原位合成Au/SnO_2/石墨烯三元纳米复合物及其对挥发性有机物的敏感性能研究

金属氧化物半导体气体传感器是目前研究、应用最广泛的气体传感器,氧化物纳米颗粒具有小尺寸效应,可以大幅提高传感器灵敏度,但是容易产生团聚现象。采用湿化学方法原位制备了Au/SnO_2/石墨烯三元纳米复合物,并且采用XRD、SEM、TEM和EDS对其进行表征,这种三元复合物结构可以有效阻止SnO_2纳米颗粒团聚长大,加上Au纳米颗粒的催化效应能够大幅提高传感器的灵敏度,气敏测试结果显示这种三元纳米复合物对挥发性有机物异丙醇具有很高的响应。

基于SVM和PCA的痕量多组分气体检测方法

针对气敏和光学传感器等常规方法难以检测痕量多组分气体的问题,采用快速色谱与气敏传感器阵列结合的检测方法获取痕量多组分气体的信号,然后对信号采用支持向量机(SVM)训练分类气体模式特征.为获得较好的气体识别模型,使用粒子群算法(PSO)优化SVM参数.通过对实际样品检测和识别,并对比评估同类检测仪器采用的检测识别方法,验证文中方法对混合气体的选择性更好,采用的SVM、PCA和PSO组合方法更适合处理和识别小样本数据.研制的多组分痕量气体检测样机具有更高的识别率、重复性和稳定性.

一步法低温合成二维CNx纳米材料及其对水中重金属离子的吸附性能

利用尿素和乙二胺四乙酸钠盐通过一步法低温固相裂解合成了二维纳米碳氮材料(2-D CNx),实现了对水中重金属离子的吸附去除。系统地研究了2-D CNx对水中重金属离子Cd2+、Pb2+和Cu2+的吸附性能,其吸附动力学过程均符合准二级动力学模型,吸附等温线更符合Langmuir模型。结果表明:Cd2+、Cu2+和Pb2+的初始浓度均为40 mg·L-1,在25℃下,达到平衡时吸附量分别达到了79.4、58.5、72.8 mg·g-1;2-D CNx在比较广泛的pH范围(3.0~9.0)内对重金属离子都具有比较好的吸附效果;吸附剂在吸附柱过滤穿透实验中表现出很好的吸附效果和可重复利用性,且具有良好的机械稳定性。进一步的机理分析探明,吸附主要基于材料表面的羟基和重金属离子交换及氨基与重金属离子的络合协同作用。

溢油清除水面机器人在海洋石油污染处理中的应用

为解决现有清除溢油技术存在的效率低、自动化程度低、成本高等问题,针对其无法适应海面油污清理的机械化、智能化的需求,自主研发了一种超疏水亲油材料,即泡沫金属基浮油收集材料,设计并制作了溢油回收装置,结合自主水面机器人平台,研制出溢油清除水面机器人系统,该系统具有自主持续性吸油、自主巡航、自动识别油污等功能。实验表明,该超疏水亲油材料吸油效果良好,效率高,且吸油材料能够循环利用。通过水面机器人模拟测试分析可知,该溢油清除水面机器人系统能够实现海面油污清除的智能化、自动化,且具有较好的发展前景和应用前景。