|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
电化学沉积制备单原子催化剂的普适性方法
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心和化学物理系曾杰教授、周仕明副教授研究团队发展出了一套利用电化学沉积制备单原子催化剂的普适性方法，利用该方法研究人员成功制备出了34种单原子催化剂，覆盖了多种过渡金属和多种衬底。相关成果发表在《自然·通讯》上。发展对衬底和金属无选择性的普适性单原子合成方法具有重要意义。研究人员在电化学三电极体系下进行电化学沉积，并通过阴极沉积和阳极沉积获得了两种Ir1/Co(OH)2单原子催化剂。此外，研究人员又探究了沉积条件（前驱体浓度、沉积圈数和沉积速率）对单原子形成的影响，发现当金属的负载量低于某一限度时，可以获得单原子；高于这一限度时则有金属团簇或颗粒形成，这一变化类似于液相中晶体生长中的成核过程（图1）。电化学沉积制备单原子的机理研究。(a)阴极沉积示意图；(b)阳极沉积示意图；(c)在阴极沉积中，前驱体浓度、沉积量和单原子形成的关系；(d)在阳极沉积中，前驱体浓度、沉积量和单原子形成的关系。为了证明该方法的普适性，研究人员又在氢氧化钴、硫化钼、氧化锰、氮掺杂的碳等衬底上成功获得覆盖3d、4d、5d金属的单原子催化剂，并且对所制备的单原子催化剂的结构表征后发现，阴极和阳极沉积获得的同一单原子催化剂具有不同的电子结构，这为其在不同催化反应中的应用提供了可能。研究人员还对所得单原子催化剂在电催化水分解反应中的性能进行了探究。实验结果表明，阴极沉积所得的一些催化剂在电催化析氢反应中表现出了优异的性能，同时，阳极沉积所得的一些催化剂在电催化析氧反应中也表现出了良好的性能。该制备单原子催化剂的普适性方法不仅为单原子催化领域注入了新的活力，而且为今后系统性研究催化剂结构和性能之间的关系提供了新的思路。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14917-6.pdf详细阅读：http://news.ustc.edu.cn/2020/0313/c15884a414545/page.htm
中国科学技术大学
2021-04-10
一维原子链缺陷两端零能束缚态的发现
在二维铁基高温超导体中的一维原子缺陷链两端发现马约拉纳零能模，为实现较高温度下、无外加磁场的拓扑零能激发态提供了一种可行性平台。王健研究组通过分子束外延（MBE）技术在钛酸锶衬底上成功制备出大尺度、高质量的单层FeTe0.5Se0.5高温超导薄膜，其超导转变温度T_c≈62 K，远高于块材Fe(Te,Se) (T_c≈14.5 K)。利用原位低温（4.2 K）扫描隧道显微镜（STM）和扫描隧道谱（STS）技术，研究组在薄膜表面发现了一种由最上层Te/Se原子缺失形成的一维原子链缺陷。在这种一维原子链缺陷两端，同时观测到了零能束缚态（图1），而在一维原子链缺陷的非端点处，依然是超导带隙的谱形。随着温度升高，零能束缚态的峰高逐渐降低，最终在远低于T_c时消失（约20 K）。随着针尖逐渐逼近薄膜表面，即隧穿势垒电导变大，零能束缚态峰迅速升高且没有发生劈裂，展现出良好的抗干扰性。此外，研究组发现在较短的一维原子链缺陷两端的零能束缚态发生了一定程度的耦合（图2），其峰高随缺陷长度的依赖关系在统计中展现出正相关关系。这些零能束缚态的谱学特性，如峰值高度与半高宽随温度的演化，消失的温度，针尖逼近隧穿谱与难劈裂的特性等，都与马约拉纳零能模的解释相符合，可以基本上排除Kondo效应、杂质缺陷束缚态或有节点的高温超导体中Andreev零能束缚态等其它可能性。波士顿学院的汪自强教授团队基于肖克利缺陷态的能带理论在超导体中的表现提出了可能的理论解释。在强自旋轨道耦合作用下，单层FeTe0.5Se0.5薄膜表面的一维原子链缺陷可以是衍生一维拓扑超导体，其端点处会产生受时间反演对称性保护的一对马约拉纳零能模。时间反演对称性破缺下也可产生一维原子链缺陷拓扑超导体，其两个端点各产生一个马约拉纳零能模。这一工作首次揭示了二维高温超导体FeTe0.5Se0.5单层薄膜中的一类拓扑线缺陷端点处的零能激发，具备单一材料、较高工作温度和零外加磁场等优势，为进一步实现可应用的拓扑量子比特提供了一种可能的方案。
北京大学
2021-04-11
一种用于制作原子层沉积膜的可拆卸喷头及装置
本发明公开了一种用于制作原子层沉积膜的可拆卸喷头及装置。用于制作原子层沉积膜的喷头，包括进气管路、进气口和出气口；所述进气口内部为空腔；所述出气口内部形成空腔，分为上半部分和下半部分，其上半部分与下半部分之间设有漏斗形结构；进气管路与进气口固定连接，进气口与出气口可拆卸密闭连接。用于制作原子层沉积膜的装置，包括所述喷头、腔体支撑架、基片承载台和运动平台，腔体支撑架中间形成长条状镂空，可顺序设置多个可拆卸喷头，基片承载台设置在墙体支撑架下方，运动平台带动基片承载台。本发明能适应不同的原子层沉积反应，通
华中科技大学
2021-04-14
一种基于原子力显微镜的多功能组合探针系统
本发明公开了一种基于原子力显微镜的多功能组合探针系统。该系统能在各种设定的工作环境中通过程序控制原位切换具有不同功能的探针，从而在同一实验区域原位实现微观摩擦磨损实验、表面形貌扫描、晶体结构演变探测和摩擦能量耗散测量等功能。该系统在原位切换探针时，无需破坏工作环境，有效避免外界环境对样品表面的污染。
西南交通大学
2016-10-19
基于 PSO 改进的原子分解法的雷击干扰与故障识别方法
本发明涉及一种雷击干扰与雷击故障识别方法，尤其是涉及一种基于 PSO 改进的原子分解法的雷 击干扰与故障识别方法。本发明利用原子分解法对故障线路保护安装处的电压电流信号进行频率成分分 析，提出基于零序电流稳态工频分量有无的雷击干扰识别方法;提出基于电流线模分量原子分解能量比 值与基于故障相电流电磁暂态特征的双重故障类型识别判据，提高了故障识别的准确率。本发明在过完 备冗余原子库的基础上自适应地寻找信号的最佳匹配原子及其参数，从而使信号的自适应表达简洁，分 解结果稀疏，极大地提高了
武汉大学
2021-04-14
一种基于CMA-ES优化算法设计声学超材料单元的方法
本发明公开了一种基于CMA?ES优化算法设计声学超材料单元的方法，该方法将CMA?ES优化算法和有限元分析方法集合，CMA?ES优化算法可以对0?1排布的阵列进行优化，每一个尺寸维度的0?1阵列，都对应一种声学超材料单元结构，其中，0和1分别代表由空气或光敏树脂构成的声学单元结构的子单元；在优化过程中，每一个声学超材料单元结构的等效折射率和阻抗值可以通过有限元分析方法分析提取，作为CMA?ES优化算法中适应度函数的变量；通过对适应度函数的值进行优化，最终可以得到最优的、满足设计要求的声学超材料单元结
东南大学
2021-04-14
基于热（冷）喷涂和超高速激光熔覆的精细制造/再制
热喷涂是通过对传统激光熔覆的光学准直、聚焦和整形以及与之配合送粉头的重新设计从而实现均匀薄涂层的高速熔覆技术，目前受到广泛关注。由于兼具热喷涂快速沉积涂层特性以及激光熔覆冶金结合的特点,有望成为规则表面实现替代电镀硬铬的新方法。冷喷涂是利用超音速气流获得高速粒子使其通过固态塑性变形沉积而制备技术的方法。超高速激光熔覆相比于传统激光熔覆，激光能量主要作用粉末，能量分配：基材 20%，粉末 80%，粉末温度高于熔点，修复产品表面粗糙度可小于 20 微米，修复厚度可低至 30 微米。
西安交通大学
2021-04-10
纳米制冷剂水合物相变蓄冷材料的开发和应用
气体水合物相变蓄冷技术是一种新型的节能环保蓄冷技术，利用制冷剂水合物相变潜热储存能量，可将富余能量储存起来，然后在用能峰期将能量释放出来，在工业与民用建筑、空调、冰箱的节能中有重要应用价值。此研究项目基于溶液热力学和晶体生长理论，将常压下为液相制冷剂制备为热力学稳定的纳米制冷剂水合物相变蓄冷材料，将改变目前普遍利用机械力或外场等使水相和制冷剂相混合的方法，比传统蓄冷剂具有热力学性质稳定、反应速率快、制备简单、使用方便、蓄冷效率高的优点。
西安交通大学
2021-04-11
太阳能辅助空气源热泵毛细管辐射供冷供暖空调系统
针对重点水域水质安 全和生态状况，集成影响 水质、生态安全的污染物 快速在线监测设备，建立 水质监测预警信息资源共 享和服务平台，构建了水 环境安全监测服务系统， 为水环境管理部门及社会 公众提供信息支持与服务。
安徽建筑大学
2021-01-12
一种新型多层保冷结构液氢储罐装置及其工作方法
本发明公开了一种新型多层保冷结构液氢储罐装置及其工作方法，在液氢储罐中增设了深冷相变材料层，利用相变材料储存冷量的特点，解决了传统液氢储罐日蒸发率高的问题；液氢储罐内部设有隔板，解决了储罐内液氢因飞机起飞降落而引起的液氢大幅度摇晃的问题；支撑结构全部采用玻璃钢材料，内部设计空腔，解决了传统支撑结构容易漏热的缺陷；储罐内部液相设有液氢泵，将液氢升高到一定压力供发动机燃烧，另外氢气泄压口连接氢燃料电池系统，可以为飞机上的泵供电，剩余的电量可以为其余设施供电，产生的水可以供飞机发动机冷却，解决了液氢利用不充分、使用条件单一的问题。本发明具有保冷效果好、日蒸发率低、稳定性好、能源利用率高的优点。
南京工业大学
2021-01-12