等离激元增强的石墨烯光吸收

石墨烯中等离激元具有特殊的光电性质,其和入射光的强烈耦合可以引起光吸收的增强.本文基于时域有限差分法和多体自洽场理论研究了等离激元对处于光学谐振腔中的石墨烯光吸收的影响.由于石墨烯中等离激元与入射光动量和能量不匹配而不能直接相互作用,因此石墨烯上施加了金属光栅结构.研究发现光栅结构能够对入射光进行动量补偿并且能够引起其下石墨烯中的电场强度产生很大程度增强,从而导致在该石墨烯结构中太赫兹等离激元和入射光发生强烈耦合而产生太赫兹等离极化激元,同时引起石墨烯光吸收的增强.希望本文能够加深对石墨烯光电特性的理解以及可以为基于石墨烯的太赫兹光电装置提供一定的理论依据.     

铜纳米粒子负载于钴纳米片的双金属催化剂催化CO选择性加氢

使用赖氨酸作为表面活性剂模板, 合成了Cu纳米粒子负载于Co纳米片的双金属催化剂Cu/Co. 与常规的Cu-Co双金属纳米颗粒催化剂相比, Cu/Co催化剂对CO选择性加氢反应表现出特殊的结构效应, 提高了CO转化率和高级醇选择性, 降低了甲烷选择性. Cu/Co催化剂中, Cu(111)面与Co(100)面相互作用的功能化界面有利于深入研究金属-金属的相互作用. 这种双金属催化剂可以将模型催化剂和现实催化应用联系起来, 将有助于获得对合成气转化制高级醇反应机理的本质认识.     

多元醇一步法制备高碳烃液体燃料的研究

在较温和的条件下,山梨醇和木糖醇被氢碘酸还原转化为高碳烃液体燃料。产物采用GC-MS和FT-IR进行定量分析与表征,并对高碳烃产品的理化性质进行了测定。结果表明,以山梨醇为原料制备的高碳烃产物主要是包括C12H16、C12H18、C12H20、C12H22和C18H26在内的烷烃、烯烃和芳香烃等化合物,烃类的总产率可达85.1%。以木糖醇为原料的反应过程与山梨醇相似,但所得高碳烃是以C10和C15为主的烃类化合物,产率为62.8%。实验还以质量分数为50%的山梨醇和50%的木糖醇混合物为原料制备了高碳烃,结果发现,产物中除C10、C12、C15和C18烃外,还有一定量的C11烃生成,高碳烃产率为65.4%。反应产物经碱化、旋转蒸发和减压蒸馏后分离得到纯度较高的高碳烃,其含水量低于0.2%,常温下运动黏度为3.15~3.17 mm2/s,密度为0.830~0.840 g/mL,含氧量为1.8%~2.1%,热值高于43 MJ/kg。高碳烃的生成是由于多元醇被还原过程中C-I键的极性反转和分子间C-C键的偶联导致。     

MoO_3/V_2O_5异质结构材料的静电纺丝法制备及光催化性能

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、四水合钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]和偏钒酸铵(NH4VO3)为原料,利用静电纺丝技术结合溶胶-凝胶法制备了在可见光区具有高光催化活性的MoO3/V2O5异质结构半导体光催化剂.采用X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱等测试手段对材料进行了表征.以光降解亚甲基蓝(MB)为模型反应,考察了MoO3/V2O5异质结构材料的光催化性能.结果表明,n(Mo)/n(V)1∶8时均能形成MoO3/V2O5异质结构且带隙明显宽于V2O5,可有效地实现光生电子和空穴的分离,增强体系的量子效率,促进光催化活性的提高,其中n(Mo)/n(V)=1∶6时光催化活性最高(达到97.24%),并分析和探讨了光催化机理.     

幅度调制原子力显微镜仿真平台

基于欧拉-伯努利模型,对幅度调制原子力显微镜( AM-AFM)进行建模,采用P]D控制器进行反馈控制,建立了一套幅度调制原子力显微镜仿真平台.仿真结果表明,该平台准确地模拟了AM-AFM探针接近样品和扫描样品的过程中探针的运动状态及AM-AFM的工作系统,可作为大学生做原子力显微镜实验的辅助工具,使学生对AM-AFM的...     

配位聚合物[Ni(cpna)(bpy)(H2O)]n的合成、晶体结构及磁性质

通过水热方法,采用H₂cpna(H₂cpna=5-(2′-carboxylphenyl))和bpy(bpy=2,2′-bipyridine)与Ni(OAc)₂·4H₂O反应,合成了一个具有二维结构的配位聚合物[Ni(cpna)(bpy)(H₂O)]_n (1),并对其结构和磁性质进行了研究。结构分析结果表明该聚合物的晶体属于单斜晶系,P2₁/c空间群。3个镍(Ⅱ)离子、3个cpna配体、3个2,2′-bpy配体和3个配位水分子形成了一个[Ni₃(cpna)₃(bpy)₃(H₂O)₃]环,这些环通过镍(Ⅱ)离子与cpna配体的配位作用形成了一个二维层状结构。层与层之间又通过π-π堆积作用形成了一个三维的配位框架。研究表明,该聚合物中相邻镍(Ⅱ)离子之间存在很弱的反铁磁相互作用。     

NO在氧预吸附Ir(100)表面吸附和解离的第一性原理研究

采用第一性原理密度泛函理论和周期性平板模型研究了NO在O预吸附Ir(100)表面的吸附和解离, 并考察了预吸附的O对可能产物N₂, N₂O和NO₂的选择性的影响. 优化得到反应过程中初态、 过渡态和末态的吸附构型, 并获得反应的势能面信息. 计算结果表明, NO在O预吸附表面最稳定的吸附位是桥位, 其次是顶位. 桥位和顶位的NO在表面存在两条解离通道, 即直接解离通道和由桥位和顶位扩散到平行空位, 继而发生N-O键断裂生成N原子和O原子的解离通道. 此分离机理与洁净表面上NO解离机理相同, 但后一种解离方式优于前一种, 是NO在表面上解离的主要通道. 预吸附的O原子在不同程度上抑制了NO的解离, 导致桥位和顶位NO解离互相竞争. 在O预吸附Ir(100)表面, N₂气是唯一的产物, 不会有副产物N₂O和NO₂的生成, 与实验结果一致. 预吸附的O在N/O低覆盖度下几乎不影响N₂气的生成, 但在较高覆盖度下则促进了N₂气的生成.     

以混合比例为控制参数的二元共聚物混合体系自组装

基于嵌段共聚物共混自组装方法, 将聚苯乙烯-b-聚环氧乙烷(PS-PEO)与聚苯乙烯-b-聚-2-乙烯基吡啶(PS-P2VP)在乙醇-氯仿混合溶剂中进行混合, 并诱导其自组装, 在改变PS-P2VP中各链段长度、分子量以及链段比例的情况下, 得到了一系列形貌和尺寸不同的自组装纳米结构, 并采用原子力显微镜研究了PS-PEO与PS-P2VP的混合比例对自组装纳米结构的影响. 结果表明, PS-P2VP的加入改善了PS-PEO在乙醇-氯仿混合溶剂中的溶解性, 其本质是通过PS-PEO与PS-P2VP的共同自组装, 形成了可在溶液中稳定分散的纳米自组装结构, 改变PS-P2VP的分子量和嵌段比例, 进而对纳米自组装胶束尺寸和结构进行调控.     

煤体应力与钻杆扭矩的关系研究

为了研究向煤体中打钻过程中煤体应力与钻杆上扭矩的关系,利用自主研发的钻杆扭矩测试装置,分别测定了煤体应力为6MPa、8MPa、10MPa、12MPa、14MPa条件下的钻杆扭矩。首次提出了利用钻杆扭矩测试煤体应力的方法,并通过现场实测进行了验证。研究结果表明:在钻进情况、煤体强度相同而煤体应力不同的条件下,钻杆扭矩及其变化速率与煤体应力都服从线性递增关系,线性相关系数在0.95以上。根据钻杆扭矩测试结果确定某矿12160工作面的卸压带宽度约为4m、应力峰值点大致位于孔深5m处和原岩应力区在孔深大于6m的区域。本文研究结果为煤体应力测试提供了新思路。     

钻进速度对钻杆扭矩影响的理论分析与试验研究

利用钻杆扭矩法预测冲击地压等煤矿动力灾害时,钻进速度是影响钻杆扭矩的一个重要因素。研究钻进速度对钻杆扭矩的影响可以减少预测指标的误差,提高预测准确性。利用自主研发的钻杆扭矩测试装置,对预制煤体相似材料试件进行了不同钻进速度下的钻孔试验,研究了不同钻进速度对钻杆扭矩变化的影响规律。试验结果表明:钻进速度对钻杆扭矩影响很大。同种煤岩体材料,相同压力条件下,钻进速度越快,钻杆扭矩越大,反之,钻杆扭矩越小。上述研究成果可用于减少预测指标误差。