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铂基铜（镧）催化剂薄膜材料的结构及电化学性能研究

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铂基铜（镧）催化剂薄膜材料的结构及电化学性能研究

作者：莘明哲昆明理工大学

学位级别：硕士

贵金属Pt基催化剂在石油、化工、能源等诸多领域有着广泛的应用。本文从环保与能源的角度,对Pt基催化剂在汽车尾气净化催化的应用,以及在氢能源的制取和应用环节的作用作出阐述。针对Pt基催化剂在研发及应用过程中面临的制约因素,如使... 详细信息

贵金属Pt基催化剂在石油、化工、能源等诸多领域有着广泛的应用。本文从环保与能源的角度,对Pt基催化剂在汽车尾气净化催化的应用,以及在氢能源的制取和应用环节的作用作出阐述。针对Pt基催化剂在研发及应用过程中面临的制约因素,如使用寿命、稳定性及性价比等,开展了对载体型Pt基催化剂的深入研究。本文的研究方向主要集中在降低载铂量、提高催化活性及稳定性。目前的Pt基二元合金催化剂的研究中,掺杂的过渡金属包括Ru、Fe、Co、Ni、Os等,均表现出优异的性能。这是由于过渡金属掺杂后与Pt主相形成合金,在合金化过程中,过渡金属的d带空穴的存在,使催化相具有从外界接受电子或吸附物种并与之成键的能力,提高了催化反应活性;稀土助剂的研究同样备受关注。稀土氧化物与贵金属和过渡金属在混合作用时,展现出很好的协同效应。已知其的协同效应包括增加催化剂的贮氧和放氧能力,增加催化剂的热稳定性及增加晶格氧的流动性,还表现出稳定其它金属离子的氧化价的功能,但对稀土助剂的助催化机理的研究仍未达成共识。因此本文中针对掺入过渡金属Cu及稀土助剂LaOx的助催化作用分别进行了探讨。本文试验中通过高真空多功能离子束溅射和电子束蒸发镀膜设备,应用物理气相沉积技术中的离子束溅射法进行薄膜的制备,分别制备了以炭纤维布及单晶硅为载体,掺入Cu及稀土助剂LaOx的系列Pt基催化薄膜。通过XRD进行了物相结构分析,应用SEM和HRTEM进行了薄膜表面形貌的观察及能谱成分表征,采用XPS对薄膜表面成分和化学价态进行分析,通过电化学分析方法进行了析氢性能的测试。论文的主要工作包括以下方面：(1)在针对Cu元素对Pt基催化膜的研究试验中,通过控制Cu元素的掺杂量以及不同的热处理温度,成功制备了合金化程度不同的样品,对过渡金属Cu元素在合金化进程中提升催化反应活性的作用进行了探讨。制备的合金化程度较高的Pt-Cu二元合金样品表现出较为优良的电化学析氢性能。(2)试验中使用稀酸煮制的方法对PVD技术制备的PtCu合金膜层进行表面去合金化的处置。通过对酸处理工艺的摸索,初步完成了PtCu核壳结构膜层的制备,制备出的局部去合金化样品在HRTEM的形貌表征下可见到外部紧缩的壳层包覆着PtCu合金的内核。在CV及LSV分析中表现出优异的催化反应活性。对降低Pt载量的同时进一步提升性能的研究提供了有益的探索。(3)针对稀土助剂LaOx的研究中,通过掺杂共沉积的方式制备了近距离接触的Pt-LaOx的载体型膜层样品。在XPS的研究中发现,在La与Pt的相互作用中,Pt向LaOx转移电子,在样品膜层表面产生大量的0-离子。这与O空位模型较为类似,对稀土助剂的助催化机理进行了探讨。

关键词： Pt基催化剂过渡金属 PtCu核壳结构稀土助剂电化学性能

离子束溅射技术制备载体型PtCu/LaO_x双层膜电极的析氢电化学与结构分析

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材料科学与工程学报 2011年第4期29卷 586-591页

作者：许涛杨滨莘明哲黄能俞英昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 中国石油大学化学科学与工程学院北京102249

通过离子束溅射技术(IBS)制备了不同厚度比的PtCu/LaOx-C和LaOx/PtCu-C载体型双层膜电极;采用三电极体系测试了样品的阴极析氢极化曲线,并通过交换电流密度(i0)和分解电势(Ed)的求算结果优选出最优样品;采用XRD分析了最优样品的物相结... 详细信息

通过离子束溅射技术(IBS)制备了不同厚度比的PtCu/LaOx-C和LaOx/PtCu-C载体型双层膜电极;采用三电极体系测试了样品的阴极析氢极化曲线,并通过交换电流密度(i0)和分解电势(Ed)的求算结果优选出最优样品;采用XRD分析了最优样品的物相结构信息;采用SEM及EDS研究了各元素的含量分布。结果表明:PtCu层与LaOx层的沉积时间比为5∶5的PtCu/LaOx-C载体型双层膜电极析氢催化性能最优,平衡状态下的分解电势为-0.204(V vs SCE),交换电流密度达到了147.0μA/cm2;双层结构薄膜中,Cu与Pt形成了合金,而LaOx能降低Pt的晶粒尺寸,并促进Pt(111)择优取向生长。

关键词：离子束溅射 PtCu/LaOx双层结构 XRD EDS 析氢性能化

退火温度对PtCu双金属催化剂结构及析氢活性的影响

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热加工工艺 2013年第8期42卷 167-170页

作者：莘明哲杨滨黄能昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

通过离子束溅射辅助沉积技术(IBSAD)制备了掺杂Cu元素的Pt基催化膜电极,并对电极进行了退火处理。利用EDS及XRD检测了电极的成分及结构,通过循环伏安法测试电极的析氢活性。结果表明:掺杂Cu的膜电极中形成了PtCu合金固溶体,且参与合金... 详细信息

通过离子束溅射辅助沉积技术(IBSAD)制备了掺杂Cu元素的Pt基催化膜电极,并对电极进行了退火处理。利用EDS及XRD检测了电极的成分及结构,通过循环伏安法测试电极的析氢活性。结果表明:掺杂Cu的膜电极中形成了PtCu合金固溶体,且参与合金化的程度随退火温度而变化,显示退火温度是影响PtCu金属合金化的关键因素;经400℃退火的试样电极的交换电流密度较原样提升约11.6%,析氢峰电位降低,说明金属Cu参与到Pt基催化剂的合金化过程能有效提高催化性能。

关键词：离子束溅射 PtCu合金催化电极退火处理析氢活性

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新型7072空调箔表面条纹分析及改善探究

中国金属通报 2021年第19期 197-198页

作者：田国建莘明哲左源任素贞江苏鼎胜新能源材料股份有限公司江苏镇江212141

通过激光层析三维形貌重构并结合OM、SEM、EDS等测量表征技术,研究了新型高耐腐7072合金空调铝箔成品表面条纹的产生机理。结果表明:在重构后的表层三维图中,可见条纹亮暗色差实质上时铝带表面微观起伏的宏观表现;SEM视场下表面亮条纹... 详细信息

通过激光层析三维形貌重构并结合OM、SEM、EDS等测量表征技术,研究了新型高耐腐7072合金空调铝箔成品表面条纹的产生机理。结果表明:在重构后的表层三维图中,可见条纹亮暗色差实质上时铝带表面微观起伏的宏观表现;SEM视场下表面亮条纹部位存在Zn、Si、Fe元素富集,存在一定的元素表面偏析,暗条纹部位Al、Si含量更高,体现为AL基体组织。需通过铸轧冷却强度在线调整、铸嘴结构改造以及铸轧坯料高温均匀化退火,以改善表面偏析进而消除表面条纹缺陷。

关键词：空调箔 7072铝合金表面偏析均质化退火

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空调异味问题原因分析及改善方法研究

日用电器 2020年第6期 90-93页

作者：汪娓莘明哲彭燕石玉珍江苏鼎胜新能源材料股份有限公司镇江212141

随着人们生活质量的不断提高,家用空调市场逐渐庞大,空调出风口散发出的异味是影响用户体验的主要因素。本文通过对市场用户反馈异味进行分类,主要从蒸发器和冷凝器原材料即涂层铝箔的生产工艺及空调内部条件和用材两方面对空调散发异... 详细信息

随着人们生活质量的不断提高,家用空调市场逐渐庞大,空调出风口散发出的异味是影响用户体验的主要因素。本文通过对市场用户反馈异味进行分类,主要从蒸发器和冷凝器原材料即涂层铝箔的生产工艺及空调内部条件和用材两方面对空调散发异味的原因进行了分析,并根据影响异味产生的因素,针对性的提出了相应的解决方案。

关键词：空调冷凝器蒸发器异味

碳排放权交易试点政策的减排效应分析——基于碳排放量和碳排放效率的视角

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系统工程理论与实践 2024年第9期44卷 2838-2853页

作者：蔡俊骆丹娜萧莘玥华中科技大学管理学院武汉430074 浙江大学经济学院杭州310013 上海财经大学经济学院上海200433

准确刻画碳排放效率和正确评价碳交易政策对实现“双碳”目标具有重要的理论和实践意义.本文基于改进的随机前沿模型和双重差分模型,收集了2003–2019年30个省(市)的能源消耗及经济投入产出的面板数据,并测算了碳排放权交易政策对试点... 详细信息

准确刻画碳排放效率和正确评价碳交易政策对实现“双碳”目标具有重要的理论和实践意义.本文基于改进的随机前沿模型和双重差分模型,收集了2003–2019年30个省(市)的能源消耗及经济投入产出的面板数据,并测算了碳排放权交易政策对试点省份碳排放量和碳排放效率的影响及作用机理.实证研究发现,碳排放权交易政策可以降低试点地区4.4%的碳排放量,提高试点地区10.4%的碳排放效率,有助于推动实现“双碳”目标.机制分析表明,碳交易政策通过降低能源消耗量、调整能源结构和限制重点行业(如水泥)产能来减少碳排放量和提高碳排放效率;然而该政策并没有显著促进企业低碳技术的研发.异质性分析结果显示,在碳排放权试点政策的实施中,交易价格具有调节作用,即价格越高,减碳效果越显著.这些发现为全国范围内推广碳排放权交易政策提供了重要启示,对实现“双碳”目标具有较高的参考价值.

关键词：碳交易市场试点碳减排效应碳排放效率随机前沿分析双重差分模型

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轧制铝材在动力锂电池上的应用现状及展望

有色金属加工 2023年第1期52卷 12-14,70页

作者：田国建川崎拓徐红轩莘明哲王玉莲江苏鼎胜新能源材料股份有限公司江苏镇江212141

文章分析了轧制铝材在不同结构类型动力锂电池上的具体应用,介绍了当前国内外动力电池市场对不同结构类型动力电池装机的偏好性和市场上新技术新工艺对轧制铝材应用的影响,指出了在此形势下轧制铝材在动力锂电池上应用的前景趋势、材料... 详细信息

文章分析了轧制铝材在不同结构类型动力锂电池上的具体应用,介绍了当前国内外动力电池市场对不同结构类型动力电池装机的偏好性和市场上新技术新工艺对轧制铝材应用的影响,指出了在此形势下轧制铝材在动力锂电池上应用的前景趋势、材料开发方向和挑战。

关键词：轧制铝合金新能源汽车动力锂离子电池

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人工智能在胰胆内镜中的应用现状及研究进展

协和医学杂志 2024年第2期15卷 387-393页

作者：赖莘秀王祥兰州大学第二临床医学院兰州730000 兰州大学第二医院消化科兰州730030

传统胰胆内镜手术因捕获图像信息耗时长、效率低以及医师水平存在差异而在临床应用中受到限制,而人工智能为胰胆内镜手术提供了高效、准确的图像自动识别方法,可辅助临床医师实现快速精准的预测并指导临床决策。同时,人工智能在内镜质... 详细信息

传统胰胆内镜手术因捕获图像信息耗时长、效率低以及医师水平存在差异而在临床应用中受到限制,而人工智能为胰胆内镜手术提供了高效、准确的图像自动识别方法,可辅助临床医师实现快速精准的预测并指导临床决策。同时,人工智能在内镜质量控制、教学培训等方面亦有较大发展潜力。本文就人工智能在胰胆内镜手术中的应用现状及研究进展进行综述,以期为改进目前的临床诊疗模式、实现胰胆疾病的精准医疗提供新思路。

关键词：人工智能经内镜逆行胰胆管造影术超声内镜胆道镜精准医疗

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基于微腔光梳的低噪声微波合成

科学通报 2024年第12期69卷 1540-1551页

作者：金星肖莘宇杨起帆北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室北京100871 山西大学极端光学协同创新中心太原030006

光学频率梳(简称光频梳或光梳)能够实现光波和微波的直接连接,自其发明以来深刻影响了精密测量与激光技术的发展.传统光频梳基于固体或者光纤锁模激光器,而基于高品质因数光学微腔非线性四波混频效应产生的微腔光频梳是近年来实现的一... 详细信息

光学频率梳(简称光频梳或光梳)能够实现光波和微波的直接连接,自其发明以来深刻影响了精密测量与激光技术的发展.传统光频梳基于固体或者光纤锁模激光器,而基于高品质因数光学微腔非线性四波混频效应产生的微腔光频梳是近年来实现的一类新型光频梳.相比于传统光频梳,微腔光频梳具有尺寸小、功耗低、集成化程度高和重频范围大等优势.微腔光频梳可广泛应用于精密测量、微波光子学等领域,吸引了科学界和工业界越来越多的关注.在微波光子学领域,基于光梳合成的微波具有比直接电学合成的微波更优越的噪声性能,同时微腔光频梳集成化程度高的优势使得基于微腔光梳的低噪声微波合成成为研究热点.本文综述了基于微腔光梳合成低噪声微波的方法与现状,并对这一领域的未来发展方向进行了展望.

关键词：光频梳微腔光梳光孤子微波合成