材料期刊网，材料期刊，材料类期刊，材料期刊投稿

作为一种高级氧化技术(AOPs),芬顿氧化法(Fenton)因其操作简单、绿色高效而备受关注.其基本原理是Fe2+催化H2O2产生的羟基自由基(?OH)进攻有机物使之降解为无机小分子或盐.电芬顿法(Electro-Fenton,E-Fenton)是利用电化学方法原位生成H2O2的Fenton衍生法,其优点在于不需要从外界加入H2O2、高效节能、无选择性、并且易于和其他处理技术耦合,是一种非常有价值和应用前景的新型水处理技术.电芬顿技术的理论探究和工艺优化,是当今高级氧化技术的理论和实践研究的重要内容.E-Fenton过程的关键步骤是阴极材料上氧还原反应(Oxygen reduction reaction,ORR)持续生成H2O2.由于析氢过电位高、稳定性好、性能优异,碳材料成为ORR反应最常用的电催化阴极材料.石墨毡作为一种三维多孔立体材料,具有电化学活性面积大、传质好、导电性强、价格低等优点,是ORR的理想阴极材料.聚苯胺材料作为一种导电高分子材料,价格便宜、加工性好、且含有丰富的N原子,在基础研究和实际应用领域都十分活跃.我们创新性地采用电聚合的方法合成了聚苯胺@石墨毡(PANI@GF)复合电极,并通过降解邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)研究了其在电芬顿过程中的电催化性能.通过扫描电镜、X射线光电子能谱分析对电极表面结构和杂原子掺杂性进行了物化表征.结果显示PANI@GF复合电极同时具有宏观和微观的三维多孔结构,这种结构蓬松的多孔结构为氧气提供了合适的传递通道和足够的反应面积.所制备复合电极中N原子含量约为1.9%,且吡啶N和吡咯N的含量相对较高.这些N原子来自聚苯胺分子中含有的大量N原子,并能够促进ORR反应.石墨毡和聚苯胺两种材料的在结构和组分上的特点,使得PANI@GF复合电极具有优异的电芬顿降解DMP的性能.在DMP浓度为50 mg/L、电位0.5 V(vs.SCE)、氧气流速为0.4 L/min的条件下,其DMP降解反应表观动力学常数达0.0753 min-1,是石墨毡电极表观动力学常数(0.0151 min-1)的5倍.PANI@GF复合电极制备的最优聚合时间和碳化温度分别为1 h和900℃.这是因为聚合时间太长,可能导致聚苯胺层厚度大,微孔结构被堵塞,进而降低了反应活性面积和影响氧气传质效果,使得电极性能下降;而聚合时间太短,可能导致电极复合不充分.高温碳化可以使石墨毡表面聚苯胺层形成更多的孔结构,从而有利于ORR过程.DMP降解过程中氧气流速、Fe2+用量以及pH值等工艺条件对电极性能有一定的影响,结果表明其相应的优化值分别为0.4 L/min、1.0 mmol/L和3.0.当氧气流速过低时,溶液中低浓度的溶解氧使ORR过程受传质过程限制,导致电极不能充分反应;当氧气流速过大时,并不会增加已经达到饱和的溶液中的氧气浓度,而过大的氧气速率会冲击电极表面,降低电极稳定性而影响其催化性能.对Fe2+.用量而言,E-Fenton过程有多种Fe循环途径,不同的铁含量对于电极性能影响不明显.因此,1.0 mmol/L的Fe含量足够满足实验需要.pH值对E-Fenton过程至关重要,pH较高时,铁离子会形成配合物,阻碍铁循环,并且会导致H2O2的分解,从而降低电极DMP降解性能;而当pH太低时,较多的酸增加成本,且需要后续处理过程以消除酸的影响.实验结果表明3.0是最优pH值,与传统Fenton方法的最适pH相符.PANI@GF复合电极具有高效催化降解DMP的能力,在电芬顿技术处理有机废水中有潜在应用.

关键词: 电催化 , 氧还原 , 电聚合 , 电芬顿 , DMP降解

渡越时间方法测量系统研究

康兰兰 , 郭兴 , 王蓉 , 康智慧 , 高锦岳

液晶与显示 doi:10.3788/YJYXS20132805.0810

载流子迁移率是半导体材料的一项重要参数,而有机材料的载流子迁移率较低,限制了一些传统方法的使用.文章建立了一套用于测量有机材料载流子迁移率的渡越时间(TOF)法实验系统,着重介绍了实验系统中各元件的作用及要求,实验关键技术参数等.该实验系统的主要特点是把激发光源同时作为外触发光源,消除实验中杂散信号的干扰,得到清晰的信号.同时利用实验系统对无机材料Se,有机共轭聚合物材料MEH PPV的载流子迁移率进行测量,结果表明:该实验系统组建方便,快捷,可以较好用于测量有机材料低载流子迁移率,具有一定的实用价值.

关键词: 渡越时间 , 载流子迁移率 , Se , MEH-PPV

基于模型的超声波渡越时间测量方法研究

姜燕丹 , 王保良 , 黄志尧 , 冀海峰 , 李海青

工程热物理学报

本文针对超声波气体流量计,提出了一种基于模型的超声波渡越时间测量的新方法.该方法首先通过超声波接收探头获取声波信号,然后建立超声波接收信号从起振到稳定的数学模型,最后通过模型参数拟合得到渡越时间参数最优值.作为初步研究,在内径100 mm管径下分别进行了静态和动态渡越时间测量实验.研究结果表明,建立的超声波接收信号的模型是有效的,提出的基于模型的超声波气体流量计渡越时间测量方法是可行的.

关键词: 超声波气体流量计 , 渡越时间测量 , 数学模型 , 参数拟合

太赫兹硅雪崩渡越时间二极管低温特性研究

吴涛 , 祝大龙 , 徐金平 , 王霄

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2008.03.004

本文给出了准确描述硅雪崩渡越时间二极管工作特性的大信号仿真模型,研究了影响硅雪崩越时间(IMPATY,Impact Avalanche Transit Time)二极管工作状态的离化率和饱和漂移速度,考虑Si-IMPATT二极管热限制的条件下,计算了二极管的最大工作电流.通过大信号仿真分析,我们得到如下结果:(1)随着温度的降低,二极管输出功率提高;(2)随着温度的降低,二极管工作频率向高端偏移,本文还建立了液氮制冷环境下IMPATT振荡器的测试系统,与常温工作相比,77K低温环境下IMPATT二极管的输出功率提高了47.8%,频率也向高端偏移了6.3%,实验结果与仿真预测一致.

关键词: 太赫兹 , 硅崩越二极管 , 低温 , 频率特性 , 功率特性