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基于数据挖掘探究宫晓燕教授治疗慢阻肺稳定期的用药规律

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基于数据挖掘探究宫晓燕教授治疗慢阻肺稳定期的用药规律

作者：曾振山长春中医药大学

学位级别：硕士

目的:本课题旨在运用数据挖掘技术,回顾性分析宫晓燕教授治疗慢阻肺稳定期的门诊医案,总结归纳出宫晓燕教授临床治疗慢阻肺稳定期的用药规律及辨治经验,以期更好地继承吾师用药经验,指导临床辨证思维,为提高临床疗效提供客观可靠的依据... 详细信息

目的:本课题旨在运用数据挖掘技术,回顾性分析宫晓燕教授治疗慢阻肺稳定期的门诊医案,总结归纳出宫晓燕教授临床治疗慢阻肺稳定期的用药规律及辨治经验,以期更好地继承吾师用药经验,指导临床辨证思维,为提高临床疗效提供客观可靠的依据。方法:通过收集导师2019年6月至2023年10月在长春中医药大学附属医院国医堂治疗慢阻肺稳定期的门诊医案,根据诊断标准、纳入排除标准选出医案,将医案中患者的基本信息(就诊日期、性别、年龄)、舌脉、诊断、用药处方等信息以Excel表格形式记录,建立数据库。运用古今医案云平台V2.3.7,SPSS Modeler V18.0等软件对数据库中的医案数据进行频数分析、关联规则分析以及聚类分析等处理,根据数据挖掘结果提炼总结吾师用药特点和处方规律,归纳分析出潜在的新方。结果:通过对纳入的361份病例进行数据挖掘分析,得出以下结果:1、频数分析:男性227例,女性134例,男女比例1.69:1,年龄以60-79岁居多;舌脉共涉及7种舌质、7种舌苔及11种脉象,舌质以舌淡红、舌淡、舌淡暗为主,舌苔以苔薄白、苔白腻、苔白为多,脉象以脉虚、脉弦、脉沉为主,其余多表现为复合脉象;本次研究共使用药物151种,用药频次共计6697次,出现频次前十的药物为:黄芪、茯苓、甘草、紫菀、半夏、款冬花、地龙、熟地黄、白术、桑白皮,药物功效分类以补虚类为最,其次是止咳化痰平喘类;药性以寒、温为主,药味主要为甘、苦、辛味,药物归经以肺经为多,其次为脾、胃、肝经。2、关联规则:将151种药物通过关联规则分析,得出吾师常用的8个药物组合:紫菀-款冬花、白前-前胡、青果-射干、葶苈子-大枣、青皮-陈皮、辛夷-苍耳子、蝉蜕-地龙-僵蚕、杜仲-续断-桑寄生;根据平台关联规则可以得出包含11味中药的核心处方:紫菀、款冬花、浙贝母、黄芪、甘草、熟地黄、茯苓、白术、半夏、桑白皮、地龙。3、聚类分析:最后得到5个临床治疗慢阻肺稳定期的新方组合,具体如下:(1)黄芪、甘草、款冬花、紫菀、桑白皮、半夏;(2)茯苓、白术、薏苡仁、黄芪、党参、鸡内金;(3)柴胡、黄芩、酸枣仁、桑白皮、茯苓、半夏;(4)黄芪、熟地黄、党参、紫河车、杜仲、续断、桑寄生;(5)当归、白芍、地龙、僵蚕、半夏、太子参。结论:基于数据挖掘的结果,将宫晓燕教授治疗慢阻肺稳定期的临证经验总结如下:1、病位病机:慢阻肺稳定期的最主要的病机以脏虚为本,肺脾二脏尤甚,其标为水饮、痰浊、瘀血,兼有食滞气阻;病位在肺、脾、肝、肾。临床主要证型有肺气亏虚、肺虚脾湿、肺虚肝郁、肺肾两虚证。2、治病原则:久虚肺疾,温药当先;健运中州,扶土生金;宣肺疏风,止咳平喘以缓急;疏肝解郁,宁心安神。3、选方用药:(1)活用经方名方:射干麻黄汤、小柴胡汤合酸枣仁汤、四君子汤、定喘汤、桑白皮汤为常选方剂;(2)善用药对角药:止咳化痰、解痉平喘、利咽、宣通鼻窍等药对角药辨证组方。

关键词：慢阻肺稳定期数据挖掘用药规律肺胀

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米糠酸败机制及其稳定化研究进展

食品科学 2024年第13期45卷 335-344页

作者：陈晨敬璞王绣珊焦顺山上海交通大学农业与生物学院上海200240

米糠是稻谷加工过程中的一种副产物,营养价值极高;由于其在储藏过程中极易酸败变质,在食品工业应用中受到极大限制,目前主要用作动物饲料,附加值较低。脂肪酶和脂氧合酶的存在是导致米糠快速酸败的主要原因,此外,米糠中水分活度、微生... 详细信息

米糠是稻谷加工过程中的一种副产物,营养价值极高;由于其在储藏过程中极易酸败变质,在食品工业应用中受到极大限制,目前主要用作动物饲料,附加值较低。脂肪酶和脂氧合酶的存在是导致米糠快速酸败的主要原因,此外,米糠中水分活度、微生物以及酚类物质也对酸败变质反应有一定影响。对米糠进行钝酶稳定化处理是实现米糠高效增值利用的关键前提。本文综述了米糠的酸败机制、常见稳定化米糠的方法及其对米糠品质及营养特性的影响,旨在为米糠作为食品级原料的研发提供一定的借鉴和指导。

关键词：米糠脂肪酶脂氧合酶稳定化水分活度

一种应用于物联网传感器的伪三阶Delta-Sigma调制器

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电子学报 2024年第6期52卷 2123-2130页

作者：魏聪黄黎杰胡炜魏榕山福州大学物理与信息工程学院福建福州350108

针对物联网传感器难以同时满足高分辨率与低功耗的瓶颈问题,本文设计了一种伪三阶离散时间delta-sigma调制器.该架构将一阶无源噪声整形SAR(Successive Approximation Register)量化器嵌入传统二阶delta-sigma调制器以实现更强的噪声整... 详细信息

针对物联网传感器难以同时满足高分辨率与低功耗的瓶颈问题,本文设计了一种伪三阶离散时间delta-sigma调制器.该架构将一阶无源噪声整形SAR(Successive Approximation Register)量化器嵌入传统二阶delta-sigma调制器以实现更强的噪声整形能力.本文设计允许系统在更低的过采样率(Over Sampling Ratio,OSR)下获取更高的峰值SQNR(Signal-to-Quantizing Noise Ratio),有效缓解了系统精度和功耗之间的设计矛盾,并且减少了有源积分器的使用.针对传统有源加法器高功耗和无源加法器存在衰减不确定性的问题,本文提出了一种新型前馈求和量化电路,它具有对衰减不敏感的优势并且降低了第二级有源积分器的驱动压力,这进一步降低了系统的功耗.本文提出的delta-sigma调制器采用180 nm CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺制造并测试.在电源电压1.4 V下,芯片测试功耗为47.2μW.在带宽为8 kHz的测试条件下,调制器的DR(Dynamic Range)、峰值SNDR(Signal-to-Noise and Distortion Ratio)和SFDR(Spurious-Free Dynamic Range)分别为97.2 dB,96.6 dB和114.4 dB.因此,Schreier和Walden的SNDR FoM(Figure of Merit)优值达到了178.9 dB和0.053 pJ/step.本文提出的伪三阶delta-sigma调制器在功耗和分辨率之间实现了较好的权衡,为物联网领域的低功耗高分辨率调制器设计提供了较好的解决方案.

关键词：物联网 delta-sigma调制器低功耗高分辨率

慢性踝关节外侧不稳关节镜下与切开重建外侧副韧带的疗效比较

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中国运动医学杂志 2024年第5期43卷 341-347页

作者：荆立忠赵霞于乐王少山杨久山山东中医药大学附属医院运动损伤骨科山东济南250014 山东中医药大学附属医院放射科山东济南250014

目的:比较全关节镜下及切开行距腓前韧带(anterior talofibular ligament,ATFL)和跟腓韧带(calcaneofibular ligament,CFL)重建的临床疗效。方法:回顾性分析2017年1月~2021年7月我科收治的51例慢性踝关节外侧不稳(chronic lateral ankle instability,CLAI)患者的临床资料。24例行全关节镜下ATFL及CFL重建,27例行常规切开ATFL及CFL重建。比较两组手术时间、术中并发症、住院时间、恢复正常行走时间等围手术期资料。术后行CT检查评估骨道位置。对比患者术前、术后3个月、术后6个月、术后1年及2年随访的美国足踝外科学会评分(American Orthopedic Foot and Ankle Society Score,AOFAS)、Karlsson评分、疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS),抽屉试验及内翻试验结果,统计各组术后随访期间并发症发生情况。结果:所有患者均顺利完成手术。关节镜组切口总长度及恢复正常行走时间均显著少于切开组(P0.05)。术后CT显示,关节镜组1例距骨骨道位置欠佳,切开组1例跟骨骨道及1例距骨骨道位置欠佳,余骨道位置均位于相应足印区内。所有患者均获24~33个月随访。两组术后随访的AOFAS、Karlsson评分及VAS评分均优于术前(P0.05)。术中及随访过程中均未出现严重并发症。结论:全关节镜下重建ATFL及CFL与切开重建治疗CLAI疗效相当,但全关节镜下恢复更快。

关键词：慢性踝关节外侧不稳外侧副韧带重建关节镜切开

基于汇总数据的孟德尔随机化法识别哮喘相关基因

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基于汇总数据的孟德尔随机化法识别哮喘相关基因

作者：王亚山吉林大学

学位级别：硕士

目的:基于汇总数据的孟德尔随机化（SMR）法整合mQTL、eQTL和GWAS数据,识别哮喘相关DNA甲基化位点和基因。分析哮喘相关基因的生物学功能,探索DNA甲基化、基因表达和哮喘风险间的潜在调控机制,为探讨哮喘病因和药物靶点提供理论依据。方... 详细信息

目的:基于汇总数据的孟德尔随机化（SMR）法整合mQTL、eQTL和GWAS数据,识别哮喘相关DNA甲基化位点和基因。分析哮喘相关基因的生物学功能,探索DNA甲基化、基因表达和哮喘风险间的潜在调控机制,为探讨哮喘病因和药物靶点提供理论依据。方法:运用SMR法整合mQTL和GWAS数据,识别哮喘相关DNA甲基化位点,利用R 4.2.2软件“Ch AMP”包注释DNA甲基化位点的邻近基因和基因组区域信息。运用SMR法整合eQTL和GWAS数据,识别哮喘相关基因,对哮喘相关基因进行基因本体论（GO）富集分析、京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析和蛋白-蛋白相互作用（PPI）网络分析,探究其生物学功能。运用SMR法整合mQTL数据和eQTL数据,识别与基因表达显著相关的DNA甲基化位点。整合多组学SMR分析结果,探究遗传变异通过DNA甲基化调节基因表达介导哮喘发生的潜在多组学途径。结果:***与GWAS数据的SMR分析:基于Mc Rae mQTL数据,识别237个哮喘相关DNA甲基化位点(Pm SMR<5.37×10-7,PHEIDI≥0.01)。2.哮喘相关DNA甲基化位点的注释:204个DNA甲基化位点位于Body（54.4%）、TSS1500（16.2%）、TSS200（10.3%）、5'UTR（9.8%）、1st Exon（4.9%）和3'UTR（4.4%）六种基因组区域。***与GWAS数据的SMR分析:基于Westra eQTL数据,识别27个哮喘相关基因(Pe SMR<8.42×10-6,PHEIDI≥0.01)。基于GTEx eQTL数据,识别24个哮喘相关基因(Pe SMR<7.32×10-6,PHEIDI≥0.01)。基于CAGE eQTL数据,识别37个哮喘相关基因(Pe SMR<5.89×10-6,PHEIDI≥0.01)。4.哮喘相关基因的整合:整合三次SMR分析结果,去除重复基因后共识别58个与哮喘相关基因。其中36个基因仅在一个eQTL数据集中被显著识别,14rs2949669变异能通过下调cg24929556位点DNA甲基化水平增加CD247基因表达水平,CD247基因表达水平增加与哮喘低风险相关。结论:1.基于汇总数据的孟德尔随机化法识别237个哮喘相关DNA甲基化位点和58个哮喘相关基因。2.哮喘相关DNA甲基化位点分别位于其邻近基因的Body、TSS1500、TSS200、5'UTR、1st Exon和3'UTR区域。***分析发现哮喘相关基因的生物过程最显著富集于淋巴细胞增殖的调控,分子功能最显著富集于脂肽结合,细胞组分最显著富集于特异性颗粒。KEGG分析发现哮喘相关基因最显著富集于Th17细胞分化通路。PPI网络分析发现哮喘相关基因蛋白质相互作用中的前五位核心基因为ORMDL3、ENO1、TLR1、MED24和GSDMB。4.整合多组学数据,识别三条显著的遗传变异通过DNA甲基化调节基因表达介导哮喘发生的潜在途径,分别为rs301806-cg01447281-RERE调节机制、rs879606-cg00112517-PPP1R1B调节机制和rs2949669-cg24929556-CD247调节机制。

关键词：哮喘基于汇总数据的孟德尔随机化表达数量性状基因座甲基化数量性状基因座全基因组关联分析

L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙沿弱轴滞回性能研究

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L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙沿弱轴滞回性能研究

作者：郭骅山黑龙江大学

学位级别：硕士

异形组合剪力墙作为抗侧力构件用于结构体系,避免了柱子外凸现象,提高了建筑空间利用率,但存在着凹角处约束较弱、钢板宽厚比较大等问题。L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙将构件内部划分为多个方钢管混凝土构件,充分发挥了钢材与混凝土... 详细信息

异形组合剪力墙作为抗侧力构件用于结构体系,避免了柱子外凸现象,提高了建筑空间利用率,但存在着凹角处约束较弱、钢板宽厚比较大等问题。L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙将构件内部划分为多个方钢管混凝土构件,充分发挥了钢材与混凝土的力学性能,表现出良好的承载能力与抗震性能。实际工程中这类异形构件多为不等肢形式,需研究构件沿不同墙肢方向的力学性能。此外,这类L形构件多作用于建筑物角部,易受到扭转作用,目前少有研究这类构件在地震作用下的扭转性能,需对构件的扭转行为做出评判。基于以上原因,本文通过试验研究、有限元模拟与理论分析对L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙沿弱轴的滞回性能做出研究,论文主要研究内容如下:(1)设计并完成了4片L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙沿弱轴方向的滞回试验,以截面高厚比、轴压比与加载位置作为试验参数,得到了试件在滞回作用下的变形过程与破坏模态。基于试验结果,分析了不同试验参数对试件承载力、刚度、延性系数、持荷能力、耗能能力、扭转变形及面外变形等力学性能的影响规律。(2)通过ABAQUS有限元软件建立了L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙的滞回有限元模型,以试验结果验证了有限元模型的准确性,在此基础上对典型构件沿弱轴滞回作用下在屈服点、峰值点与破坏点处的工作机理进行了分析。(3)基于OpenSees有限元软件建立并验证了L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙的有限元模型,并进行了滞回参数分析。研究了翼缘宽厚比、腹板高厚比、轴压比、剪跨比、材料强度及钢管厚度等参数对构件滞回性能的影响。基于试验研究、有限元模拟及理论分析,提出了L形多腔钢-混凝土短肢组合剪力墙的墙体抗侧力计算方法。

关键词： L形截面组合剪力墙弱轴滞回性能扭转效应

大缸径天然气发动机汽油直喷点火燃烧特性模拟研究

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大缸径天然气发动机汽油直喷点火燃烧特性模拟研究

作者：陈祥山重庆交通大学

学位级别：硕士

天然气作为一种清洁的化石燃料,在实行低碳发展的当前备受能源行业关注。煤炭开采时通常都会附带产出大量含量较低、浓度不定的甲烷。此类天然气通常采用进气道进气模式,进入发动机燃烧进行就地发电。由于其浓度不定和甲烷基燃料自身不... 详细信息

天然气作为一种清洁的化石燃料,在实行低碳发展的当前备受能源行业关注。煤炭开采时通常都会附带产出大量含量较低、浓度不定的甲烷。此类天然气通常采用进气道进气模式,进入发动机燃烧进行就地发电。由于其浓度不定和甲烷基燃料自身不易点燃,燃烧速度慢的属性,在发动机运行过程中常常会出现缸内失火、爆震等非正常燃烧现象。为了解决低浓度天然气点火困难和燃烧缓慢的问题,可以考虑加入其他燃料强化点火和促进燃烧。汽油作为一种传统燃料,其燃烧速度较快,来源容易,在发动机中的应用技术成熟。汽油在大缸径发动机中大量应用易发生爆震,但可以参考汽油微引燃和分层燃烧等方式,在缸内直喷少量汽油形成分层混合气,实现汽油在大缸径发动机中的局部应用。还可参考在低浓度混合气中掺混少量高活性燃料促进燃烧的方式,在低浓度天然气氛围中喷射少量汽油形成均质混合气促进低浓度天然气的燃烧。为了验证以上方案,本文通过一维和三维仿真软件,建立了发动机的一维和三维燃烧模型进行了模拟研究。论文具体的内容和结果如下:（1）为了在点火时刻实现较好的浓度分层,明晰汽油喷雾及混合气在缸内的发展特征,本文在转速为1000 r/min,全负荷工况下研究了不同过量空气系数、喷油压力和喷油时刻下的汽油喷雾及混合气的发展特性。通过分析缸内汽油浓度场、甲烷浓度场和当量比分布的云图发现在不同过量空气系数下,汽油混合气随过量空气系数的增大逐渐向排气侧发展,且分层区域逐渐变大,区域内浓度逐渐减小。在不同喷油压力下,喷油压力越大,汽油雾化扩散的越快,分层区域随之变大,形成较好浓度分层形态所需时间逐渐缩短。在不同喷油时刻下,早喷会形成面积大、浓度较低的分层区域,晚喷会使汽油喷雾及混合气更加集中,分层区域浓度相对较高。（2）为了实现汽油在大缸径发动机中的局部应用,探究稀薄天然气掺混少量汽油均质燃烧的燃烧特性,明确汽油直喷点火对稀薄天然气发动机燃烧特性的影响,对比研究了分层燃烧和均质燃烧的燃烧特性,并与纯天然气进行了对比。分析了不同燃烧模式下的宏观燃烧特性和微观燃烧特性,发现缸内局部浓度分层条件下,随着喷油与点火间隔的增大,CA0-CA5所用时间逐渐缩短,CA5-CA90所用时间逐渐延长。浓度分层条件下的最高效率为38.9%,对应点火时刻为-24°CA BTDC。在均质燃烧模式下没有出现非正常燃烧现象,总体燃烧规律与分层燃烧一致,其最高效率为38.5%,对应点火时刻为-28°CA BTDC。两种模式都对稀薄天然气的燃烧起到促进作用,分层燃烧较纯天然气效率提高了3.2%,均质燃烧提高了2.8%。（3）为了探究汽油直喷点火对稀薄天然气的促燃稳燃特性,采用浓度分层模式在较高过量空气系数下,研究了喷油量对低浓度天然气促燃稳燃的影响;在不同过量空气系数下,研究了浓度变化对汽油直喷点火燃烧特性的影响。研究结果表明,过量空气系数为1.8的条件下,在一定喷油量范围内,喷油量越多,缸内稳燃的效果越好。对比15 mg和5 mg喷油量的燃烧持续期,发现15 mg喷油量CA0-CA5所用时间较5 mg时缩短了22.1%,CA5-CA90所用时间缩短了38.4%。指示热效率从5 mg的37.14%提高到了15 mg的38.73%。在不同过量空气系数下,CA0-CA5、CA5-CA90所用时间的差值随过量空气系数的减小逐渐缩短,说明汽油直喷点火在较高浓度氛围下强化点火效果减弱,更多起到促燃的作用,相反在较低浓度氛围下汽油直喷点火主要起到稳燃的作用。在较大喷油量和较浓混合气下,缸内温度上升较快,处于高温富氧状态,致使NOX随喷油量和过量空气系数的增大而增加。然而,高温富氧环境促进了SOOT的氧化,使SOOT的排放与NOX完全相反。

关键词：复合喷射天然气/汽油大缸径发动机浓度分层

基于呼气中多种挥发性有机物检测的肺癌无创诊断方法和装置研究

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基于呼气中多种挥发性有机物检测的肺癌无创诊断方法和装置研究

作者：秦立山浙江大学

学位级别：硕士

肺癌是我国增长率最快的恶性肿瘤,目前主要通过低剂量螺旋CT进行筛查,但频繁的检测会增加患者的辐射暴露风险。基于人体呼气检测具有无创、高效、精准度高等特点,本研究筛选了肺癌的呼气标志物,结合人工神经网络算法建立肺癌呼气诊断模... 详细信息

肺癌是我国增长率最快的恶性肿瘤,目前主要通过低剂量螺旋CT进行筛查,但频繁的检测会增加患者的辐射暴露风险。基于人体呼气检测具有无创、高效、精准度高等特点,本研究筛选了肺癌的呼气标志物,结合人工神经网络算法建立肺癌呼气诊断模型。基于传感器阵列,搭建多通道呼气检测装置。本文的主要研究成果如下:(1)建立了呼气采样标准流程,研究了肺癌呼气标志物的筛选方法。研究了采样方式、采样环境对呼气挥发性有机物(VOCs)含量影响,建立了标准的离线呼气采样方法。通过气相色谱质谱仪检测了75名肺癌患者及50名健康受试者呼气中丙酮、异丙醇等108种VOCs含量。探究了相关性分析、ROC曲线、正交偏最小二乘判别分析三种方法筛选标志物的诊断性能差异,选取三个方法中性能最优的VOCs得到乙醇、丙酮、异丙醇、乙酸乙酯、1,2-二氯乙烷五种挥发性有机物,将其作为肺癌的呼气标志物。(2)研究不同算法模型性能差异,探究了模型参数、受试者特征对诊断性能的影响。基于随机森林、支持向量机、决策树、人工神经网络四种机器学习算法建立了诊断模型,其中人工神经网络模型性能最佳,精确度为76.4%。为提高模型精确度,对模型参数进行调优,精准度提高到88.8%。将与标志物显著相关的年龄、性别纳入模型精确度达到93.1%,高于大部分已发表肺癌诊断模型性能。(3)为了实现快速检测和临床实用化,搭建多通道传感器阵列呼气检测装置。选用六款MOS传感器和一款光学传感器搭建传感器阵列,完成了气体样本信号采集模块、测试腔及进出气模块、数字信号转换模块、上位机软件开发模块、蓝牙及数据传输模块的开发。使用该系统对呼气样本进行检测,每个样本采集21个特征值,通过斯皮尔曼相关性分析筛选出与肺癌相关的10个特征向量,联合温湿度、年龄、性别建立诊断模型,整体准确度为81%。本文筛查了肺癌的特征生物标志物,基于人工神经网络建立了高精准度的诊断模型。基于传感器阵列,搭建多通道呼气检测装置,提供了一种精准度高、检测速度快、检测成本低的肺癌筛选方法,有助于推进肺癌呼气诊断的临床应用。

关键词：肺癌无创诊断挥发性有机物神经网络传感器阵列

片层材料修饰碳对电极的制备及其染料敏化太阳能电池性能的研究

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片层材料修饰碳对电极的制备及其染料敏化太阳能电池性能的研究

作者：胡子山吉林大学

学位级别：硕士

随着工业和人口的日益增长,能源需求急剧增加。可持续能源的开发是人类面临的重要而紧迫的挑战。目前,太阳能电池被认为是最有前途的可持续能源供应之一。其中,染料敏化太阳能电池（DSSCs）因其易于制造、产品经济、环保以及在环境光下... 详细信息

随着工业和人口的日益增长,能源需求急剧增加。可持续能源的开发是人类面临的重要而紧迫的挑战。目前,太阳能电池被认为是最有前途的可持续能源供应之一。其中,染料敏化太阳能电池（DSSCs）因其易于制造、产品经济、环保以及在环境光下的优异性能而备受科学家们的关注。典型的DSSCs由光阳极、染料、具有氧化还原偶的电解质和对电极所组成。常见的对电极材料一般是由铂（Pt）所制备。虽然其具有良好的催化性、导电性等特点,但造价昂贵、含量稀有和易被电解质腐蚀阻碍了DSSCs的工业和商业化。因此,寻找替代Pt的电催化剂具有重要的意义。碳基材料具有较强的电催化能力、稳定性高、电子导电性好、天然丰度高、成本低、易于制备等优点受到了广泛关注,但碳基材料的电催化能力相较于Pt仍是相差很多。因此,本文的研究方向致力于设计一种经济实用、高效稳定且环保的碳基对电极,以替代传统的Pt对电极。当我们谈及片层材料（例如Ti3C2Tx MXene和Ni Fe LDH）在光催化和电催化领域所展现出的卓越催化特性时,这一发现无疑为无Pt对电极材料的开发指明了新的方向。这两种材料之所以备受瞩目,是因为它们不仅具有独特的二维层状结构,还因其表面丰富的催化活性位点,在催化反应中展现出了出色的性能和稳定性。结合这一研究背景,我们的研究思路旨在深入挖掘这些材料在DSSCs的应用潜力,以期为开发新型对电极材料提供坚实的科学基础和技术支持。我们将Ti3C2Tx MXene和Ni Fe LDH与不同的碳材料（碳纳米管和石墨）进行复合获得高性能的无Pt电极材料,这种复合材料巧妙融合了Ti3C2Tx MXene和Ni Fe LDH的卓越性能与碳材料的独特优势,为实现更高效、更稳定的对电极提供了坚实的物质基础。通过这一研究,我们期望能够推动DSSCs领域的技术进步,实现更高效、更环保的能源转换和利用。（1）将过渡金属碳化物Ti3C2Tx MXene与碳纳米管（CNTs）相结合的复合材料作为对电极,研究了其在对电极的电催化活性和DSSCs光电转换特性方面的提升。利用HCl/Li F刻蚀制备得到Ti3C2Tx MXene纳米片,将之与适用于DSSCs对电极的CNTs浆料复合制得新胶体,经过传统的刮涂法制备成CNTs/Ti3C2Tx对电极。通过X-射线粉末衍射（XRD）、能量色散谱（EDS）和X-射线光电子能谱（XPS）对Ti3C2Tx MXene组份进行表征。扫描电子显微镜图（SEM）表明Ti3C2Tx纳米片均匀分散在CNTs当中。一系列电化学测试如阻抗谱（EIS）、Tafel曲线、开路电压衰减曲线（OCVD）、循环伏安曲线（CV）证明了CNTs/Ti3C2Tx复合材料的电化学性能和导电性得到提升。复合材料的大比表面积可为电解质提供更多的催化活性位点。当Ti3C2Tx的含量为1 wt%时DSSCs达到5.83%的光电转换效率（PCE）,光伏性能明显优于CNTs,且近似于Pt基DSSCs效率。且由于Ti3C2Tx自身良好的稳定性,基于此的器件也具有优良的稳定性。（2）制备了一种简单且成本低廉的石墨/镍铁水滑石（Layered Double Hydroxides,LDH）复合材料,利用该材料作为对电极提高了DSSCs的转换效率和器件稳定性。水滑石因其具有良好的电催化活性可为I3-还原反应加速,有望成为高效可靠的无Pt对电极。以一步水热法制备纳米花状Ni Fe LDH纳米片,并与高导电性石墨相结合成为复合对电极材料。XRD、SEM和XPS的结果都证明了Ni Fe LDH的成功制备,保证了其具有催化电解质的特性。EIS、Tafel、CV等电化学表征结果证明复合材料具有良好的电化学催化能力。J-V曲线测试结果表明,C/LDH-3 wt%基DSSCs表现出最高的效率为5.67%,达到Pt基DSSCs的85.8%。性能提升归因于复合材料有利于电解质中还原反应的进行和电子的传输。以上基于片层材料修饰的碳基复合材料应用于光伏器件的探究切合当今可持续发展的需求。复合材料表现出的性能已经接近Pt基器件性能。因此,片层材料修饰碳基对电极可作为替代贵金属Pt的经济替代品。

关键词：染料敏化太阳能电池(DSSCs) Ti3C2Tx MXene NiFe LDH 碳对电极电催化性能光电转换效率(PCE)