时间分别为30 s和35 s,其优异的检测性能主要归因于Zn O和Co_(3)O_(4)之间形成的协同效应.本文的工作在环己酮气体高性能检测方面有重要的应用价值.

Mn掺杂花状ZnO的合成及其光催化特性研究

采用液相沉积法,在室温条件下制备了不同Mn掺杂浓度(0,0.25%,0.5%和1.0%(摩尔分数))的花状ZnO微结构。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的花状ZnO微结构的物相及形貌进行表征。以甲基橙溶液作为光催化反应模型污染物,对不同浓度的Mn掺杂花状ZnO微结构的光催化性能进行了研究。实验结果表明,Mn在ZnO材料中以两种形态存在,即进入晶格以Mn2+形式替代Zn2+和以Mn3O4形式附着在ZnO材料表面。且Mn掺杂提高了花状ZnO微球结构的光催化活性,当掺杂浓度为0.25%(摩尔分数)时光催化性能最优,紫外光照2.0h后,对甲基橙的光催化降解率可达88.7%。

ZnO纳米线的制备及其气敏特性

采用水热法制备了ZnO纳米线,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其物相及微观形貌进行了表征和分析。测试结果表明,ZnO纳米线的平均直径和长度分别约为250 nm和10μm。同时,研究了ZnO纳米线气体传感器对挥发性有机化合物(VOC)的气敏特性。实验结果表明,ZnO纳米线的气体传感器在最佳工作温度200℃下,对浓度5×10-7乙醇和丙酮气体的灵敏度分别可达4.58和2.63,相应的响应时间分别为9和6 s,恢复时间均为3 s。其最低检测极限为5×10-8,表明该传感器对不同环境中乙醇和丙酮气体的检测具有潜在应用前景。最后,对ZnO纳米线气体传感器的气敏机理进行了讨论。

硅基氧化铁电极的制备及其电化学性能

氧化铁以其优异的理论比电容、大电压窗口和低成本等优势被广泛用于超级电容器的电极材料。然而,当前氧化铁电极的制备主要以不锈钢片或者泡沫镍为基底,很难与传统硅基微加工工艺相兼容,制约了其在微型超级电容器与便携式电子设备中的应用。为实现氧化铁材料与传统微纳加工方法的结合,在硅基底上依次进行钛集流体的沉积、氧化锌纳米棒的生长,并通过浸泡氯化铁溶液对氧化锌纳米棒进铁化的方法成功加载了氧化铁材料。实验中通过改变铁化的时间,研究了硅基氧化铁表面形貌、化学组分与电化学性能。通过三电极体系进行的电化学测试表明,在1.0 mol/L的硫酸钠电解质和1 mA/cm^(2)的电流密度下,硅基氧化铁的比电容为94.2 mF/cm^(2),1000次充放电循环后电容保持率为70.8%。此方法为制备高性能硅基微型超级电容器提供了新的思路和解决方案。

埋入式多参量传感器系统研究

针对当前结构健康监测系统无法对重大工程结构体的内部变化进行监测的不足,提出了一种基于"汽车级"芯片处理器C8051F530的多参量传感器系统的设计方案。阐述了系统硬件结构组成和软件流程。采用ATA5824射频芯片实现系统中信号采集模块和汇聚节点模块之间的无线射频通信,并运用"自触发"和"指令触发"并行工作模式的方法降低系统功耗。经长时间、多次试运行,结果表明该系统功耗低、性能稳定,可埋入到重大工程结构内部进行实时监测。

V掺杂ZnO中空微笼结构的制备及其对H_2S检测气敏性能

采用溶剂热法制备了纯ZnO与V掺杂ZnO中空微笼结构,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线能量色散谱(EDS)对其微观形貌和晶体结构进行表征,发现由纳米颗粒组成的菱形十二面体V掺杂ZnO中空多孔结构在掺杂V后有V_2O_5晶体生成。进一步制备了基于纯ZnO与V掺杂ZnO中空微笼结构的气体传感器,并研究了传感器对H_2S的气敏特性。测试结果表明,基于V掺杂ZnO中空微笼结构的传感器对体积分数为5×10^(-6)的H_2S的响应值达到90.2,气敏性能更加优异。而且该传感器在100℃的最佳工作温度下,具有体积分数2×10^(-7)～1×10^(-5)的良好线性动态区间和优异的选择性,并实现了在300℃的快速恢复。最后,分析了V掺杂ZnO中空微笼结构的气敏性能增强机理。

球状ZnS纳米结构的制备及其气敏特性研究

采用两步水热法合成了球状硫化锌(ZnS)纳米结构。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)对制得的ZnS纳米结构的晶相、化学组分及微观形貌进行了表征与分析,分析结果表明:制得的ZnS为立方闪锌矿纳米球,平均粒径150nm。同时,对基于ZnS纳米结构的气体传感器进行了甲烷气敏性能测试,实验结果表明:在最佳工作温度(175℃)条件下,该传感器对100×10-6甲烷的响应灵敏度为2.25。

基于Fe_(2)O_(3)@In_(2)O_(3)空心球的高灵敏度异丙醇气体传感器

为了检测危害人类健康的异丙醇气体,本文制备了基于In_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3)负载In_(2)O_(3)(Fe_(2)O_(3)@In_(2)O_(3))空心球的高灵敏度异丙醇气体传感器,通过表征手段对制备的In_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3)@In_(2)O_(3)样品的晶相,形貌和化学成分进行分析。实验测试结果表明,在200℃的最佳工作温度下,与纯的In_(2)O_(3)相比,Fe_(2)O_(3)@In_(2)O_(3)空心球气体传感器对异丙醇有更好的气敏特性。Fe_(2)O_(3)@In_(2)O_(3)空心球传感器对100×10^(-4)%异丙醇的响应值可达28.2(为纯相In_(2)O_(3)的1.75倍),响应时间为1 s,恢复时间为2 s,且重复性和稳定性良好。Fe_(2)O_(3)与In_(2)O_(3)两种氧化物之间形成了n-n异质结,提高了传感器的初始电阻,从而优化了In_(2)O_(3)的气敏特性。本文所制备的Fe_(2)O_(3)@In_(2)O_(3)空心球传感器在检测异丙醇气体方面具有广泛的应用前景。