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ZnO纳米棒和荷叶状纳米结构的溶液法可控制备及其性能

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ZnO纳米棒和荷叶状纳米结构的溶液法可控制备及其性能

作者：齐高璨天津理工大学

学位级别：硕士

近年来,氧化锌作为一种多功能氧化物材料,已被广泛地应用在压电转变、激光发射、太阳能转换、气敏、表面声波传导等方面。目前,具有特定形貌的纳米材料的控制合成及性能调控已成为研究的热点。本论文主要利用低温湿化学法,通过改变氧化... 详细信息

近年来,氧化锌作为一种多功能氧化物材料,已被广泛地应用在压电转变、激光发射、太阳能转换、气敏、表面声波传导等方面。目前,具有特定形貌的纳米材料的控制合成及性能调控已成为研究的热点。本论文主要利用低温湿化学法,通过改变氧化锌晶体的溶液生长条件来实现对其结构的控制,并对所得产物的生长机制及性能进行了探讨。利用溶液生长所得ZnO纳米棒阵列作为牺牲模板,在六次甲基四胺溶液中进一步处理,得到在ZnO纳米棒顶端径向生长的纳米片状结构,整体形貌类似荷叶状。对产物进行了FE-SEM、HR-TEM、XPS等方面的表征,确定了其结构组成,提出了可能的生长机制。所得产物的气敏性能测试结果表明,该ZnO结构对低浓度甲醛气体具有良好的气敏性能。研究了电场方向、电压大小、带电极板对ZnO纳米棒阵列取向性的影响,发现在1.0 V电压条件下,带负电荷极板上得到高度有序的ZnO纳米棒阵列。为电场控制ZnO纳米棒阵列在溶液中生长取向性的研究打下了基础。产物的光致发光性能测试表明,高度有序的ZnO纳米棒阵列的紫外发光峰明显增强,黄绿光发光峰消失,具有良好的紫外发射性能。发展了一种利用低温(60℃)晶种诱导氧化锌纳米棒阵列溶液生长的方法,将ZnO纳米阵列生长基底扩展到不耐温材料上。通过该方法在织锦缎布料表面生均匀地长出ZnO纳米棒阵列结构,经过ZnO纳米阵列的表面改性,使原本亲水的织锦缎表面获得了超疏水性能。所得产物织锦缎还表现出了对水滴低的粘滞力和较小的滚动角。这种具有超疏水、自清洁性能的布料在服装制造行业中具有巨大的潜在应用价值。

关键词：氧化锌可控制备荷叶状纳米结构气敏性能超疏水性能

大体积微孔和富吡啶氮掺杂的纳米多孔碳高效吸附碘用于高能量密度和长寿命Zn-I_(2)水电池

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Science China Materials 2023年第2期66卷 556-566页

作者：宫宗帅宋椿来柏冲赵晓梦罗志强齐高璨刘喜正王成段月琴袁志好 School of Materials Science and Engineering Tianjin Key Laboratory of Photoelectric Materials&DevicesTianjin University of TechnologyTianjin 300384China College of Engineering and Applied Sciences Nanjing UniversityNanjing 210023China

水系锌碘电池(AZIBs)是一种非常受欢迎的绿色储能技术,但它的能量密度极大地限制了其应用.在此,我们报道了一种高能量密度的可充电AZIBs,通过将高质量碘锚定到具有大微孔体积和富吡啶氮掺杂的独特分级多孔碳中来实现.多孔碳结合了微孔... 详细信息

水系锌碘电池(AZIBs)是一种非常受欢迎的绿色储能技术,但它的能量密度极大地限制了其应用.在此,我们报道了一种高能量密度的可充电AZIBs,通过将高质量碘锚定到具有大微孔体积和富吡啶氮掺杂的独特分级多孔碳中来实现.多孔碳结合了微孔对碘的强约束和氮掺杂对碘的强化学吸附的优点,可使碘的负载量高达61.6 wt%.密度泛函理论计算和实验研究表明,氮掺杂所赋予的丰富活性位点能促进AZIBs的氧化还原动力学,吡啶氮掺杂对AZIBs的吸附可逆转化比普通氮掺杂更有效.高负载碘电极在1.0 C时表现出219.3 mA h g^(-1)的高容量,优异的速率性能,以及优越的循环稳定性,在5.0 C时,循环10,000次内的容量衰减极低,每圈仅为0.00147%.由三节电池串联的初步装置,能量密度高,按电池总质量计算可达72.6 W h kg^(-1),几乎是商用铅酸和镍-镉电池能量密度的两倍.该水系电池的高能量密度和长循环寿命使其在大规模储能应用领域具有巨大潜力.

关键词：长循环寿命高能量密度容量衰减密度泛函理论计算氮掺杂多孔碳高负载循环稳定性

氧化锌纳米棒改性涤纶绸缎的超疏水与抑菌性能

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无机盐工业 2010年第4期42卷 58-59,62页

作者：齐高璨张焕袁志好天津理工大学材料科学与工程学院纳米材料与技术研究中心天津300384

采用温和的湿化学法在涤纶绸缎的表面生长一层取向排列的氧化锌纳米棒阵列。利用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对产物进行结构分析和表面形貌观察,通过液滴形状分析系统及纸片法抑菌实验对其湿润性和抑菌性进行表征和测量。结果表... 详细信息

采用温和的湿化学法在涤纶绸缎的表面生长一层取向排列的氧化锌纳米棒阵列。利用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对产物进行结构分析和表面形貌观察,通过液滴形状分析系统及纸片法抑菌实验对其湿润性和抑菌性进行表征和测量。结果表明:经氧化锌纳米棒表面改性的涤纶绸缎与水的接触角达到148°,展现出良好的超疏水性能;同时,经取向氧化锌纳米棒阵列改性后的涤纶绸缎对致病性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌表现出了良好的抑制作用。该产品在服装和包装等行业有着诱人的应用前景。

关键词： ZnO纳米棒表面改性超疏水抗菌

铁酸盐的形貌调控及其催化还原CO2的性能研究

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天津理工大学学报 2020年第2期36卷 59-64页

作者：何小刚齐高璨天津理工大学材料科学与工程学院天津300384

铁酸盐是一种简便易得的二元金属氧化物,可以通过调节形貌,改变双金属离子的组合构型,实现不同的光催化性能.本实验通过溶剂热和水热法合成了棒状NiFe2O4,CuFe2O4纳米结构,以及片状、颗粒状CuFe2O4纳米结构.通过对比其催化还原CO2性能... 详细信息

铁酸盐是一种简便易得的二元金属氧化物,可以通过调节形貌,改变双金属离子的组合构型,实现不同的光催化性能.本实验通过溶剂热和水热法合成了棒状NiFe2O4,CuFe2O4纳米结构,以及片状、颗粒状CuFe2O4纳米结构.通过对比其催化还原CO2性能之间的差异,发现Fe-Cu双金属离子拥有比Fe-Ni双金属离子更为优异的协同催化性能,片状CuFe2O4催化降解CO2时,拥有较高的CO产率.通过对片状CuFe2O4进行Au颗粒修饰,将其催化制备CO的产率提升至537.6μL^-1·g^-1·h^-1,实现了对铁酸盐的催化降解效率的提高.

关键词：光催化还原CO2 铁酸盐形貌调控 Au颗粒修饰

功能导向的ZnO纳米结构的可控制备及性能研究

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功能导向的ZnO纳米结构的可控制备及性能研究

ZnO纳米棒修饰的QCM气体传感器检测NH_3研究

第十三届固态化学与无机合成学术会议

作者：袁志好齐高璨蔡锋石天津理工大学

合理地控制半导体纳米材料的晶体结构、尺寸和维度,以实现有目的地调控材料的物理和化学性质,已经成为目前研究中新的挑战。本论文针对ZnO纳米晶体的晶面控制生长及性能调控方面进行了大量研究和探索。受到自然界荷叶结构的启发,设计了... 详细信息

合理地控制半导体纳米材料的晶体结构、尺寸和维度,以实现有目的地调控材料的物理和化学性质,已经成为目前研究中新的挑战。本论文针对ZnO纳米晶体的晶面控制生长及性能调控方面进行了大量研究和探索。受到自然界荷叶结构的启发,设计了荷叶状ZnO纳米结构,其中"叶片"为棒状结构顶端展宽生长的高活性ZnO-（0001）晶面,"叶柄"为六方棒状纳米结构。利用ZnO纳米荷叶阵列制备的电阻型气敏器件对甲醛气体表现出来优良的气敏性能。利用该种结构制备的石英晶振微天平（QCM）器件,在室温下,表现出了对氨气特殊的敏感特性。本文还设计了顶端ZnO-（0001）晶面收缩的六方锥状纳米结构以提高ZnO纳米材料表面的超疏水性能。发展出一种晶种诱导外延生长法和电化学沉积法相结合的低温溶液方法实现了锥状ZnO多级纳米结构的制备。该种新型结构将ZnO纳米棒阵列表面的晶体接触角提高到158o,接触角滞后由＞100o降低到＜10o。该种锥状ZnO多级纳米结构在敏化太阳能电池器件中,将电池的开路电压提高至＞0.9 V。

关键词： ZnO 晶面调控荷叶状纳米结构锥状纳米结构

来源： cnki会议评论

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传感器与微系统 2014年第4期33卷 14-16,20页

作者：张嘉琪胡馨升胡发志齐高璨袁志好天津理工大学环境科学与安全工程学院天津300384 天津理工大学材料科学与工程学院天津300384

主要介绍了ZnO纳米棒修饰的石英晶体微天平（QCM）气体传感器的制备与测试.采用两步法在石英晶振片表面制备直径为100 nm的ZnO纳米棒敏感膜,构成QCM NH3传感器.检测系统为自主研发的基于LabVIEW平台的QCM气体传感器频率测试软件.检测NH... 详细信息

主要介绍了ZnO纳米棒修饰的石英晶体微天平（QCM）气体传感器的制备与测试.采用两步法在石英晶振片表面制备直径为100 nm的ZnO纳米棒敏感膜,构成QCM NH3传感器.检测系统为自主研发的基于LabVIEW平台的QCM气体传感器频率测试软件.检测NH3的体积分数为5×10-6～50 ×10-6,响应时间均在10s以内,最大频差值为10.9 Hz,响应最大频差值与NH3体积分数呈现良好的线性关系.室温条件下,ZnO纳米棒敏感膜可以完全实现吸附解吸过程,具有可逆性.该传感器性能稳定,响应灵敏,具有重复性.

关键词：石英晶体微天平 ZnO 氨气传感器 LabVIEW

2022年中国五省市7～17岁儿童青少年心血管健康状况及影响因素研究

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现代预防医学 2024年第3期51卷 452-459页

作者：高璨张剑梅韩历丽邵晶张霞国家体育总局运动医学研究所首都医科大学附属北京妇产医院/北京妇幼保健院

目的了解中国五省市7～17岁儿童青少年心血管健康状况及影响因素。方法 2022年4—11月在北京、河北、山东、江西、湖南五省市选择9所学校(包括4所小学和5所中学)，将小学三年级至高中三年级的2 166名7～17岁学生纳入研究。资料收集方... 详细信息

目的了解中国五省市7～17岁儿童青少年心血管健康状况及影响因素。方法 2022年4—11月在北京、河北、山东、江西、湖南五省市选择9所学校(包括4所小学和5所中学)，将小学三年级至高中三年级的2 166名7～17岁学生纳入研究。资料收集方法包括调查问卷、体格测量和实验室检测。依据修正后美国心脏协会标准，通过4个健康行为指标(吸烟、BMI、体育锻炼和膳食评价)和3个健康因素指标(总胆固醇、血压和空腹血糖)评估心血管健康情况，指标分为理想、中、差3个水平。计算7个指标的总平均分，根据评分分为低、中和高3个风险等级，并使用多元logistic回归模型分析儿童青少年心血管健康状况的影响因素。结果具有7个理想心血管健康行为和因素的人群占比1.8%，具有5个以上理想心血管健康行为和因素的人群占比48.7%。女生具有2～4个心血管健康行为的比例显著高于男生(P=0.025)。来自于乡镇农村的儿童青少年具有2～4个心血管健康行为、2～3个心血管健康因素、4～7个心血管健康行为和因素的比例均显著高于来自于城市的儿童青少年(P<0.05)。心血管健康指标总平均分在年龄、性别、睡眠时长、城乡、地域和收入水平变量中存在显著的组间差异(P<0.05)。多元logistic回归分析显示睡眠时间长、女性、农村、家庭收入高与儿童青少年心血管风险降低呈正相关，而年龄增加和南方与儿童青少年心血管风险降低呈负相关。结论中国五省市7～17岁儿童青少年的心血管健康总体居于中等水平，具有7个理想心血管健康行为与因素比例较低。未来应对男性、年龄12～17岁、睡眠时间短、城市、南方和家庭收入低的儿童青少年进行重点防控，改善心血管健康。

关键词：儿童青少年横断面研究心血管健康膳食结构

基于钢框架梁柱焊接节点超低周疲劳性能的焊接孔构造优化研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 206-215页

作者：吴雨杭李元齐同济大学土木工程学院上海200092

强往复荷载作用可能导致钢框架梁柱节点的焊接孔处发生超低周疲劳(ULCF)断裂,将数值模拟的应力应变状态代入循环孔洞扩张模型(CVGM)是预测ULCF断裂的普遍方法。将上述方法扩展至改进循环孔洞扩张模型(ICVGM),可用于各类焊接孔形节点的... 详细信息

强往复荷载作用可能导致钢框架梁柱节点的焊接孔处发生超低周疲劳(ULCF)断裂,将数值模拟的应力应变状态代入循环孔洞扩张模型(CVGM)是预测ULCF断裂的普遍方法。将上述方法扩展至改进循环孔洞扩张模型(ICVGM),可用于各类焊接孔形节点的断裂预测,给出优化的焊接孔形。为此,基于既有试验数据提出ICVGM参数标定方法,确定Q355钢的相关参数;将ICVGM预测结果与钢框架节点局部试件断裂试验结果进行对比,揭示二者的一致性,验证ICVGM较CVGM的准确性;同时,采用ICVGM获得不同焊接孔形节点的断裂倾向,提出优化建议及合理孔形。有限元参数分析表明:增加焊接孔长度可以降低节点的断裂倾向;采用半圆形及FEMA-350推荐孔形节点的断裂倾向最低;优化孔形使得断裂位置由热影响区转移至母材,从而提高节点延性。

关键词：梁柱焊接节点往复作用超低周疲劳断裂改进循环孔洞扩张模型参数标定优化焊接孔形

LQ550冷轧高强薄钢板高周疲劳性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 189-197页

作者：王雅倩李元齐同济大学土木工程学院上海200092

冷弯型钢具有冷加工便捷、截面高效灵活、连接方便等优势,在冷弯型钢结构体系中得到广泛应用,同时疲劳破坏作为重要破坏形式之一,其研究对冷弯型钢的进一步推广具有重要意义。而新修订GB 50018—202X《冷弯型钢结构技术标准》(报批稿)中... 详细信息

冷弯型钢具有冷加工便捷、截面高效灵活、连接方便等优势,在冷弯型钢结构体系中得到广泛应用,同时疲劳破坏作为重要破坏形式之一,其研究对冷弯型钢的进一步推广具有重要意义。而新修订GB 50018—202X《冷弯型钢结构技术标准》(报批稿)中,尚无关于冷弯型钢抗疲劳设计的相关条文。为此,对0.8 mm和1.2 mm两种厚度、不同取材方向的LQ550冷轧高强薄钢板进行了拉伸高周疲劳试验,采用最小二乘法拟合得到反映疲劳性能的S-N曲线,并与现行相关规范和Q690高强钢已有疲劳试验曲线进行对比。试验结果表明:沿轧制方向取材的钢板疲劳性能优于垂直于轧制方向取材的钢板疲劳性能;厚度越大,沿轧制方向取材的钢板疲劳性能越差,垂直于轧制方向取材的钢板疲劳性能越好;两种厚度的钢板合并拟合且在95%保证率下,沿轧制方向的母材疲劳极限应力分别比AISC 360-2016、AISI S100-2016、GB 50017—2017的理论计算值提高192%、172%、165%,垂直于轧制方向的母材疲劳极限应力分别提高103%、88%、84%,即受轧制影响,钢板的疲劳性能远高于普通钢的;垂直于轧制方向取材的钢板疲劳性能和高强钢的相近。

关键词： LQ550冷轧高强薄钢板高周疲劳性能 S-N曲线轧制方向钢板厚度