基于无人机探测大柴旦地区近地层气溶胶特征

通过改装多旋翼无人机（UAV）和搭载各类载荷以及联合地基观测设备对大柴旦地区大气、环境以及气溶胶参数进行测量。利用获得的数据资料，对该地区近地层气溶胶粒子数浓度（即单位体积空气中气溶胶粒子的数目）、消光系数以及气象要素等特征进行了分析。结果表明，在大柴旦地区，近地层气溶胶粒子数浓度日变化显著，呈现双峰形态，气溶胶粒子数浓度的变化范围为75～220 cm^-3,消光系数的变化范围为0.004～0.038 km^-1;当风速小于6 m/s时，气溶胶粒子数浓度与风速呈负相关关系；当风速大于6 m/s时，二者呈正相关关系；相对湿度对气溶胶粒子的影响较小，这可能是由于该地区以沙尘型气溶胶为主，吸湿性较弱。本研究基于多旋翼无人机探测平台，可以有效地获得近地层精细化大气、环境结构，有助于研究人员了解该地区气溶胶的结构、变化特征以及建立气溶胶模式，同时也为气溶胶及大气环境参数探测方法提供了技术支撑及思路拓展。     

CdS/沸石分子筛复合光催化剂的制备及光催化性能

以煤矸石为原料,经Na2CO3碱熔活化和水热合成获得了沸石分子筛;利用Cd2+对沸石分子筛进行离子交换并通过沉淀过程制得了CdS/沸石分子筛复合粉体.采用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所得样品进行表征,并以模拟太阳光为光源,罗丹明B (RhB)为目标降解物,对其光催化活性进行了研究.结果显示:沸石分子筛上负载的CdS的晶相为立方相,制得的CdS/沸石分子筛复合粉体具有较好的光催化活性,且三次循环利用后仍具有较好的催化活性,在模拟太阳光辐照下,CdS/zeolite(0.5 M)复合粉体重复利用3次后,处理260 min对RhB的降解率仍可达91.3;.所得粉体对RhB的光催化过程符合一级动力学方程式,光催化过程中,RhB 紫外可见光谱的蓝移现象揭示所得CdS/沸石分子筛可通过脱乙基-共轭显色基团断裂途径降解RhB.     

SiNX覆盖层厚度对非晶In-Ga-Zn-O薄膜退火晶化的影响研究

采用射频磁控溅射在二氧化硅衬底上沉积一层厚度200 nm的非晶In-Ga-Zn-O(IGZO)薄膜,并在IGZO膜层上沉积厚度分别为20 nm、50 nm、60 nm、70 nm、90 nm的SiNX薄膜覆盖层,于350℃条件下N2气氛中退火1 h.采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量色散谱仪(EDS)对IGZO薄膜的微观结构及成分进行研究.研究结果表明,退火后无覆盖层的IGZO膜层仍为非晶状态,70 nm以上SiNX覆盖层下的IGZO薄膜不发生晶化.与此不同,20～60 nm的SiNX覆盖层下IGZO膜层与SiNX覆盖层的界面处存在纳米凸起柱,使IGZO薄膜与SiNX覆盖层的接触界面脱离,此厚度的SiNX覆盖层具有诱导非晶IGZO薄膜晶化的作用,IGZO膜层内部的晶粒直径约10 nm.成分分析结果表明,结晶处In原子含量增加,IGZO薄膜中In原子的局域团聚是IGZO薄膜发生晶化的原因.     

六配位FeN_6自旋翻转化合物的自旋输运特性（英文）

本文采用第一性原理计算和非平衡格林函数方法,研究了六配位FeN_6的自旋输运特性.理论计算结果表明在外场(如光辐射)作用下通过改变配体与磁芯间键长来实现磁体的高低自旋之间的转换.基于计算得到的透射谱和伏安曲线,发现通过高自旋态分子结的电流显著大于低自旋态磁体,且通过高自旋态分子结的输运特性由自旋向下的电子提供主要贡献.理论预测出来的分子开关和自旋过滤效应表明此类铁基六配体自旋翻转化合物可用于分子自旋电子学器件设计.     

超光谱红外卫星资料同步反演不同地表类型的大气廓线、地表温度和地表发射率

大气温度、水汽、地表温度和地表发射率是大气和地表的本征信息量。利用卫星红外资料精确反演大气温湿廓线有利于准确预报天气和研究气候变化,同时地表温度和地表发射率光谱的反演为研究植物生长与作物产量、地表水分蒸发与循环、能量平衡、地表成分及物理性质、气候变迁与全球环境提供重要参数指标。把大气和地面作为一个整体系统来考虑,建立一种能同步反演大气温度廓线、大气水汽廓线、地表温度和地表发射率的反演方法,利用超光谱红外卫星资料(atmospheric infrared sounder, AIRS),针对我国新疆地区沙漠和雪地两种典型发射率地表同步反演大气温度廓线、水汽廓线、地表温度和地表发射率。反演方法首先线性化地球-大气系统红外辐射传输方程, 提出通过经验正交函数构建大气廓线和地表发射率光谱,有效减少反演变量数,建立同步物理反演模式,然后以美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)的预报结果(初始大气温度、水汽廓线以及地表参数)作为初始值,最后通过牛顿迭代得到最优化解。反演观测区域覆盖我国新疆塔克拉玛干沙漠和准噶尔盆地,分别选择位于塔克拉玛干沙漠腹地的塔中探测站(纬度38.98°, 经度83.64°)和准噶尔盆地的阜康荒漠生态系统国家野外科学观测研究站(纬度44.2°, 经度87.9° )为反演地面验证点。反演结果表明,塔克拉玛干沙漠地表温度明显高于准噶尔盆地地表温度,与实际情况相一致;根据反演的8.6和13.4 μm处的地表发射率分布情况,可以看出在8.6 μm处沙漠地表发射率明显低于雪地发射率,在6～15 μm范围内,反演的沙漠地区(塔中站)地表发射率和雪地地区(阜康站)地表发射率与美国喷气推进实验室测量的沙漠发射率光谱和雪地发射率光谱相一致。研究表明,把大气和地面作为一个整体系统来考虑,把地表发射率加入到反演中,通过比较和分析沙漠地区(塔中)和雪地地区(阜康)的大气廓线反演结果与当地气象探空值和传统反演方法反演值,改进了大气温度廓线和水汽廓线反演精度,特别是边界层温度和水汽改进尤为明显;同时分析表明在发射率光谱变化较大的沙漠地区, 大气廓线反演精度的改进比雪地要高,这是由于地表发射率光谱在沙漠、戈壁地区变化较大,而雪地的发射率光谱变化不大。用该方法针对地表发射率光谱变化较大的地区(沙漠)同步反演大气廓线、地表温度和地表发射率,可以更有效的提高大气温度廓线、水汽廓线的反演精度。该研究结果可以为数值天气预报和我国未来超光谱红外卫星应用提供服务和有力支持, 具有十分重要的意义。     

几种逻辑方法在理论力学课程教学中的应用

针对学生在学习理论力学课程过程中,各章知识点、解题方法、力学建模、分析和解决综合问题不容易掌握的特点,将力学竞赛辅导采用的科学方法论中3 种逻辑方法:比较-分类法、归纳-演绎法、分析-综合法,引入到理论力学的课程教学中. 实践证明,在理论力学课程教学中,采用了这几种逻辑方法,不仅提高了理论力学课程的教学质量,激发了学生的学习兴趣;而且学生也很容易掌握各章的知识点、解题方法、力学建模,并将它们熟练地应用于分析和解决综合问题.     

污水处理厂及受纳水体样品的三维荧光光谱解析

采用三维荧光光谱表征了污水厂各处理单元及受纳水体上下游的样品,应用平行因子分析方法获得了样品中各主成分的激发发射光谱图及荧光强度得分矩阵。结果表明,类蛋白质和类富里酸物质是污水厂和受纳水体样品的主要荧光组分。污水厂进水样品的类蛋白质荧光较强,后续各处理单元样品的荧光强度显著下降。受纳水体上游样品的类蛋白质荧光较弱,经过城区各取样点的类蛋白质荧光显著增加,而污水厂排放口上游荧光强度则显著高于下游。类蛋白质荧光强度得分可与样品COD值建立相关曲线,污水厂与受纳水体样品的相关系数分别为0.930和0.913,类蛋白质荧光可以反映样品点的有机污染程度。该研究为污水处理厂的运行及其对受纳水体影响提供了新的思路和方法。     

CdS/煤矸石复合粉的声化学法制备及光催化性能

采用EDTA对煤矸石粉进行了表面改性,然后以表面改性煤矸石粉、乙酸镉和硫代乙酰胺为原料,采用超声化学法制备了CdS/煤矸石复合粉体.采用X射线粉末衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、扫描电子显微镜(SEM)以及所带能谱仪(EDS)对所制得的样品进行了表征,并以紫外光为光源,甲基橙为目标降解物,对其光催化活性进行了研究.结果表明:煤矸石表面有许多直径100 nm左右絮状球形立方相CdS小颗粒包覆着;CdS/煤矸石复合粉体表现出较高的光催化降解能力,在60W紫外灯辐照下,CdS/煤矸石的复合粉体重复利用3次后,处理3h对甲基橙的降解率仍可达92.8;.     

强化生物除磷过程中聚β羟基烷酸酯的红外光谱分析

强化生物除磷是废水生物除磷的主要技术手段。在厌氧与好氧交替运行的反应过程中,污泥中聚β羟基烷酸酯(PHA)经历了厌氧储存和好氧降解的过程,其位于1 740 cm-1吸收峰亦呈现出先增强后减弱的变化。通过比较PHA标准品的红外光谱图,实现了活性污泥PHA的红外特征归属,1 740 cm-1红外吸收峰源于PHA羰基特征吸收。利用高斯分峰法将相互重叠的PHA峰、蛋白质Ⅰ峰和蛋白质Ⅱ峰进行了分离,PHA与蛋白质Ⅰ峰的峰面积比值与PHA测定值有较好相关性,相关系数可达0.873,峰面积比值可反映污泥中PHA的变化趋势。选取1 480~1 780 cm-1区域红外光谱,经过归一化处理并转化为吸光度数据后,结合污泥样品PHA含量的色谱分析结果,应用偏最小二乘法建立了污泥样品红外光谱与PHA含量的关系模型,模型预测值与测量值具有较好的一致性,结合未知浓度活性污泥样品的红外光谱以及该关系模型,可以迅速预测未知污泥样品中的PHA含量。该方法的研究为污泥胞内PHA的快速表征和定量分析提供了新的分析方法。     

太阳极区冕洞内小尺度结构的紫外光谱研究

SOHO/SUMER太阳紫外光谱仪的N Ⅳ谱线观测到太阳南极区冕洞内存在许多小尺度结构,其空间尺度约1～几角秒,寿命尺度约1～几min。小尺度结构沿狭缝方向呈条状,视向多普勒速度可至几十km·s-1。在有的南极区冕洞区域内,小尺度结构的视向多普勒速度呈红、蓝移准周期性交错分布,持续时间长达100 min。部分小尺度结构在同一观测窗口的高温Ne ⅤⅢ谱线还可清晰显现。有的小尺度结构在Ne ⅤⅢ速度演化图的时间和位置与N Ⅳ 谱线速度图基本一致,但它们在Ne ⅤⅢ速度演化图中更延展和弥散。N Ⅳ紫外光谱显示部分小尺度结构谱线呈现非高斯形状,谱线两翼速度可达150 km·s-1,与太阳过渡区爆发事件的光谱特征相似。太阳过渡区爆发事件常出现在宁静区,SOHO/SUMER太阳紫外光谱仪的N Ⅳ谱线显示在南极区冕洞也可产生爆发事件,且具有较强的动力学特征。