检索结果-南通市图书馆

作者：秦伟峰吉林大学

学位级别：硕士

快速而准确的对微量的有害气体进行检测在人类社会的很多方面都有重要的意义，如环境监控、工业控制、公共健康、国家安全等。SnO作为一种重要的n型IV-VI族半导体，是一种既可以检测还原性气体又可以检测氧化性气体的著出色的的气敏材... 详细信息

快速而准确的对微量的有害气体进行检测在人类社会的很多方面都有重要的意义，如环境监控、工业控制、公共健康、国家安全等。SnO作为一种重要的n型IV-VI族半导体，是一种既可以检测还原性气体又可以检测氧化性气体的著出色的的气敏材料。迄今为止，已经有大量的研究对如何改善基于SnO的气敏传感器的传感性能进行了报道。一维纳米材料，如纳米纤维、纳米管，已经被证明是一种优良的可以被广泛的用作先进器件(尤其是气敏传感器)的新型材料。到目前为止，有很多方法可以用于制备一维纳米结构。其中，静电纺丝法被认为是一种简单而又低廉的制备一维纳米纤维和纳米管的方法，而且静电纺丝法制备的一维纳米材料一般具有孔状结构和大的比表面积等特性，这些都是气敏传感所需要的重要特性。对于一个气敏传感材料来说，除了合理的结构之外，一个合适的物质组成也是十分重要的。据很多报道显示，在SnO基的传感器中修饰稀土元素是一种简单有效的改善其气敏传感特性的方法。由于这些原因，我们利用静电纺丝技术制备了有六种稀土元素(La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu)修饰的SnO纳米纤维并研究了它们在370oC下对乙醇气体的气敏性能。结果显示，六种稀土元素中除了Nd元素之外，都可以改善SnO纳米纤维对乙醇气体的响应灵敏度。它们当中，又以Ce元素对SnO纳米纤维的气敏性能的改善程度最大。因此，在下一步的工作中，我们又进一步的研究了Ce元素对SnO纳米纤维气敏特性的影响。在这部分工作当中，我们用静电纺丝法制备了各种配比多孔状的SnO-CeO(Ce/(Sn+Ce)=3%,5%,7%,10%)复合纳米纤维，并用多种技术对它们进行了形貌和结构的表征，如扫描电子显微镜(SEM)，透射电子显微镜(TEM)，X射线衍射(XRD)，紫外-可见吸收谱以及X射线光电子能谱(XPS)。结果显示，随着Ce的量的增加，所制备的纳米纤维显示出一种SnO和CeO.混相结构。复合纤维的带隙逐渐减小，Sn和Sn的比值逐渐增大，Ce和Ce同时存在于复合纤维表面。这些都意味着复合纤维表面的氧空穴数量得到了提高。然后这些复合纳米纤维被制备成了具有双功能的气敏传感器。气敏测试结果显示，相比单纯的SnO纳米纤维，所有的复合纳米纤维被证明具有对乙醇气体提高的气敏性能，其中7%的复合纳米纤维对乙醇气体的气敏响应灵敏度为最高，在370℃时，相比于SnO纳米纤维，其响应灵敏度提高了一个数量级。当Ce的含量合适(为3%)时，在210℃对HS的响应灵敏度也被提高了约2.5倍。这一些增强的气敏特性与Ce元素在纳米纤维中的变化是密不可分的，我们详细的讨论了相关的气敏机理。

关键词：静电纺丝纳米纤维气敏传感稀土 SnO2

基于电化学传感器的便携式H2S检测仪的研究与设计

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基于电化学传感器的便携式H2S检测仪的研究与设计

作者：刘树海吉林大学

学位级别：硕士

本文设计了一种基于电化学式传感器的便携式HS气体浓度检测仪。能够在接触到微量的HS气体时，通过电化学传感器检测出的气体浓度。本设计中的硬件核心处理器采用的是STC12C5A60S2，其有着功耗低，运算速率高，抗干扰能力强等优点。气... 详细信息

本文设计了一种基于电化学式传感器的便携式HS气体浓度检测仪。能够在接触到微量的HS气体时，通过电化学传感器检测出的气体浓度。本设计中的硬件核心处理器采用的是STC12C5A60S2，其有着功耗低，运算速率高，抗干扰能力强等优点。气体反应传感器采用电化学式HS气敏传感器ME3，用来采集气体信号，通过I/V转换，而后经过放大电路放大，输入给A/D，经A/D转换后送给单片机处理，通过按键和OLED(有机发光二极管)显示屏进行操控和显示。本设计中的软件部分的编写言简意赅，采用简洁的语句，从而减小了CPU的负担。软件方面有显示程序，ADC模数转换模拟时序程序，辅助模块驱动程序，按键程序以及数值计算程序。经过实践的证明，本设计的HS检测仪能够实时，有效，准确的对气体浓度进行测量，满足了良好的功能需求。

关键词： STC12C5A60S2 气敏传感器 I/V转换检测仪

巯基乙酸修饰对六角相NaYF4：Yb，Er上转换发光纳米材料的影响

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巯基乙酸修饰对六角相NaYF4：Yb，Er上转换发光纳米材料的影响

作者：李丹吉林大学

学位级别：硕士

本论文首先通过高温油相反应法在油胺中制备出六角相的NaYF:Yb,Er纳米晶体,在980-nm红外光激发下样品能够发出明亮的可见光。实验中稀土离子与氟源浓度比例控制为1/4。通过温度的调节可以控制其晶相结构,当温度在320℃时,可以生成纯的... 详细信息

本论文首先通过高温油相反应法在油胺中制备出六角相的NaYF:Yb,Er纳米晶体,在980-nm红外光激发下样品能够发出明亮的可见光。实验中稀土离子与氟源浓度比例控制为1/4。通过温度的调节可以控制其晶相结构,当温度在320℃时,可以生成纯的六角相NaYF:Yb,Er纳米晶体。为了使合成的上转换发光纳米晶能够在生物医学上应用,必须先将其由疏水性转变为水溶性。我们选取巯基乙酸作为表面活性剂,与在油胺中合成的NaYF纳米晶进行配体交换,利用其一端的巯基与稀土离子Y配位,另一端的羧基伸展开,增强其水溶性的同时,还使上转换发光纳米晶表面带有具有生物活性的官能团羧基。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征观察到表面修饰之后的样品在形貌和晶相结构上几乎没有发生变化。说明巯基乙酸表面修饰对样品没有任何副作用。接着本论文又继续研究巯基乙酸对发光样品表面修饰之后,光学性质如何变化,通过发射光谱、荧光动力学等得到修饰前后两个样品各发光能级的寿命、上升沿、荧光分支比、发光强度与激发功率之间的关系,研究局域环境对稀土掺杂上转换发光材料的影响。最后对合成的水溶性六角相NaYF:Yb,Er发光样品在生物中应用进行了初步探索,采用MTT比色法对肝癌细胞进行毒性分析,得到后续用于生物探针时的最佳浓度。

关键词： NaYF4 纳米材料上转换表面修饰

三维大孔反蛋白石结构半导体金属氧化物的气敏性能的研究

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三维大孔反蛋白石结构半导体金属氧化物的气敏性能的研究

作者：张立航吉林大学

学位级别：硕士

随着工业发展,生产生活中有害气体的排放对人们的生活影响越来越大,因而对于这些气体的检测和控制广受关注。因此,各式各样的气体传感器倍受期待,其中对气体传感器性能影响比较大的因素是传感材料。三维反蛋白石结构(3DIO)由于有序多孔... 详细信息

随着工业发展,生产生活中有害气体的排放对人们的生活影响越来越大,因而对于这些气体的检测和控制广受关注。因此,各式各样的气体传感器倍受期待,其中对气体传感器性能影响比较大的因素是传感材料。三维反蛋白石结构(3DIO)由于有序多孔的特点,近年来广受国内外研究者的青睐,成为了材料领域中的热点研究方向之一。3DIO材料的孔隙率理论上可以达到74%,为气敏传感提供了足够多的活性位点,并且三维有序的结构有助于电子的传输。基于以上几点,我们通过模板法制备3DIO ZnO-FeO复合材料,并且对不同比例Fe的样品系统探究了其气敏性能的变化。本论文主要工作内容和结论如下:(1)制备了Fe/Zn的原子比分别为0、10%、20%和30%的3DIO ZnO-FeO复合材料,并对材料的表面形貌,物相组成进行了详细的表征与分析。(2)系统研究了不同Fe掺杂比例样品的丙酮气敏性能,测试结果表明,20%Fe/Zn原子比掺杂的样品比其他样品展现出更优异的气敏性能。最优的元件对丙酮的检测下限可以达到100ppb。(3)对ZnO-FeO复合材料的传感机制进行了一些分析。通过几组对比实验,在电子传输与微观结构的角度初步说明了实验所得最优器件传感性能提高的机理。

关键词：丙酮半导体氧化物三维大孔反蛋白石 ZnO-Fe3O4

射频磁控溅射制备TiO2及其在钙钛矿太阳能电池中的研究

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射频磁控溅射制备TiO2及其在钙钛矿太阳能电池中的研究

作者：陈聪吉林大学

学位级别：硕士

有机无机杂化钙钛矿材料（CH3NH3Pb X3,X=Cl、Br、I）因其高效的光吸收截面,较低的合成工艺以及易于薄膜受到国内外光伏领域工作者的深入研究,基于CH3NH3Pb X3制备的钙钛矿型太阳能电池（PSCs,Perovskite solar cells）的光电转换效率（... 详细信息

有机无机杂化钙钛矿材料（CH3NH3Pb X3,X=Cl、Br、I）因其高效的光吸收截面,较低的合成工艺以及易于薄膜受到国内外光伏领域工作者的深入研究,基于CH3NH3Pb X3制备的钙钛矿型太阳能电池（PSCs,Perovskite solar cells）的光电转换效率（PCE,power conversion efficiency）自2009年从3.8%增长到了2016年的22.1%,为解决未来化石能源问题带来希望。CH3NH3Pb X3材料制备工艺多样性使其研究更有魅力,目前能够实现了一步溶液法、两步旋涂法、双源气相沉积法以及“旋涂+蒸发沉积”的方法进行制备。于此同时,电子传输材料的制备方法也广泛的被研究,包括利用前驱体旋凃、热分解和原子层沉积等方法制备的Ti O2、Zn O等薄膜。在本论文中,我们通过对现有PSCs器件的工作原理、薄膜制备工艺中存在的问题等进行了分析和总结,在国际上首次提出了采用射频磁控溅射制备Ti O2电子传输层以及利用热蒸发配合浸泡（evaporation＆immersion）制备CH3NH3Pb I3的方法,将PSCs器件结构中的电子传输材料（Ti O2）和光吸收材料（CH3NH3Pb X3）的制备过程进行优化,最终获得了PCE为12.1%的基于Glass/FTO基底的PSCs器件;同时我们探究基于本方法制备的柔性以及大面积的器件,其中柔性器件的PCE能够达到8%,大面积40×40mm2的器件光电响应为4.4%;解决了传统方法高温退火、消耗溶剂、不可大面积制备等方面的弊端。在调制机理方面,我们也对电子传输材料的载流子传输效应、CH3NH3Pb X3的结晶性以及PSCs器件中普遍存在的迟滞现象（Hysteresis）等进行了分析。通过与传统的前驱体溶液旋涂法相对比,利用射频磁控溅射辅助热蒸发的方法使PSCs的制备工艺更加简单、过程更加容易控制、设备和材料费用更为低廉,适合未来实用化过程中的大规模产业化需求。

关键词：钙钛矿太阳能电池射频磁控溅射电子传输层大面积柔性

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隧道火灾衬砌结构热力受损规律研究

隧道火灾衬砌结构热力受损规律研究

作者：熊珍珍中国矿业大学

学位级别：硕士

在地下空间结构大规模开发的背景下，随着行车速度和行车密度日益加大以及隧道里程的不断增加，各类隧道事故发生的数量和频率也相应增加。其中，火灾发生频率高居各灾害之首，除烟雾使人窒息以外，高温下结构损坏甚至倒塌是造成人员伤... 详细信息

在地下空间结构大规模开发的背景下，随着行车速度和行车密度日益加大以及隧道里程的不断增加，各类隧道事故发生的数量和频率也相应增加。其中，火灾发生频率高居各灾害之首，除烟雾使人窒息以外，高温下结构损坏甚至倒塌是造成人员伤亡的原因之一，更是造成直接和间接经济损失的主要原因，因此研究隧道衬砌结构火灾下温度场分布特点及受损特性对深入认识衬砌结构的火灾反应和抗火性能具有重大意义。并为隧道结构的健康监测提供指导。本文的研究主体为高温火灾作用下的隧道衬砌结构，采用数值模拟作为主要的研究手段，着重从隧道衬砌结构形状、衬砌混凝土强度等级、不同受火场景等方面对其力学特性和稳定性进行分析研究，具体研究内容包括以下几方面：（1）分析研究隧道衬砌结构在高温火灾作用下的一般力学特性和受损规律，得出受火时间长短和受火范围大小直接影响衬砌结构温度场的分布，并拟合出破损规律曲线;（2）考虑隧道断面形状、混凝土强度等级及隧道受火时间对高温火灾下隧道温度场和应力场的影响规律，得到受火时间为影响衬砌温度和位移的主要因素，隧道断面形状和混凝土强度等级为次要因素;（3）模拟分析衬砌结构在防火保护层作用下的温度分布及动态破坏特性，并提出有效的隧道衬砌结构火灾时的预防保护措施，最终得到防火保护层导热系数越低，其隔热隔温效果越好;（4）用有限元软件模拟分析工程实例，并与实例结果相对比，得到有限元软件火灾模拟可行性及可靠性。

关键词：隧道衬砌数值模拟火灾力学特性规律

金、银低维纳米材料及其复合材料的制备与性质研究

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金、银低维纳米材料及其复合材料的制备与性质研究

作者：谢丽萍吉林大学

学位级别：硕士

近年来,随着纳米技术的不断发展与进步,生物纳米材料越来越受到人们的关注,科学家们试图借助纳米材料在癌症的早期诊断与治疗方面获得突破性进展,生物纳米材料成为又一研究热点。本论文主要以实现纳米材料生物应用为目的,通过设计材料结... 详细信息

近年来,随着纳米技术的不断发展与进步,生物纳米材料越来越受到人们的关注,科学家们试图借助纳米材料在癌症的早期诊断与治疗方面获得突破性进展,生物纳米材料成为又一研究热点。本论文主要以实现纳米材料生物应用为目的,通过设计材料结构,合成了一系列生物纳米材料。主要包括以下三方面的内容: 1、利用种子生长法,获得了高产量的银纳米棒、金纳米棒,调节反应条件,可控制金纳米棒的长径比使其纵向等离子共振吸收峰移动到了近红外区,这是一种很好光热转换剂,有望在癌症热疗方面发挥巨大作用;2、利用正硅酸乙脂在碱性条件下(PH=10)的水解,在金纳米棒外面包覆介孔硅材料,得到了具有光控药物缓释功能的介孔硅药物载体。这种材料不但具有介孔硅的载药孔道,同时具有金纳米棒的近红外光吸收特性,金纳米棒可以吸收近红外光,并转化为热量释放,这种热量可以影响药物释放速度,从而达到光控药物释放的目的。这是一种新型双功能材料,在国内外还未见报道,是本实验的一个创新点,这种新型材料有望在光控缓释的药物载体中得到应用;3、进一步研究了浓度效应以及Au包覆对YVO:Eu NPs水溶胶发光性质的影响,发现了在高浓度下,纳米粒子间的能量传递现象。由于纳米粒子浓度效应引起荧光谱发生改变的研究,据我们所知,目前在稀土掺杂的荧光纳米粒子领域还未见报道。

关键词：金纳米棒介孔硅药物载体浓度效应荧光性质

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水侵城市土质路基地面塌陷机理的研究

水侵城市土质路基地面塌陷机理的研究

作者：袁鹏中国矿业大学

学位级别：硕士

近年来，我国城市道路中发生了多起地面塌陷安全事故，该事故具有突发性、隐蔽性的特点。地陷会吞噬来往的人员和车辆，同时还会影响上部结构的安全，造成人员的伤亡和财产的损失。这已引起社会各界的广泛关注。本文以城市土质地层为研... 详细信息

近年来，我国城市道路中发生了多起地面塌陷安全事故，该事故具有突发性、隐蔽性的特点。地陷会吞噬来往的人员和车辆，同时还会影响上部结构的安全，造成人员的伤亡和财产的损失。这已引起社会各界的广泛关注。本文以城市土质地层为研究背景，综合运用相似理论、伯努利原理、ANSYS有限元等理论和方法，研究了城市道路下伏空洞与管线渗漏侵蚀之间的关系，了解渗流水的流量、管线断裂间距、冲蚀时间等因素与地下空洞发展扩张的几何形状、尺寸之间的关系，并且探讨了道路塌陷的力学机理和影响因素的作用规律，为以后防治此类灾害提供理论基础和依据。主要进行了以下工作：首先，通过物理相似试验，使用半结构模型的试验方法，在流量约为230ml/s的情况下，分别研究了排水管线和给水管线在断裂之后流水侵蚀路基致地下空洞的规律。认为排水管线一般会在地下形成一个较扁平的椭球形空洞，其侵蚀速度最快的时候有近1.7m/h;另一方面，给水管线断裂之后由于巨大的压力，往往会出现大面积地表积水的现象。之后，为了解地面塌陷的力学机理，结合ANSYS有限元技术，分析了地面塌陷时其地表的沉降量、应力和塑性区分布的情况。主要结论如下：在其他因素不变的情况下，随着地下空洞的长度的增加，地表的沉降量增加，地表形成的沉陷漏斗也越深，最终在某一长度的时候发生的整体的塌陷;在数值模拟中，地下空洞埋深为3m、长度约为15m时出现整体塌陷;本文还认为地面塌陷的主要破坏形式为剪切破坏，整体会呈现一个圆柱形剪切破坏塌陷面;城市道路塌陷前的征兆表现为地表的位移迅速的发展和地表裂缝产生。再后，运用数值模拟和正交试验的方法，在已知地下空洞（3m埋深）在某一临界跨度时会发生整体地面塌陷的情况下，研究了各主要影响因数的对该临界埋深的影响。主要结论：影响城市道路塌陷临界长度的因素中，折减系数的影响最大，其次为宽长比，最后为高长比;在短边长度一定的时候，可以认为越是扁平狭长的地下空洞越是容易出现地面塌陷。最后，对比了有硬化层和无硬化层地层条件地面塌陷的情况，得出的主要结论：硬化层的作用在于提高了整个地层的刚度，使得整个路面结构在不利荷载条件下更加的平整，行车过程中体验更加舒适，但是同时也增加了土层的承受的荷载值，因此路基在下伏空洞的情况更容易被压坏土基，在事实上更容易导致地面塌陷的发生。

关键词：城市道路地面塌陷地下空洞塌陷机理水侵蚀

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钙钛矿量子点发光的局域光场调控及应用探索

钙钛矿量子点发光的局域光场调控及应用探索

作者：李东宇吉林大学

学位级别：硕士

钙钛矿量子点因具有较大的吸收截面、高发射效率、高载流子迁移率和全光谱发射等优点而受到关注。这些优点使它们在传感器、探测器、照明显示和太阳能电池中得到了广泛的应用。基于无机宽禁带半导体的紫外(UV)光电探测器得到了广泛的研... 详细信息

钙钛矿量子点因具有较大的吸收截面、高发射效率、高载流子迁移率和全光谱发射等优点而受到关注。这些优点使它们在传感器、探测器、照明显示和太阳能电池中得到了广泛的应用。基于无机宽禁带半导体的紫外(UV)光电探测器得到了广泛的研究,但实现高的UV灵敏度和快的响应时间仍然是一个挑战。CsPbCl3量子点具有比较大的带隙(2.82 eV),吸收截止于410nm,因此可以成为UV光电探测器的理想材料。首先,通过与Ag等离子体/光子晶体耦合来探索CsPbCl3量子点的发光增强。当Ag的等离子体共振峰和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)蛋白石光子晶体(OPCs)的光子带隙与CsPbCl3量子点的发射峰匹配时,分别获得了约50倍和20倍的荧光增强。然后,将银纳米颗粒镶嵌到三维PMMA蛋白石的间隙中来设计等离子体光子晶体结构(CsPbCl3/Ag/OPCs)。基于CsPbCl3/Ag/OPCs的高性能柔性UV光电探测器具有低的暗电流(10-11A),高的探测率(9×1014J),快的响应时间(28 ms/31 ms)和窄的响应半高宽(30 nm),这些性能均远远优于商用硅光电探测器。值得注意的是,通过表面等离子体和光子晶体效应的结合,CsPbCl3/Ag/OPCs复合结构中CsPbCl3量子点的发光强度提高了 150多倍,发射效率提高到51.5%。这项工作提供了一种有效的方法来改善钙钛矿量子点发光和UV光电探测器性能。此外,铅离子是毒性最大的金属污染物之一。到目前为止,水溶液中铅离子的检测得到了广泛的探索和研究。然而,油性溶液中铅离子的检测需要使用等离子体质谱和原子吸收光谱仪等昂贵仪器,缺乏方便性和廉价性。无铅钙钛矿CsSnX3(X=Cl,Cl/Br或Br)量子点被用作新型荧光探针,用于检测油性溶液中的铅离子,具有高灵敏度和高选择性。当有Pb2+存在时,因为Pb2+会取代Sn2+,我们观察到了高度增强的光致发光、光谱的红移和半高宽的减小。通过发射光谱的增强,我们获得了宽的检测范围(1×10-8 M至1×10-2 M)和低的检测下限(3.5×10-9M)。最后,CsSnBr3量子点成功用于检测面膜、染发剂、指甲油和油漆中的铅离子。这项工作提供了一种在油性溶液中检测铅离子的方法。

关键词：钙钛矿量子点等离子体光子晶体紫外光电探测器荧光增强荧光探针

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高效稳定的钙钛矿太阳能电池的研究

高效稳定的钙钛矿太阳能电池的研究

作者：宋宗龙吉林大学

学位级别：硕士

近年来,钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于其出色的光伏性能认证的电源转换效率(PCE)为25.2%。出色的性能得益于钙钛矿材料的优异性能,例如高光学性能吸收系数和可调节的光学带隙。但是,一些挑战阻碍了钙钛矿太阳能电池的商业化应用,包括有限... 详细信息

近年来,钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于其出色的光伏性能认证的电源转换效率(PCE)为25.2%。出色的性能得益于钙钛矿材料的优异性能,例如高光学性能吸收系数和可调节的光学带隙。但是,一些挑战阻碍了钙钛矿太阳能电池的商业化应用,包括有限的光谱响应,空气稳定性和柔韧性差。显然,钙钛矿太阳能电池要走向商业化,必须解决以上问题,其中阻碍钙钛矿太阳能电池最主要的两个问题就是无法大规模模块化制备和稳定性差。作者在硕士期间主要针对以上两个问题进行了研究。我们通过最终实验结果,通过掺杂可以降低电子传输层和钙钛矿层的缺陷态密度,提高钙钛矿层的结晶性来增强钙钛矿太阳能电池的稳定性。(1)首先,我们利用电子束沉积技术实现了电子传输层的大规模制备,然后我们探究了利用电子束沉积电子传输层的最佳厚度,同时将Zn掺杂到电子传输层中,最终实现了实现1000 h的长时稳定性,从18.95%提升到了20.16%。电子束低温,大规模制备为未来商业化提供了一个思路。(2)在第一个工作的基础上,我们将稀土离子掺杂到钙钛矿吸收层,极大提高了钙钛矿层的结晶性和电子迁移率。Ce掺杂实现了钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的最大幅度提高。掺杂前后的效率分别为18.50%和21.67%。掺杂后的器件在室内条件下储存3200 h和在365 nm连续光照150 h后,它们的PCE分别保持60%和80%以上,在相同条件下,对原始的损失分别为90%和100%。Ce掺杂后钙钛矿太阳能的表现来自于特殊的Ce /Ce 氧化还原对和紫外区域独特的4f-5d跃迁。最后,我们制备了面积为1.25 cm的柔性器件。

关键词：电子束沉积 Zn2+ 稀土离子柔性器件