臭氧污染已成为我国继PM2.5之后的主要污染物, 传统的臭氧分解催化材料在湿润环境中性能不稳定。本工作采用水热法制备了一种铁掺杂改性的碱式碳酸镍催化剂(NiCH-Fe), 该催化剂可在60%相对湿度下稳定分解2.14 μg/L臭氧12 h, 去除率达99%。水分子吸附质量检测结果表明, NiCH-Fe表面的水分子吸附量比纯NiCH明显减少, 表面水分子吸脱附可逆; 密度泛函理论结果证明, Fe原子是新的代替Ni原子的臭氧吸附位点, 并且Fe原子对臭氧分子的吸附能力更强。此外, XPS表明作为活性位点的Fe元素在反应前后保持稳定。掺杂Fe后的催化材料具有优异的抗湿性与长效稳定性。本研究表明通过金属离子掺杂, 改变催化材料的表面性质, 可获得具有良好抗湿性能的臭氧催化分解材料, 这为进一步开发兼具高抗湿性和高活性的臭氧催化分解材料, 提供了有效的技术方法。
碱式碳酸镍 掺杂 臭氧催化分解 抗湿性 basic nickel carbonate doping ozone decomposition moisture resistance
1 西南石油大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室, 成都 610500
2 西南石油大学 材料科学与工程学院, 新能源材料及技术研究中心, 成都 610500
含油污水的治理已经成为世界性的难题, 如何有效分离油水混合物成为亟待解决的问题。本研究通过绿色环保、简单浸蘸的表面修饰法, 以三聚氰胺海绵(MS)作为基底材料, 选择氧化石墨烯溶液(GO)与聚四氟乙烯浓缩分散液(PTFE)的混合液对MS改性, 成功制备出性能优异的超疏水材料(GPMS)。采用X射线衍射仪(XRD), 热重分析仪(TG)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对制备的GPMS进行结构、形貌和组分分析, 并对其表面浸润性、压缩循环性、选择吸附性能以及连续油水乳浊液分离性能进行了系统研究。结果表明, 制备的GPMS具有超疏水性(疏水角可达168°); 机械性能优越, 可以完成50次压缩循环实验; 能够选择性地吸附水上浮油与水下重油, 还可对油水乳浊液实现高效分离, 是一种具有实际应用价值的含油污水治理材料。
三聚氰胺海绵 超疏水 油水乳浊液分离 含油污水 melamine sponge superhydrophobic oil-water emulsion separation oily wastewater
中国海洋大学 信息科学与工程学院, 山东 青岛 266100
使用有限时域差分法, 模拟计算了天线边缘的凹凸缺陷对硅基底上的条形天线的响应特性及电场分布的影响.计算结果表明: 两种类型的缺陷都将改变缺陷附近的电场方向和电场强度, 凸起缺陷可以使其附近的电场增强, 而凹陷缺陷则相反, 且缺陷越靠近天线末端, 对电场的影响越强.缺陷大小和位置不同, 对电场增强面积的影响不同.凹陷缺陷位于天线末端时, 随着缺陷的增大, 电场强度增强2倍的区域单调减小, 增强4倍的区域面积单调增加.当缺陷为20 nm时, 电场强度增强2倍的区域面积降低约3%, 增强4倍的区域面积增加约4%.与凹陷缺陷不同凸起缺陷没有简单单调性, 缺陷位置不同, 影响也有所区别, 但是控制缺陷在10 nm以内可以显著降低影响.该结果为光学天线加工的精度要求提供了理论依据.
局域等离子体共振 光学天线 时域有限差分法 边缘缺陷 条形天线 Local plasmon resonance Optical antenna Finite difference time domain method Edge defect Stick antenna
燕山大学 电气工程学院， 河北 秦皇岛066004
为了提高GaN基LED的光提取效率，构建了一种在金属银膜上下表面分别刻蚀光栅结构的双光栅LED模型。利用时域有限差分法(FDTD)进行数值模拟，比较了无银膜、无光栅、单光栅、双光栅模型下LED的光提取效率。结果表明：在光栅周期为300 nm，占空比为0.23，银膜厚度为30 nm，光源深度为150 nm时，光提取效率较单光栅结构提高了6倍，较无光栅结构提高了16倍。
发光二极管 时域有限差分法 光提取效率 表面等离子激元 light emitting diodes finite-difference time-domain light extraction efficiency surface plasmon polaritons
燕山大学 电气工程学院，河北 秦皇岛 066004
提出了一种基于螺旋扁管的大功率发光二极管阵列水冷散热结构，并建立了机械模型.从换热设备小型化角度，以最优的换热效果和较低的水流功耗等作为换热器性能评价准则，对不同水速、管壁厚度、螺旋段长度、压扁厚度的螺旋扁管进行仿真分析.在某一换热工况下对螺旋扁管结构尺寸进行了优化，利用有限体积法求解了计算域,结果表明：优化后的螺旋扁管水冷结构具有很好的换热能力;对供电功率为180 W的发光二极管阵列照明系统进行散热，芯片最高温度为57.573 9℃，可为大功率发光二极管照明系统的散热器工程设计提供一定的参考.
螺旋扁管 大功率LED 水冷散热 有限体积法 Twisted tube High power LED Water cooling Finite volume method
