基于便携式近红外光谱仪的重金属离子定量分析研究

近红外光谱分析技术凭借分析速度快、样品预处理简单等特点,被广泛用于农业、医药、环境、石油化工等领域。为实现高效率的现场检测,便携式的近红外光谱仪越来越备受关注。由于近红外光谱分析技术能够对多组分同时进行测定,因此在该研究中使用便携式近红外光谱仪探索同时对稀溶液中多种重金属离子定量分析的可行性。使用胺基改性聚合淀粉富集水中的镍离子和铜离子,然后使用便携式近红外光谱仪直接采集胺基改性聚合淀粉的近红外漫反射光谱,再借助光谱预处理方法和偏最小二乘回归法建立模型,最后通过交叉验证和外部验证证明所建立模型的稳定性。结果表明,在其他干扰离子存在下,氨基改性聚合淀粉仍能分别以99.5%和99.8%高效率地富集稀溶液中的镍离子和铜离子。便携式光谱仪采集的近红外漫反射光谱分别经连续小波变换和多元散射校正结合卷积求导光谱预处理之后,使用偏最小二乘回归能够得到相关系数分别为0.981 9和0.965 4的稳健模型,实现了对稀溶液中镍离子和铜离子的同时测定,并且检测到的镍离子和铜离子的最低浓度均为3.0 mg·L-1。该方法不仅提高了近红外光谱分析技术的检测灵敏度,同时也表明了便携式近红外光谱仪对多种重金属离子同时定量分析的可行性,是一种拓宽近红外光谱分析技术的有益探索。     

人工沉床去除富营养化河水中COD的过程机制

设计了一种模块化气浮调节式人工沉床装置,用于去除富营养化河水中的COD.该装置克服了水深变化大、水体透明度低、夏季藻类和浮萍泛滥等不利因素对水生植物生长的制约,可显著提高重富营养化水体中植物栽植的成活率.通过在天津市外环河的现场实验表明：在植物生长期内,当停留时间为5.48 d时人工沉床对COD的去除率可达到30%~35%,冬季也维持在5%~10%.COD值随停留时间的变化符合一级动力学方程,相关系数在0.9以上;衰减系数随水温的变化趋势符合S型增长曲线：在5~20℃范围内,水温的上升导致COD的衰减系数快速增加,在低于5℃或高于20℃时,水温的变化对COD的衰减系数影响不明显.     

海河干流柱状沉积物磷的分布特征及潜在释放预测

采集海河干流三岔口至二道闸段张家嘴、赵北渡、邢家圈和大郑村4处的柱状沉积物,测定了不同深度沉积物中总磷及各形态磷的含量,并对其进行了相关性分析.结果表明:海河干流柱状沉积物总磷(TP)、可交换态磷(Ex-P)、铁铝磷(Fe/Al-P)、钙磷(Ca-P)和残渣态磷(Res-P)含量分别在487.2～1265.9,12.6～61.8,36.3～410.5,409.0～634.1,48.0～261.2mg/kg范围内,Ca-P和Res-P含量之和占总磷的80%以上;除个别深度外,总磷及各形态磷含量大体上随深度增加呈逐渐下降趋势;总磷、各形态磷之间相关性显著(p0.001).磷释放预测结果表明,海河干流表层沉积物可释放约(41.8±10.5)t的活性磷,将造成上覆水磷浓度增加3.1mg/L.     

微晶硅n-i-p太阳电池中n型掺杂层对本征层结构特性的影响

采用高压射频等离子体增强化学气相沉积方法在非晶和微晶两种n型硅薄膜衬底上沉积了一系列不同厚度的本征微晶硅薄膜,研究了不同n型硅薄膜对本征微晶硅薄膜的表面形貌、晶化率和结晶取向等结构特性的影响.结果表明,本征微晶硅薄膜结构对n型掺杂层具有强烈的依赖作用,微晶n型掺杂层能够有效减少n/i界面非晶孵化层的厚度,改善本征微晶硅薄膜的纵向均匀性,进而提高微晶硅n-i-p太阳电池性能. 关键词： 孵化层 微晶硅薄膜 纵向均匀性 n-i-p太阳电池     

宇称、时间反演及粒子-反粒子对称性的破坏及其意义

在物理学中对称性的研究是非常重要的。对称性的研究可追溯到远古的中华和希腊文化。物理世界中的对称性能使人们抓住事物的本质,使复杂的问题变为简单且能控制。现代科学对各种对称性有很好的定性和定量的描述,而且认识到对称性与守恒定律有着密切的联系。1918年Noether证明在古典力学中相对于每一种对称性存在着一守恒量。比如说,两个点粒子之间的引力作用具有连续的空间转动不变性,这一系统的总角动量是守恒的,也就是说空间旋转对称性对应着角动量守恒。     

温度敏感型树枝状大分子衍生物的合成及药物控制释放

通过加入偶联剂活化末端羧基基团进行酰胺化反应, 将得到的带有羧基末端基团的温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺接枝到整代的树枝状大分子聚酰胺-胺(PAMAM)上, 制备了树枝状大分子衍生物PAMAM-g-PNIPAm, 通过FTIR和¹H NMR表征其结构, 通过GPC和¹H NMR测定其分子量, 从而验证了接枝产物的形成; 通过紫外-可见分光光度计测定其在不同pH值缓冲液中的低临界溶胀/溶解温度(LCST)值, 发现产物的LCST值受缓冲液pH值的影响很大, 接枝前后的LCST值也发生了变化. 选用难溶性药物吲哚美辛作为模型药物, 考察了树枝状大分子及其温度敏感性衍生物PAMAM-g-PNIPAm作为载体对药物的包载、增溶和不同温度环境下的释放行为. 结果表明, 树枝状大分子衍生物对吲哚美辛具有增溶和控制释放的性能, 在难溶性药物的控制释放领域具有广阔的应用前景.     

识别三唑类农药的片段印迹聚合物的合成及在固相萃取中的应用

采用片段印迹技术, 合成了一系列对7种三唑类农药(三唑酮、烯唑醇、多效唑、烯效唑、戊唑醇、三唑醇和双苯三唑醇)具有识别能力的聚合物. 振荡平衡吸附实验表明, 以邻硝基苯酚为模板的聚合物(M1)对上述7种农药具有最佳的选择性吸附性能. 根据分析物结构对片段印迹聚合物吸附能力的影响, 提出了片段印迹聚合物的识别机理: 三唑类化合物的分子片段末端苯环进入片段印迹聚合物的孔穴中, 同时其羟基与聚合物孔穴外的功能单体4-乙烯基吡啶上的氮原子形成氢键, 二者的协同作用实现对目标分子的选择性识别, 其中分析物末端苯环和聚合物孔穴的匹配是影响片段聚合物识别能力的主要因素. 将基质固相分散(MSPD)与以M1为吸附剂的分子印迹固相萃取(MISPE)联用, 用于土壤样品的前处理. 在3种添加水平下, 各分析物的回收率均为75%~102%, 相对标准偏差为3%~9%(n=5), 方法检出限(信噪比等于3)0.9~15 μg/kg. 表明该分析方法结合了MSPD的快速提取和MISPE的高选择性的特点.     

成膜剂对染料敏化太阳电池性能的影响

通过刮涂法将P25粉的乙醇体系配制的TiO_2浆料制备成光阳极中的TiO_2薄膜,在TiO_2浆料中分别加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和乙基纤维素(M70),作对比实验,研究发现加入PVP制备的TiO_2薄膜的宏观和微观结构都得到了明显的改善,其影响了TiO_2薄膜的孔隙率、比表面积和染料的吸附量,显著改善了染料敏化太阳电池性能,短路电流由5.59 mA/cm~2增到11.31 mA/cm~2,电池效率由2.70;增到5.31;(AM1.5).     

高压13.56MHz PECVD法沉积器件质量级本征微晶硅材料

本文国内首次报道了采用高压RF-PECVD技术沉积本征微晶硅材料的结果.实验表明,增大等离子体激发功率和减小硅烷浓度都能够使薄膜材料由非晶硅逐渐向微晶硅转变,而结构上的改变使得电学特性也随之改变.通过工艺参数的优化和纯化器的使用,有效地控制了氧的掺杂,在较高的生长速度下得到了器件质量级的本征微晶硅材料.将实验得到的微晶硅作为太阳电池光吸收层,在没有ZnO背电极和没有优化窗口层材料以及p/i界面时,电池的效率达到5.22;,这进一步表明本征微晶硅材料的良好性能.     

甲基乙酸铵及氯苯在有机-无机卤化铅钙钛矿 结晶过程中的协同作用

通过在钙钛矿前驱溶液中加入甲基乙酸铵(MAAc)并结合氯苯(CB)反溶剂工艺制备了MAPbI3及MA1-x FAx PbI3混合阳离子钙钛矿薄膜,并系统研究了其在薄膜结晶过程中的协同作用.发现MAAc可以诱导MAPbI3晶体在(112)/(200)而非(110)方向上的晶化,且CB反溶剂处理可以进一步促进MAPbI3(112)/(200)的晶化;在MA1-x FAx PbI3混合阳离子钙钛矿体系中则同时存在(110)和(112)/(200)结晶取向,且(110)取向上的结晶比例随FA+含量的增加而提高,CB反溶剂处理将促进晶粒在(110)取向上的生长.最终通过工艺优化,在前驱溶液中加入16;的MAAc并利用CB反溶剂工艺,实现了效率为～17.5;且无明显迟滞现象的MA0.9 FA0.1 PbI3钙钛矿太阳电池.