三维有序大孔Fe2O3为载氧体的生物质热解气化实验研究

采用无皂乳液聚合法制备单分散聚苯乙烯(PS)微球,并以硝酸盐为原料、柠檬酸为络合剂制备前驱体溶液,通过浸渍和焙烧得到三维有序大孔(3DOM) Fe₂O₃,并通过SEM、XRD、BET和压汞仪对3DOM Fe₂O₃进行表征。采用热重-质谱联用的方法,以3DOM Fe₂O₃为载氧体,对生物质在氦气气氛下的热解气化进行研究,探讨3DOM Fe₂O₃载氧体在生物质热解气化过程中代替纯氧、富氧空气或水蒸气作为生物质气化剂的可能性,并与普通分析纯Fe₂O₃与生物质热解气化的实验结果进行对比,分析3DOM Fe₂O₃在提高载氧体反应活性方面的作用。结果表明,制备的3DOM Fe₂O₃呈现排列规整的三维有序多孔形貌,层与层间通过三维孔道相连,并呈交替排列。通过与分析纯Fe₂O₃的XRD谱图对比,发现制得的3DOM Fe₂O₃为纯Fe₂O₃,无其他杂质相的存在。热重-质谱分析结果表明,Fe₂O₃作为载氧体在高温段促成了生物质气化反应的发生。与分析纯的Fe₂O₃作对比,当载氧体为三维有序大孔结构时,生物质的最大失重率提高了7.1%,气化阶段的最大失重速率提高了0.29%/min,CO、CO₂、CH₄在高温段出现两个连续的析出峰。     

三维有序大孔钙钛矿型氧化物LaFeO3的合成及甲烷化学链重整性能

采用无皂乳液聚合法制备了聚苯乙烯(PS)聚合物微球,并采用胶晶模板法制备了三维有序大孔3DOM LaFeO₃钙钛矿型氧化物.通过扫描电镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱等手段对氧化物的性能进行了表征.利用程序升温还原和多次氧化还原循环反应评价了氧化物的反应性,并在固定床反应器上研究了其甲烷氧化性能.结果表明,与离心法和蒸发法相比,垂直沉积法获得的PS微球模板排列更均匀有序;前驱物溶剂及浓度对最终的三维有序大孔材料的结构有显著影响,利用乙醇为前驱物溶剂所制备的样品比利用乙烯为溶剂的样品具有更好的三维有序大孔结构,前驱物乙醇溶液浓度在1.0 mol/L为宜.甲烷氧化实验表明,3DOM-LaFeO₃钙钛矿型氧化物中存在两种氧物种:表面吸附氧和体相晶格氧.表面吸附氧主要在反应初期将甲烷完全氧化为CO₂和水蒸汽,而体相晶格氧主要将甲烷部分氧化为H₂和CO.在甲烷部分氧化反应中,三维有序大孔LaFeO₃钙钛矿型氧化物比相同质量的纳米LaFeO₃氧化物提供了更多的氧,并且可使甲烷在较宽的反应阶段生成H₂和CO摩尔比为2:1的合成气,从而更有利于后续的费托合成等工艺.     

基于相关光子的单光子探测器量子效率测量系统

为准确测量近红外波段单光子探测器量子效率,搭建了基于自发参量下转换效应的测量系统.系统利用中心波长为518nm的脉冲激光泵浦周期极化磷酸氧钛钾晶体,通过自发参量下转换过程产生相关光子对,分别测量了Si和InGaAs雪崩光电二极管单光子探测器在778nm和1 550nm波长点的量子效率,并对测量不确定度进行了分析.实验表明,该装置可以测量近红外单光子探测器量子效率参量,测量不确定度均优于1%.     

溶胶-凝胶软模板法合成锂钛离子筛

以乙酸锂和钛酸丁酯为锂源和钛源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板,采用溶胶-凝胶法,通过焙烧得到添加CTAB的锂钛化合物(Li₄Ti₅O₁₂),经过盐酸酸洗,制备出锂钛离子筛(H₄Ti₅O₁₂, HTO)。经过热重分析(TG-DTG)、X射线(XRD)、扫描电镜(SEM)、接触角及性能测试,考察了锂钛离子筛的晶相、形貌及时间对吸附容量的影响。对比CTAB的加入量,0.1 g的CTAB的离子筛前驱体杂质更少,晶相比较纯。HTO准二级动力学相关系数R²(0.997 24)大于准一级动力学相关系数R²(0.984 35),该吸附过程符合化学吸附。HTO在Li⁺溶液中24 h的吸附容量达到24.44 mg/g,经过8次吸附脱附后,吸附容量仍保持在23.68 mg/g,仅降低3.1%。因此,HTO有良好的循环吸附性能和稳定性,具有很广阔的市场前景。     

铜铌溅射型低β超导腔的研制及初步实验

超导谐振腔是超导加速器的关键部件.用于重离子超导加速器的低β加速腔的最佳选择是四分之一波长谐振腔(QWR).目前,利用无氧铜为基底,溅射一层几微米厚的铌膜,可以获得极好的超导性能和加速离子性能.但是,四分之一波长谐振腔的内表面复杂,溅射均匀的铌膜比较困难.针对此难题,发展了一种多参数可调节的溅射方法,在640×φ220的大型腔体内,成功地生成了一层均匀的、超导性能优异的铌膜.超导腔的低温实验表明铌膜的性能良好.     

脉冲模式非线性频率上转换的光子数量子统计特性研究

频率上转换技术在量子光学中的应用日益受到重视,而对脉冲模式的单光子水平的频率上转换的光子数量子统计和传递特性的理论研究还有待完善。在相互作用绘景下用三波混频方程重点讨论了时域上分别为连续相干光场和高斯脉冲相干光场的信号光和抽运光相互作用的非线性频率上转换过程中的光子数量子统计分布的保持和传递特性。结果表明在不同模式的信号光子和抽运光场相互作用下,非线性频率上转换过程可以传递和保持入射的信号光子的光子数量子统计分布特性,对于发展新型量子上转换器件和基于频率转换的量子操控器件有重要的参考意义。     

Phase behavior of rotationally asymmetric Brownian kites containing 90° internal angles

Previous Monte Carlo simulations have shown that ordered tetratic phases can emerge in a dense two-dimensional Brownian system of rotationally asymmetric hard kites having 90° internal angles. However, there have been no experimental investigations yet to compare with these simulation results. Here, we have fabricated two types of micron-sized kites having internal angles of 72°-90°-108°-90° and 72°-99°-90°-99°, respectively, and we have experimentally studied their phase behavior in two-dimensional systems. Interestingly and in contrast to the Monte Carlo simulations, the experimental results show a phase sequence of isotropic fluid-hexagonal rotator crystal-square crystal as the area fraction φ_A increases for both types of kites. The observed square crystal displays not only a quasi-long-range translational order but also (quasi-)long-range 4-fold bond- and molecular-orientational order; these characteristics confirm that tetratic order can emerge even in dense Brownian systems of rotationally asymmetric particles. A model based on local polymorphic configurations (LPCs) is proposed to understand the origin of the square lattice order in these dense kite systems. The results in this study provide a new route to realize custom-designed self-assembly of colloids by controlling LPCs.     

舰船长航时光纤陀螺惯导系统技术及未来发展

光纤陀螺在随机误差方面表现出极佳的性能优势,并不断向超高精度方向发展。结合所在研发团队近几年的最新研究成果,分析了高精度光纤陀螺及惯导系统的发展现状。重点突破了超高精度光纤陀螺的结构设计与仿真、超长细径大直径精密环圈设计、误差抑制与标度提升以及陀螺极限精度测试等关键技术,研制的高精度光纤陀螺Allan方差探底值测试精度达到0.000005°/h。同时,介绍了平台旋转调制与载体角运动隔离、热/磁引起的航向效应误差抑制及残差补偿、高精度重力场误差模型构建与补偿等系统技术。首次开展了水下长航时自主导航试验,验证了舰船长航时光纤陀螺惯导系统技术的可行性和优势。最后对高精度光纤陀螺及惯导系统未来发展进行了展望。     

一种侧基横挂偶极单元的聚苯撑乙炔的光学性质

以对苯二乙炔和2,5-二溴苯衍生物为单体,无水N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂,通过Sonogashira偶联反应,采用2种Pd催化剂（Pd(PPh₃)₄和PdCl₂(PPh₃)₂）合成了一种侧基带有偶极基团的聚苯撑乙炔。 单体的化学结构通过IR、NMR和元素分析等测试技术得到确证。 聚合物外观为黄色粉状固体,室温下溶于CHCl₃和THF等有机溶剂。 2种Pd催化剂对合成聚合物的分子量以及光学性质影响不大,但对聚合物的发光效率影响较大,由Pd(PPh₃)₄催化得到的聚合物分子链具有较高的立构规整性,因此,具有较高的发光效率。 不同溶剂环境以及聚合物固体膜的紫外以及荧光光谱研究结果表明,侧基偶极基团的相互静电排斥力,可以有效阻止大分子链之间的聚集,从而有效地抑制了聚苯撑乙炔聚集体的形成。     

溯源至低温辐射计的硅陷阱探测器紫外波段绝对光谱响应度测量

介绍了溯源至低温辐射计的紫外绝对光谱响应度测量装置,对硅陷阱探测器在三个激光波长点进行了绝对光谱响应度校准实验.测量了硅陷阱探测器的空间均匀性和非线性系数,分析了影响测量准确度的各不确定度分量.实验表明:硅陷阱探测器在紫外波段266、325、379 nm三个激光波长点处的绝对光谱响应度测量扩展不确定度分别为0.19％、0.14％、0.11％,可作为紫外波段光辐射功率基准保持和传递的标准探测器,用于提高紫外波段光谱辐射度的校准能力.