不同土壤物理性质下石油类污染物LIF发射特征研究

利用激光诱导荧光技术可对土壤中石油类污染物快速检测,不同土壤物理性质下,污染物荧光发射特征具有一定差异。为实现外场检测时快速制备合适的土壤样品,实验研究了土壤疏松度、颗粒度、湿度与土壤中石油类污染物荧光强度及光谱稳定性之间的关系。压片机压强大于2 MPa时土壤样品荧光光谱的稳定性较好,九种不同疏松度的土壤样品荧光强度的相对标准偏差为3.51%。不同粒径的机油土壤样品荧光强度差异较小,其中100目土壤样品的荧光光谱RSD值为2.25%。结果表明,土壤样品表面呈平整洁净时,所得样品荧光光谱的稳定性较好,土壤疏松度和颗粒度对荧光光谱的影响较小。湿度对土壤样品荧光发射的影响较大,当土壤湿度低于10%,荧光强度变化较小;湿度范围大于10%时,荧光强度变化较大。为利用LIF技术对外场土壤中石油类污染物检测时,快速有效制备土壤样品及准确测量提供参考。     

Fe（II）-NH(a1Δ)N4S2自旋翻转单分子磁体的电子输运性质

Spin-crossover (SCO) magnets can act as one of the most possible building blocks in molecular spintronics due to their magnetic bistability between the high-spin (HS) and low-spin (LS) states. Here, the electronic structures and transport properties through SCO magnet Fe(II)-N₄S₂ complexes sandwiched between gold electrodes are explored by performing extensive density functional theory calculations combined with non-equilibrium Green''s function formalism. The optimized Fe-N and Fe-S distances and predicted magnetic moment of the SCO magnet Fe(II)-N₄S₂ complexes agree well with the experimental results. The reversed spin transition between the HS and LS states can be realized by visible light irradiation according to the estimated SCO energy barriers. Based on the obtained transport results, we observe nearly perfect spin- filtering effect in this SCO magnet Fe(II)-N₄S₂ junction with the HS state, and the corresponding current under small bias voltage is mainly contributed by the spin-down electrons, which is obviously larger than that of the LS case. Clearly, these theoretical findings suggest that SCO magnet Fe(II)-N₄S₂ complexes hold potential applications in molecular spintronics.     

动态表面增强拉曼光谱在敌瘟磷快速定量分析中的应用

动态表面增强拉曼光谱是在干态与湿态表面增强拉曼光谱(SERS)检测的基础上发展而来的,不仅具有极好的信号增强,还具有良好的重复性与稳定性。提出了一种基于动态SERS与多元分析方法的敌瘟磷快速定量分析方法。实验中,首先测量100,50,10,5,1,0.5和0.1 mg·L-1敌瘟磷动态SERS谱图,并使用多项式校正方法去除光谱基线漂移。然后,处理后的全范围(600~1 800 cm-1)与特征范围(674~713,890~1 195,1 341~1 399和1 549~1 612 cm-1)光谱分别利用支持向量机回归(SVR)构建定量模型,实现对敌瘟磷的定量分析。同时,实验还评估了主成分分析(PCA)对定量分析结果的影响。实验结果表明特征范围光谱所建立的模型预测误差较小,而数据经过PCA处理后预测误差得到进一步下降。最优回归模型是由特征范围光谱经PCA处理后所构建的模型(RMSECV=0.065 7 mg·L-1),模型能够准确地预测敌瘟磷溶液浓度。为了测试实际检测中的效果,该方法被用来对苹果表面的敌瘟磷残留进行检测,并通过气相色谱法进行验证。结果表明该方法对于同一样本多次检测值波动较小,且检测均值与气相色谱检测值相差较小,相对误差最大仅为5.13%。此外,动态SERS检测可在2 min内完成,且后续数据处理也可在数秒内完成,同时整个过程的试剂消耗仅在2 μL左右。因此,所提出的方法在敌瘟磷快速准确检测具有极大优势。     

光学自由曲面面形检测技术

光学自由曲面因其表面自由度较大,可以针对性地提供或矫正不同的轴上或轴外像差,同时满足现代光学系统高性能、轻量化和微型化的要求,逐渐成为现代光学工程领域的热点。自由曲面的检测技术已经成为制约其应用的最重要因素,而目前精密光学自由曲面的检测手段仍然沿用非球面检测方法。本文回顾了近年来的自由曲面检测发展历程,对目前主流的非接触式检测方法(微透镜阵列法,结构光三维检测法,相干层析术,干涉检测法)进行了重点介绍;总结了非球面检测方法运用到自由曲面检测中的技术难点,同时结合这些技术难点,展望了自由曲面检测的未来发展新趋势,主要集中在非旋转对称像差的动态补偿、分区域像差的回程误差校准及子孔径拼接技术。     

基于TFWPA算子的模糊优化组合预测模型及其应用

传统的组合预测中,预测对象往往是实数或区间数,实际上,三角模糊数则更能刻画不确定环境下复杂事物的某些量的特征。因此,本文提出一种预测信息为三角模糊数的模糊优化组合预测新方法。定义了两个三角模糊数的相对误差,同时考虑到预测数据之间的交叉影响,基于三角模糊加权Power平均(TFWPA)算子、三角模糊加权Power几何(TFWPG)算子和max-min准则,分别构建模糊优化组合预测模型。提出非劣性和优性组合预测的概念,证明所提模糊组合预测模型具有非劣性质。最后通过实例分析说明了该模糊组合预测方法的有效性,并对参数做了灵敏度分析。     

霍尔效应实验数据的新应用——提取副效应与螺线管参数

基于霍尔效应测量通电螺线管内部磁场的实验数据,提出了评估霍尔元件副效应的方法,包括霍尔元件的不等势电压降以及能斯托效应和里纪-勒杜克效应引起的附加电势,并详细讨论了它们对结果的影响.进一步,借助Origin软件,利用通电螺线管磁场分布的理论公式拟合相应的实验数据,非常准确地估测了螺线管的基本参数,包括螺线管总匝数、长度及平均半径等.     

拟协调有限元弱形式的辛算法

基于弱形式的力学方程,阐述了弱形式广义方程是拟协调有限元的内在本质,用弱形式给出的微分方程和边界条件根本上是降低了函数光滑性,不过对工程问题而言,给出的有限元解比原始方程更接近真实解,其数值解就是广义协调方程的直接解,同时满足平衡和几何方程弱连续条件。进而就导出的对偶体系弱形式哈密尔顿方程,采用辛相似变换,利用平方约化法求解哈密尔顿矩阵特征值问题,使其哈密尔顿结构得到了保证。辛算法具有较强的有效性,可以解决常规有限元难以适应的领域,对计算力学发展有着重要的作用。     

基于Box-Behnken法的合肥湖积软土固化配方优化的试验研究

选择CaO和纯碱作为激发剂掺入GGBS(粒化高炉矿渣微粉)制备GGBS+CaO+纯碱固化合肥湖积软土,通过无侧限抗压强度试验研究固化黏土的强度变化规律。以GGBS、CaO和纯碱的掺量作为影响因子,以7d和28d固化土的无侧限抗压强度作为响应值,基于Box-Behnken法确定3种外添剂的最佳配合比。研究表明:GGBS掺量的变化对强度响应影响最大,且其敏感程度随龄期的增大而增大;而对于CaO和纯碱,情况则相反。养护7d后,各因素对强度的线性效应和曲面效应均显著,CaO与纯碱的交互作用显著;养护28d后,GGBS与纯碱的交互作用显著。最终得出:GGBS、CaO和纯碱三掺量固化黏土最佳配比分别为13.08%、4.89%和1.25%;在最佳配合比下,7d和28d的预测强度分别达到550.904kPa和665.953kPa。最后对实测值与预测值进行了对比分析。研究成果可为在合肥滨湖地区应用矿渣类软土固化剂提供理论依据。     

三维荧光与紫外光谱联合表征样品中猝灭剂赋存状态:以胡敏酸与Fe(Ⅲ)相互作用为例

利用三维荧光-紫外光谱表征了荧光猝灭剂的赋存状态,当样品体系中存在Fe(Ⅲ)的情况下,胡敏酸会发生荧光猝灭现象,而其紫外光谱基本不受影响。考察了胡敏酸荧光强度I值(Ex/Em=300 nm/510nm)和紫外吸光度A值(UV300)的变化,I/A比值越小,说明水样中猝灭剂Fe(Ⅲ)浓度越高。当胡敏酸为10,15和20 mg·L~(-1)时,根据Stern-Volmer公式I/I_0=1-f_c×K_c×[c]/(1+K_c×[c])以及拟合函数I/A=f×[k/(CFe~(3+)+c)+b],拟合得到荧光猝灭常数K_c=1.08~1.15,比例系数f_c=1.10~1.14之间,胡敏酸荧光强度值与吸光度比值(I/A)及铁离子浓度(C_(Fe~(3+))相关曲线系数f=0.83~1.19,k=587.19~612.19,c=0.87~0.92,b=-87.09~-46.36,拟合曲线相关性R~2均为0.99。Stern-Volmer公式描述了Fe(Ⅲ)对胡敏酸荧光的猝灭作用,但实际样品测定时难以获得无猝灭剂时的荧光强度I_0。基于荧光强度I_0与紫外吸光度A之间的内在联系,两者比值I/A与Fe(Ⅲ)浓度c的拟合函数亦可以反映Fe(Ⅲ)对胡敏酸荧光的影响。利用拟合公式预测城市污水厂及纳污河流样品的树脂分离富集液中铁离子浓度,与电感耦合等离子体发射光谱仪实际测量值相比,铁离子浓度较高的情况下(铁离子浓度大于0.4 mg·L~(-1)时)预测结果较好,可以判断猝灭剂的存在及相应浓度。     

一种新型核壳型色谱固定相在高效液相色谱中的评价及应用

采用扫描电镜、透射电镜和氮气吸附法对制备的新型核壳型色谱固定相进行了表征,结果表明该固定相单分散性好、表面放射状孔道壳层结构均一、孔径分布窄。对该核壳材料的表面进行C18键合修饰,考察其基本色谱性能,色谱柱的理论塔板数超过150000块/m,色谱峰峰形对称,甲苯与乙苯的保留因子之比为1.45,亚甲基选择性优异。将该核壳材料应用于汽车尾气中醛酮类化合物的检测,在优化的色谱条件下,2,4-二硝基苯肼（DNPH）衍生的醛酮类化合物在15 min内获得了较好的分离效果。该核壳型C18色谱固定相具有分离速度快、选择性好、柱效高等特点,适于复杂样品的高效、快速分离分析。