静态超高压下氢的晶体结构实验研究

在极端条件下,固态氢会经历一系列相变,理论预测其在足够高的压力下会演变为金属。由于金属氢被预测具有室温超导和超流等特性,其研究受到了学界的极大关注。然而,研究金属氢存在巨大的技术挑战:一方面,达到氢金属化的压力条件极为苛刻,至今对冷压下是否已制备出金属氢仍未达成共识;另一方面,超高压下氢的精确表征十分困难,特别是表征固态氢晶体结构的技术手段更是严重滞后。晶体结构作为了解一种材料的最基本信息,对其认知的匮乏阻碍了理解氢在高压下如何逐步演化为金属氢的过程。为此,着眼于超高压氢的晶体结构测量,发展了一套先进同步辐射X射线衍射方法,在室温下将氢的晶体结构测量扩展至254 GPa,将相关压力记录提高了一倍。介绍了相关的技术突破,探讨了在超高压下对氢进行晶体结构测量的方法以及存在的问题,以期为在更高压力条件下测量氢的结构信息做好铺垫。     

海洋天然气水合物降压开采地层井壁力学稳定性分析

降压开采天然气水合物使其分解会导致储层孔隙度、渗透率、孔隙压力和岩层骨架有效应力发生改变,同时降低沉积物的胶结程度,使地层的抗剪强度和承载能力降低,从而引起井壁失稳、海底滑坡、海底面沉降等工程问题.为此,在地下多相非等温数值模拟软件TOUGH+Hydrate框架内,基于扩展的三维Biot固结理论,考虑水合物分解相变、传热(T)、流动(H)、岩土体变形(M)等过程及其相互耦合作用,建立了新的水合物开采传热-流动-力学(THM)耦合数学模型,并开发有限元程序对其进行数值求解.以中国南海神狐海域GMGS1航次SH2站位水合物储层条件为研究对象,构建了垂直井降压开采THM耦合地层井壁稳定性分析模型,预测了水合物开采过程中储层温-压-力场和水合物分解区的演化规律,揭示了地层优势出砂区域和海底面沉降趋势.结果表明:储层降压导致地层有效应力增大,进而引起井周地层发生沉降,且地层的沉降主要发生在降压开采前期,最大沉降位置位于井壁周围,向储层内部延伸地层沉降量快速减小;水合物分解导致井周地层力学强度降低,加剧了储层的沉降;井筒降压造成射孔段井壁应力集中最为明显,从而造成井壁破坏的潜在风险,这些区域正是水合物开采出砂防治的关键区域.     

Ac Josephson effect in Corbino-geometry Josephson junctions constructed on Bi2Te3 surface

Recently, a Corbino-geometry type of Josephson junction constructed on the surface of topological insulators has been proposed for hosting and braiding Majorana zero modes. As a first step to test this proposal, we successfully fabricated Corbino-geometry Josephson junctions (JJs) on the surface of Bi₂Te₃ flakes. Ac Josephson effect with fractional Shapiro steps was observed in the Corbino-geometry JJs while the flux in the junction area was quantized. By analyzing the experimental data using the resistively shunted Josephson junction model, we found that the Corbino-geometry JJs exhibit a skewed current—phase relation due to its high transparency. The results suggest that Corbino-geometry JJs constructed on the surface of topological insulators may provide a promising platform for studying Majorana-related physics.     

高效液相色谱串联质谱法同时测定水产品中24种性激素

建立了同时测定24种性激素的高效液相色谱串联质谱法,包括:睾酮、甲基睾酮、诺龙、苯丙酸诺龙、群勃龙、康力龙、勃地酮、雄烯二酮、美雄酮、炔诺酮、乙酸甲孕酮、乙酸甲羟孕酮、乙酸氯地孕酮、17α羟基孕酮、21α羟基孕酮、甲羟孕酮、左炔诺孕酮、雌酮、雌二醇、雌三醇、炔雌醇、己烷雌酚、己烯雌酚、双烯雌酚。乙酸乙酯提取2次,硅胶柱净化。采用甲醇、水作为流动相,经过CAPCELLPAK C18色谱柱分离后,采用APCI离子源,外标法定量。方法定量限为0.5～2μg/kg,加标回收率为80%～102%,相对标准偏差为6%～10%。方法实现了3类性激素的同时定量及确证分析。     

ICP-AES测定稀土硅铁及镁硅铁合金中的铈、镧、镨和钕

研究了应用电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)测定稀土硅铁及镁硅铁合金中铈(Ce)、镧(La)、镨(Pr)、钕(Nd)的测定方法.该法各元素回收率为88.0％-106.8％,方法快速、简便易行、灵敏度高,重复性和再现性均能满足以上各元素的检测要求.     

掩星状态下的太阳形状及强度的理论及数值分析

提出了一种掩星状态下获得太阳形状及强度的方法,并进行了理论推导,建立了数值仿真模型。建立了无大气折射效应下的太阳形状及强度矩阵,并以此作为参考,通过阿贝尔积分公式及折射率垂直剖面反演得到经大气折射后的太阳像面任意位置处的大气弯曲角,根据弯曲角计算得到掩星后太阳像面各个点位置相对于不发生掩星时的位移,根据参考像面即可得到掩星后的太阳像面形状及强度矩阵。 仿真结果表明,采用此模型能实现掩星状态下,不同轨道位置,任意切点下的太阳形状及强度分布。 同时,以卫星轨道高度600 km作为仿真算例,模拟获得了从5~60 km不同正切点高度位置处相应的太阳形状及强度分布,并且仿真得到了云层遮挡下的太阳强度分布图。此模型对应用于卫星姿态部件的测试标定、遥感技术及材料测量等领域,实现能够较为真实地反映太阳形状及强度的太阳模拟器,具有较高的参考价值。     

“互联网+”时代下雨课堂在现代仪器分析课程教学中的实践与探索*

从课前预习、课上教学与管理和课后分析与总结等方面探讨了雨课堂在现代仪器分析课程教学中的实践探索。教学实践表明,采用基于“互联网+”的雨课堂混合式教学模式,学生的学习能力提高,教师的教学水平提高,课程评价模式提升。学生问卷调查结果表明,95%以上的学生认可雨课堂教学。同时,分析了目前雨课堂在实施过程中遇到的问题,并提出改进意见。旨在为高校进一步推进基于“互联网+”的雨课堂混合式教学模式提供参考。     

改性PTFE纤维金属配合物的制备及其光催化降解性能

使用聚丙烯酸接枝改性聚四氟乙烯(PAA-g-PTFE)纤维分别与Fe³⁺及其与Cu²⁺的混合物反应制备改性PTFE纤维铁和铁铜双金属配合物, 并分别使用傅里变换叶红外(FTIR)光谱和紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱(DRS)对两种配合物的化学结构和光吸收性能进行表征. 然后将两种配合物分别作为非均相光Fenton 反应催化剂应用于典型偶氮染料活性蓝222氧化降解反应中, 考察和比较了二者在不同pH介质中对降解反应的催化作用. 结果表明, 在有或无Cu²⁺的存在条件下, 一个Fe³⁺能够与三个PAA-g-PTFE表面的6个羧基发生反应形成配合物, 并且它们在紫外和可见光区表现出好的光吸收特性. 当两种金属离子共存时Cu²⁺比Fe³⁺更容易与PAA-g-PTFE发生配位反应形成铁铜双金属配合物. 在可见光辐射下PAA-g-PTFE铁配合物对不同pH水溶液中染料降解反应均表现出显著的催化作用, 但是溶液pH的升高不利于配合物催化活性的发挥. 而配合物中铁离子含量提高特别是引入Cu²⁺作为助金属离子能够较大幅度地改善其在高pH范围内的催化活性和重复利用性.     

高效液相色谱串联质谱法测定水体中氨基脲、5-甲基吗啉-3-氨基-2-恶唑烷基酮、1-氨基乙内酰脲和3-氨基-2-唑烷基酮

建立了高效液相色谱三重四极杆串联质谱检测水体中痕量氨基脲(SEM)、5-甲基吗啉-3-氨基-2-恶唑烷基酮(AMOZ)、1-氨基乙内酰脲(AHD)和3-氨基-2-唑烷基酮(AOZ)的分析方法。水样在pH 1.5～3条件下衍生8 h,经乙酸乙酯萃取,氮吹浓缩,流动相溶解后,内标法定量。分析条件为:CAPCELLPAK C18色谱柱,以甲醇和2 mmol/L乙酸铵(含0.1%甲酸)溶液为流动相进行梯度洗脱。结果表明:AMOZ、AHD和AOZ在0.005～1μg/L范围内,SEM在0.01～1μg/L范围内呈现良好的线性关系,相关系数均大于0.9980。AMOZ、AHD和AOZ的定性检测限和定量检测限为分别为0.0025μg/L和0.005μg/L;SEM的定性检测限和定量检测限为分别为0.005μg/L和0.01μg/L。4种化合物在水体中3个不同浓度添加水平下的平均回收率为84.9%～110.4%,相对标准偏差为1.2%～7.8%。方法可用于分析环境水体中4种化合物的残留。     

预制铂纳米颗粒对质子交换膜燃料电池用铂纳米线阴极的结构影响

铂纳米线（Pt NWs）由于其独特的结构特点,比商业Pt/C具有更高的氧还原反应（ORR）比活性。在本工作中,我们将预先制备好的铂纳米颗粒（Pt NPs）引入到碳基体中,用于诱导生长Pt NWs,获得了均匀分布Pt NWs的阴极。通过改变Pt NP载量（0~0.015 mg·cm^-2）和Pt NP来源（不同Pt含量的Pt/C）研究了所制备阴极的结构和性能。用扫描电镜对阴极表面进行了表征,并用透射电镜和X射线衍射分析了Pt NW的形貌和晶体结构。在单电池中分别进行了极化曲线和循环伏安曲线测试。当Pt NP来源为40% Pt/C且其载量为0.005 mg·cm^-2时,制备的Pt NW阴极具有最佳的单电池性能和最大的电化学表面积（ECSA）。最后,提出了预制Pt NP影响Pt NWs分布的可能机制。