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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2019
研究主题
  • A. 纳米复合材料 A. 木材 B. 紫外线屏蔽 B. 红外热屏蔽
应用领域
  • 材料科学与工程
机构单位
  • Northeast Forestry University
152 条数据
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  • 密集生长于电纺碳纳米纤维上的Bi2S3纳米颗粒作为液态太阳能电池的低成本对电极

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）对电极（CE）需兼具良好导电性与高催化活性，而复合材料更易满足这两项要求。本研究通过简易静电纺丝与水热法合成了Bi2S3/碳纳米纤维（CNFs）复合材料，经Bi2S3含量优化后，大量Bi2S3纳米颗粒在CNFs上密集生长且无团聚现象。首次将Bi2S3/CNFs复合材料作为对电极引入DSSCs体系。优化后的Bi2S3/CNFs复合材料展现出优异电化学性能，获得7.64%的光电转换效率（PCE），优于常用铂对电极（7.12%）。基于低成本和简易制备工艺，该Bi2S3/CNFs对电极在开发无铂对电极方面具有广阔前景，有望加速DSSCs的大规模应用。

    关键词： 对电极，硫化铋纳米颗粒，碳纳米纤维，复合材料，染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 具有超高面内热导率的石墨烯基聚合物复合材料：光热拉曼光谱法与激光闪光法的对比研究

    摘要： 我们开发了一种简便的溶液混合与模塑工艺，用于将石墨烯纳米片（GNFs）掺入聚合物薄膜中。采用聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）和聚乙烯-甲基丙烯酸共聚物（PEMAA）制备样品。通过扫描电子显微镜确认了GNFs的取向与堆叠状态。采用两种方法测定复合材料导热系数：(1) 商用激光闪光法（测量热扩散系数α，需同步测定复合材料密度ρ与比热容Cp，通过公式κ=α·ρ·Cp计算面内导热系数）；(2) 自制光热拉曼（OTR）技术（直接通过激发功率与拉曼共振位置关系测定面内导热系数）?；谌投饶Ｐ头治隼馄资?，其中二维模型所得结果与激光闪光法偏差小于10%，高度吻合。研究表明OTR光谱技术是测量碳基聚合物复合材料面内导热系数的有效手段。当GNFs掺杂浓度为20 wt%时，PVDF-HFP与PEMAA复合薄膜获得高达25 W m?1 K?1的面内导热系数。鉴于这些聚合物本征导热系数极低（<0.2 W m?1 K?1），该数值实现了约12400%的显著提升。? 2020 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020, 137, 48927.

    关键词： 纳米管、导电聚合物、富勒烯、石墨烯、热性能、复合材料

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 用于双面染料敏化太阳能电池的透明MoS?/PEDOT复合对电极

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）是一种高效且制备工艺简单的太阳能转换器件。为双面DSSCs开发透明对电极（CE）材料可满足建筑光伏一体化（BIPVs）中透明窗型应用的需求。本研究通过水热法合成二硫化钼（MoS2）并旋涂形成MoS2层，随后在其表面电化学聚合聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（PEDOT）薄膜，制备出兼具两者导电性与电催化能力的透明有机-无机复合薄膜（MoS2/PEDOT）作为复合对电极。优化后的MoS2/PEDOT复合对电极使DSSC在正面光照下实现7%的功率转换效率（PCE），背面光照下达4.82%。与PEDOT对电极和铂对电极器件相比，该复合对电极器件在正面光照下的PCE分别提升10.6%和6.4%，证实其具有优异的导电与催化性能，是BIPVs应用中双面DSSCs的理想候选材料。

    关键词： 建筑一体化光伏技术、透明对电极、二硫化钼/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合材料、双面光照、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 填充稀土氧化物的硅橡胶弹性体

    摘要： 硅酮材料具有优异的机械性能、宽温域热稳定性及良好加工性，稀土氧化物（REO）则以其独特的光学、磁学和催化特性著称，二者可复合形成多功能复合材料（S-REOs）。此外，REO与聚硅氧烷固有的疏水性使其无需表面处理即可良好相容。本研究将20份（pph）氧化铕（Eu2O3）、氧化钆（Gd2O3）和氧化镝（Dy2O3）作为填料掺入硅酮基体，经薄片加工及室温交联后制得复合材料。薄膜分析表明这些填料显著改变了硅酮材料的热学、力学、介电及光学性能，同时提升了疏水性。通过荧光光谱和寿命分辨测试发现S-REO复合材料呈现蓝至绿光区的多峰发光特性。热重分析显示含REO的复合材料比纯硅酮具有更高热稳定性。如预期，填料特性使介电常数显著提升，而所有样品的介电损耗值较低，表明体相材料中电能极少转化为热能。稀土氧化物促进了硅酮基体中长程载流子运动，使复合薄膜导电性增强。应力-应变测试证实稀土金属氧化物对硅酮基体具有增强效应，显著提高了杨氏模量。REO的引入进一步强化了硅酮固有的疏水特性。

    关键词： 硅酮、稀土氧化物、活性填料、疏水性、复合材料

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于SAW聚合物/量子点敏感膜的氢气检测

    摘要： 关于氢气作为燃料的使用，有必要测量其在室温下空气中的浓度。本文开发了用于表面声波（SAW）传感器的敏感复合薄膜，采用量子点（QDs）和聚合物制成。由于具有高比表面积，选用了Si/SiO2量子点，与仅含聚合物的传感器相比，这显著提高了传感器的灵敏度。通过激光烧蚀法获得Si/SiO2量子点，并通过X射线衍射和透射电子显微镜（TEM）进行分析。使用了两种聚合物：聚二甲基硅氧烷（PDMS）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。将聚合物及含量子点的聚合物复合物通过滴涂法沉积在传感器基底上。薄膜在80°C下进行了两小时的热处理。所得传感器在室温下针对不同氢气浓度进行了测试。经热处理的PDMS与Si/SiO2量子点传感器获得了452 ppm的检测限（LOD）。结果表明，利用量子点提高SAW传感器灵敏度以及通过热处理增强气体分子吸附能力的潜力。

    关键词： 量子点、气体检测、气体传感器、氢气传感器、声表面波、聚合物、复合材料、声表面波传感器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过单纤维断裂试验评估皱褶石墨烯纤维的界面性能

    摘要： 石墨烯纤维因其高导电性、优异抗拉强度和良好柔韧性，在超级电容器、染料敏化太阳能电池、驱动器、马达、可拉伸电路及功能复合材料中展现出广泛应用前景。其高强度特性使其成为复合材料理想的增强材料。然而作为纤维增强复合材料的关键要素，界面性能尚未见相关研究报道。本研究通过湿法纺丝与热退火工艺制备出高强度石墨烯纤维（最高达890.1 MPa），构建了石墨烯纤维增强单丝复合材料，并开发出新型简便的断裂测试法来定量评估石墨烯纤维界面性能。该石墨烯纤维界面剪切强度达60.6 MPa，在碳纳米管纱线及商用碳纤维复合材料中表现突出。优异的界面性能源于表面褶皱与沟槽结构，这些微观特征在石墨烯纤维与树脂间形成强物理互锁作用，有效促进应力传递。本研究为石墨烯纤维增强复合材料的发展奠定了基础。

    关键词： 湿法纺丝、热退火、石墨烯纤维、复合材料、界面性能、断裂测试

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 单脉冲纳秒激光辐照下SiCp/AA2024复合材料的烧蚀行为

    摘要： 本研究中，采用脉宽200纳秒、波长1064纳米的单脉冲纳秒光纤激光对均匀铝合金、平均粒径5微米与30微米的SiC材料及SiCp/AA2024复合材料进行辐照。激光脉冲作用下，均匀材料中形成规则圆形热影响区(HAZ)。复合材料中铝合金基体发生熔融飞溅，SiC颗粒受激光辐照后鼓胀。测量结果表明热影响区随脉冲能量密度呈对数规律增大。非线性拟合显示复合材料的损伤阈值最低，SiC均匀材料最高，不同平均粒径的SiCp/AA2024复合材料损伤阈值相近。实测SiC颗粒与铝合金基体的刻蚀深度均小于均匀材料对应值。热模拟揭示SiC颗粒与铝合金基体间存在热力耦合效应：纳秒激光作用下复合材料中SiC颗粒升温更快并将热量传递至基体，大尺寸SiC颗?；嵩际迦鄢厥蛊淦铀俚种平徊娇淌?。

    关键词： 复合材料、相变、烧蚀机理、纳秒激光辐照、界面效应

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 含生物炭和/或多壁碳纳米管的紫外光固化丙烯酸薄膜的制备与表征：填料负载量对流变、热学及光学性能的影响

    摘要： 紫外光LED固化涂料因其在高填料负载下仍具有高效固化特性，且不含可能对热敏基材产生不利影响的红外波长而成为极具吸引力的前沿领域。添加生物炭（BC）和/或多壁碳纳米管（MWCNTs）等碳质材料可有效改善流变与热学性能。本研究报道了含纳米级（MWCNTs）与微米级（BC）碳基材料的碳增强薄膜的合成与表征，分析了紫外光LED固化分散体的流变性能及成膜后的热学与光学特性，建立了填料分散/负载量与主要观测性能之间的关联规律。

    关键词： 复合材料、环氧丙烯酸酯树脂、生物炭、多壁碳纳米管、紫外光LED固化

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 碳纤维增强复合材料多尺度损伤的超高频脉冲激光诱导光声检测

    摘要： 本文提出了一种具有超高分辨率的光声无损检测（pNDE）系统，用于检测碳纤维增强塑料（CFRP）复合材料中的多尺度损伤。该pNDE系统由三个主要部件组成：基于皮秒脉冲激光的超声激励器、超声接收器和数据采集/计算子系统。运行过程中，脉冲激光产生高频超声波并由超声接收器记录。通过实施二维反投影算法，可从记录的超声信号中重建pNDE图像以呈现内部损伤。通过分析重建的pNDE图像，可识别CFRP中潜在的宏观与微观损伤（如表面缺口和分层）。采用A扫描、B扫描和C扫描三种超声显示模式对记录信号进行分析，以高空间分辨率（达60微米）在二维和三维图像中呈现检测到的微观损伤。宏观分层和横向层间裂纹清晰可见，并确定了损伤区域边缘。研究结果表明，该pNDE系统为复合材料多尺度损伤检测提供了一种无损且可靠的方法。

    关键词： 复合材料、无损检测、光声技术、多尺度、超声表征、嵌入式损伤

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 钠、铁和钴促进的TiO$_{2}$/多壁碳纳米管复合材料的合成及其作为光催化剂的应用

    摘要： 系统研究了多壁碳纳米管（CNTs）作为模板在溶胶-凝胶法合成二氧化钛（TiO?）光催化剂中的应用。CNTs具有高氧化热稳定性，通过使用Na、Fe和Co作为催化剂，在空气流中较低温度下可实现其可控去除。这些催化剂有助于降低CNTs的氧化温度，从而在不显著烧结的情况下获得锐钛矿相。采用促进剂、热处理及不同热处理气氛对提高比表面积、结晶度及亚甲基蓝（MB）降解光催化活性具有显著效果。纯TiO?的比表面积为22 m2/g，而模板化后最高可达191 m2/g。光催化表征显示：纯TiO?对MB的分解速率常数为0.81 h?1，CNT-TiO?体系为1.31 h?1；经Na促进后速率常数进一步提升至1.85 h?1。结果表明CNTs可作为模板调控和改善材料织构特性，且作为新型改性手段，Na促进的CNT-TiO?样品通过增强TiO?与CNT表面相互作用展现出最佳光催化活性。

    关键词： 锐钛矿型，碳纳米管，二氧化钛，掺杂，溶胶-凝胶法，模板，光催化，复合材料

    更新于2025-09-16 10:30:52