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MnPt/MoS2纳米颗粒在染料敏化太阳能电池对电极中的应用

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MnPt/MoS2纳米颗粒在染料敏化太阳能电池对电极中的应用

作者：苗靖晗哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

当今世界能源紧张,可再生能源的研究和发展已经受到了广泛关注,可再生能源包括风能、水能、太阳能和生物燃料等,在这些能源当中,太阳能是最值得利用的一个。太阳能电池,或光伏电池,通过光电效应将太阳光直接转化为电能。太阳能资源充足... 详细信息

当今世界能源紧张,可再生能源的研究和发展已经受到了广泛关注,可再生能源包括风能、水能、太阳能和生物燃料等,在这些能源当中,太阳能是最值得利用的一个。太阳能电池,或光伏电池,通过光电效应将太阳光直接转化为电能。太阳能资源充足、清洁、安全,光伏技术成本低廉,综合以上优点,太阳能电池是目前最有前途的新能源技术。太阳能电池发展到目前共有三代,第一代太阳能电池是(硅)元素太阳能电池,第二代电池是化合物太阳能电池,第三代电池主要包括染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、有机电池和量子点电池。在第三代太阳能电池中,染料敏化太阳能电池最受关注并且被认为是最有前景的太阳能电池。它有很多无法替代的优势,比如制备简单、成本低廉、环境友好以及能源回收时间短(小于一年)等,并且对材料的纯度要求也更低,这意味着不需要进行在真空和高温条件下的操作就可制作染敏电池。对电极是染料敏化太阳能电池的重要组分,主要承担三个任务:(1)作为催化剂,催化还原反应的进行;(2)作为原电池的正极,将从外电路流回的电子收集起来,送至电池内部,完成电池内的循环;(3)作为一面镜子,将阳极没能吸收的光反射回阳极,增加光的利用率。本论文针对染料敏化太阳能电池的对电极进行探究,通过制备一种层状纳米片基MnPt/MoS纳米颗粒作为对电极材料,探究得到的电池性能。其层状纳米片基纳米颗粒结构为由MoS纳米片穿插组合而成的纳米颗粒,该结构具有超高的比表面积和大量的MoS片层边缘,其片层边缘悬挂键则是催化反应的重要活性位点。在制备过程中,先通过化学法制备得到含Mo的有机-无机复合纳米线前驱体,再通过水热方法得到层状纳米片基MoS纳米颗粒和Mn/MoS纳米颗粒。最后通过化学还原将Pt负载在纳米颗粒表面。制备前驱体的作用是控制MoS纳米颗粒的尺寸和促进反应的进行,有机成分可促进前驱体的溶解,避免产物MoS包覆在Mo源外抑制反应;Mn的掺入可以使MoS产生更多缺陷,Mn会进入MoS晶格中,使Mn原子本身和周围的S原子均成为反应的活性位点,且将半导体特性的2H结构MoS转化为导体特性的1T结构;Pt纳米颗粒在Mn/MoS表面负载,金属与MoS间会产生协同催化作用,既能提高材料的催化性能,又能减少贵金属的使用量。本文将市售块体MoS、层状纳米片基MoS纳米颗粒、不同掺Mn浓度的层状纳米片基Mn/MoS纳米颗粒和不同掺Pt浓度的层状纳米片基MnPt/MoS纳米颗粒均制成对电极并组装成染料敏化太阳能电池,其中未掺杂的层状纳米片基MoS纳米颗粒对电极得到的效率为3.84%,高于市售块体MoS对电极的1.57%;掺Mn对电极中当掺杂浓度为10%时有最高效率5.42%;在Mn浓度10%的基础上进行MnPt共掺,在Pt浓度10%时得到最高效率6.68%,传统Pt电极对照组的效率为7.48%。且通过EIS测试得到掺Mn后对电极的荷转电阻(1.1-2.0Ω)接近Pt电极(0.73Ω),与未掺杂的MoS(4.5-5.7Ω)相比有很大提升。

关键词： MoS2 MnPt共掺对电极染料敏化太阳能电池

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“锗”里有奥秘,观“锗”寻真谛

矿物岩石地球化学通报 2024年第2期43卷 467-473页

作者：刘萧晗孟郁苗中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 成都理工大学地球科学学院成都610000

锗(Ge)是一种性质介于金属和非金属之间的准金属。Ge自身拥有许多的优良特性,在半导体、红外光学、光纤通信、太阳能、催化剂以及医学等众多领域有着广泛的应用。可以预见,随着基础理论的完善和科技的发展,锗资源在未来的应用潜力巨大... 详细信息

锗(Ge)是一种性质介于金属和非金属之间的准金属。Ge自身拥有许多的优良特性,在半导体、红外光学、光纤通信、太阳能、催化剂以及医学等众多领域有着广泛的应用。可以预见,随着基础理论的完善和科技的发展,锗资源在未来的应用潜力巨大。锗已成为国家之间抢占科技制高点的一种不可替代的战略性资源。

关键词：战略性资源红外光学基础理论光纤通信不可替代半导体太阳能潜力巨大

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多维度视域下水利水电工程本质安全的多元化建设

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第8期 0005-0008页

作者：靖晗襄阳市襄州区应急救援中心湖北襄阳441100

水利水电工程的本质安全化建设是现代工程管理中的重要议题。在这个领域中,安全不仅仅意味着避免事故发生,更是涉及到对人员、设备、环境以及管理系统的综合考量和保护。本质安全化建设的目标在于从根本上预防和控制潜在的危险,确保工... 详细信息

水利水电工程的本质安全化建设是现代工程管理中的重要议题。在这个领域中,安全不仅仅意味着避免事故发生,更是涉及到对人员、设备、环境以及管理系统的综合考量和保护。本质安全化建设的目标在于从根本上预防和控制潜在的危险,确保工程建设过程中人员的生命安全,减少财产损失,提升企业形象。在这个意义上,水利水电工程的安全管理不仅仅是一项技术问题,更是一种责任担当和社会责任的体现。因此,深入研究水利水电工程的本质安全化建设具有重要的理论和实践意义,对于提升工程管理水平、保障国家基础设施建设安全具有重要的指导意义。

关键词：水利水电工程本质安全化建设

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初中物理互动课堂建构策略

数理化解题研究 2024年第11期 101-103页

作者：苗笑晗江苏省南通市通州区袁灶初级中学江苏南通226324

课堂教学不是教师的“独角戏”,其本质是师生互动的过程.初中物理互动课堂的构建将激活学生自主性和能动性作为条件,在师生互动交流中围绕物理问题展开探究,让物理学习更有趣、更有效.教师通过搭建互动课堂,变革物理教学模式,以多种途... 详细信息

课堂教学不是教师的“独角戏”,其本质是师生互动的过程.初中物理互动课堂的构建将激活学生自主性和能动性作为条件,在师生互动交流中围绕物理问题展开探究,让物理学习更有趣、更有效.教师通过搭建互动课堂,变革物理教学模式,以多种途径来深化师生交流,提高课堂教学效率.

关键词：初中物理互动课堂实施策略

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道路沥青紫外老化及抗老化材料研究综述

材料导报 2024年第1期38卷 44-56页

作者：孔令云席晗重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室重庆400074

道路沥青材料在使用过程中由于长期受到太阳光紫外辐射作用会产生紫外老化现象,并且这种现象在紫外辐射强度高的地区更明显。紫外老化会使沥青的物理特性和化学组成发生改变,从而导致沥青黏塑性上升、低温和疲劳性能下降、使用裂缝增加... 详细信息

道路沥青材料在使用过程中由于长期受到太阳光紫外辐射作用会产生紫外老化现象,并且这种现象在紫外辐射强度高的地区更明显。紫外老化会使沥青的物理特性和化学组成发生改变,从而导致沥青黏塑性上升、低温和疲劳性能下降、使用裂缝增加,进而劣化路面的耐久性、影响沥青路面的运营品质和服役寿命。为了防止和延缓紫外老化的产生和发展,可在道路沥青中添加抗老化材料以增强其抵御紫外老化能力,同时延长沥青路面的使用寿命并降低其性能的衰变速率。本文阐述了基于自由基和胶体理论的紫外老化机理;从处理方式、光源与辐射强度选择等方面介绍了室内模拟老化试验条件;总结了紫外老化对沥青物理和流变性能、组分构成、微观形貌、特征峰和官能团等宏微观特性的影响;归纳了现行抗老化材料的优缺点和使用情况。分析表明后期可在老化机理深度、试验方法标准化、室外老化监测、微观数值模拟、抗紫外老化剂针对性和抑制紫外老化措施等方面开展进一步研究。

关键词：道路沥青紫外老化老化机理室内模拟老化沥青特性影响抗紫外老化材料

基于线形聚丙烯酰胺聚合物溶液流变学行为的影响因素

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功能高分子学报 2024年第4期37卷 304-311页

作者：陈浩吴雨晨朱良宇苗贵兰龚昀晗王延梅中国科学技术大学化学与材料科学学院合肥230026

通过溶液聚合合成了线形聚丙烯酰胺(LPA),分别在LPA水溶液中聚合N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)和N-羟乙基丙烯酰胺(HEA),合成了LPA/PDMA和LPA/PHEA准互穿聚合物网络。研究了LPA黏均分子量、剪切速率、温度等因素对上述准互穿聚合物网络流变... 详细信息

通过溶液聚合合成了线形聚丙烯酰胺(LPA),分别在LPA水溶液中聚合N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)和N-羟乙基丙烯酰胺(HEA),合成了LPA/PDMA和LPA/PHEA准互穿聚合物网络。研究了LPA黏均分子量、剪切速率、温度等因素对上述准互穿聚合物网络流变学的影响。结果表明,LPA溶液的临界缠结浓度随着黏均分子量的增加而下降;LPA、LPA/PHEA和LPA/PDMA溶液均表现出明显的剪切变稀行为,LPA/PHEA和LPA/PDMA溶液黏度要显著小于对应黏均分子量的LPA溶液的黏度;聚合物溶液黏度均随温度的升高而下降,并且LPA/PHEA、LPA/PDMA溶液对温度更加敏感。黏弹性结果显示:当聚合物的质量浓度为0.025 g/mL时,基于中、高黏均分子量LPA的聚合物溶液以弹性为主,聚合物网络结构较稳定;基于低黏均分子量LPA的聚合物溶液则以黏性为主,聚合物网络结构不稳定,易被外力破坏。

关键词：线形聚丙烯酰胺聚(N,N-二甲基丙烯酰胺) 聚(N-羟乙基丙烯酰胺) 准互穿聚合物网络流变学

丙烯酰胺和N,N-二甲基丙烯酰胺反相乳液共聚动力学

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功能高分子学报 2024年第4期37卷 332-337页

作者：吴雨晨陈浩朱良宇苗贵兰龚昀晗王延梅中国科学技术大学化学与材料科学学院合肥230026

以丙烯酰胺(AM)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)作为单体,失水山梨醇单油酸酯(SPAN-80)为乳化剂,3号白油为连续相,过硫酸铵(APS)和四甲基乙二胺(TEMED)为氧化还原引发体系,通过反相乳液聚合得到AM和DMAA的共聚物,采用核磁共振氢谱对产物进... 详细信息

以丙烯酰胺(AM)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)作为单体,失水山梨醇单油酸酯(SPAN-80)为乳化剂,3号白油为连续相,过硫酸铵(APS)和四甲基乙二胺(TEMED)为氧化还原引发体系,通过反相乳液聚合得到AM和DMAA的共聚物,采用核磁共振氢谱对产物进行表征。结果表明,随着投料中n(DMAA)∶n(AM)的增加,聚合速率逐步加快,共聚物中DMAA物质的量多于投料中DMAA的物质的量;聚合速率随时间的变化曲线不存在恒速期,成核机理倾向于单体液滴成核;聚合速率方程为r_(p)=kcM^(1.74)cI^(0.82)cE^(0.77)(其中cM、cI、cE分别为单体总浓度、引发剂浓度和乳化剂浓度),表观活化能为20.53 kJ/mol。

关键词：动力学反相乳液丙烯酰胺 N,N-二甲基丙烯酰胺成核机理

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京津冀县域碳收支格局及碳平衡分区优化

环境科学 2024年

作者：庞娇黄雪寒单婧苗梓晗闫丰丁言蕊申琳陈永霞杨莼莼河北农业大学渤海学院河北农业大学国土资源学院河北农业大学现代科技学院

京津冀地区作为重要的“首都经济圈”，确定县域碳平衡分区对其区域低碳发展、“双碳”战略的达成具有重要意义。基于中国碳核算数据库和净生态系统生产力（NEP）数据探究了京津冀县域2002～2020年碳排放和碳吸收时空分布格局，并引入... 详细信息

京津冀地区作为重要的“首都经济圈”，确定县域碳平衡分区对其区域低碳发展、“双碳”战略的达成具有重要意义。基于中国碳核算数据库和净生态系统生产力（NEP）数据探究了京津冀县域2002～2020年碳排放和碳吸收时空分布格局，并引入碳排放经济贡献系数（ECC）和碳生态承载系数（ESC）分析了京津冀各县的能源利用效率和碳汇能力，最后融合国土空间规划中的主体功能区划优化了京津冀县域碳平衡分区。结果表明：①2002、2011和2020年京津县域碳排放均呈“东南高，西北低”空间分布，而碳吸收高值区域集中分布于西北部张家口和承德市部分县域。②ECC和ESC在空间分布上具有鲜明的空间异质性，ECC以北京为中心向周围不断降低，系数呈逐年增加的态势；ESC表现为北高南低的空间分布，随着可持续发展战略的实施在逐年改善。③融合主体功能区划后的县域碳平衡分区进一步细化为16个子区，其中低碳保持区-重点生态功能区主要集中于西北部，分布范围较广，但数量上呈下降趋势；而经济发展区-农产品、碳汇发展区-农产品主产区分布较为稳定，综合优化区-农产品主产区分布于地区东南部，分布数量最多。研究结论为京津冀碳排放及经济发展分区管控提供了精准数据支撑。

关键词：碳收支碳排放经济贡献系数(ECC) 碳生态承载系数(ESC) 碳平衡京津冀

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美英早期几何教科书中的三垂线定理

数学教学 2024年第2期 10-15页

作者：苗湘晗沈中宇苏州大学数学科学学院江苏苏州215006

1引言三垂线定理是在线面垂直的基础上研究线线垂直的一个重要定理,揭示了平面的垂线、平面的斜线及平面内的直线之间的垂直关系,在传统几何研究中占据重要地位[1].虽然最新修订的《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》[2]未对... 详细信息

1引言三垂线定理是在线面垂直的基础上研究线线垂直的一个重要定理,揭示了平面的垂线、平面的斜线及平面内的直线之间的垂直关系,在传统几何研究中占据重要地位[1].虽然最新修订的《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》[2]未对三垂线定理作出明确要求,但沪教版、人教B版、苏教版以及鄂教版教科书中仍然保留了三垂线定理的相关内容.

关键词：三垂线定理垂直关系线面垂直几何教科书线线垂直苏教版普通高中数学课程标准鄂教版