基于不同化学计量学方法的土壤重金属激光诱导击穿光谱定量分析研究

工业的发展及城市化进程的深入,造成大量耕地土壤遭受重金属污染,土壤重金属元素的准确检测对制定土壤重金属防治决策提供有效参考。本研究应用激光诱导击穿光谱(LIBS)结合化学计量学方法对土壤中的铅(Pb)和镉(Cd)元素进行定量分析。根据土壤重金属污染的不同程度,人为制作了含有Pb和Cd元素的15个浓度梯度的土壤样本,并采集各个样本的LIBS谱线。采用剔除异常光谱和数据归一化来减少试验误差和噪声。综合土壤LIBS发射谱线中Pb和Cd元素谱峰信息以及美国国家标准与技术研究院(NIST)的标准原子光谱数据库,选取了Pb,Cd元素的分析谱线与分析谱线区间,对比分析基于多元线性回归(MLR)、偏最小二乘回归(PLSR)、最小二乘支持向量机(LS-SVM)和反向传播人工神经网络(BP-ANN)算法,建立分析谱线区间与对应Pb和Cd元素浓度之间的定量回归模型。结果表明,非线性的LS-SVM和BP-ANN的模型的预测性能优于线性MLR和PLSR模型,这可能是因为非线性模型能够通过自适应较好地解决土壤基体效应的影响。研究表明,LIBS技术结合多元化学计量学方法能够为土壤重金属准确检测提供新的分析手段,为制定农业土壤重金属防治决策提供有效的理论基础。     

基于可见/近红外光谱技术的番茄叶片灰霉病检测研究

利用可见/近红外光谱技术对感染灰霉病的番茄叶片感染程度进行了检测。提出了主成分分析结合BP神经网络的数据处理方法。采用主成分分析进行数据的降维,减少了计算量,提高了建模精度。通过主成分分析中的载荷值,定性地分析了不同波段对病害程度检测的重要性。将得到的最主要的几个主成分输入BP神经网络进行建模,预测结果显示,当主成分数为8,隐含层结点数为11的时候,病害程度的检测模型对未知样本预测的相关系数达到0.930,SEP为0.068 7,模型具有良好的检测效果。说明基于光谱技术和化学计量学方法的灰霉病检测模型具有很好的检测能力,为光谱技术应用于病害检测提供了新的方法。     

TiO2/共轭高分子纳米复合材料在自然光下的光催化性能

以PVC和TiCl4为原料,利用溶胶-凝胶法制备了复合光催化剂前骄物,经260℃热处理后得到了TiO2/共轭高分子(CP)纳米复合光催化剂材料.通过亚甲基蓝的光催化降解研究r该催化剂的催化性能,并用TEM、XRD、IR和UV-Vis等测试技术对复合材料的结构进行了表征.结果表明,在自然光作用下,当焙烧温度为260℃并且TiO2的质量分数为66.36%,复合催化剂在15 min内可使亚甲基蓝的降解率接近80%,催化活性优于纯TiO2.复合材料颗粒平均尺寸约30 nm,其中TiO2为锐钛矿型结构.CP与Tio2复合后能吸收紫外-可见区的全程光波(A为190-800 nm),对光生电荷具有很高的分离能力,从而表现出较高的催化活性.     

PANI/AMTES-TiO2纳米复合材料的制备及其光催化性能

首先用偶联剂苯胺基甲基三乙氧基硅烷(AMTES)对纳米TiO2进行表面修饰(AMTES-TiO2), 然后通过苯胺单体在AMTES-TiO2表面的原位化学氧化接枝聚合, 制备了基于共价键结合的聚苯胺(PANI)/AMTES-TiO2纳米复合光催化材料. 用红外光谱(FTIR), X射线衍射(XRD), 热重分析(TGA), 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)和荧光发射光谱(PL)等技术对复合材料进行了表征. 以亚甲基蓝(MB)为目标降解物, 研究了PANI/AMTES-TiO2复合材料在太阳光和紫外光下的光催化性能. 结果表明:聚苯胺敏化拓宽了TiO2的光谱响应范围, 复合材料在紫外和可见光区都有较强的吸收, 提高了光能的利用率和光生载流子的分离效率, 使复合材料表现出较高的光催化活性; 苯胺与AMTES-TiO2的质量比(w)对复合材料的光催化活性有较大影响, 当w为0.025时, 复合材料在两种光源下的催化性能均优于TiO2和AMTES-TiO2.     

声相关载体速度测量理论和信号处理方法

研究了测量水中载体相对于海底速度的相关测速理论和信号处理方法。在速度存在随机分量的情形下,获得了在夫琅和费区域内适用的声呐阵时空相关函数,它是由零阶、一阶和二阶贝塞尔函数组成,波形不变原理能良好地成立,这是相关测速的理论模型。提出了局域最小二乘估计作为速度估计准则,采用序列二次规划法作为最优化的方法,由此建立了声相关测速的信号处理方法。在深海进行了多次系统试验,实验数据与理论模型基本符合;检验了深海3560 m水深时的闭环试验测速误差;进行了变速试验和漂泊试验,上述性能均为优良。最后给出了声相关速度计程仪(CVL)与GPS的线性回归分析, 它们之间有良好的相关性。 CVL均方根误差不大于(1．4％v 3)cm／s,其中v为航速。     

界面聚合法合成手性掺杂剂诱导螺旋形聚苯胺纳米纤维

以手性试剂D-樟脑磺酸(D-CSA)和L-樟脑磺酸(L-CSA)为掺杂剂和构象诱导剂,采用界面聚合法合成了螺旋形聚苯胺纳米纤维。通过FESEM、TEM、FTIR和UV-Vis吸收光谱等测试技术对螺旋形聚苯胺纳米纤维结构进行了表征。结果表明,所得聚苯胺纤维具有螺旋形构象,形貌均一,平均直径约为50nm,长度为300～600nm,具有较高的长径比(6:1～12:1)。在水溶液中,聚苯胺纳米纤维以伸展的螺旋形分子链构象存在,调节溶液的pH值,螺旋形聚苯胺纳米纤维表现出可逆的掺杂和脱掺杂性质。循环伏安(CV)测试表明,螺旋形聚苯胺纳米纤维在0.5mol/LHCl溶液中表现出良好的电化学活性。     

新型甘草次酸酰胺杂环衍生物的合成及其抗结核活性

以18β-甘草次酸为原料,经过多步酰胺化反应合成了14个含不同杂环的新型甘草次酸多酰胺衍生物(11a～11n),收率78.6%～92.3%,其结构经1H NMR,13C NMR和IR表征。其中11i和11n的初步抑菌活性测试结果表明,杂环酰胺基团对甘草次酸衍生物的抗结核活性具有明显的增效作用。     

FAAS测定地梢瓜不同部位金属元素

采用HNO3-HClO4（4∶1）混酸消解地梢瓜的根、茎和叶,火焰原子吸收光谱法对消解液中的K、Ca、Na、Mg、Zn、Cu、Mn、Fe和Co9种金属元素进行了同时测定。获得了仪器测定的最佳工作条件、方法的准确性和精密度,结果显示：各元素平均加标回收率（n=6）为95.45%—102.26%,相对标准偏差（RSD,n=6）为0.18%—2.26%。地梢瓜不同部位各金属元素含量有一定差异,茎中Ca〉K〉Na〉Mg〉Fe〉Zn〉Co〉Mn〉Cu;叶中Ca〉K〉Na〉Mg〉Fe〉Co〉Zn〉Mn〉Cu;根中Ca〉K〉Fe〉Mg〉Na〉Zn〉Co〉Mn〉Cu。各部位均含有丰富的Ca、Mg、K、Na和Fe元素。测定方法快速、简单,准确度和精密度均较好,能达到分析要求。     

超疏水超亲油铜网的制备及其在油水分离中的应用

以铜网为基底,通过浸涂法在其表面制得超疏水超亲油有机-无机复合薄膜,水滴、油滴在其表面的接触角分别为152°和10°。 线性低密度聚乙烯-SiO₂纳米球构成的复合阶层结构及低表面能线性低密度聚乙烯涂层的协同作用使铜网产生独特的润湿性。 该铜网具有很好的自清洁性和抗腐蚀性,可用于油水混合物的有效分离。 与传统方法相比,该方法制备超疏水-超亲油薄膜方法简单、成本低、无氟,有望在实践中得到应用。     

无电极电光M-Z型电场传感器LinbO3波导折射率变化研究

利用微扰近似法，导出了折射率的变化公式，通过数值计算，分析并讨论了电场与折射率变化的关系。得出了其函数关系式，通过对实验室制作的器件进行直流测试，进一步验证了函数关系式的正确性和无电极电光M－Z型电场传感器的可行性。