两个salen型卤代希夫碱Ni(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及Hirshfeld表面分析

通过硝酸镍与卤代希夫碱在甲醇溶液中反应,合成了2个Ni（Ⅱ）希夫碱配合物[Ni（3,5-Cl-salcy）]（1）和[Ni（3-Cl-salcy）]（2）,（3,5-Cl-salcyH₂=N,N′-（±）-双（3,5-二氯水杨基）-1,2-环己二胺; 3-Cl-salcyH₂=N,N′-（±）-双（3-氯水杨基）-1,2-环己二胺）。通过X射线衍射测定了2个配合物的结构。结构分析表明2个配合物的基本单元均为Ni（Ⅱ）离子通过与希夫碱配体的[N₂O₂]原子配位构成相似的平面型单核配合物。Platon软件分析表明配合物1中并不存在任何氢键,配合物2也仅存在非经典氢键。通过Hirshfeld表面分析法对2个配合物晶体结构中弱交换作用的分析结果表明,虽然卤原子构成的氢键相对较弱,但是C-H…X在稳定三维超分子晶体结构中起着非常重要的作用;此外,通过2个配合物的对比发现,配体中卤原子数量的不同对于晶体中弱交换作用的占比可以起到非常重要的影响。     

Al/Fe多核羟基阳离子柱撑膨润土的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附

以云南砚山膨润土为原料,Al~(3+)和Fe~(3+)为柱化剂,采用水热离子交换法,在不同B值(OH-/M~(3+)物质的量之比)和不同Al/Fe条件下制备Al/Fe多核羟基阳离子柱撑膨润土,并用其作为吸附剂吸附Cr(Ⅵ)离子含量为100 mg/L的模拟废水。结果表明,原土的吸附率较低,柱撑后的膨润土有很好吸附效果,吸附率均在90%以上,其中B值为2.5,Al/Fe为1∶10条件下,Cr(Ⅵ)的吸附率达到99.81%。     

菲涅尔透镜热变形对CPV聚光系统性能影响的数值研究

由硅胶-玻璃材料组成的SOG(silicone on glass)型菲涅尔透镜在温度变化时会产生热变形,影响CPV(concentrating photovoltaic)聚光系统的性能。为研究透镜热变形对聚光系统光效率的影响,优化设计两类聚光系统,并采用数值计算的方法模拟透镜的热变形,再将热变形导入光学模型中,使用蒙特卡罗方法计算变形前后的聚光效率。结果表明:对于单级聚光系统,采用单色光均匀性优化方法设计的透镜受翘曲变形和齿面自由变形影响较大,光效率在变形前后相差10%左右,改进型补偿色散方法设计的菲涅尔透镜受翘曲变形和齿面自由变形影响较小。另外,双级聚光系统可以有效抵抗热变形的影响。     

基于AOTF的成像光谱仪及其在同色异谱目标鉴别中的应用

为了同时获得同色异谱目标的光谱信息和空间分布信息,设计了基于声光可调谐滤波器(acousto-optic tunable filter, AOTF)的成像光谱仪,主要包括前置成像透镜组、AOTF滤光成像模块、AOTF驱动器、CCD图像检测器、图像采集卡和计算机。在计算机的控制下,实现波长的快速扫描,获取每个设定波段下的灰度图像,构建一个光谱图像立方体,因此可以获得图像中任意一点的光谱信息。所设计的成像光谱仪,光谱范围为550 ～1 000 nm,光谱分辨率2.6 nm(@632 nm),光谱扫描速度快,任意两个波长之间的切换时间小于80 μs,整个仪器无机械运动部件,功耗低,抗振能力强。利用该仪器对真假玫瑰花进行了鉴别试验,对涂改物证进行了信息复原实验,并成功地辨别出真假玫瑰花和复原出涂改物证,证实了该成像光谱仪具有优异的同色异谱目标鉴别本领,在同色异谱物质的鉴别上具有广阔的应用前景。     

乳酸促进的仲钼酸铵催化氧化环己烷过程

环己烷的催化氧化是重要的工业反应之一,为了寻找更高效廉价的催化剂,研究了仲钼酸铵(APM)对环己烷氧化的催化活性,并着重探讨了酸助剂的种类及添加量对APM催化活性的影响。 与硝酸相比,乳酸对环己醇转化为环己酮的过程促进作用更强,且使反应物的有效利用率更高,并由此将APM对目标产物的总TON(turn over number)值由124提高到161。     

[Ni（qina）2（H2O）2]·2DMSO配合物的合成、结构及其催化性能

在常温下,通过溶剂置换法制备了[Ni（qina）2（H2O）2]·2DMSO单晶,其中qina^-为喹哪啶酸根,DMSO为二甲亚砜．配合物属于单斜晶系,C2／m空间群．2个qina^-配体以氮原子和氧原子与Ni（Ⅱ）离子反式螯合配位,2个H2O分子则以氧原子与Ni（Ⅱ）离子轴向配位,形成八面体配合物．配合物分子之间通过氢键和π-π堆积等弱相互作用构筑成三维超分子结构．该配合物能显著提高乙酸-1-萘酯的水解反应速率,当配合物浓度为1．0×10^-4mol／L时,在pH=8．44的乙酸-1-奈酯体系中,酯的水解速率提高了365倍．     

低数据量环境下物联网密钥管理算法与方案设计

为了提高低数据量环境下物联网密钥的安全性与可靠性,需要对低数据量环境下物联网密钥管理算法以及密钥管理方案进行设计研究。使用当前管理算法对低数据量环境下物联网密钥进行管理时,在物联网网络节点增加到一定数量的情况下,无法保证低数据环境下物联网的安全性与可靠性。为此,提出一种基于LHKE的低数据量环境物联网密钥管理算法与方案设计方法。该算法是由当前算法为基础结合Qoskm算法优点形成的一种新的低数据量环境下物联网密钥算法,此算法将设立两个相同的低数据量密钥树,通过计算组播成员在物联网上的信任度与安全度,将信任度与安全度较高的组播成员放在一棵低数据量密钥树上,其他的组播成员放在另一棵低数据量密钥树上,再通过LHKE算法的初始化、子密钥生成和网络密钥生成三个阶段,对低数据量环境下物联网密钥进行管理。实验仿真证明,所提算法提高了低数据量环境下物联网密钥的安全性与可靠性。     

傅里叶红外光谱仪分束器自动装调系统设计

为了提高傅里叶红外光谱仪干涉系统的精度,设计了一种基于一体化分束器的自动装调系统。使用光学胶水将棱镜与分束器固定在一起组成一体化分束器,在一体化分束器上设置三点调整机构,O点位置进行固定作为参考点,在X点、Y点位置装入压电陶瓷,利用压电陶瓷驱动分束器进行微小位移的调整。在动镜匀速运动的情况下,利用四象限检测器检测三路携带相位差信息的信号,对信号进行放大滤波和数字化处理后,采用DSP的ECAP模块捕捉三路相位差信号,并利用增量式PID算法根据相位差来对三个点位的调整幅度进行实时控制,使用DSP的AD模块采集三路信号,并利用USB2.0与上位机进行通信,在上位机上实时显示三路信号图形及相位差信息。利用光学胶水的紫外固化特性,在支架上安装紫外照射灯,调整过程中不断增加照射强度使光学胶水进行深度固化,从而制作出符合傅里叶变换红外光谱仪应用需求的一体化分束器。实验结果表明,所设计的基于一体化分束器的自动装调系统具有结构简单,调整精度高等优点,其能够满足常规红外分束器装调需求。     

时频域分形维数分析的光谱信号重叠峰解析算法

由于光谱谱线存在自然展宽、多普勒展宽、碰撞展宽等,使混合气体中多种成分的吸收光谱信号出现相邻谱峰重叠现象,给混合气体组成成分的定性或定量检测带来较大的困难。现有的方法在获取先验知识、处理精度、运算效率等方面存在不足。提出基于时频域分形维数分析的光谱信号重叠峰解析算法,结合小波的多尺度观测能力和分形的自相似度的度量能力,识别、定位和解析光谱信号中的重叠峰。首先利用小波对具有重叠谱峰的光谱信号进行光谱频率域和尺度域的分析,然后对该时频域的光谱信号在同一光谱频率下的多尺度数据进行自相似性度量和分形计算。逐频率计算后得到光谱信号在频率域的分形维数曲线。该曲线体现了光谱信号在不同尺度的自相似性,其极值位置与光谱信号的各独立峰的位置具有相关性。依据此特性,结合分形曲线的特征参数,最后利用神经网络解析出对应混合气体成分的混叠在一起的各个独立谱峰。该方法利用小波的多分辨率特性,对信号进行不同尺度的精细度量。分形模型则提高了系统解析复杂信号的能力,对重叠程度高的多谱峰重叠信号也有很强的处理能力。借助人工神经网络,实现了整个算法的自动测量。通过实验结果分析,验证了算法的有效性,并讨论影响算法效果的主要因素。     

Efficiently enhanced energy storage performance of Ba2Bi4Ti5O18 film by co-doping Fe3+ and Ta5+ ion with larger radius

We present an efficient strategy, that is the co-substitution of Fe³⁺ and Ta⁵⁺ ions with large radius for Ti⁴⁺ ion, to enhance energy storage performance of Ba₂Bi₄Ti₅O₁₈ film. For the films co-doped with Fe³⁺ and Ta⁵⁺ ions, the maximum polarization under the same external electric field is improved because the radius of Fe³⁺ and Ta⁵⁺ ions is larger than that of Ti⁴⁺ ion. Moreover, due to the composition and chemical disorder, the relaxor properties are also slightly improved, which can not be achieved by the film doped with Fe³⁺ ions only. What is more, for the films doped with Fe³⁺ ion only, the leakage current density increases greatly due to the charge imbalance, resulting in a significant decrease in breakdown strength. It is worth mentioning that the breakdown strength of Fe³⁺ and Ta⁵⁺ ions co-doped film does not decrease due to the charge balance. Another important point is the recoverable energy storage density of the films co-doped with Fe³⁺ and Ta⁵⁺ ions has been greatly improved based on the fact that the maximum external electric field does not decrease and the maximum polarization under the same external electric field increases. On top of that, the hysteresis of the polarization has also been improved. Finally, the co-doped films with Fe³⁺ and Ta⁵⁺ ions have good frequency and temperature stability.