Development of Silica Aerogel Production Technology

二氧化硅气凝胶，因其在孔结构等多方面的优异性能，在许多领域具有重要的应用，如高端保温材料。虽然其可大规模用作涂料消光剂、催化剂载体、医药负载、食品营养元素负载、香料缓释剂等，然而由于规模化生产的技术问题及生产成本，目前二氧化硅气凝胶实际尚未大规模应用。以水玻璃为硅源制备二氧化硅，其来源广泛、成本低廉，已成为产量最高的生产工艺。但目前行业中以该方法制备的二氧化硅性能低下，污水排放严重。为此，本研究在课题组前期以水玻璃为硅源的间歇加压碳化法、间歇及连续超临界二氧化碳干燥法研究制备二氧化硅气凝胶的基础上，开发连续的加压碳化反应以及新的连续超临界干燥方法和装置。通过这两个连续工艺的创新，解决硫酸法的污...Silica aerogel has potential applications in wide areas due to its specific properties, for example, it has been used as a super thermal insulation material. It can also be used as the matting agent, catalyst, carriers for catalyst, flavors and fragrances, food, and so on, but the uses have been limited due to the technical and cost problems. The production of silica powders with sodium silicate h...学位：工学硕士院系专业：化学化工学院_工程硕士(化学工程)学号：2062014115144

叶片气膜孔加工与测量技术的现状及发展趋势

高推重比航空发动机普遍采用气膜冷却技术,叶片气膜冷却孔的加工精度直接影响发动机效能。气膜冷却孔具有孔径小、数量多、深径比高、空间角度复杂的特点,其加工难度大、成形精度要求高。针对当前国外对叶片气膜孔加工技术与装备的严格保密,以及国内气膜孔加工中存在的几何精度偏低、质量不稳定的现状,对气膜孔加工的现状及发展趋势进行归纳总结,为气膜孔加工技术与装备的发展提供参考。首先,概述了叶片气膜孔精确加工的必要性及其重要性,分别介绍了现有气膜孔的加工方法,分析了当前加工方法存在的问题与面临的挑战。鉴于气膜孔精密测量的需要,介绍了现有的气膜孔测量技术。最后,根据气膜孔加工与测量的技术现状及关键核心问题指出了气膜孔加工与测量技术的发展趋势。国家自然科学基金项目(51705440);;航空科学基金项目(20170368001);;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(XMU,20720180072);;深圳市基础研究资助项目(JCYJ20170818141303656

Thermal Insulation Materials: Silica Composite and a Novel Polymeric Ionic Liquid

隔热保温材料在建筑装饰、工业生产、航空航天等领域有广泛需求，按其材料性质可以分为无机与有机保温材料两类。无机保温材料中最有应用潜力的是二氧化硅气凝胶；本课题组前期研究提出连续加压碳化法，其结合超临界干燥能够获得优秀性能的二氧化硅气凝胶粉体，然而该粉末产品难以作为成品隔热保温材料应用，为此本文进行复合二氧化硅保温材料的研究。有机保温材料面临热导率高，热稳定性差等缺点，制约了新材料的发展，为此本文提出聚离子液体作为保温材料的新思路并开展研究。 以仲丁醇铝和聚乙烯醇为添加剂通过不同方法与二氧化硅复合，得到复合二氧化硅，研究原材料的特性以及添加剂对复合材料热导率的影响。结果表明，硅铝复合隔热保温材料...Thermal insulation materials are widely used in building decoration, industrial production, aerospace, and so on. From the nature of materials, it includes inorganic and organic thermal insulation materials. The most potentially used inorganic thermal insulation material is silica aerogel; our group recently proposed a continuous pressurized carbonation method combined with supercritical drying fo...学位：工学硕士院系专业：化学化工学院_工程硕士(化学工程)学号：2062014115146

DLC film prepared with multiple gas sources and its applications

类金刚石膜(Diamond-LikeCarbon，DLC)是一种介于金刚石和石墨之间的非晶结构材料。类金刚石膜具有和金刚石类似的许多独特的优良性能，因此被广泛应用在机械、光学、电学以及生物等领域。 等离子体化学气相沉积(PECVD)法是生长含氢DLC膜的常见方法，通常把衬底放在PECVD腔体中的源电极上生长DLC薄膜，这样生长的DLC膜具有更高的硬度。本文采用浸入式PECVD方法生长DLC薄膜，把衬底浸入到等离子体中，使其面临的电场强度和离子团密度等生长参数有别于源电极式PECVD法，因而获得的DLC薄膜样品也具有不同结构和性质。本文分别采用甲烷和乙炔为源气体制备一系列DLC膜，并利用原子力...DLC film (Diamond-Like Carbon, DLC) is an amorphous carbon material with many similar properties as crystalline diamond, and is widely used in mechanical, optical, electrical and biological fields. Plasma chemical vapor deposition (PECVD) method is a common method for the growth of hydrogenated DLC films, and the substrate is usually placed on the powered electrode of PECVD cavity to grow DLC fil...学位：工程硕士院系专业：物理科学与技术学院_工程硕士(电子与通信工程)学号：1982013115299

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

介绍了一种采用宽禁带半导体二氧化钛纳米管阵列薄膜材料制备β伏特效应同位素电池的方法.通过对金属钛片的电化学阳极氧化制备了垂直定向、有序排列的二氧化钛纳米管阵列薄膜,研究了退火条件对二氧化钛纳米管阵列薄膜半导体光电性能的影响.通过与镍-63辐射源的集成封装,形成三明治结构镍-63/二氧化钛纳米管阵列薄膜/钛片的β伏特同位素电池.实验结果表明,基于氩气氛围下450?C退火的黑色二氧化钛纳米管阵列薄膜具有高的氧空位缺陷浓度和宽的可见-紫外吸收光谱.在使用β辐射总能量为10 m Ci的镍-63辐射源时,同位素电池的开路电压为1.02 V,短路电流75.52 n A,最大有效转换效率为22.48%.国家自然科学基金(批准号:61574117);;深圳市科技计划项目(批准号:JCYJ20170306141006600)资助的课题~

First principles investigation of MoS2-based van der Waals heterostructures as photocatalysts

近年来，利用太阳能的半导体光催化技术制备氢气在科学和工业领域得到了广泛关注。二维材料二硫化钼（MoS2）因具有优异的电子性能、光学性能、机械性能及热学性能，在光催化制氢领域具有很好的应用前景。然而，二硫化钼需要共催化剂才能实现在太阳光下光催化水分解制备氢气，而构建二硫化钼基异质结是提供共催化的有效方法，可以有效地提高光催化效率，对光催化材料领域的研究有重要意义。 本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，对MoS2基范德华异质结的晶体结构、电子结构、光催化性能等展开了系统的研究。论文主要内容如下： （一）寻找几种可能与单层MoS2构成范德华异质结的单层材料，使用基于密度泛函的第一性原理计算...Recently, hydrogen production from semiconductors by photocatalytic technology using solar energy has attracted extensive attention in scientific and industrial fields. Two-dimensional molybdenum disulfide (MoS2) has a good potential application in photocatalysis due to the remarkable electronic, optical, mechanical and thermal properties. However, a co-catalyst is necessary to be incorporated wit...学位：工学硕士院系专业：材料学院_材料学学号：2072012115004

渐变孔隙率纤维载体微反应器的甲醇重整制氢性能

甲醇重整制氢微反应器是一种实现高效氢燃料电池的在线供氢的有效方法。该文以切削加工的铜纤维为原材料,结合低温固相烧结技术,制造形成具有渐变孔隙率结构作为催化剂载体的新型多孔铜纤维烧结板(PCFSS),采用两层浸渍方法负载Cu/Zn/Al/Zr四元体系催化剂。用扫描电镜(SEM)进行微观形貌分析。改变反应空速(GHSV)和反应温度,对几种不同孔隙率结构的微反应器,测试分析了制氢性能。结果表明:相比于80%的均匀孔隙率多孔铜纤维烧结板,以进口端到出口端孔隙率为90%~70%的渐变PCFSS为催化剂载体的微反应器,展现出95%的甲醇转化率和0.51 mol/h的较好氢气摩尔流量,并具有较好反应稳定性能。汽车安全与节能国家重点实验室开放基金(KF16072);;福建省杰出青年科学基金项目(2017J06015

Fabrication of Micro Direct Formic Acid Fuel Cell Based on MEMS Technology

微型直接甲酸燃料电池（MicroDirectFormicAcidFuelCell，μ-DFAFC）具有能量转化效率高、膜渗透率低、电催化氧化活性高、补给方便和环境友好等优点，同时其具备的实际能量密度高、室温工作性能优良、燃料储存携带便捷且安全无毒害等优势，使其逐步成为目前微型燃料电池研究和便携式电源领域的热门方向。基于上述优势，本论文采用MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystem）技术设计并制备了一款封装性能优良的μ-DFAFC，并对其各部件结构的设计和材料的选择做了详细的探讨和研究。论文首先采用ANSYSFLUNET软件设计并优化了蛇形阳极流场板的结构尺寸。通过建...Micro direct formic acid fuel cell (μ-DFAFC) with much higher energy conversion efficiency and working energy density has many advantages, such as low membrane permeability and good performance of electric catalytic oxidation activity. μ-DFAFC can work well in normal temperature, and the formic acid solution is no harm to human body. What’s more, the fuel is convenient for storage and is easy to c...学位：工学硕士院系专业：物理与机电工程学院_测试计量技术及仪器学号：1992012115270