高压重复频率纳秒脉冲下电信号的测量与诊断

 为了更准确地获得重复频率纳秒脉冲下气体击穿试验参数，分析了击穿电压、放电电流的测量及影响测量结果的因素等，并介绍重复频率下气体间隙击穿的耐受时间测量方法。信号测量传感器的响应带宽、间歇性存在的电磁干扰、气体间隙被击穿时瞬态高频振荡及地电位暂态升高等因素会干扰被测信号，甚至会导致被测信号局部干扰严重。采用软阈值小波降噪法可有效减小干扰。在测得分流器方波响应的基础上，采用Wiener滤波器反卷积补偿分流器输出信号的方法来校验分流器输出，结果表明分流器输出波形满足试验要求。     

时变软阈值法在纳秒脉冲信号去噪中的应用

 对工程上常用的几种小波进行了分析，通过比较选定双正交小波为纳秒脉冲信号分析的母波，根据纳秒脉冲放电时产生的电磁干扰的特点提出基于多尺度分析的时变软阈值法，并对纳秒脉冲信号进行去噪处理。用Matlab自带的doppler波形和方波发生器产生的上升沿小于1 ns的方波对此方法进行检验，结果表明时变软阈值法明显优于传统的固定软阈值法。     

C60激发三重态被哌嗪猝灭特性研究

本文使用激光诱导瞬态吸收光谱装置，研究了C60激发三重态在乙腈／甲苯混合溶剂中的光物理性质，得到了^3C60^#的激发态寿命、自猝灭速率常数和时间分辩的瞬态吸收光谱。此外，实验中引入了哌嗪作为激发三重态猝灭剂，我们发现哌嗪能有效的猝灭^3C60^#，猝灭速率常数kq接近扩散控制极限，改变混合溶剂的比例，相应的猝灭速率常数值也发生变化，即知随混合溶剂极性的增加而增加，随溶剂粘度的增加而减小，稳态光解实验反映了反应物向产物转化过程中在紫外-可见波段吸收强度的变化。     

萘二酰亚胺类探针闪光光解的研究

大量研究已经证实核酸光化学损害主要部位是核酸主链和碱基侧链[1],而核酸碱基的变异是导致基因突变的一个重要原因,因此对核酸碱基的光动态损害机理的深入研究具有重要的理论和实际意义.近年来,外源型荧光探针技术在生物化学,特别是核酸化学研究中应用极为广泛.其中萘二酰亚胺类化合物具有较好的抗癌性能[2],是典型外源型核酸荧光探针之一,在生物化学和医学的领域内广泛应用[3,4].因此,研究这类探针的瞬态与稳态光化学特性成为具有重要的学术意义,并为它们在核酸化学研究中的应用提供重要的信息.     

表面偶联甲基自由基实现低温高效甲烷氧化偶联

天然气作为一种低碳清洁能源,其储量大,价格低,被认为是最有前途的石油替代资源之一.而以天然气的主要成分——甲烷为原料来生产高价值化学品被认为是石化工业中实现天然气取代石油为原料新化工路线的技术基础,具有极为可观的社会经济价值.目前甲烷的化学利用主要采用间接转化法,即先从甲烷制合成气,再由合成气制备各种化工原料和油品.但该路线流程复杂,能耗大,生产成本高及投资大,具有明显的局限性,这促使着人们不断探索能量效率更高的甲烷直接转化技术.甲烷氧化偶联(OCM)是最重要的甲烷直接转化技术之一.自1982首次报道以来,人们开发了1000多种OCM催化剂,涉及元素超过68种,但C₂烃类(乙烷和乙烯)的收率普遍低于30%,尚未实现工业化.传统研究认为,OCM反应遵循“多相-均相”催化反应机理,甲烷在催化剂表面活化产生甲基自由基后,在气相中进行偶联生成乙烷和乙烯等产物.由于高温下甲基自由基很容易脱附到气相,传统的OCM催化剂一般只在甲基自由基的产生这一步发挥作用.而随后在气相中发生的甲基自由基均相反应并不受催化剂控制,在热力学驱动下,会倾向于深度氧化生成CO2等副产物,因此OCM反应中C₂的收率上限为25%–28%.理论上来说,只有当催化剂能够在甲基自由基偶联这一步发挥作用时,C₂物种的收率才可能打破上限,但目前尚未有催化剂实现甲基自由基可控表面偶联.本文提出并证实5wt%Na₂WO₄/SiO₂(5NaWSi)具有催化甲基自由基表面偶联的能力.在低温下,5NaWSi本身对于OCM没有催化活性,但是它的加入能够显著提高La₂O₃催化剂的C₂选择性,进而提高C₂收率,使其在570℃的低温下即可达到10.9%的C₂收率.在La₂O₃和5NaWSi之间加入一层甲基自由基淬灭剂——石英砂,这种提升作用随即消失,表明甲基自由基在5NaWSi上的表面偶联可能是C₂选择性和收率提升的主要原因.本文进一步采用同步辐射光电离质谱技术原位检测了反应过程中的自由基中间体,结果发现,La₂O₃表面产生的甲基自由基确实可以在5NaWSi表面进行偶联,进而提高C₂的选择性和收率.通过对5NaWSi的组成和结构进行分析,发现5NaWSi中的Na₂WO₄纳米团簇可能是甲基自由基偶联的活性位点,该位点不仅具有很强的甲基自由基吸附能力,为甲基自由基表面偶联提供机会,同时不会深度氧化C₂物种,有效地提高了C₂选择性.以此为基础建立理论模型,我们通过DFT计算对甲基自由基在5NaWSi表面的偶联机制进行了研究.结果表明,5NaWSi对甲基自由基具有很强的吸附能力,而吸附后的甲基自由基更倾向于偶联生成C₂产物,而不是β-H消除生成HCHO等副产物,表明5NaWSi确实是很好的甲基自由基表面偶联催化剂.甲基自由基表面偶联的证实为OCM催化剂的开发开辟了新方向.从双功能催化剂设计的角度出发,将OCM反应分解成甲烷活化和甲基自由基偶联这两个部分,并分别针对这两个部分来筛选和优化催化剂,将有望突破C₂收率上限,进而推进OCM的工业化进程.     

CH2和CH3分子在金属团簇Cun(n=1～6)上吸附性质

以σ-羟基环氧化合物作为模型化合物, 利用密度泛函中B3LYP/6-31G(d,p)的方法研究了三乙基铝促进的环氧化合物的重排还原有机串联反应机理. 根据乙烯消去和六元环重排顺序的不同可有两条可能的反应路径,路径I首先进行的是六元环的收缩重排,而且该步即决速步,能垒为116.62 kJ/mol;路径II中首先发生乙烯的消去然后进行六元环开环重排,开环反应步是该反应路径的决速步,相应的能垒为251.38 kJ/mol,如此高的能垒导致后续反应难于进行. 因此,路径I是更有利的反应路径,与实验结果一致.     

核苷酸和芳香酮的电子转移和质子转移反应研究

利用时间分辨的激光闪光光解方法在1∶1乙腈/水溶液中得到了4种核苷酸和芳香酮的瞬态吸收光谱,通过瞬态吸收光谱的变化研究了鸟苷酸、腺苷酸、胞苷酸、胸腺苷酸猝灭二苯甲酮、呫吨酮激发三重态的反应。由于实验中生成了抽氢自由基和负离子自由基,以及核苷酸正离子在水中的快速抽氢反应,推断出芳香酮和鸟苷酸、腺苷酸的反应机理是先发生电子转移后发生质子转移。而在芳香酮和胞苷酸、胸腺苷酸的反应中没有观察到相应的抽氢自由基和负离子自由基的瞬态吸收峰,由此推断出它们和胞苷酸、胸腺苷酸没有发生电子转移和质子转移反应。对瞬态吸收峰处的时间衰减曲线进行拟合得到了核苷酸猝灭芳香酮的速率常数,可以看到随着反应自由能变ΔG的增大,反应速率常数逐渐减小。