张亭亭
,
何传生
,
黎琳波
,
林雨青
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61123-8
面对全球化的能源危机,燃料电池由于其高效性和可重复使用性成为越来越具有潜力的能量转化设备.阴极发生的氧气还原反应对于燃料电池的性能十分重要,寻找高效的氧还原催化剂在很大程度上可以提高燃料电池的性能.传统的氧还原催化剂是贵金属铂,但是铂的价格十分高,较差的稳定性和选择性限制了它的商业化应用,因此找到一种廉价高效的非贵金属氧还原催化剂来代替铂基催化剂成为目前的研究热点.我们最近发现将纯的三羟甲基氨基甲烷置于管式炉中在800°C下真空烧制2 h,可以简单快捷地得到一种含 N量为4.11%的纳米碳块(标记为 NCNBs-800),该材料可用于催化电化学氧气还原反应.同样情况下在700和900°C下合成的材料标记为 NCNBs-700和 NCNBs-900.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电化学旋转圆盘方法与技术对催化剂的成分、形貌和电催化性能进行了表征. SEM表明 NCNBs-800为直径为60 nm的碳块,用 FTIR手段表征了 NCNBs-800的结构变化,三羟甲基氨基甲烷中的–OH和–NH2在高温下发生消去反应,形成了饱和度不同的 C–N键和 C–C键.这些饱和度不同的 N原子和 C原子增加了材料的缺陷结构和活性位点,进一步促进了氧还原反应的催化性能.采用 XPS分析了 NCNBs-800表面的元素,通过对 N 1s进行分峰拟合,发现 NCNBs-800含有能促进氧还原性能的吡啶-N和吡咯-N,特别是吡啶-N,它吸电子的能力很强,从而导致与它邻近的 C原子表面具有一定的正电荷,这些正电荷促进了氧气的吸附和还原,为氧气还原反应提供活性位点,促进氧气还原反应的发生. XRD结果表明,三羟甲基氨基甲烷热解前后的 XRD谱图有明显变化,热解后的三羟甲基氨基甲烷呈现两个宽峰,代表着杂化碳的存在. NCNBs-800的衍射峰强度比 NCNBs-700以及 NCNBs-900大,但是宽度则比 NCNBs-700以及 NCNBs-900小,这表明800°C有利于材料的石墨烯化及碳化过程.电化学阻抗可以表明修饰电极的表面性质,阻抗图中高频处半圆的直径大小代表电子转移阻力,低频处的线性部分代表扩散过程.阻抗数据表明, NCNBs-800的电荷转移电阻可与 Pt/C催化剂相比,但是比裸露的玻碳电极小.这表明 NCNBs-800有较好的导电性和电化学性质. CV曲线表明 NCNBs-800氧还原的起始电位是-0.05 V (vs Ag/AgCl),氧气的还原电位是0.20 V (vs Ag/AgCl),说明 NCNBs-800具有良好的电化学催化性能.旋转环盘电极仪测得的氧还原极化曲线表明,在-0.3 to-0.8 V下的 NCNBs-800氧还原的电子转移数为3.4,过氧化氢产率为52%-35%,表明 NCNBs-800呈现一个提高的四电子过程.稳定性对于燃料电池氧气还原反应也是一个十分重要的性能,通过计时电流技术在电压为-0.2 V下对 NCNBs-800与 Pt/C进行了稳定性测试.结果表明,在2500 s之后 NCNBs-800相对于它的最初催化活性损失为17.56%,而 Pt/C损失了30.71%,从而说明 NCNBs-800的稳定性优于 Pt/C.总之,我们通过一步热解的简易技术制备了一种氮掺杂纳米碳材料,该碳材料具有廉价、高效和容易制备等特点,具有良好的电化学催化性能,有望在燃料电池氧化还原反应中得到大规模应用.
关键词:
氮掺杂纳米碳块
,
三羟甲基氨基甲烷
,
电化学催化剂
,
氧气还原反应
,
纳米催化剂
王亚平
,
韩正权
,
方达经
,
黄俊
,
沈尔卜
腐蚀与防护
研究了黎巴嫩的黎波里钢板桩码头的牺牲阳极保护系统,解决了该海域码头不同区域中钢管桩与钢板桩的平均保护电流密度取值问题.通过现场试验发现,对于码头迎水面的平均保护电流密度值取0.060 A·m-2较为合适,码头回填区域的平均保护电流密度值取0.030 A· m-2较为合适,海泥区的平均保护电流密度值取0.025 A·m-2较为合适.
关键词:
钢管桩
,
钢板桩
,
码头
,
牺牲阳极
,
阴极保护
,
电流密度
魏伟
,
唐豪杰
,
李东海
,
王京
,
朱民
工程热物理学报
本文以黎开管内的热声耦合振荡为研究对象,设计基于主动补偿的适应性控制器抑制黎开管内的不稳定燃烧。试验以扬声器为执行机构来改变黎开管的边界条件,从而抑制黎开管内的热声耦合振荡。实时控制效果表明,本文所采用的适应性控制算法能够有效抑制因热声耦合产生的燃烧振荡,为实际动力系统燃烧振荡抑制提供了思路。
关键词:
黎开管
,
热声耦合振荡
,
主动控制
,
适应性控制
侯长军
,
刘琛
,
霍丹群
,
法焕宝
,
杨眉
,
向芸颉
,
宋坤
,
陈泳池
,
卢中明
功能材料
在水／二甲基亚砜(DMSO)的混合溶液体系中,利用自组装方法,使5,10,15,20-四苯基卟琳铟(InTPP)分子聚集成纳米材料,并研究了其最优制备温度为50℃.通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对铟卟啉纳米材料的表面形貌进行了研究,可获得粒径为100～200nm的棒状铟卟啉纳米材料.利用紫外-可见光谱分析了铟卟啉单体与纳米材料光学性质的差别:在紫外-可见光谱中,铟卟啉纳米分散体系的Soret带吸收峰从原来的423nm分别红移到433和453nm,吸光值明显减小,峰形呈劈裂状且明显变宽.利用紫外-可见光谱对铟卟啉的光学检测性能进行了研究,将铟卟啉单体和纳米溶液体系对低浓度甲基膦酸二甲酯(DMMP)的检测效果进行了对比,结果显示铟卟啉纳米溶液体系的检测效果明显优于单体.
关键词:
铟卟啉
,
纳米材料
,
检测
,
甲基膦酸二甲酯
,
光学性能
翁方龙
,
朱民
,
李东海
工程热物理学报
黎开管中燃烧振荡现象的实验研究发现,在不稳定发生的极限工况附近可能存在幅值周期性变化的振荡现象,也即拍振,其拍频可低于1 Hz.本文比较了铁丝网和穿孔陶瓷两种稳焰体对拍振发生的影响;通过时频分析揭示了拍振的声压脉动的主频随时间周期性变化的特征.采用基于数字信号处理器的控制系统,研究了对极限环和拍振的主动控制效果,实验结果表明,黎开管系统中导致拍振的非线性可能使得采用常规主动控制方法难以取得满意的控制效果.
关键词:
热声振荡
,
拍振
,
时频分析
,
主动控制
翁方龙
,
朱民
,
李东海
工程热物理学报
本文探讨了黎开管系统中燃烧振荡的两类非线性现象—拍振和迟滞,通过改变燃料流量和当量比研究了这两类非线性现象的发生规律.实验发现拍振现象仅在热功率较小、当量比较低的条件下发生;迟滞现象在发生燃烧振荡的当量比上限附近较显著,而当量比下限附近不明显.对于燃烧振荡中的拍振现象,通过热声耦合分析,结合弥散模型和声波传播关系,反演得到了火焰传递函数(FTF),结果可为进一步分析与控制这类非线性振荡现象提供参考.
关键词:
燃烧振荡
,
拍振
,
迟滞
,
火焰传递函数
于名讯
,
丁文皓
,
李云南
,
何华辉
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.07.003
以电磁理论为基础,对两层结构的毫米波/厘米波兼容吸收涂层的设计方法进行了分析,并根据理论分析的结果进行了系列吸波涂层的实验.理论分析和实验结果表明,先分别以电损耗和磁损耗为主,采用单层结构分别对毫米波和厘米波实现较好的吸收,然后以厘米波吸收层作为内层,以毫米波吸收层作为外层,并进一步改善内外层之间的阻抗匹配,利用两层结构可以对毫米波和厘米波实现较好的兼容吸收.
关键词:
兼容吸波涂层
,
毫米波
,
厘米波
王海泉
,
陈秀琴
材料导报
综述了目前国内外吸波材料的研究动态,介绍了传统吸波材料以及新型吸波材料,如铁氧体吸波材料、碳纤维结构吸波材料、纳米吸波材料、手性吸波材料,多晶铁纤维吸波材料,导电高聚物吸波材料,雷达红外兼容吸波材料的研究状况.
关键词:
吸波材料
,
隐身技术
,
吸收剂
,
纳米材料
罗发
,
周万城
,
焦桓
,
赵东林
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2003.03.011
研究了由SiC(N)纳米吸收剂制备的SiC(N)/LAS吸波材料的介电性能,对影响介电性能的吸收剂的含量、吸波材料烧结温度和碳界面层等因素进行了较为全面的研究.结果表明,在1080℃以下烧结温度对陶瓷致密度的影响较大而对陶瓷介电常数的影响较小;在1080℃以上烧结温度对烧结致密度的影响较小,对陶瓷介电常数的影响较大.吸波材料介电常数的实测值与计算值之间存在很大的差异.这种差异是吸波材料制备过程中纳米级的SiC(N)促进了碳界面层形成,导致了在较高温度烧结时吸波材料介电常数对温度的敏感性,使吸波材料介电常数的实测值与计算值之间出现了很大的差异.形成的碳界面层复介电常数的虚部较高,使吸波材料对电磁波的损耗进一步升高,从而使吸波材料的吸波性能得到增强.
关键词:
纳米SiC(N)
,
LAS玻璃陶瓷
,
介电常数
,
界面层
,
吸波材料
