表面张力对疏水微结构表面减阻的影响

通过构造具有棋盘状微结构的疏水表面,考虑表面张力的影响,利用定常与非定常结合的数值模拟方法,研究了疏水表面在湍流状态下的减阻特性以及微结构内气体封存的效果,其中Re=3000—30000.在低雷诺数下,疏水表面微结构内气体封存状态良好,减阻率最高约为30%;随着雷诺数的增大,压差阻力增大,减阻率有下降趋势.当来流速度过大时,水会大量进入微结构,疏水表面的减阻率变化剧烈,且已经不再减阻.结果表明,表面张力削弱了壁面切应力的影响,使得低雷诺数下微结构内气体能够有效封存,进而减小壁面阻力.     

35kV超导可控电抗器电流引线设计

35kV高温超导可控电抗器工作于70K液氮温区,通过控制超导线圈的工作状态来实现电抗的调节。线圈工作时,电流引线的焦耳热以及传导热是引线漏热的主要来源;当超导线圈开路时,线圈及电流引线则要承受高达十几千伏的感生电压,因此,电流引线的漏热优化以及电气绝缘水平是设计的重点。文中结合电流引线运行工况,设计了35kV超导可控电抗器电流引线,仿真结果表明,该设计漏热量低且温度分布均匀。此外,针对线圈开路时引线的高压情况确立了APG注射环氧绝缘的方案,有效的保证了绝缘水平。     

基于绝缘硅的微环谐振可调谐滤波器

采用电子束光刻和感应耦合等离子刻蚀等工艺,研制了一种基于绝缘硅材料的的微环谐振可调谐滤波器.滤波器微环半径为5 μm左右,波导截面尺寸为(350～500 nm)×220 nm不等.测试结果表明,波导宽度为450 nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽度为16.8 nm,1.55 μm波长附近的消光比为22.1 dB.通过对微环滤波器进行热光调制,在21.4 ℃～60 ℃温度范围内实现了4.8 nm波长范围的可调谐滤波特性,热光调谐效率达到0.12 nm/℃.研究了基于单环和双环的多通道上下载滤波器,实验结果表明多通道滤波器的信号传输存在串扰,主要是不同信道之间的串扰,尤其在信号上载时,会在相邻信道产生较大串扰.     

Beam dynamics simulations of the injector for a compact THz source

Terahertz radiation has broad application prospects due to its ability to penetrate deep into many organic materials without the damage caused by ionizing radiations. A free electron laser （FEL）-based THz source is the best choice to produce high-power radiation. In this paper, a 14 MeV injector is introduced for generating high-quality beam for FEL, is composed of an EC-ITC RF gun, compensating coils and a travelling-wave structure. Beam dynamics simulations have been done with ASTRA code to verify the design and to optimize parameters. Simulations of the operating mode at 6 MeV have also been executed.     

通过接枝苄基磺酸在MCM-41上固载手性Mn(salen)配合物

首先通过两步后合成处理,在MCM-41上接枝苄基磺酸;然后,以苄基磺酸为过渡产物,用手性Mn(salen)配合物修饰处理,得到了苄基磺酸轴向负载手性Mn(salen)配合物的MCM-41;实现了在廉价且温和条件下均相手性Mn(salen)催化剂的非均相化。采用X射线衍射(XRD)、低温N2吸附-脱附、红外光谱、热重-差示扫描量热(TG-DSC)分析、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)和酸度滴定等对样品进行了表征。结果表明,手性Mn(salen)配合物成功固载在MCM-41上,且MCM-41的介孔结构和Mn(salen)配合物的手性特征仍然保留。以间氯过氧苯甲酸为氧化剂,考察了所得固载型催化剂对α-甲基苯乙烯的不对称环氧化催化性能,结果表明在0℃反应2 h,催化剂用量为0.02 mmol,无需加入轴向配体N-甲基吗啉氮氧化物(NMO)的条件下对映体过量(enantiomeric excess,e.e.)值可达99%以上,转化率为77%。归因于苄基磺酸基起到了很好的轴向配体作用。经适当处理,固载型催化剂在循环使用5次后e.e.值依然有71%,表现出较好的活性和重复使用性能。     

通过接枝苄基磺酸在MCM-41上固载手性Mn(salen)配合物

首先通过两步后合成处理,在MCM-41上接枝苄基磺酸;然后,以苄基磺酸为过渡产物,用手性Mn(salen)配合物修饰处理,得到了苄基磺酸轴向负载手性Mn(salen)配合物的MCM-41;实现了在廉价且温和条件下均相手性Mn(salen)催化剂的非均相化。采用X射线衍射(XRD)、低温N₂吸附-脱附、红外光谱、热重-差示扫描量热(TG-DSC)分析、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)和酸度滴定等对样品进行了表征。结果表明,手性Mn(salen)配合物成功固载在MCM-41上,且MCM-41的介孔结构和Mn(salen)配合物的手性特征仍然保留。以间氯过氧苯甲酸为氧化剂,考察了所得固载型催化剂对α-甲基苯乙烯的不对称环氧化催化性能,结果表明在0 ℃反应2 h,催化剂用量为0.02 mmol,无需加入轴向配体N-甲基吗啉氮氧化物(NMO)的条件下对映体过量(enantiomeric excess,e.e.)值可达99%以上,转化率为77%。归因于苄基磺酸基起到了很好的轴向配体作用。经适当处理,固载型催化剂在循环使用5次后e.e.值依然有71%,表现出较好的活性和重复使用性能。     

铁掺杂HTiNbO5纳米片及其催化环氧苯乙烷醇解的性能

通过先将层状HTiNbO₅用四丁基氢氧化铵层离成单层纳米片,然后与铁溶胶重组,最后在不同温度（200~500℃）下焙烧,得到了一系列铁掺杂的HTiNbO₅纳米片。研究结果表明,铁溶胶掺杂有利于提高催化剂的比表面积和酸性,所得催化剂在环氧苯乙烷的醇解反应中表现出很好的催化效果。其中,水解时间为1h的铁溶胶与HTiNbO₅纳米片重组且在400℃下焙烧后所得催化剂的催化效果最好,优于未掺杂和Fe³⁺直接絮凝的HTiNbO₅纳米片。     

质谱在多金属氧簇化学中的应用

随着多金属氧簇化学的发展,迫切需要将多金属氧簇的液相反应过程和固相结构有机结合起来,以便更好地指导功能导向性多金属氧簇的设计与合成。传统的分析方法对一些特殊结构的多金属氧簇以及溶液自组装机理的研究具有局限性。随着软电离技术的发展,尤其是电喷雾电离(ESI)和基质辅助激光解吸电离(MALDI)的发明,质谱(MS)技术越来越多应用在简单无机化合物、配合物及金属有机化合物的研究中。多金属氧簇属无机高分子,是一类结构较特殊的无机配合物,多阴离子自身常带多个负电荷。钼、钨等具有较多同位素,可方便通过理论模拟与实际测量同位素分布的对比确定簇离子的准确组成。本文综述了质谱技术在多金属氧簇化学中的应用,如ESI-MS分析多阴离子在溶液中存在形式、监测反应过程、推断自组装机理,并对其在多金属氧簇化学中的应用前景进行了展望。     

热塑性聚氨酯及其复合材料的界面形态与流变特性

以聚酯型热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane,TPU)、玻璃纤维(glass fiber,GF)和玻璃微珠(glass bead,GB)为主要原料制备了TPU/GF、TPU/GB共混物,考察了复合体系的热性能、微观结构、动态流变特性.研究发现,TPU是温敏型聚合物,其温敏性与材料的硬段含量有关,在加工过程中,除考虑剪切速率的影响外,需重点考虑温度对其加工性能的影响;GF,GB填充TPU体系具有良好的分散形态和界面结合牢度,GF和GB的加入能够增加体系的黏度,降低TPU的温敏性,加宽TPU的加工温度窗口,从而改善其成型加工性,并能一定程度地提高其耐热性.研究还发现,复合体系黏度的增加程度不仅和填料的含量有关,而且与填料的形状有关,可用等效直径表征.另外,从比表面积的角度比较了玻璃纤维和玻璃微珠对体系热稳定性的影响.     

可逆加成-断裂链转移方法合成两亲液晶嵌段功能大分子及其自组装的研究

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)可控聚合反应方法,合成制备了一系列窄分子量分布、结构规整的两亲液晶嵌段功能大分子聚甲基丙烯酸亚己基胆固醇酯-b-聚甲基丙烯酸羟乙酯(PMA6Chol-block-PHEMA).运用核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)、示差扫描热分析仪(DSC)和热失重分析仪(TGA)对制备所得两亲嵌段功能大分子的化学结构、热物理性能以及液晶相结构与转变温度进行了研究.在此基础上,采用纳米沉淀法研究了所得系列液晶嵌段功能大分子在混合溶剂中的自组装,制备得到微米尺度球形组装体.研究结果表明刚性胆固醇液晶共聚单元的存在对于溶液自组装产生重要影响.