综合利用稻壳制备木糖、电容炭与硅酸钙晶须

利用酸水解稻壳中的半纤维素制备木糖, 并将糖渣经过炭化后分离出碳和硅, 碳采用稀碱溶液活化改性制备电容炭, 硅采用水热法合成了硅酸钙晶须, 从而使稻壳所有组分得到充分利用. 采用循环伏安(CV)和恒流充放电(GCD)研究了电容炭的电化学性能. 通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所得硅酸钙晶须的结构和形貌进行了表征. 实验结果表明, 稻壳酸水解的最优条件为硫酸浓度7%(质量分数)、 固液比(g/mL)为1:8、 反应时间为2.0 h, 在该条件下, 一次水解、 二次水解和三次水解的木糖收率(Y₁/Y₂/Y₃)和浓度(质量分数, C₁/C₂/C₃)都能达到最大值, Y₁=98.5%, C₁=3.6%; Y₂=85.4%, C₂=6.3%; Y₃=76.6%, C₃=9.0%. 采用15 mL 8%(质量分数) NaOH稀碱溶液活化改性制得的电容炭(AC/15)比电容值为77.32 F/g, 而且具有较好的倍率性和循环稳定性; 硅酸钙晶须为扫帚状针钠钙石晶须.     

咔唑并噻唑类蓝色荧光材料的合成及电致发光性质

以钯为催化剂,通过C—C和C—N偶联反应分别合成了两种咔唑并噻唑类蓝色荧光材料:TCz-PCz和TCz-TPA,并采用质谱、~1H NMR、~(13)C NMR和元素分析等对其结构进行了鉴定.系统地研究了这些材料的热稳定性、光物理性质和电化学行为,结果表明这些化合物具有良好的热稳定性和形态稳定性,热分解温度高达400℃,玻璃化转变温度为119℃.在溶液中,这两种材料均发射出强的蓝光,荧光量子效率分别为71%和73%;这些分子的HOMO能级分别为-5.41和-5.21 eV,较高的HOMO能级有利于器件中空穴从空穴传输层向发光层的注入和传输.以TCz-PCz为发光材料,通过真空蒸镀技术制备了非掺杂型有机电致发光器件,研究了其电致发光性能.结果显示该器件具有稳定的蓝光发射,启亮电压仅为3.1 V,最大发光亮度和电流效率分别为2190 cd·m~(-2)和2.88 cd·A~(-1).     

宽谱段光纤光谱仪

为满足野外现场矿物分析、遥感地面验证光谱分析等的需要,研制了实现光谱覆盖范围在400～2 500 nm的宽谱段光纤光谱仪,介绍了仪器研制过程中的光学、机械与电子学设计。光学系统采用了光栅分光的水平反射式光路,对于不同的光谱探测谱段,采用了三路线阵探测器在光谱面的3个方向立体交错放置进行探测;用CPLD(complex programmable logic device)实现对三路线阵光电器件时序逻辑信号的发生与驱动;采用14位高速ADC进行数模转换;采用USB2.0实现通讯。仪器体积小、光谱分辨率高、信号质量和测量速度等方面均达到了满意效果,测试结果表明,仪器实现了宽谱测量,光谱数据理想。     

Role of entropy generation minimization in thermal optimization

Thermal optimization is very important for improving the performances of thermal systems. In engineering, the entropy generation minimization(EGM) has been widely used to optimize and evaluate the performances of thermal systems.However, the consistency between the EGM and the optimization objective should be specified when the EGM is used.In this paper, we discuss the view angle of irreversibility of entropy generation, and show that entropy generation directly reflects the exergy destruction or the ability loss of doing work. As the design objective in a thermal system is not often consistent with the view angle of irreversibility of entropy generation, the EGM may not lead to the optimal value of the design objective. In heat transfer and heat-work conversion, the inconsistence between the design objectives and the EGM is shown with some examples, and the applicability of the EGM is found to be conditional. The "entropy generation paradox" in heat exchanger analyses is also discussed, and it is shown that there is no direct monotonic relation between the minimum entropy generation rate and the best heat transfer performance of heat exchangers.     

Interplay of Rashba effect and spin Hall effect in perpendicular Pt/Co/MgO magnetic multilayers

The interplay of the Rashba effect and the spin Hall effect originating from current induced spin–orbit coupling was investigated in the as-deposited and annealed Pt/Co/MgO stacks with perpendicular magnetic anisotropy. The above two effects were analyzed based on Hall measurements under external magnetic fields longitudinal and vertical to dc current,respectively. The coercive field as a function of dc current in vertical mode with only the Rashba effect involved decreases due to thermal annealing. Meanwhile, spin orbit torques calculated from Hall resistance with only the spin Hall effect involved in the longitudinal mode decrease in the annealed sample. The experimental results prove that the bottom Pt/Co interface rather than the Co/MgO top one plays a more critical role in both Rashba effect and spin Hall effect.     

振动合成在气垫导轨上的验证

晶格中原子的集体振动——声子与晶格的热力学性质密切相关。它是凝聚态物理中的重要内容并具有广泛的应用。由于介绍量子化的声子需要较多的基础知识,目前很少在本科教学中展示该内容。本文从经典物理的角度出发,通过气垫导轨实验来演示滑块的集体振荡,验证了任一种振动均是由基振动线性叠加而成,这一实验在本科教学中可帮助学生理解"合成、叠加、耦合"等现代物理学概念。     

小尺寸管道内二氧化碳抑制甲烷爆炸效果的实验及数值模拟

为了有效防治矿井瓦斯爆炸事故, 以瓦斯的主要成分甲烷作为模拟气体, 运用自主设计改装的XKWB-S型小尺寸石英玻璃管道实验系统, 结合高速摄影仪, 并采用FLACS数值模拟软件, 研究惰性气体抑爆条件下甲烷燃烧爆炸特性, 进行体积分数为6%~27%的CO₂抑制体积分数为9%CH₄爆炸的实验及数值模拟, 结果表明:各组分混合气体在爆炸传播过程中, 爆炸压力、火焰锋面速度和气体运动速度均呈现一定程度的波动, 且压力和速度没有同时达到最大值; CO₂的加入有效抑制了甲烷/空气反应, 且添加CO₂体积分数越大, 抑爆效果越明显, 模拟结果与实验结果基本吻合。     

不同预处理方法对苯丙酮尿症FTIR/ATR光谱筛查模型的影响

建立苯丙酮尿症的FTIR/ATR光谱筛查模型,比较基线校正、平滑、求导、傅里叶退卷积等光谱预处理方法对模型精度的影响。利用多模型共识偏最小二乘法(cPLS)建立干血片中苯丙氨酸浓度的校正模型,以相关系数(r)、预测均方根误差(RMSEP)、平均相对误差(MRE)和预测准确率(Acc)等指标,考察不同预处理方法对建模效果的影响。结果 一阶微分9点平滑处理方法效果最好。与原始光谱相比,模型的r,RMSEP,MRE和Acc分别从0.822 7,115.8,0.395和94.6改善到0.889 9,102.2,0.286和100。本方法直接快速、 不消耗试剂、 不产生污染,有望成为PKU大人群快速筛查的简便、 绿色新技术。