In3+掺杂显著提高碳基CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池性能

碳基全无机CsPbI₂Br钙钛矿太阳能电池具有成本低、器件结构简单、稳定性好等优点,是一种很有前景的光伏电池。然而,其能量转换效率仍然过低,主要原因在于难以获得质量良好的CsPbI₂Br薄膜。为了获得质量良好的CsPbI₂Br薄膜,通过在CsPbI₂Br钙钛矿前驱体溶液中添加InI₃,将In³⁺掺杂到CsPbI₂Br晶体结构中以改善钙钛矿薄膜的质量。利用SEM和XRD对钙钛矿薄膜的微观形貌及晶体结构进行表征分析,并系统地测试了器件的光伏性能,包括开路电压、短路电流密度、填充因子、能量转换效率、外量子效率和积分电流密度。结果表明：In³⁺掺杂可调控CsPbI₂Br晶体的生长,通过提高其结晶性获得了致密、无孔洞的高质量钙钛矿薄膜;同时,通过调控InI₃的添加量,优化了In³⁺掺杂的比例,当InI₃添加量（质量分数）为0.5%时CsPbI₂Br钙钛矿太阳能电池的光伏性能提高更为显著,其器件能量转换效率从7.59%提高至11.16%,开路电压从1.04 V提高至1.22 V。     

金尾矿固化氯离子的机理研究

以火山灰质金尾矿为原材料,通过机械力活化和复合活化工艺（将机械力活化后的金尾矿进行热活化）激发尾矿硅铝活性,采用XRD、SEM、FT-IR测试手段测试水化产物,分析了胶凝材料水化机理及其对氯离子的固化机理。试验结果表明:由粉磨60 min再经750℃热活化1 h的金尾矿粉组成的胶凝材料固氯效果良好,胶砂块力学性能更加优异,活性尾矿粉的掺入促进了铝酸三钙（C₃A）、铁铝酸四钙（C₄AF）等矿物与氯离子化学结合生成Friedel盐的能力,同时掺入复合活化金尾矿粉的试样中有更多能吸附氯离子的硅酸钙凝胶（C-S-H）和钙矾石（AFt）产物,试样密实度提高的同时其固化氯离子的能力也提升。      

钼离子掺杂g-C3N4纳米片光催化剂降解黄药废水的研究

采用热聚合法合成体相g-C3N4，采用球磨法结合空气氧化蚀刻法制备Mo/g-C3N4二维纳米片。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射能谱（EDS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、光致发光谱（PL）对Mo/g-C3N4二维纳米片形貌结构及光学特性等进行分析，结果表明：Mo离子成功掺杂到二维g-C3N4纳米片晶格中，拓宽了光谱响应范围，提高了量子传输效率。以异丁基钠黄药溶液模拟选矿废水，探索了二维Mo/g-C3N4纳米片对黄药的光催化降解性能。研究表明，异丁基钠黄药初始浓度为50 mg/L、溶液pH=7、降解时间6 h条件下，Mo/g-C3N4对异丁基钠黄药的降解率为90.12%，循环5次后，降解率仍可达81.2%，Mo/g-C3N4纳米片光催化稳定性好。     

钼离子掺杂g-C3N4纳米片光催化剂降解黄药废水的研究

采用热聚合法合成体相g-C3N4，采用球磨法结合空气氧化蚀刻法制备Mo/g-C3N4二维纳米片。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射能谱（EDS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、光致发光谱（PL）对Mo/g-C3N4二维纳米片形貌结构及光学特性等进行分析，结果表明：Mo离子成功掺杂到二维g-C3N4纳米片晶格中，拓宽了光谱响应范围，提高了量子传输效率。以异丁基钠黄药溶液模拟选矿废水，探索了二维Mo/g-C3N4纳米片对黄药的光催化降解性能。研究表明，异丁基钠黄药初始浓度为50 mg/L、溶液pH=7、降解时间6 h条件下，Mo/g-C3N4对异丁基钠黄药的降解率为90.12%，循环5次后，降解率仍可达81.2%，Mo/g-C3N4纳米片光催化稳定性好。     

用第一原理研究LiMn2O4及掺杂化合物的结构与稳定性

为了从理论方面研究Al^3＋、Co^3＋、Y^3＋掺杂对尖晶石型LiMn2O4电子结构的影响,采用基于密度泛函理论的第一原理,对LiMn2O4及掺杂化合物的电子结构进行了研究。通过对晶格常数、能带结构和态密度的分析,发现掺杂Al^3＋、Co^3＋、Y^3＋都能有效地抑制Jahn-Teller畸变;掺Al^3＋、Co^3＋后,晶格常数变小,材料的循环性能有所提高;掺Co^3＋、Y^3＋能提高正极材料的导电率,改善了材料的导电性能,掺Al^3＋后,材料的电导率下降。     

缺陷钙钛矿LaMnO3催化煤矿乏风瓦斯燃烧性能

我国煤矿开采乏风瓦斯排量大,其温室效应是CO₂的21倍,会引起严重的环境问题。催化燃烧作为一种高效、绿色的净化技术,在较低温度下可将低浓度甲烷完全转化。目前,甲烷催化燃烧反应的关键科学问题是氧活性位的确认及其催化机制。采用溶胶-凝胶法制备一系列不同物质的量比La/Mn的菱形钙钛矿LaMnO₃-x催化剂,并考察其在甲烷催化燃烧的反应性能。通过X射线衍射、N₂物理吸附、透射电子显微镜和H₂-程序升温还原技术对催化剂的物化性能进行表征。此外,采用X射线光电子能谱、O₂-程序升温脱附和拉曼光谱技术研究了钙钛矿LaMnO₃-x中氧物种的种类和相对含量。X射线衍射结果表明,所有催化剂均为菱形钙钛矿LaMnO₃结构,未观察到其他La和Mn物种的衍射峰。固定床评价结果表明,钙钛矿LaMnO₃-90具有介孔孔道,比表面积较大,且具有最多的体相和表面晶格氧物种,使其催化活性最高。此外,缺陷钙钛矿LaMnO₃-9...     

微晶格穹顶拓扑结构锚杆托板吸能特性研究

为了解决锚杆托板难以适应围岩冲击作用而出现过载弯折、变形、撕裂等问题，提出了1种用拉伸微晶格填充穹顶实体部分的新概念，将穹顶结构与四面体晶格相结合，得到了1种新型托板-微晶格穹顶结构托板。通过数值模拟软件Abaqus设置了3种可3D打印的材料，即Q235钢、ABS塑料、铝合金，在不同材料的基础上赋予托板截面不同的圆形剖面尺寸，即直径为1、2、3 mm，进行有限元对比分析。分析结果表明：不同剖面尺寸下3种材料的承载力和能量吸收的大小顺序为直径3 mm Q235钢>铝合金>ABS塑料，其中Q235钢的承载力约为4.26×10⁵N，能量吸收约为2.2×10⁵ J，具有高强及高吸能特性；新型托板在材料为Q235钢，剖面直径为3mm时，承载力最大，吸能效果最强，为此数值模拟的最优结果。     

基于遗传算法优化的煤粉着火温度BP神经网络预测模型

采用遗传算法（GA）对BP神经网络（结构和初始权值、阈值）进行了优化，获得了影响煤粉着火温度预测的主要煤质指标（M_ad，A_ad，V_ad，O_ad），建立了优化的煤粉着火温度BP神经网络预测模型．对20个校验样本的预测结果表明：预测值与试验值的平均相对误差为0.29%，均方差为59.29，达到了较高的预测精度．     

新能源汽车用尖晶石锰酸锂正极材料高温性能

尖晶石型锰酸锂正极材料在高温条件下锰元素溶解严重，从而导致存储性能以及循环性能降低。本研究的研究目的是抑制其锰溶解，提高其高温性能。本研究通过反钙钛矿型固体电解质（Li3OCl）作为人工固体电解质膜均匀地包覆于锰酸锂表面的研究方法，以达到隔绝锰酸锂与电解液，从而抑制锰元素的溶解的目的。结果表明，反钙钛矿型电解质包覆层具有高达1.12×10-4 S/cm的离子电导率。电感耦合等离子体测试表明，相比未经包覆的样品，经反钙钛矿型电解质包覆的锰酸锂正极材料在高温下锰溶解显著减小。所组装的锰酸锂/金属锂扣式以及软包电池，在具有反钙钛矿型电解质包覆的情况下，其电化学性能获得了显著地提高。其中，所组装的软包电池的能量密度为297 Wh/kg，1C倍率下循环500圈后仍具有90.2 %的容量保持率。因此，本研究通过Li3OCl人工固体电解质膜的包覆作用可有效提高锰酸锂正极材料的高温电化学性能。     

退火温度对碳基全无机钙钛矿太阳能电池性能的影响

碳基全无机钙钛矿太阳能电池(carbon-based all-inorganic perovskite solar cells, C-PSCs)由于成本低、热稳定性好等优点逐渐引起人们的广泛关注，然而其效率要远低于传统的钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells, PSCs)。通过调控CsPbI₂Br薄膜的退火温度，改善薄膜质量。利用SEM、XRD表征分析了钙钛矿薄膜微观形貌以及物相结构，发现升高退火温度可有效提高CsPbI₂Br薄膜的结晶性从而减少其表面的孔洞。升高钙钛矿薄膜的退火温度，器件的光伏性能有显著提高，短路电流密度(J_sc)从8.84 mA·cm^-2提高至12.14 mA·cm^-2，开路电压(V_oc)从0.93 V提高至1.06 V，最终能量转换效率(PCE)从2.75%提高至7.63%。研究结果表明，优化钙钛矿太阳能电池的制备工艺可以有效提高其光伏性能。     

汽车尾气净化催化剂─—稀土钙钛矿型复合氧化物

选择稀土钙钛矿型复合氧化物作汽车尾气净化催化剂．在试验基础上，筛选试制出最佳组分的催化剂．经汽车台架模拟试验表明，净化效果明显．对影响催化剂活性的因素进行了研究讨论，阐述了钙钛矿型结构及其畸变、晶格缺陷、元素价态与催化活性之间的关系．     

太阳能LED照明系统在煤矿中的应用

介绍了一种太阳能光伏电池和LED灯结合的照明系统的原理与设计。该装置可在煤矿电网断电情况下,作为备用照明系统使用。最后给出了仿真与实验结果,证明了该装置具有较好的性能与实用性。     

液氮改性-机械破碎法分离回收废旧光伏电池板

随着我国光伏装机总量逐年攀升,未来将会有大量的光伏固废需要回收处理。光伏电池板作为光伏发电设备的主要部件,对其进行简单的破碎热解回收,释放的有毒气体对生态环境有极大危害,并且其中的有价资源也无法高值利用。采用液氮对光伏电池板进行改性,并利用机械破碎法破碎改性后的光伏电池板。研究了液氮改性对电池板硅材料富集和玻璃去除的影响,考察了液氮改性—机械破碎后电池板中各主要材料如硅材料、玻璃、金属和有机物在不同粒级破碎颗粒中的分布情况。结果表明,与未改性光伏电池板相比,液氮改性后的光伏电池板EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)胶膜粘黏力显著下降、脆性升高,更易于从各组分的界面处脱落,玻璃去除率和硅富集程度明显高于常规破碎的。在破碎8s时,硅富集程度最大,富集率为72%,玻璃去除率为70%。通过机械分级破碎预处理,可促使光伏电池板表面大部分EVA胶膜暴露,在有效减少后处理物料质量的同时,创造更多的扩散通道,可强化后续化学法的深度分离。     

溶胶凝胶法制备La_(0.8)Sr_(0.2)FeO_3及其性能表征

以溶胶凝胶法合成了La_(0.8)Sr_(0.2)FeO_3(LSF)粉体,用于中温固体氧化物燃料电池阴极材料.分别利用热分析(TG-DTG-DTA)、X射线衍射分析(XRD)、透射电镜(TEM)和交流阻抗谱仪(ACEIS)对粉体和阴极进行表征.结果表明,随着温度升高,经过粉体失水、硝酸盐分解等过程,在600 ℃已基本形成钙钛矿相,1000 ℃时为单一的钙钛矿相,煅烧4 h后的粒径约为80 nm.在800 ℃的阴极界面阻抗为0.12 Ω·cm~2.     

含氧超细TiN0.3粉体与烧结体的制备及氧对其组织结构的影响研究

采用机械合金化(MA)法制备了平均晶粒尺寸约10 nm的超细TiN_0.3粉体,分别采用机械合金化(MA)、空气中热处理、高压高温(HPHT)烧结、退火处理4种方式向TiN_0.3粉体中引入氧,研究氧引入量对TiN_0.3粉体及烧结体的物相组成、晶粒尺寸及晶格常数的影响。结果表明,空气中热处理氧引入量最多,而MA、真空退火处理、HPHT烧结过程氧引入量较少。MA、退火处理、空气中热处理过程氧引入量少时均会因TiN_xO_y的生成而导致晶格常数增大。MA过程氧的引入降低了球磨效率而导致晶粒尺寸增大,退火过程氧引入前后晶粒尺寸无明显变化。TiN_0.3粉体在空气中的起始氧化温度和终止氧化温度分别为315.6 ℃和654.1 ℃。TiN_0.3粉体起始氧化产物为TiN_xO_y,360 ℃时生成A-TiO₂(锐钛矿型TiO₂),同时开始向R-TiO₂(金红石型TiO₂)转变。700 ℃时A-TiO₂已完全转变为R-TiO₂。     

Y-W掺杂AgSnO2触头材料电性能理论分析

AgSnO2作为电接触材料，电寿命低于AgCdO材料，为了提高AgSnO2材料的导电性，对SnO2材料进行掺杂研究。利用第一性原理，通过原子替代的方法，分别用Y、W元素单掺SnO2以及共掺的形式，将SnO2中的Sn元素以16.7%的比例进行原子替换，计算掺杂后SnO2的晶格参数、能带结构、态密度和电荷布居。结果表明：掺杂后的SnO2晶胞，体积增大。通过能带和态密度分析得出，单掺与共掺之后的材料导带底部和价带顶部均向费米能级靠近，共掺之后Y的4d轨道使导带宽度变窄，Y的4d轨道和W的5d轨道同时作用，形成杂质能级，帮助电子跃迁，导电性增强。共掺后原子的成键方式改变，新生成Y-O键和W-O键。共掺后的材料比单掺更能增加SnO2的导电性，为之后AgSnO2触头材料的研究提供了理论依据。     

煤矿瓦斯阻隔爆装置设计及力学分析

针对目前撒布岩粉惰化技术、被动式阻隔爆技术、自动阻隔爆技术的局限性,提出了一种气体反冲式固体阻隔爆装置,该装置可安装在巷道中使用。阐述了该装置的结构形式及工作原理,选取泡沫陶瓷为该装置的固体阻隔爆材料,通过ANSYS有限元分析软件对爆炸发生时阻隔爆装置的受力情况进行模拟分析,得出瓦斯爆炸破坏力对阻隔爆装置影响的大小及变化规律,为进一步改进、优化瓦斯爆炸固体阻隔爆装置的性能、参数提供了理论依据。     

铜基摩擦材料压缩冲击特性研究

研究了铜基粉末冶金摩擦材料的压缩冲击性能。测得该材料抗压强度为18.8 kN;冲击能量为3.31×10-9J/m2。通过微观分析发现:压缩的断面出现鱼鳞状裂纹,裂纹处金属的晶格发生挤压变形,断口处多非金属元素;冲击断面出现晶格的撕裂和互溶。并提出了改进措施。     

Recovery of titanium compounds from molten Ti-bearing blast furnace slag under the dynamic oxidation condition

A novel technique to recover Titanium compounds from Ti-bearing blast furnace slag under the dynamic oxidation condition was developed and tested. Air was blown into the molten slag as oxygen resource through a lance during the dynamic oxidation process, in which six important results were found: (1) The TiC, (Ti₂O₃), Fe and (FeO) in the slag were oxidized; (2) The temperature of slag temperature rapidly increased; (3) The viscosity of slag decreased; (4) The coalescence, growth and drop of the metallic Fe droplets in the molten slag were carried out under an air agitation condition; (5) The dispersed Ti components were selectively enriched into the perovskite phase, and the perovskite phase could be selectively precipitate and grow; (6) The perovskite phase can be separated by the dressing method, and also these concentrates can be used as the production of the titania enriched material by hydro-metallurgy method. The oxidation of molten slag gives off a large amount of heat, which helps chemical reactions proceed, improve the rate of chemical reactions, and promote the precipitation and growth of the perovskite phase. The features of the technique are clean, low cost and a great capacity to deal with a large quantity of slag. It was confirmed by the experiments of 200 g and pilot experiments of 30 and 1200 kg slag that the precipitation of the perovskite (CaTiO₃) in molten slag is obviously affected by operation factors such as temperature, chemical composition, heat-treatment, additives and so on. The precipitating kinetics and mechanism of the perovskite phase from molten slag during the dynamic oxidation processes were also investigated.     

燃煤电站直排烟囱二次脱水流场模拟与优化

在燃煤电站湿法脱硫直排烟囱内加装二次脱水装置,可较好地解决烟囱飘雨问题。为分析加装二次脱水装置前后烟囱出口含水率和内部流场的变化,并优化装置结构,使脱水率和运行阻力达到最佳匹配,采用CFD方法对烟囱内部流场进行数值模拟研究。结果表明：加装二次脱水装置后,烟囱出口烟气含水率由111 mg/m3减小到52 mg/m3;运行阻力在允许范围内增大,由195 Pa增大到699 Pa,小于1 200 Pa;烟囱出口速度由17.3 m/s增大到17.6 m/s;烟气沿烟囱内壁螺旋上升,而不再是沿中心区域直线上升;旋流板最佳叶片角度为42°。通过实际和模拟对比分析,验证了二次脱水装置的有效性和最佳叶片角度的可行性,得到烟囱内部流动基本规律和特性曲线。