石墨烯氧化过程中的热分析-质谱以及脉冲热分析方法研究

本文由氧化石墨烯通过水热法制备直接获得石墨烯。采用热重-差热分析方法检测了石墨烯受热过程中的质量变化和氧化温度。利用热分析-质谱联用技术在400-650 ℃温度区间得到了水和二氧化碳正离子质谱峰,这说明石墨烯氧化过程中的质量损失是由羟基水和二氧化碳脱除造成的。同时,还采用非等温热分析动力学方法,利用5、10、15 ℃·min^-1三种不同升温速率获得了石墨烯材料在空气气氛下的热分析动力学参数。通过Kissinger方法计算出石墨烯氧化过程中的活化能（E_a）和指前因子的对数（lg（A/s^-1））分别为155.11 kJ·mol^-1和6.90。利用Ozawa-Flynn-Wall （FWO）方法还建立了活化能和指前因子与反应转化率之间的关系。基于以上研究结果,本工作将对石墨烯在热界面、导热和先进复合材料等领域的应用提供参考价值。     

边界元法在求解复合材料力学问题中的应用

本文讨论了边界元法在求解复合材料的微观力学、宏观力学和结构力学问题中的应用,并指出边界元法用于分析复合材料及其结构的力学问题的优点和局限性。      

Al2O3/PDMS复合材料热传导的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了Al₂O₃/聚甲基二硅氧烷(PDMS)复合材料在300 K时的传热行为, 通过分析热传导、温度梯度以及导热增强等理论数据, 讨论了不同半径以及不同浓度的Al₂O₃填料粒子对PDMS传热的影响. 结果表明随着体积分数的增大, Al₂O₃/PDMS复合材料的热传导先减小后增加. 并且当Al₂O₃填充粒子的半径为5 nm时, Al₂O₃/PDMS复合材料的热传导达到最大值. 通过考察传热过程中的Al₂O₃填料和Al₂O₃/PDMS复合材料的温度和结构变化, 添加有小半径Al₂O₃填料的Al₂O₃/PDMS复合材料在传热的过程中主要以声子的形式进行传热, 此时决定热导率的主要因素有热容c、声子的平均速度v和声子的平均自由程l. 同时, 当体积分数为15%时, 传导链形成, 热量可以顺利通过Al₂O₃填料形成的传导链传播, 有助于热传导的增加.     

Particle-in-cell simulation of ion-acoustic solitary waves in a bounded plasma

We study some nonlinear waves in a viscous plasma which is confined in a finite cylinder.By averaging the physical quantities on the radial direction in some cases,we reduce this system to a simple one-dimensional model.It seems that the effects of the bounded geometry(the radius of the cylinder in this case)can be included in the damping coefficient.We notice that the amplitudes of both Korteweg–de Vries(KdV)solitary waves and dark envelope solitary waves decrease exponentially as time increases from the particle-in-cell(PIC)simulation.The dependence of damping coefficient on the cylinder radius and the viscosity coefficient is also obtained numerically and analytically.Both are in good agreement.By using a definition,we give a condition whether a solitary wave exists in a bounded plasma.Moreover,some of potential applications in laboratory experiments are suggested.     

基于JASMIN并行框架的2.5维粒子模拟程序NEPTUNE2D的研制北大核心CSCD

介绍了2.5维自主研制的并行电磁粒子模拟程序NEPTUNE2D初步研发情况。该程序基于JASMIN并行自适应结构网格支撑框架研制,并行效能高,可扩展性强,且支持动态负载平衡;采用新型PIC算法替代传统算法,避免求解泊松方程修正电场,更适用于大规模并行计算;程序支持r-z坐标系下的器件仿真,可应用于高功率微波器件、电真空器件的快速模拟设计。该程序现已完成电磁场更新、粒子推进、电磁场注入/引出、粒子发射/吸收等基本物理功能模块的研制,并通过同轴线、圆波导、同轴二极管及无箔二极管算例模拟验证了模块的正确性。最后,应用NEPTUNE2D程序设计了一个高效同轴相对论返波管,给出了粒子模拟结果和并行性能测试结果。     

单纯疱疹二型病毒和口蹄疫病毒感染过程能量代谢的微量热研究

本论文采用LKB－2277生物活性检测器研究HeLa细胞在单纯疱疹Ⅱ型病毒感染和BHK－21细胞在口蹄疫病毒感染下的能量代谢过程，以及热疗及抗病毒药物干扰素对这一过程的能量代谢的影响。结果表明病毒感染细胞的代谢热功率大于未被感染的细胞并且被不同类型病毒感染的细胞之间代谢产热功率存在显著的差别；病毒感染是一个温度敏感的过程；干扰素对病毒感染过程有抑制作用。通过对不同贮存时间口蹄疫病毒感染BHK－21细胞的能量代谢产热曲线的分析表明长时间保存对病毒的毒力和感染能力产生了较明显的影响。这些结果都表明微量热法是研究病毒感染过程的一种有效方法。     

Effects of V/III ratio on a-plane GaN epilayers with an InGaN interlayer

The effects of V/Ill growth flux ratio on a-plane GaN films grown on r-plane sapphire substrates with an InGaN interlayer are investigated. The surface morphology, crystalline quality, strain states, and density of basal stacking faults were found to depend heavily upon the V/III ratio. With decreasing V/III ratio, the surface morphology and crystal quality first improved and then deteriorated, and the density of the basal-plane stacking faults also first decreased and then increased. The optimal V/III ratio growth condition for the best surface morphology and crystalline quality and the smallest basal-plane stacking fault density of a-GaN films are found. We also found that the formation of basal-plane stacking faults is an effective way to release strain.     

SrFe0.6Cu0.3Ti0.1O3-δ混合导体透氧材料的稳定性

利用柠檬酸络合法制备了SrFe(Cu,Ti)O_3-δ混合导体透氧材料。 采用XRD、O₂-TPD、H₂-TPR、SEM等测试技术考察了材料的稳定性。 结果表明,SrFe_0.7Cu_0.3O_3-δ在低氧压下会发生相分解,产生SrCuO₂杂相,而掺杂Ti后的SrFe_0.6Cu_0.3Ti_0.1O_3-δ在低氧压下保持单一的钙钛矿结构。 H₂-TPR和O₂-TPD的测试表明,Ti⁴⁺的掺杂提高了材料的氧脱附起始温度和其它金属离子的还原温度。 SrFe_0.6Cu_0.3Ti_0.1O_3-δ膜在透氧过程中,会有Cu²⁺和Sr²⁺从钙钛矿结构中析出,在原晶粒边界形成新的小晶粒,但这种轻微的组分偏析没有影响到材料的透氧量,此透氧膜在66 h的操作过程中显示了良好的稳定性。     

介绍一种处理动力学数据的新方法

介绍一种处理动力学数据的新方法——反应进程动力学分析法（Reaction Progress Kinetic Analysis）。该方法通过反应速率除以一个反应物的浓度对另外一个反应物的浓度作图,结合不同超额浓度和相同超额浓度的3个实验,得到反应级数以及催化剂稳定性等信息。     

离子型膦配体及其离子型过渡金属配合物的合成和均相催化作用

与传统中性叔膦配体构建的过渡金属配合物相比,由离子型膦配体配位构建的过渡金属配合物具有典型的离子盐组成特点、独特的电子效应和几何构型。该类配合物中,不仅存在金属和配体间的配位作用,还存在正电荷的强吸电子效应和阴阳离子的静电作用,由此可以产生独特的催化性能。近年来,离子型过渡金属配合物的合成及其均相催化应用成为配位化学和均相催化研究中备受关注的领域。离子型过渡金属配合物的离子盐结构,使其在与室温离子液体溶剂结合使用时,离子型离子配体及其配合物能够严格被锁定在离子液体相,具有避免离子型离子配体及其配合物的流失、抑制其失活、并实现循环使用的优点,也成为均相催化固载化的绿色方法之一。本文综述了近十年发展的一类咪唑鎓基与膦配体中的磷原子毗邻的离子型膦配体的合成,及其相应Rh、Pd、Ru、Pt、Au、Ni、Cu等离子型配合物的构建,并介绍了它们在均相催化反应中的应用。