磷钼钒杂多酸/聚酰胺-胺复合膜修饰电极的制备及电催化性能

通过静电层层自组装方法在预修饰聚二烯丙基二甲基氯化铵的电极基片上制备了Dawson型磷钼钒杂多酸/聚酰胺-胺多层复合膜.用X射线光电子能谱、紫外-可见光谱、循环伏安法和原子力显微镜分析表征了多层复合膜的形成过程;用循环伏安法表征了该复合膜修饰电极的电化学性能,研究结果表明,该复合膜修饰的电极稳定性好,对亚硝酸盐、溴酸盐的还原以及抗坏血酸的氧化具有良好的催化活性.

纳米纤维素/聚3,4-乙撑二氧噻吩复合薄膜的制备及电致变色性能

以棉浆粕为原料,采用硫酸溶胀结合超声波处理的方法制备了纳米纤维素(NC).在纳米纤维素的水分散液中加入3,4-乙撑二氧噻吩单体,以过硫酸铵为氧化剂,采用原位化学氧化法制得了纳米纤维素/聚3,4-乙撑二氧噻吩(NC/PEDOT)纳米复合物.对NC和NC/PEDOT复合物进行扫描电镜、透射电镜和红外光谱分析.将纳米复合物的水分散液滴涂在氧化铟锡(ITO)玻璃表面形成复合薄膜,考察不同纳米纤维素含量对NC/PEDOT复合薄膜电致变色性能的影响.结果表明,NC呈棒状,平均直径为20 nm,长度为100~300nm;NC/PEDOT复合物中PEDOT均匀包覆在NC表面形成核壳结构,平均直径为30 nm;复合薄膜中当NC含量为60%时,其电致变色性能最好,具有最高的对比度(24.4%),最短的响应时间(1 s),最高的着色效率(51.8 cm^2/C).

无机纳米-聚酰亚胺复合薄膜介电性研究

测试了纳米Al2O3-聚酰亚胺(PI)复合薄膜和纳米SiO2-聚酰亚胺复合薄膜的介电常数、介质损耗角正切和电导电流特性.结果表明,随着无机物含量的增加,两种复合薄膜的相对介电常数和介质损耗角正切增大,电老化阈值减小;无机物含量相同时,Al2O3-聚酰亚胺复合薄膜的相对介电常数和介质损耗角正切比SiO2-聚酰亚胺复合薄膜大,电导电流大,电老化阈值小.

聚苯丙氨酸-镍复合膜电极对甲醛的电催化氧化

在空白玻碳电极上用电化学方法首次研制了聚苯丙氨酸镍复合膜,实验证明该复合膜修饰电极上存在氧化还原中心Ni(Ⅲ)/Ni(Ⅱ)。用循环伏安法初步探讨了该复合膜的电化学性质及其对甲醛的电催化氧化作用。碱性条件下,在1.0×10^(-1)～5.0×10^(-4)mol/L的范围内,甲醛氧化峰电流与甲醛浓度呈良好的线性关系,检测限为1.1×10^(-5)mol/L。并在0.1 mol/L NaOH溶液中,用线性扫描伏安法对水溶液中的甲醛进行了测定,结果满意。

电纺聚-L-乳酸/β-磷酸三钙复合物纳米纤维膜

利用静电纺丝法制备了生物可吸收聚-L-乳酸(PLLA)/β-磷酸三钙(β-TCP)复合物纳米纤维膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)等手段研究了复合物纳米纤维膜的结构和形态,详细探讨电纺工艺条件对制备PLLA/β-TCP复合物纳米纤维的形态影响.通过拉伸力学测试、噻唑蓝比色法(MTT)对复合物纳米纤维膜的力学性能和体外细胞相容性作了进一步研究.结果表明,PLLA/β-TCP复合物纳米纤维的几何结构与电纺条件有关,随着聚合物溶液浓度增加、溶液流速增大,纤维直径有不同程度的增大;复合物纳米纤维膜的拉伸强度和杨氏模量随β-TCP的含量增加而下降;复合物纳米纤维膜对L-929细胞系无细胞毒性,显示良好的细胞相容性.

固体聚合物电解质中聚3-甲基噻吩复合膜的电致变色性质

在氧化铟锡玻璃上分别涂有LiBF_4的聚醚基氨酯(PEU_(T21)和PEU_(T37))膜层,电化学聚合得到聚3-甲基噻吩(PMT)-PEU_(T21)和PMT-PEU_(T37)两种复合膜。由ITO玻璃/PMT-PEU_(T21) (或PEU_(T37))复合膜/LiBF_4-PEU_(T21)聚合物电解质/ITO玻璃粘合成电致变色器件,并表征了器件的电致变色性质。结果表明:使用PMT-PEU_(T37)复合膜制成的器件与由PMT-PEU_(T21)复合膜制成的器件相比,经掺杂和不掺杂过程在800nm处有较大的透过率差、较快的响应时间和较长的循环次数。

石墨烯／聚3，4-乙烯二氧噻吩复合物的电化学制备及其在超级电容器中的应用

首次提出了一种在离子液体中在石墨烯表面用恒电流法聚合3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)单体制备石墨烯/聚3,4-乙烯二氧噻吩(石墨烯/PEDOT)复合物的方法。用原子力显微镜、扫描电镜等技术表征证明石墨烯/PEDOT复合物是由PEDOT纳米谷粒状颗粒分散在石墨烯片表面而组成的。将该复合物用作超级电容器电极材料时,在1.0 A.g-1的充放电比电流下得到的比电容值为181 F.g-1。同时,该材料还显现出较好的充放电可逆性和稳定性。

糕点状纳米金/聚3-甲苯噻吩复合物的制备及电催化性能

为了提高非酶传感器对葡萄糖的催化性能,制备了糕点状纳米金/聚3甲基噻吩复合物并用于电极的表面修饰。反应物浓度一定,纳米金经聚3甲苯噻吩诱导,自组装成为糕点状纳米金/聚3甲苯噻吩复合物。将纳米复合物滴涂在玻碳电极表面,制得纳米金/聚3甲苯噻吩复合物修饰电极。用循环伏安法研究修饰电极对葡萄糖的电催化作用。结果表明:在0.1 mol/L NaOH溶液中,葡萄糖在修饰电极上出现明显的氧化信号,修饰电极表现出良好的电催化性能。采用方波伏安法测定葡萄糖,峰电流与葡萄糖溶液的浓度在[0.50,4.32]mmol/L呈线性关系。

太阳能高倍聚光光伏电——热联产复合系统的研究

本项论文以提高太阳能综合利用效率为目标,围绕高效太阳能光电-光热复合利用的理论建模问题,在太阳能高倍聚光光伏发电技术的基础上,发展高效太阳能光电-光热复合利用技术。在提高太阳能综合利用效率的同时,解决高倍聚光光伏发电中太阳能电池冷却这一瓶颈问题,为太阳能利用开辟了一条新的途径,具有广泛的应用前景和重要的社会意义。

一种聚光光伏-光热耦合海水淡化系统的设计

设计了一种聚光光伏-光热(C-PV/T)耦合海水淡化系统,将常规闪蒸与多效蒸发相结合,利用C-PV/T提供海水淡化过程中海水蒸发所需的热能与动力部件所需的电能,解决了传统海水淡化过程需消耗大量常规能源及产水量相对较低的问题;并研究了光伏组件表面温度、槽式抛物面聚光器的聚光倍数、海水流量和海水的出口温度光伏组件发电功率、海水热量及淡水产量的影响。研究结果表明:在槽式抛物面聚光器的聚光倍数为40倍、海水流量为0.40kg.s^-1时,海水出口温度为78℃,此时系统的产水量较高且经济性好。

聚邻氨基苯硫酚/纳米金复合膜分子印迹传感器测定2,4-二氯苯酚

在2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)存在下,在金电极表面自组装邻氨基苯硫酚(oATP)并电聚合oATP/金纳米粒子,制得2,4-DCP印迹复合膜电化学传感器.采用循环伏安法和交流阻抗技术对传感器制备过程进行了表征,以K3Fe(CN)6为探针,间接对2,4-DCP进行定量分析.结果表明,2,4-DCP在5.0×10-8～1.2×10-4mol/L浓度范围内与K3Fe(CN)6示差脉冲伏安曲线的峰电流呈线性关系(R2=0.9964),检出限为1.5×10-8mol/L(S/N=3).该印迹传感器可在几种氯代酚干扰下选择性测定2,4-DCP.利用该传感器对环境水样进行加标回收检测,回收率为95.2%～109.3%.

铁氰根和聚组氨酸复合膜修饰电极用于多巴胺的电催化测定

首次制备了铁氰根和聚组氨酸（PLH）复合膜修饰电极，研究了多巴胺（DA）在该电极上的电化学行为。试验结果表明，该电极对DA的电化学氧化有显著的催化作用，在磷酸盐缓冲溶液（pH7．6）中，多巴胺和抗坏血酸（VC）氧化峰峰电位差（△Ep）为200mV，从而消除了VC对DA的干扰。用示差脉冲伏安法（DPV）法测DA，线性范围为1．0×10^-7～2．2×10^-5mol·l^-1，检出限（信噪比=3）为2．0×10^-8mol·L^-1。此电极于多巴胺针剂的分析，结果的RSD为3．2％。

(Pb,La)(Zr,Sn,Ti)O_3陶瓷、锆锡钛酸铅镧/聚偏氟乙烯三氟乙烯复合材料的介电性能(英文)

用固相烧结法,在1200℃烧结2.5h的条件下,制备了(Pb0.97La0.02)(Zr0.66Sn0.23Ti0.11)O3(PLZST)四方相陶瓷和陶瓷粉末,并将其与聚偏氟乙烯-三氟乙烯[polyvinylidenefluoridetrifluoroethylene,P(VDFTrFE)]相复合制备了70%(体积分数)PLZST/P(VDF TrFE)复合材料。用3～4MeV、剂量为60Mrad的电子束对PLZST陶瓷及其复合材料进行处理,测量其辐照前后的介电温谱,研究其弛豫性能的变化。结果表明:电子束辐照对PLZST陶瓷的介电温谱几乎没有影响,没有改变它的非弛豫特征;70%PLZST/P(VDFTrFE)复合材料由于两相界面间的耦合作用产生微畴而具有弛豫特征,而辐照处理对P(VDFTrFE)内部铁电宏畴的破坏使得其弛豫性能得到显著改善,从而获得了一种良好的弛豫型复合材料。

TiO2-PTPAT纳米核/壳结构复合膜的制备及电致变色性能

通过水热法在氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃基底上制备了垂直生长的二氧化钛(TiO2)纳米棒阵列,以TiO2纳米棒阵列为模板采用电化学聚合法,原位制备了TiO2-聚三[2-(4-噻吩)苯]胺(PTPAT)纳米核/壳结构的复合薄膜,相比于纯PTPAT薄膜,TiO2-PTPAT复合薄膜显示出更好的电致变色(EC)性能.PTPAT薄膜在600 nm波长下的对比度为28%,在1100 nm波长下的对比度为60%,其褪色时间为3.86 s,着色时间为5.52 s;TiO2-PTPAT复合薄膜在600 nm波长下的对比度为43%,在1100 nm波长下的对比度为79%,其褪色时间为3.35 s,着色时间为4.43 s,表明核/壳复合结构薄膜的光学对比度和响应时间性能更加优异.将PTPAT薄膜和TiO2-PTPAT复合薄膜作为电致变色层组装成固态EC器件,基于复合薄膜的器件具有更好的循环稳定性和更高的耐受电压.复合薄膜在保持PTPAT薄膜原有的EC性能的基础上,由于有序生长的纳米阵列结构的引入增加了薄膜的比表面积,为电致变色过程中离子的掺杂和脱掺杂提供了更多有序通道,从而加快了离子扩散速度.TiO2阵列的引入也改善了聚合物薄膜与透明导电电极之间的界面结合情况,从而提升了器件的稳定性.

一种非跟踪内聚光太阳能PV-T管聚光器的设计与仿真

针对非跟踪内聚光光电-光热复合管的结构及接收器的设计需求,对管内具有特殊形状的半圆柱接收器的复合抛物面聚光器(CPC)进行了光学设计,并利用Matlab软件对聚光器曲线和形状进行了优化与数据仿真,得到了光热复合管能够得到最大入射光的聚光器的曲线方程、安装位置以及供数控机床加工所需的参数,给出了不同入射角的光线和光强分布图,提高了太阳能的利用率.仿真结果表明,接收器满足在最大入射光下表面光照均匀的设计要求.

以磺化聚酰亚胺为基材的离子聚合物金属复合材料

以磺化聚酰亚胺(SPI)作为离子聚合物金属复合材料(IPMC)的基体材料,通过化学沉积法制备新型IPMC,并对材料的性能进行了测试。扫描电子显微镜显示金属铂和银成功涂镀到SPI基材上,镀层厚度为12μm;并对以SPI和Nafion膜为基材制备的IPMC材料的含水量、表面电阻和电制动性能进行测试。实验结果显示,与传统的Nafion为基材的IPMC材料相比,以SPI为基材的新型IPMC材料的含水量明显高于Nafion基材制备的IPMC,并且电致动性能更好,产生的尖端位移远远高于Nafion基材制备的IPMC,并且灵敏度更高。这些性能显示磺化聚酰亚胺有望替代Nafion膜作为电活性聚合物的基体材料。

PVDF/SBS柔性复合纤维薄膜压电-摩擦电纳米发电机

可将无规则机械能转换为电能的压电纳米发电机与摩擦纳米发电机能够为低功耗可穿戴电子设备提供独立、持续性供电,有利于促进柔性自供能电子器件多元化的发展。将二者进行集成,可综合二者电输出特性的优点,提高纳米发电机的性能。本文分别以聚偏二氟乙烯(PVDF)与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为正、负极摩擦材料,采用静电纺丝方法制备了PVDF/SBS复合纤维薄膜,并利用该复合纤维薄膜得到压电-摩擦电复合纳米发电机。研究结果表明:当PVDF掺入量为20wt%时,PVDF/SBS复合纤维薄膜的电学输出性能最佳,器件的开路电压与短路电流最大可达108 V与0.34μA,分别是纯SBS样品的5倍与6倍。将器件固定在手掌、鞋底处,收集拍手、行走、跑步等运动的能量,可产生不同幅度的输出电压,表明器件可有效收集人体运动的机械能;通过手掌拍打器件,可点亮64只商用蓝色LED灯珠;同时器件可检测瞬时压力变化,灵敏度最大可达3.685 V·N^(-1)。上述结果表明PVDF/SBS柔性复合纤维薄膜压电-摩擦电纳米发电机在传感监测和电子器件自供能领域具有良好的应用前景。

磷钨铁杂多酸/聚酰胺-胺复合膜的制备及电催化性能

通过层层自组装方法在氧化铟锡(ITO)电极上原位制备了Dawson型磷钨铁杂多酸/聚酰胺-胺复合膜。用XPS、UV-Vis、CV、AFM分析表征复合膜的形成过程和电化学性能。结果表明:杂多酸阴离子和聚酰胺-胺层层自组装形成多层复合膜且增长均匀;复合膜在酸性溶液中出现了三对氧化还原峰;用该复合膜修饰的电极稳定性好,对亚硝酸盐和溴酸盐均具有良好的电催化活性。

PEO／V2O5纳米复合薄膜的变色特性研究

为改善V2O5薄膜的电致变色性能，采用溶胶-凝胶法将具有高离子电导率并具有水溶性的聚环氧乙烷（PEO）直接嵌入V2O5层间，制备了PEO／V2O5纳米复合薄膜。采用标准三电极法从0．5mol／L LiClO4的PC电解质溶液向PEO／V2O5纳米复合薄膜注入锂离子，测量了纳米复合薄膜在注入不同数量锂离子时的可见光透射光谱以及对应的颜色变化，并运用循环伏安法测试其电化学性能。实验结果表明，PEO／V2O5纳米复合薄膜的循环伏安图出现了2对氧化还原峰，并且具有稳定的循环可逆性。随着应用电压的不同，薄膜呈现黄色、绿色和蓝色的多色可逆变化。PEO／V2O5纳米复合薄膜的电化学稳定性和机械性能都优于V2O5干凝胶薄膜，可以作为电致变色材料得到应用。X射线光电子能谱（XPS）成分分析表明PEO／V2O5纳米复合薄膜的电致变色效应与V、O的化合价和化学环境密切相关。

基于TRNSYS仿真的不同跟踪方式下CPV/T系统的热电性能及经济性分析

利用TRNSYS软件仿真预测了采用不同跟踪方式的聚光光伏光热(CPV/T)系统在西安、兰州和拉萨这3个地区的全年热、电性能。仿真结果显示,以西安为例,3种跟踪方式中,采用双轴跟踪方式的CPV/T系统的全年热、电效率均最高,分别为40%和11.34%;采用单轴东西向跟踪方式的CPV/T系统的全年热、电效率次之,分别为35.67%和10.74%;采用单轴南北向跟踪方式的CPV/T系统的全年热、电效率均最低,分别为32.19%和10.16%。从动态投资回收期的角度对采用不同跟踪方式的CPV/T系统的经济性进行了评价,计算结果表明,采用单轴东西向跟踪方式的CPV/T系统的经济性最佳,在西安、兰州和拉萨这3个地区,其动态投资回收期分别为4.84、4.93和4.81年;采用双轴跟踪方式的CPV/T系统的经济性次之,在上述3个地区其动态投资回收期分别为5.65、5.69和5.48年;采用单轴南北向跟踪方式的CPV/T系统的经济性最差,在上述3个地区其动态投资回收期分别为6.09、6.26和6.00年。