AgO/SiO_(2)复合纳米颗粒的可控制备及其光催化特性

以正硅酸乙酯(TEOS)和AgNO_(3)为前驱体,通过共溶胶双水解的方法制备出了AgO/SiO_(2)复合纳米颗粒。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和能量色散X射线光谱仪探究了不同Ag离子浓度对复合纳米颗粒微结构的影响,并对相关影响机理进行了讨论,最后对其光催化性能进行了研究。结果表明:Ag离子浓度对复合纳米颗粒的结构及分散性有着决定性的影响。当Ag离子浓度较低时,基体SiO_(2)颗粒的球形度较好且分散性很好;负载的AgO纳米颗粒分布相对均匀且粒径在2~4 nm内。Ag离子浓度的增加使SiO_(2)颗粒的球形度逐渐变差,粒径逐渐减小,团聚效应增强,最后形成了不规则的块状团聚体;AgO纳米颗粒随着负载量逐渐增多,分布密度和粒径也逐渐增大,并且分散的纳米颗粒相互连接,由点状分布逐渐向面状分布转变。在可见光照射下,AgO/SiO_(2)复合纳米颗粒对罗丹明B(RhB)的降解率约为94.8%。实验结果表明,AgO/SiO_(2)复合纳米颗粒是一种有效的光催化剂,在光催化领域有着潜在的应用价值。

运动捕捉技术及柔性传感器用于人体连续运动监测的研究进展

对多种运动捕捉技术和柔性传感器在当前多种领域的广泛应用进行了简单阐述。重点从关节的运动类型出发,对人体运动进行了分析,介绍了光学监测系统、惯性传感系统、磁感应测量系统和柔性应力传感系统的原理,评估了它们在捕捉人体连续运动方面的适用性,并总结了国内外研究中涉及新系统搭建、算法提升和信息处理等研究成果,以及其在提高运动捕捉性能方面的研究进展,对所综述的运动捕捉技术的优缺点进行了评述。最后,对当前运动捕捉技术进行对比,说明了当前技术成熟发展完善,但提升空间有限;柔性传感器测量能力全面,具有较大的系统发展潜力,有望成为运动捕捉技术未来的发展方向。

Cu2O颗粒的制备及其吸附性能

通过液相还原法制备了Cu2O颗粒，利用扫描电子显微镜（SEM）以及X射线衍射（XRD）等手段对粒径的大小、微结构以及组分进行了测试和分析。测试结果表明：Cu2O颗粒为组分单一、表面含有大量孔隙的八面体结构。颗粒的粒径大小并不均匀，分布在几十纳米到1微米之间。同时研究了Cu2O颗粒的吸附特性，发现Cu2O颗粒对甲基橙具有良好的吸附能力。在吸附160min后，甲基橙的吸附率为67．5％，而且其最高吸附率可达94．86％。Cu2O颗粒的吸附性能可能主要来源于颗粒上的孔隙结构。拟合结果表明Cu2O颗粒的吸附过程符合伪一级动力学方程，这说明Cu2O颗粒的吸附机制主要是物理吸附。

NiO纳米线阵列紫外光电特性

通过电化学沉积及退火处理制得NiO纳米线,并制备出了NiO纳米线阵列紫外光电导探测器。扫描电子显微镜测试发现制备出的纳米线非常均匀,长度约为50μm。X射线衍射测试表明氧化退火后形成的NiO是多晶立方相结构;同时,Ni纳米线并没有被完全氧化,而是形成了一个NiO/Ni壳层结构。在外加1 V偏压下,暗电流为0.92μA,光电流为19.1μA,光电流约是暗电流的20倍;在0.3 mA偏流下,探测器的暗电压约为紫外光照下光电压的2.5倍,响应时间为1.6 s,延迟时间为6 s。探测器光暗电压差在0-1.1 W/cm^2光照强度范围内是线性变化的,响应度为6.4 V/W。同时,探讨了NiO/Ni壳层纳米线阵列的光电效应工作机理。

NiO/Ni纳米线阵列紫外光电探测器的设计

设计了一种基于MSP430的NiO/Ni纳米线阵列紫外光电探测器。选用MSP430F149单片机作为主控芯片,液晶显示器作为输出端口,具有高光电探测灵敏性的新材料NiO/Ni纳米线阵列为探头,制作了信号采集、信号处理转换以及显示于一体的NiO/Ni纳米线阵列紫外光电探测器。本文NiO/Ni光电探测器以实用、可靠为目的,为研制更完善的光电探测系统奠定良好的基础。

新工科背景下《导波光学与光纤传感》课程的教学改革探析

新工科背景下,企业对具有较高工程素养的人才有着迫切的需求.因此需要在研究生阶段加大力度培养学生的卓越工程能力和素养.以光学工程专业研究生专业课《导波光学与光纤传感》课程为例,分析了传统教学模式的弊端,对授课内容和模式进行了改革探索.设置了与光学工程应用内容密切相关的专题研讨课内容,采取了无领导小组讨论的研讨模式,建立了基于各项能力培养的研讨评价标准并探索制订了课程考核方式,最后分析总结了近几年改革实践结果.实践表明,这种基于工程应用问题的研讨课对提高学生工程素养和团队协作能力是非常有帮助的,对今后工程领域研究生教学课程改革也提供了可借鉴的经验.

单根Ni/NiO核壳纳米线器件的光电特性

利用化学还原法制备了Ni纳米线后经过高温氧化得到了Ni/NiO核壳纳米线,最后利用半导体工艺制备出单根Ni/NiO核壳纳米线器件,并对其光电特性进行了测试分析。I-V曲线测试结果表明器件具有很好的整流特性。在-1 V外加偏压下,暗电流为1.6μA,光电流为15μA,光电流约是暗电流的10倍。在波长为248 nm、功率密度为40 mW/cm2的脉冲光照射下,器件的最大光生电压约为23 mV,响应时间约为1μs。通过曲线拟合发现器件的恢复时间由两部分组成,分别为3.3和25μs。器件的恢复时间远长于响应时间,这可能是由于Ni/NiO核壳纳米线中大量的缺陷阻碍了光生电子和空穴之间的复合所致。

探究式教学法在《高等激光物理》课程中的探索与尝试

探究教学法是目前广泛采用的一种教学方法。结合学生材料物理和应用化学本科知识背景和科研需求,将探究教学法引入到《高等激光物理》课程的教学实践过程中。通过布置一些基础性原理问题和开放性的前沿进展问题,鼓励学生查阅资料后进行讨论和回答,起到学习课程知识和培养科研意识的双重作用,取得了良好的教学效果。

Cu2O颗粒的液相还原法可控制备

以二水合氯化铜为铜源、氢氧化钠为碱源、水合肼为还原剂,采用液相还原法制备出了分散性好、形貌规则的纯相八面体氧化亚铜(Cu2O)颗粒。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线能谱分析(EDS)等技术手段探讨了铜源和还原剂用量对Cu2O颗粒的影响。结果表明,尽管铜源的用量不会改变Cu2O颗粒形貌,但对颗粒的粒径有重要的影响。当铜源与碱源的摩尔数之比由1∶2增至3∶2时,Cu2O的粒径将减小至原粒径的约1/2,同时伴有大量约1/10原粒径尺寸的小颗粒产生。而还原剂的用量会改变颗粒表面的吸附效应,但过量的还原剂会破坏Cu2O颗粒的形貌,并还原出金属Cu单质。

薄膜压电系数测量方法的研究进展

基于国内外对于薄膜压电系数的研究成果,系统地综述了薄膜压电系数的测量方法,如正向压力法、圆片弯曲法、激光干涉法、悬臂梁法和显微镜法等,并对这些方法的基本原理、测试表征、应用状况及存在的问题进行了详细的分析,同时比较了这些方法的优缺点。传统的测量方法,如正向压力法、圆片弯曲法和悬臂梁法等已经遇到了技术瓶颈,难以得到根本性的优化;而高分辨率的激光干涉法和显微镜法测量方便、可靠,与其他技术相结合有望成为表征薄膜压电系数的标准方法。

Zn∶NiO纳米线的制备及其光催化活性

通过化学还原法及退火处理制备出了锌掺杂的氧化镍(Zn∶NiO)纳米线。用扫描电子显微镜、X射线衍射以及能量色散谱对纳米线的结构和组分进行了测试与分析。测试结果显示:所制备的Zn∶NiO纳米线不含其他杂质,为面心立方结构的纯相晶体。纳米线尺寸均匀,直径约为300 nm,长度约为100μm。同时,纳米线表面生长着细小的尖刺结构。以氙灯为照射光源,研究了Zn∶NiO纳米线对于降解甲基橙染料的光催化活性。研究结果表明:Zn∶NiO纳米线具有良好的光催化活性,在进行光催化5 h后甲基橙的降解率约为58%。

用于长城等古建筑探测的NMR探测器的磁体设计

以万里长城为代表的古建筑是世界瑰宝,更是中华民族的象征和骄傲.本文提出利用便携式核磁共振(NMR)装置来探测研究这类古建筑的建筑材料,在不对其造成损伤的基础上,发掘其隐含的科学、技术和工程相关的丰富信息.为此,作为第一步,设计了适合于探测这类古建筑的便携式单边NMR探测器组合式磁体.该探测器的磁体结构以semi-Halbach为基础,通过不同磁体模块间的组合得到对应移动探测模式、长距离探测模式和均匀磁场探测模式的磁体结构.随后根据优化结果,设计加工了磁体组件,并采用该磁体进行了流体、长城城砖和现代红砖的NMR实验,实测结果与模拟一致.该组合式磁体的优点在于通过不同磁体模块组合,实现了多种探测方式,适用于探测长城等这类古建筑物需要多种探测模式的科学研究.

微结构对单根Ni/NiO核壳纳米线器件阻变性能的影响

通过化学还原和热处理的方法制备出了具有核壳结构的Ni/NiO纳米线,利用扫描电子显微镜、X射线衍射、热重分析等手段对不同退火温度下的样品进行了结构表征和分析,分析了样品微结构对单根Ni/NiO纳米线器件阻变性能的影响。结果表明:随着退火温度的升高,Ni/NiO纳米线表面逐渐光滑,NiO薄膜层结晶度提高,NiO平均粒径逐渐增大,氧化层也逐渐变厚。I-V测试曲线表明,在300℃退火条件下,单根Ni/NiO纳米线器件展现出优异的阻变性能,开关比大,开关阈值电压小;但随着温度的升高,单根Ni/NiO纳米线器件阻变性能明显下降,其原因可能是因为退火温度的进一步升高导致了NiO薄膜层厚度的增加并提高了薄膜的结晶质量阻碍了导电细丝在NiO层内的产生造成的,只有在适当温度处理下出现的微结构才能使Ni/NiO纳米线器件具有最优化的阻变性能。

Ni-Al层状双金属氢氧化物制备及其超级电容特性

采用滴加法制备了Ni-Al层状双金属氢氧化物。用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪和X射线衍射仪等方法对样品进行形貌和结构表征。结果表明:样品是由大小在几百纳米到几微米的多晶颗粒组成。颗粒具有层状结构且表面粗糙多孔。通过循环伏安法和恒流充放电法对样品的电化学性能进行测试。结果表明:扫描电压速度为5 mV/s时,Ni-Al层状双金属氢氧化物电极的比电容达到1 872 F·g^(-1)。随着扫描电压速度的增加,电极的比电容逐渐降低。当扫描电压速度为100 mV/s时,电极的比电容降到了248 F·g^(-1)。随着充放电电流密度的升高,电极的比电容逐渐降低。当电流密度从0.5 A·g^(-1)升高到3 A·g^(-1)时,电极比电容的保持率约为78.7%。

薄膜材料杨氏模量测量方法的研究进展

基于国内外薄膜材料杨氏模量测试的最新研究进展,系统地综述了近年来薄膜材料杨氏模量的测量方法,包括共振法、纳米压痕法、动态膨胀法以及视觉图像跟踪系统与微拉伸复合法等,并对这些测试方法的基本原理、研究现状及存在的问题做了简要介绍。在这些方法中纳米压痕法和共振法是相对准确而且普及的测量方法。当薄膜厚度减小到纳米量级时,纳米压痕法将达到测试的极限。共振法对于器件的加工工艺有一定的依赖,但辅以其他相关纠正技术将来有望成为测试纳米级薄膜杨氏模量的标准方法。

Ni纳米线的化学还原法可控制备

利用化学还原法制备了Ni纳米线,通过扫描电子显微镜（SEM）研究了制备参数（磁场强度、Ni 2＋离子浓度和反应温度）对Ni纳米线合成以及结构的影响。实验结果表明：磁场强度是影响Ni纳米线直径均匀性的关键因素。无外加磁场时所制得的产物为Ni纳米颗粒;当磁场强度达到0.25 T时,纳米线的长度较长,直径较均匀。Ni 2＋离子浓度决定着纳米线直径的大小。Ni 2＋浓度越低,直径越小。反应温度影响成核以及纳米线的表面形貌。当温度低于50℃时,溶液中没有纳米线生成,说明溶液没有反应;当反应温度在60~80℃范围内时,纳米线的表面均有明显的刺状结构;当温度高于85℃时,纳米线表面的刺状结构数目明显减少,形成了光滑的表面。

新型路灯节能系统的设计

设计了一种新型的路灯节能照明控制系统。用发光二极管代替实际路灯,制备出了演示系统。该系统包括单片机、红外线感应器和光敏电阻等元器件。随着外界光照强度和人车流量等条件的改变该系统所控制的路灯可以自动调节灯光亮度,以达到节能的目的。如果该路灯控制系统能够投入使用,将会减少许多无谓的能源消耗,为我们国家所倡导的绿色、低碳、环保的生活添砖加瓦。

Ni^(2+)含量对Ni-Al双金属氢氧化物的电化学性能的影响

通过调控Ni^(2+)含量,利用双水解法成功制备了具有层状结构的Ni-Al双金属氢氧化物,并研究了Ni^(2+)含量对Ni-Al双金属氢氧化物电化学性能的影响。实验结果表明:随着Ni^(2+)含量的增加,Ni-Al双金属氢氧化物的电化学性能随之提升;当Ni^(2+)和Al^(3+)的摩尔比为1∶2时,Ni-Al双金属氢氧化物具有最佳的电化学性能,其比电容在5 mV/s的扫描速度下可达1380 F/g,在电流密度3 A/g下进行1000次循环充放电测试后,比电容保持率仍能维持在66.7%;当Ni^(2+)和Al^(3+)的摩尔比大于1∶2时,Ni-Al双金属氢氧化物的电化学性能反而略微降低。此外,讨论了Ni^(2+)含量对Ni-Al双金属氢氧化物的制备和性能的影响机理。

利用斜入射光反射差技术探究片状材料的形貌与介电特性

利用斜入射光反射差(OIRD)技术检测了Na 2CO 3,CaCl 2,CaCO 3和NaCl矿物晶体压片的表面形貌特征,研究了4种矿物晶体对入射激光的吸收特性和折射率,获取到了4种矿物晶体压片的OIRD成像图.由OIRD成像图可知:CaCl 2和Na 2CO 3对入射的激光吸收较强,CaCO 3和NaCl对入射的激光吸收较弱;含Cl—的化合物比含CO 2—3的化合物的折射率更大.实验结果表明,OIRD技术不仅可以检测样品的表面形貌特征,还能获取样品的介电性质.

一维纳米材料排列方法的研究进展

基于国内外一维纳米材料器件的最新研究进展,系统综述了近年来一维纳米材料的排列方法,并介绍了磁场排列法、电场排列法、微流法、Langmiur-Blodgett等方法的原理和优缺点。同时,指出了一维纳米材料器件集成所面临的挑战,例如无法兼顾大规模有序排列与单一纳米材料精确定位排列等。最后,简单展望了一维纳米材料排列方法的发展趋势,传统排列方法,包括磁学方法和电学方法等的发展已经遇到了技术瓶颈,短时间内难以得到本质性的优化,生物技术也许会成为一维纳米材料有序排列的一个发展方向。