BP神经网络结合ATLD与三维荧光光谱法测量水中多环芳烃

多环芳烃(PAHs)是煤,石油,木材,烟草等燃料和有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的一种持久性有机污染物。迄今已发现有200多种PAHs,其中有多种PAHs具有致癌性。PAHs广泛分布于我们生活的环境中,水中的PAHs主要来源于生活污水,工业排水和大气沉降。使用三维荧光光谱法,结合BP神经网络与交替三线性分解(ATLD)算法对水中的PAHs进行定性和定量分析。以苊（ANA）和芴（FLU）2种PAHs为目标分析物,用甲醇（光谱级）制备样本。使用FS920稳态荧光光谱仪对样本进行检测,设置激发波长为200～370 nm,间隔10 nm记录一个数据;发射波长为240～390 nm,间隔2 nm记录一个数据。设置初始发射波长总是滞后激发波长40 nm,以消除一级瑞利散射的干扰。随后使用BP神经网络法对待测样本数据进行预处理。利用BP神经网络基于误差反向传播算法(error back propagation training,BP)原理,对测得的三维荧光数据进行数据压缩处理,该方法具有柔性的网络结构与很强的非线性映射能力,网络的输入层、隐含层和输出层的神经元个数可根据实际情况设定,并且网络的结构不同时,性能也有所差异。随后,用ATLD算法分解预处理后的三维荧光光谱数据。采用核一致诊断法确定待测样本的组分数为2。结果表明,ATLD算法分解得到两种PAHs(ANA和FLU)的激发、发射光谱图与目标光谱非常相似,能实现光谱重叠严重的PAHs(ANA和FLU)的快速定性和定量分析,实现了以“数学分离”代替“化学分离”。将预测样本导入训练好的BP神经网络中,得到处理后待测样本数据的网络均方差（MSE）均小于0.003,网络的峰值信噪比（PSNR）均大于120dB（数据压缩中典型的峰值信噪比值在30～40 dB之间,越高越好）,可见BP神经网络对样本数据的压缩效果较好。BP神经网络训练后,得到输出值与目标值之间的拟合度高,拟合系数达0.998,具有较好的数据压缩效果。使用ATLD算法对待测样本进行分解后得到平均回收率为97.1％和98.9％,预测均方根误差为0.081 8和0.098 5 μg·L-1。三维荧光光谱结合BP神经网络和ATLD能够实现痕量PAHs的快速检测。     

低温湿化学法可控制备一维Te纳米线/棒

采用低温湿化学法制备了形貌可调的Te纳米线/棒. 考察了反应温度和还原剂滴加速率对产物的物相和微观结构的影响规律. 研究结果表明, 随着反应温度的升高, Te纳米线的长度逐渐变小, 直径逐渐增大; 随着还原剂滴加速率减慢, 产物Te纳米线长度增加, 直径增大. 通过考察不同反应阶段产物的形貌和结构, 可推测Te纳米线/棒的生长模式为: 反应初期, 溶解在乙二醇内的TeO₂被还原为亚稳态的活性α-Te和稳态的τ-Te, 随着反应的进行, 亚稳态的活性α-Te将重新溶解, 并被还原为稳态的τ-Te析出. τ-Te沿[001]方向轴向生长的特性应归因于其晶体的各向异性.     

河北洨河人工湿地水体溶解性有机物性质的演化过程研究

联合三维荧光光谱、紫外光谱和化学还原法,对洨河人工湿地水体DOC与COD的变化特征以及溶解性有机物(DOM)的来源、化学结构、腐殖化程度与氧化还原性质进行研究,以期为深入揭示DOM在人工湿地中的地球化学行为及其生态环境效应提供科学依据。结果显示,河流水体COD 60%以上来自DOC的贡献,而其经过人工湿地后含量的降低则主要是由有机物中的N,H,S,P元素更容易被去除所导致的,其贡献率可达65%。f_470/520与BIX两种指数共同指示了水体DOM主要由微生物贡献,表明水体DOM明显受到微生物的降解作用。三维荧光光谱PARAFAC模型分析显示,人工湿地水体DOM包含类蛋白和类腐殖质组分,其中类富里酸和类胡敏酸组分比类蛋白质组分更容易被降解,类富里酸与类胡敏酸组分具有相似的分解命运。有色溶解性有机物(CDOM)与荧光溶解有机物(FDOM)具有共源性,均主要由类腐殖质组成,二者进入人工湿地后没有产生选择性降解。水体进入人工湿地后E₂/E₃,A_240～400,r_{(A, C)}与HIX指标没有发生显著变化,表明人工湿地对水体DOM的腐殖化程度不会产生显著影响。然而,人工湿地环境不仅有利于形成还原态的DOM,促进水体三价铁的还原,而且可以提高DOM作为电子穿梭体的能力,这可能与DOM的芳香性碳在人工湿地中能够得以更好保存有关。     

三元正极材料前驱体Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2的连续合成与条件探究

以硫酸锰、硫酸镍、硫酸钴为原材料、NaOH和氨水分别为沉淀剂和络合剂,采用共沉淀法制备三元正极材料前驱体Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3(OH)₂. 探究了搅拌速度对造核颗粒形貌和晶核流量、氨水流量、浆料返流、搅拌桨对晶体结构、前驱体形貌、粒度及其粒度分布的影响. 物理表征结果表明,搅拌速度300 r•min^-1时,生成的晶核聚集成球形或类球形,分散性好,颗粒粒径4~5 μm;在造核金属液流量0.4L•h^-1,生长金属液流量1.72 L•h^-1,搅拌桨为推进式时,产物为单一相的β-Ni(OH)₂层状结构,粒度D₅₀为6~7 μm,振实密度≥2.0 g•cm^-3,比表面积6~10 m²•g^-1;电化学测试结果表明,在3.0~4.25 V电压范围内,0.2 C时,其首次放电容量为149.7 mAh•g^-1,循环100次后,容量保持率为94.09 %;产物满足高端三元正极材料厂家需求. 多釜串联工艺简单有效,具有可行性,有望用于三元正极材料前驱体的规模生产.     

Microtrap on a concave grating reflector for atom trapping

We propose a novel scheme of optical confinement for atoms by using a concave grating reflector.The two-dimension grating structure with a concave surface shape exhibits strong focusing ability under radially polarized illumination.Especially,the light intensity at the focal point is about 100 times higher than that of the incident light.Such a focusing optical field reflected from the curved grating structure can provide a deep potential to trap cold atoms.We discuss the feasibility of the structure serving as an optical dipole trap.Our results are as follows.(i) Van der Waals attraction potential to the surface of the structure has a low effect on trapped atoms,(ⅱ) The maximum trapping potential is ~1.14 mK in the optical trap,which is high enough to trap cold ~(87)Rb atoms from a standard magneto-optical trap with a temperature of 120 μK,and the maximum photon scattering rate is lower than 1/s.(ⅲ) Such a microtrap array can also manipulate and control cold molecules,or microscopic particles.     

基于北斗的警犬天线设计及优化

为了有效完成铁路沿线的安全监测,基于北斗警犬状态远程监测系统应运而生,目前存在着监测系统中天线受环境影响大、接收性能差等问题,针对上述问题设计了一种平面微带天线。本文以单支节调配器为主线,以应用角度出发,分别对其平面及馈线弯折等情况进行了仿真分析,克服铁路特殊环境北斗天线安装困难、频带窄易受干扰等缺点。采用ANSOFT HFSS软件进行天线性能仿真,仿真结果表明,设计的北斗天线有效中心频率为1571MHz,电压驻波比小于1.5,符合警犬状态远程监测的实际应用要求。     

77 GHz车载毫米波中远距雷达天线阵列设计

为了在雷达中实现对中距和长距的探测,首先研究并实现了针对中长距雷达探测需求的天线及其组阵形式,然后通过雷达方程得出天线阵列所需的增益与组阵方式,设计了高增益窄波束和低增益宽波束形式的毫米波雷达天线阵列,最后的仿真和测试结果表明,该中长距雷达天线阵列能够满足77 GHz车载毫米波雷达对中距大角度和长距小角度的视野范围探测需求。     

基于十二加速度计的GFSINS安装误差标定及补偿

针对高速旋转弹姿态解算精度不高的问题,提出用微小型加速度计构成无陀螺微惯性测量单元GFMIMU,为旋转弹提供完整的导航信息.设计并制作了一种十二加速度计的惯组实物模型,并在此基础上分别提出了方向安装误差角及位置安装误差的标定方案.根据存在安装误差的角速度解算精确数学模型,采用一种优化算法--最小二乘优化迭代方法,可以精确地补偿加速度计的安装误差.仿真结果表明,经补偿后误差被有效抑制,在20 s内姿态角的累积误差均能保证在以内,满足高精度姿态解算要求,具有一定实际应用价值.     

二氧化硅担载铬基催化剂的XAFS研究

考察了二氧化硅担载铬基催化剂Na-7.5%Cr/SiO2在甲烷-二氧化碳共活化制芳烃（SAMCA）新反应中的催化活性,最佳结果为甲烷转化率4.0%,芳烃选择性48.7%。用扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）和X射线吸收近边结构（XANES）,以及X光电子能谱（XPS）等方法研究了SAMCA反应催化剂Na-7.5%Cr/SiO2的结构。结果表明,催化剂表面主要存在Cr(Ⅵ）和Cr(Ⅲ）两种物种,六价铬相对在表面富集,催化剂呈明显的无定形特征。结合其SAMCA反应活性结果,认为催化剂中单金属（铬）双中心（两种氧化态）混合位置对称性结构,即配位不饱和的Td-Cr(Ⅵ）/Oh-Cr（Ⅲ）是该催化剂在SAMCA反应中显示活性的重要原因,提出了可能的SAMCA反应催化剂双位活化机制模型。     

反相高效液相色谱法测定犬血清及组织中的维拉帕米

建立了动物血清、肝组织中维拉帕米(verapamil,VRPM)药物浓度的测定方法。 应用反相高效液相色谱法,以安定为内标,采用峰高内标法计算结果。流动相为醋酸盐缓冲液-甲醇-三乙胺(体积比为40∶60∶1)混合溶液,流速1.0 mL/min;检测波长228 nm。 VRPM在犬血清和肝组织中最低检测限分别为50 μg/L和50 ng/g。犬血清和肝组织匀浆中的VRPM质量浓度为0.1～10.0 mg/L及0.25～10.0 μg/g时,该浓度与响应值线性关系良好(r＞0.999)。犬血清和肝组织匀浆中的