一种具备谱学功能的扫描隧道显微镜实验装置设计与教学应用

该文研制了一种具备谱学功能的扫描隧道显微镜实验教学装置。装置采用紧凑的对称式结构设计和高刚性材料,具有漂移小、噪声低的优点,结合减震隔音设计,能够在课堂环境下稳定实现对多种材料表面的原子分辨成像。隧道电流的一阶微分谱直接反映了样品表面的电子态密度信息,可以帮助学生理解隧道电流信号。该装置集成了锁相放大功能,可以实现隧道电流-偏压谱及其一阶微分谱的测量,拓展了扫描探针显微实验的教学内容和教学深度。

Constructing Hopf Insulator from Geometric Perspective of Hopf Invariant

We propose a method to construct Hopf insulators based on the study of topological defects from the geometric perspective of Hopf invariant I.Firstly,we prove two types of topological defects naturally inhering in the inner differential structure of the Hopf mapping.One type is the four-dimensional point defects.

TiO_2/PSS自组装薄膜的光催化性能

利用静电自组装工艺在石英衬底上制备了结构有序的TiO2/PSS纳米复合膜,并采用UV-Vis-NIR分光光度计、原子力显微镜(AFM)对复合膜的结构与光催化性能进行了深入的研究。结果表明:有序多孔TiO2颗粒膜具有良好的光催化性能,能够在短时间内降解掉复合膜中有机成分,烧结处理薄膜的光催化性能明显优于紫外照射处理的样品。

二维半导体光催化材料研究进展

光催化技术可以直接利用低能量密度的太阳光驱动化学反应,实现用太阳能-高密度化学能直接转化来生产清洁能源和工业原料,也可以驱动污染物和有毒物质降解来治理环境污染,具有巨大的应用潜力。尽管光催化材料的研究开发已有越来越多的报道,但在催化活性、选择性、稳定性等方面还远不能满足大规模应用的要求。近年来,在众多被报道的光催化剂中,二维半导体材料表现出优异的催化性能和应用潜力,文章系统性总结了二维半导体光催化材料的研究现状,并对未来的研究方向进行了展望。

拉曼光谱技术在二维半导体光催化剂异质结研究中的应用

高活性光催化剂的设计是高效利用太阳能的有效手段,其中二维(2D)半导体光催化剂因其独特的物理化学性质,在光催化研究中有着较大优势。构筑异质结具有改变二维半导体能带结构、抑制光生载流子复合等作用,是一种高效的二维半导体光催化剂的设计方法。拉曼光谱技术因其探测时间短、可原位、无损检测以及样品制备简单等优点,在半导体材料研究中的应用逐渐增多。文章介绍了拉曼光谱技术的基本原理,并对近年来二维半导体光催化剂设计的有关研究进行整理,综述了拉曼光谱技术在二维半导体光催化剂异质结研究中的应用,为新型二维半导体光催化剂的设计奠定了技术基础。

核壳结构镍的制备及催化性能

利用软化学方法制备出了聚苯乙烯(PS)镍/核壳结构和纳米镍催化剂,并利用SEM和XRD对材料的形貌和结构进行了表征.将上述催化剂应用于亚甲基蓝染料加氢反应,一步实现染料褪色和硼氢化钠水解制氢.研究结果表明,核壳结构极大地提高了镍的催化能力.在相同条件下,核壳结构镍的加氢催化效率是纳米镍的1.42倍,产氢效率是纳米镍的4.76倍,这说明核壳结构在催化领域具有一定的优势.

NiTi合金生物医用材料表面改性的研究进展

NiTi形状记忆合金作为重要的生物医用材料已经获得了广泛的应用,但Ni离子在人体环境中的释放引起了人们的忧虑。系统介绍了近年来表面改性提高NiTi合金生物相容性的主要方法、技术特点和优势。在众多的研究方法中,热氧化和自组装方法因具有工艺简单、成本低等优点而最具工业应用前景。有关NiTi合金表面涂层与细胞和血液的相互作用机理的研究亟待加强,微观方面应重视基因水平的评价,宏观方面应加强活体植入的研究。研究机构应与产业界密切配合,进一步推动相关涂层的产业化进程。

资源、环境与材料的可持续发展

材料产业是资源(能源)消耗和污染排放的主要责任者之一,并由此产生了深刻的生态环境问题。从我国资源状况以及材料产业的发展现状出发,深入分析了材料产业面临的资源(能源)和环境压力,在此基础上提出了解决这些问题的一些基本原则。

静电自组装制备低维纳米结构的最新进展

静电自组装技术是一种能够方便地实现低维纳米结构组装的新工艺。由于其具有工艺简单、所得体系热力学稳定性好等优点而受到众多研究小组的重视。详细介绍了静电自组装成膜驱动力的研究结果和近10年来取得的重要进展，并对静电自组装工艺的优缺点进行了评述。

几种典型高分子材料的生命周期评价

利用生命周期评价方法(LifeCycleAssessment,LCA)讨论了PE、PP、GPPS及PVC4种高分子材料的环境影响问题.结果表明,材料生产的环境影响不仅与资源消耗有关,而且与其各自的工艺环节有着密切的关系.此外,采用不同的LCA方法得到的4种高分子材料的环境负荷的相对值虽然相差很大,但其不同环境负荷之间的排序基本一致.

不同晶型Bi_2O_3可见光光催化降解罗丹明B的研究

采用化学沉淀法制备了α、β、γ3种晶体结构的Bi2O3光催化剂。利用XRD、TEM、氮气吸附、TG-DSC、紫外-可见漫反射光谱对样品的晶体结构、微观形貌、光学吸收特性进行了表征,并以罗丹明B（RhB）作为模型污染物,研究了不同的粉体光催化剂在可见光（λ〉420 nm）照射下的光催化能力。结果表明：制备的α-Bi2O3为长3μm、宽1μm的板条状颗粒,带隙为2.84 eV;β-Bi2O3为粒径约150 nm的不规则颗粒,带隙为2.75 eV;γ-Bi2O3为直径6 nm、长度150～200 nm的纳米管,带隙为2.68 eV。在可见光照射下Bi2O3光催化降解RhB的活性如下：γ-Bi2O3〉β-Bi2O3〉α-Bi2O3,其中γ-Bi2O3在辐照60 min后对罗丹明B的脱色率可达97%以上。

磁性絮凝剂的原位共沉淀合成及其在煤泥水处理中的应用

为了使絮凝剂具有磁性,从而可通过磁絮凝方法处理污水,通过将聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)高分子絮凝剂在铁盐溶液中溶胀-原位共沉淀的方法制备了含铁PAM复合絮凝剂,利用多种表征手段对复合絮凝剂的结构及磁性进行了系统分析.研究表明:复合絮凝剂中磁性物主要以Fe3O4磁铁矿的形态较均匀地分布于PAM的高分子结构中,平均粒径8~18 nm;复合絮凝剂在室温下具有超顺磁性,其最高比饱和磁化强度可达9.21×10-3A·m2/g.磁性絮凝剂除具有稳定的磁性外,还保持了较好的絮凝特性,将其应用于煤泥水的絮凝沉降过程中,可通过外磁分离技术实现煤泥絮团的高效沉降.

低温去合金化处理对医用镍钛合金表面性质的影响

分析了近等原子比NiTi形状记忆合金实现去合金化的热力学条件,并采用低温去合金化处理法对其进行表面改性;经SEM、XRD、XPS、EDX,模拟体液(SBF)仿生沉积等分析研究表明,NiTi合金经去合金化处理后,在合金表面选择性地除去了有害元素镍,在距表层约130nm深度内原位制备出完全无镍的具有纳米结构的二氧化钛层;同时结合上羟基(OH-),在SBF溶液中,经低温去合金化处理后的合金表面具有诱导Ca/P沉积的能力,从而提高了NiTi形状记忆合金的生物相容性。

医用镍钛形状记忆合金的表面改性及生物相容性

背景:近等原子比镍钛形状记忆合金以其8%的形变率、上万次的循环次数、优异的抗腐蚀性以及低弹性模量、低磁和射线不透性,成为理想的生物植入材料之一。目的:论述医用近等原子比镍钛形状记忆合金的表面改性及其生物相容性。方法:由第一作者检索1990/2008 PubMed数据库及万方数据库有关医用镍钛形状记忆合金的表面化学处理、化学修饰及植入生物组织后镍离子溶出等方面的文献。结果与结论:近等原子比镍钛形状记忆合金中含镍量较高,对其是否能在人体内安全地长期使用一直存有争议,合金表面改性是提高植入物的生物相容性、解决这一问题的有效途径。镍钛记忆合金可通过表面改性降低镍离子释放,提高生物相容性,为此,国内外学者均做了大量研究工作。但当前对于含镍钛医用合金置入后体内镍离子的代谢过程方面的研究尚不够系统和全面。

柔性衬底ITO薄膜的制备及其光电性能研究

在室温下,采用直流反应磁控溅射法,在聚酯薄膜(PET)衬底上镀制了高性能的ITO薄膜。为了提高薄膜与基底的结合力,溅射前采用多弧离子源对PET表面进行了等离子体清洗。研究了溅射工艺参数对ITO薄膜的光电性能和红外发射率的影响规律,探讨了ITO膜的透光和导电机理,并分析了方块电阻与红外发射率的相互关系。实验结果表明,通过等离子体清洗,ITO薄膜的结合力和光电性能都得到了改善。ITO薄膜的红外发射率和方块电阻受制备条件的影响规律具有相似之处,红外发射率随薄膜方块电阻的增大而呈增加的趋势。

SnO_2掺杂TiO_2静电自组装薄膜的制备及性能

采用静电自组装工艺在石英衬底上制备了SnO2掺杂的TiO2薄膜,利用原子力显微镜(AFM),X射线光电子能谱(XPS),紫外可见分光光度计(UV-Vis)表征了薄膜的微结构及性能。薄膜的吸收光谱及光催化实验结果表明,SnO2掺杂可以明显改善薄膜的光吸收,提高TiO2薄膜的光催化性能。

医用NiTi形状记忆合金的腐蚀特性

研究了0.9%NaCl生理液、Hank's模拟体液和Tyrode's模拟血液的pH值和Cl^-离子浓度对医用NiTi形状记忆合金Ni离子腐蚀溶出的影响.结果表明,三种模拟体液的氧化还原电位不同,使Ni离子释放呈现出差异,Tyrode's模拟血液中Ni离子释放量较高;随着pH值的增大Ni的Flade电位降低,从而使Ni离子释放量降低;随着Cl^-浓度增加,Ni离子释放量增大,呈现出较强的Ni选择性腐蚀行为,而Ti的腐蚀微弱,点蚀是其主要的腐蚀形式.

分子自组装制备的掺杂WO_3的TiO_2光催化薄膜的表征(英文)

利用分子自组装技术在载波片上制备了锐钛相TiO2及WO3掺杂的TiO2薄膜。利用原子力显微镜(AFM)和UV-VIS-NIR分光光度计对薄膜进行了表征。利用对罗丹明B的降解评价了所制备薄膜的光催化活性。结果表明:当W/Ti=2at%时,TiO2薄膜的光催化活性得到提高。

低发射率薄膜的红外隐身特性研究

利用磁控溅射法制备了氧化铟锡(ITO)、掺铝氧化锌(ZAO)、TiO2/Ag/TiO2纳米多层等三种透明的低发射率薄膜。研究了这些低发射率薄膜以及降低材料红外发射率对降低红外辐射强度和红外隐身所起的作用。结果表明:降低红外发射率可以有效地抑制由于温度升高所带来的附加红外辐射;低红外发射率薄膜在红外隐身中有潜在应用价值。

CeO_2掺杂TiO_2催化剂薄膜的制备与表征

以 Ar为工作气体 ,O2 为反应气体 ,利用射频磁控溅射技术成功地在载玻片上沉积了透明 Ti O2 催化剂薄膜。同时利用共溅射技术制备了掺杂 Ce O2 的 Ti O2 催化剂薄膜。采用 X射线衍射 (XRD)、Raman光谱、UV- VIS- NIR分光光度计、原子力显微镜 (AFM)