杨晓冬
,
陈晓波
,
陈栾
,
周固
,
冯倩
,
王水锋
,
刘洁
,
李崧
,
刘金英
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2014.04.011
近红外量子剪裁能够有效地提高硅太阳能电池的效率.稀土元素种类繁多,能级丰富,常被用于制作近红外量子剪裁发光材料.研究者们用适当的方法制成发光材料之后,测量材料的吸收光谱,激发光谱和发射光谱.根据这些数据计算得到材料的量子效率.其中Tb3+-Yb3+离子对备受关注.Tb3+吸收紫外-可见光,通过协同能量传递把能量传递给Yb3+离子.Yb3+离子跃迁辐射出1000 nm左右的近红外光.该波段的光子能够被硅太阳能电池吸收利用.Tb3+-Yb3+离子对在不同掺杂浓度,不同基质中得到的量子效率不同.
关键词:
光谱学
,
近红外量子剪裁
,
能量传递
,
Tb3+-Yb3+离子对
魏达秀
,
杨晓冬
,
罗军
,
孙献平
,
曾锡之
,
刘买利
,
丁尚武
原子核物理评论
doi:10.3969/j.issn.1007-4627.2002.02.053
近年来, 量子计算机的研究有了很大的发展, 在目前提出的各种量子计算的方案中, 核磁共振技术对模拟和演示量子算法以及验证量子计算机的优越性做出了巨大的贡献. Deutsch-Jozsa算法是一种研究较为广泛的量子算法, 它可以用核磁共振实验予以验证, 并可根据 Cirac等人提出的方案予以简化. 报道了在核磁共振量子计算机上实验实现七位Deutsch-Jozsa算法的过程和结果.
关键词:
Deutsch-Jozsa量子算法
,
量子计算机
,
核磁共振
魏达秀
,
杨晓冬
,
罗军
,
孙献平
,
曾锡之
,
刘买利
,
丁尚武
原子核物理评论
doi:10.3969/j.issn.1007-4627.2002.z1.048
核磁共振量子计算机在实现多量子位之间的信息传递时, 随着量子位的增多, 物理距离相距较远的量子位之间的耦合作用会很弱, 从而很难在没有耦合的量子位之间直接实现信息的传递. 然而根据量子超密编码原理和自旋交换操作, 可以在两个没有直接相互作用的自旋之间实现两位经典信息的传递. 根据量子超密编码和自旋交换操作的原理, 分析了无直接耦合自旋之间的量子信息传递的方法和过程, 并且在核磁共振模拟机和谱仪上实现.
关键词:
量子超密编码
,
自旋交换算符
,
信息传递
,
核磁共振
陈驰
,
周志有
,
王宇成
,
张雪
,
杨晓冬
,
张新胜
,
孙世刚
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62807-9
燃料电池是一种可将化学能通过电催化反应直接转化成电能的装置,具有能量密度高和清洁无污染等优点.燃料电池阴极氧还原反应(ORR)的动力学较迟缓,是电池能量效率损失的主要原因.目前ORR催化活性最高的是铂基催化剂,但由于贵金属铂价格昂贵,储量稀少,且对燃料小分子渗透的抗性较差,严重制约了燃料电池的大规模应用.因此,高性能、低成本的非贵金属催化剂成为燃料电池领域的研究热点.本文选用含氮量高达45％的三聚氰胺-甲醛树脂为碳源和氮源,Fe(SCN)3为铁源和硫源,以CaCl2为模板,在高温和铁的催化作用下将树脂碳化,经酸洗和二次热处理工艺,制备出铁、氮、硫共掺杂的多孔碳(FeNS-PC).干燥后的CaCl2颗粒可防止树脂在高温下交联形成块状碳颗粒,同时起到造孔模板的作用.CaCl2颗粒在温和条件下即可除去,无需强腐蚀性条件,因此不会对催化活性中心造成破坏.在Fe/N/C催化剂中掺杂S可进一步提高催化活性,不添加碳载体可避免低活性的碳载体降低质量活性,多孔结构可促进传质,充分利用活性位点.我们优化了热处理温度,并对催化剂的结构、组分及催化性能等进行了表征分析.结果表明,热处理温度为900℃时,可将树脂完全转化成多孔碳,并获得较高的杂原子掺杂量,可达到最优活性.CaCl2为模板剂可避免使用强腐蚀性试剂去除模板,有利于保留活性位,并得到多孔结构.FeNS-PC-900的比表面积可达775 m2/g.得益于原位掺杂的合成工艺,各掺杂元素在多孔碳表面均匀分布.在酸性介质中,FeNS-PC-900的半波电位可达到0.811V,仅比商业Pt/C催化剂低78 mV;在0.8V电位下的质量活性为10.2 A/g,表现出优异的催化活性.经过10000圈加速衰减测试后,其半波电位仅下降了20 mV,在0.75V电位下持续放电10000s后,其ORR电流仍保持初始电流的84.4％,具有比Pt/C更加优异的稳定性.以FeNS-PC-900为阴极催化剂的质子交换膜燃料电池的最大功率密度可达到0.49 W/cm2,并在0.6V电压下持续放电10h后,其电流仍可保持初始电流的65％,表现出良好的应用潜力.FeNS-PC-900具有高掺杂含量、高比表面积和多孔结构,并且杂原子在催化剂表面均匀分散,在半电池和燃料电池测试中都表现出优异的催化活性和稳定性,表明其是一种非常有潜力应用于燃料电池的非贵金属氧还原催化剂.
关键词:
非贵金属催化剂
,
氧还原反应
,
质子交换膜燃料电池
,
铁、氮、硫共掺杂多孔碳
,
三聚氰胺-甲醛树脂
杨晓冬
,
魏达秀
,
罗军
,
缪希茄
原子核物理评论
doi:10.3969/j.issn.1007-4627.2002.02.052
量子计算与经典计算相比, 能够极大地提高运算速度, 解决一些经典计算不能解决或很难解决的问题. 对于在无序数据库中进行搜索这类问题, 可以用量子算法, 如Brüschweiler量子搜索算法来解决. 与经典算法相比, Brüschweiler量子算法能够指数次地提高搜索速度. 在Brüschweiler提出的算法中, 数据量子位和观测量子位(辅助量子位)是分开的, 属于不同的量子位. 通过研究, 对Brüschweiler算法作了改进, 使之不需要用辅助量子位, 就可以达到指数次提高搜索速度的目的. 改进后的Brüschweiler量子算法有利于简化实验的设计和实现过程. 同时还利用核磁共振实验, 演示了改进后的Brüschweiler量子算法的实现.
关键词:
Brüschweiler算法
,
量子计算
,
核磁共振
石尉
,
王宇成
,
陈驰
,
杨晓冬
,
周志有
,
孙世刚
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62471-3
燃料电池具有高效、低排放等优势,非常有希望作为未来电动汽车的能源转化装置.目前,燃料电池的商业化受制于昂贵的铂基催化剂,特别是动力学迟缓的阴极氧还原反应(ORR)铂催化剂. Fe/N/C被认为是最有潜力的ORR非贵金属催化剂,但其活性仍远低于Pt催化剂,必须依靠增加载量来弥补其与Pt催化剂的活性差距.然而,较厚的催化层(~100mm)会降低阴极传质速率.因此,改善Fe/N/C阴极的传质是提高电池性能的重要途径.
本文选择高N含量的2-氨基苯并咪唑(ABI)为氮源,通过水热聚合包覆在碳黑表面,然后掺入FeCl3,经高温热解/酸洗制备了Fe/N/C-ABI催化剂,并与基于间苯二胺的微孔型Fe/N/C催化剂(Fe/N/C-PmPDA)进行比较. Ar等温吸附-脱附结果表明, Fe/N/C-ABI催化剂具有较高的比表面积(662 m2/g)和丰富的双级孔结构(微孔和介孔)；透射电镜表征显示Fe/N/C-ABI催化剂具有中空结构,介孔孔径大约为10–25 nm.而Fe/N/C-PmPDA催化剂具有相当的比表面积(656 m2/g),但以微孔为主,基本不含介孔.旋转环圆盘电极(RRDE)测试表明,在0.1 mol/L H2SO4溶液中, Fe/N/C-ABI催化剂的起始还原电位为0.92 V,在0.8 V电位下质量电流密度可达9.21 A/g；而Fe/N/C-PmPDA催化剂具有相近的起始电位,但具有更高的催化活性,质量电流密度为13.4 A/g.氢氧燃料电池(PEMFC)系统测试结果表明, Fe/N/C-ABI催化剂在1个背压和80oC测试条件下的最大功率密度达710 mW/cm2,高于Fe/N/C-PmPDA催化剂(616 mW/cm2).燃料电池与RRDE测试活性顺序的差异归结于Fe/N/C-ABI的中空球状结构. PEMFC工作时阴极会产生大量的水,很容易堵塞氧气传输通道. Fe/N/C-ABI的介孔结构可以作为水的产生和排除的缓存空间,也有利于提高O2传质,从而提高燃料电池性能.本文为具有高传质速率的Fe/N/C催化剂研制提供了一种新思路.
关键词:
铁/氮/碳催化剂
,
非铂催化剂
,
氧还原
,
介孔
,
空壳结构
梁思
,
王雷
,
杨晓冬
液晶与显示
doi:10.3788/YJYXS20163107.0686
活动轮廓作为一种重要的图像分割工具,近几年来在理论和应用方面都有很大的发展.然而,现有轮廓模型在处理灰度均匀性较差的图像时,通常存在较高的分割误差,并且对初始轮廓曲线位置敏感.为此,本文提出一种基于血管特征约束的活动轮廓模型,该模型首先使用局部相位(Local Phase)的血管增强算法对图像进行增强处理以生成一种不同于图像灰度的血管特征信息,然后将血管信息和图像灰度以线性加权的形式引入到局部二值拟合(Local Binary Fitting,LBF)能量泛函中,指导图像血管分割.基于视网膜血管图像数据(Digital Retinal Images for Vessel Extraction,DRIV)的实验显示：该模型能成功地从灰度分布不均匀和弱边界轮廓的视网膜图像中提取血管,分割灵敏度和准确性分别达到74．43％和93.67％,同时对初始轮廓曲线位置的敏感性大为降低.由上述可知,该模型具有高分割准确性和低初始位置敏感性.
关键词:
活动轮廓
,
局部相位
,
灰度不均
,
局部二值拟合
