A theoretical and experimental evaluation of III-nitride solar-blind UV photocathode

We have developed a superior solar-blind ultraviolet (UV) photocathode with an Al_xGa_1-xN photocathode (x ～ 0.45) in semi-transparent mode, and assessed spectra radiant sensitivity related to practical use. Before being grown over a basal plane sapphire substrate by low-pressure metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), a reasonable design was made to the photocathode epitaxy structure, focusing on the Al_xGa_1-xN: Mg active layer, then followed by a comprehensive analysis of the structural and optical characterization. The spectra radiant sensitivity is peaked of 41.395 mA/W at wavelength 257 nm and then decreases by about 3 to 4 decades at 400 nm demonstrating the ability of this photocathode for solar-blind application prospects.     

一种实心针静电纺丝装置的场强模拟及优化

提出一种实心针静电纺丝方法, 采用实心针作为静电发射极, 并将其置于由绝缘材料制成的导液棒轴心, 导液棒处于储液盒底部的圆锥沉头通孔内部并可以做升降运动以控制供液量, 需要时还可以起到通流的作用, 有效地解决了多针头静电纺丝堵塞和无针头静电纺丝开放式供液的问题. 利用COMSOL有限元分析软件对影响场强大小及分布的各参数进行场强模拟, 研究增大场强并减小边缘效应的改进方法, 并采用研发的不完全齿轮横动机构纺丝头做往复横动进行纺丝实验, 验证了实心针静电纺丝装置有效降低了能耗和边缘效应, 避免了针头堵塞及溶剂挥发问题.     

用硫酸软骨素A作探针共振瑞利散射及共振非线性散射法测定蛋白质

在pH 1.8～2.5的Britton-Robinson (BR)缓冲介质中, 硫酸软骨素A (CSA)的硫酸酯基离解而以带多个负电荷的大阴离子存在, 而人血清白蛋白(HSA)、牛血清白蛋白(BSA)、糜蛋白酶(Chy)、溶菌酶(Lyso)和α-淀粉酶(α-Amy)等蛋白质处于其等电点(pI)之下, 则是带多个正电荷的大阳离子, 两者可借静电引力、氢键作用、疏水作用而结合形成复合物. 此时将引起共振瑞利散射(RRS)和二级散射(SOS)、倍频散射(FDS)等共振非线性散射(RNLS)的显著增强并出现新的散射光谱. 3种散射的散射增强(ΔI_RRS, ΔI_SOS和ΔI_FDS)均在一定范围内与蛋白质的浓度成正比, 方法具有高灵敏度. 三种方法对蛋白质的检出限分别为4.5～12.0 (g/L (RRS法)、8.9～15.8 (g/L (SOS法)和13.4～31.5 (g/L (FDS法), 其中以CSA-BSA体系灵敏度最高(检出限可达4.5 (g/L). 研究了反应体系的RRS, SOS和FDS的光谱特征、适宜的反应条件和影响因素, 讨论了反应机理、结合模式以及散射增强的原因. 并以CSA-BSA体系为例考察了共存物质的影响, 表明方法有良好的选择性. 方法可用于正常人血清及尿样中蛋白质的测定.     

柴油的烤燃燃爆性能实验

为研究3种柴油燃料装入76 L标准小型货车油箱在明火烤燃下的燃爆特性,利用摄像机、高速照相机、红外热成像仪、热电偶以及电子秤分别记录并测量了油箱的烤燃过程及其产生的喷射火焰表面最高温度、火焰尺寸、油箱内外部温度变化、油料蒸发速率等参数。结果表明:相同烤燃条件下,-10#柴油油箱发生剧烈燃烧和爆炸,防火柴油与阻燃抑爆柴油油箱出现了喷射火焰。防火柴油油箱喷射火焰最高温度、火焰高度、内部蒸气温度和油液温度平均升温速率比-10#柴油分别降低31.39%、75.34%、39.05%和57.32%;阻燃抑爆柴油油箱喷射火焰最高温度、火焰高度、油料质量蒸发速率、内部蒸气温度和油液温度平均升温速率比防火柴油分别降低24.67%、61.11%、14.29%、7.54%和7.54%;阻燃抑爆柴油在抑制火焰温度上升、火球尺寸增长以及降低质量蒸发速率上效果更明显。     

ISSDE:基于第一性原理随机微分方程的碰撞等离子体隐式模拟

开发一种适用于求解含库仑碰撞等离子体随机微分方程（SDE）的第一性原理隐式模拟程序——Implicit Stratonovich Stochastic Differential Equations （ISSDE）.该程序基于Fokker-Planck （FP）方程与Stratonovich SDE的等价性理论，通过精确求解Stratonovich SDE达到对FP方程的高效第一性原理计算的目标.ISSDE采用隐式格式保证求解的数值稳定性，同时可以保证粒子碰撞过程的能量守恒.ISSDE基于C++语言开发，具有标准接口和灵活的可扩展模组.通过模拟电子束在非磁化和磁化致密等离子体中的慢化过程验证ISSDE的正确性，并展示该程序在碰撞等离子体模拟中的应用.     

四阶脉冲弹性梁方程非平凡弱解的存在数量

本文研究了一类具有脉冲项的四阶弹性梁微分方程边值问题,在非线性项不连续的情况下利用变分方法结合相应的临界点定理得到了非平凡弱解的存在数量,最后给出具体的例子,结合牛顿迭代法来验证所得到的结论.     

球磨-再晶化法合成磷酸铝分子筛

以热稳定性较差的二维层状磷酸铝AlPO-IM([C_3H_5N_2]_2[Al_3P_4O_(16)H])为前驱体,经过球磨-再晶化快速合成出具有AWO拓扑结构的磷酸铝分子筛AlPO-CJ73a及具有LAU拓扑结构的磷酸铝分子筛MgAPOCJ73b和ZnAPO-CJ73c.通过对合成条件的详细研究,发现金属杂原子在合成过程中对LAU结构的生成起到导向作用,结合共振拉曼光谱和CSh M值计算研究了相转变机制.利用球磨-再晶化法不仅极大缩短了晶化时间,而且可在无溶剂条件下将二维层状磷酸铝前驱体转变为三维分子筛,实现了分子筛合成中对环境的零排放.与传统的水热/溶剂热法相比,该方法具有高效、节能的特点,拓展了磷酸铝分子筛的合成路线.     

用于生物质水相加氢多相负载型金属催化剂的稳定策略

生物质是天然的可再生能源和资源,具有来源广泛、储量丰富、价格低廉的优点以及可转化为高附加值化学品的多功能性,因此作为传统化石能源替代材料受到广泛关注和研究.将生物质通过催化转化为平台化合物再进一步利用是生物质利用的重要途径,其中催化加氢是常用的反应之一.由于绝大多数生物质平台化合物分子中都含氧元素,其加氢过程中会不可避免的产生水,同时水作为绿色环保,价廉易得的溶剂,可以溶解绝大多数生物质平台化合物,因此选择水做溶剂具有重要意义.负载型纳米金属催化剂(如Au、Rh、Pt、Pd、Ru、Cu和Co等)在生物质水相加氢反应中具有广泛的应用,但其在水相反应条件下(通常为高温、高压、强酸性等苛刻条件)容易在反应过程中发生纳米金属粒子的团聚、流失以及载体的坍塌、结构转变等引起失活.因此,发展可以在水相体系中稳定的金属多相催化剂对生物质资源化利用非常必要.本文首先综述了溶剂水对反应的影响以及负载型金属催化剂在水相体系中的失活类型与机理,内容包括:(1)溶剂水对催化剂及催化加氢反应的积极作用,包含提高转化率和影响产物选择性;(2)溶剂水引起催化剂失活的原因,如引起金属纳米粒子发生团聚、氧化、流失以及载体发生溶解、坍塌、结构转变等.从负载型金属催化剂的失活机理入手,分别从提高金属纳米粒子的稳定性和载体的稳定性两个方向综述了提高负载型金属催化剂稳定性的普适性策略,内容包括:(1)通过界面限域策略增强金属-载体相互作用的方式提高金属纳米粒子在载体上的稳定性,包括有机基团配位、杂原子配位、镶嵌法等;(2)通过空间限域策略将金属纳米颗粒封装的方式提高金属纳米粒子的稳定性,包括利用一维的空心管状材料、二维的超薄材料以及三位的空心球(笼)材料等;(3)通过提高载体(主要为氧化物载体)的稳定性以提高催化剂整体稳定性,包括对载体进行修饰、包覆、杂化等方式.本工作所综述的提高生物质水相加氢金属催化剂稳定性的策略为高稳定性催化剂的设计指出了方向.     

先进蛋黄-蛋壳结构能源转化纳米反应器

蛋黄-蛋壳结构独特的纳米结构及特性,使其在很多领域中具有潜在的应用价值,因此近年来受到了广泛关注.本综述总结了使用蛋黄-蛋壳纳米结构作为纳米反应器的研究进展.从合成策略出发,主要强调最近五年合成蛋黄-蛋壳纳米结构的最新研究进展.通过光催化,甲烷重整和电催化等反应作为典型的反应过程,重点讨论蛋黄-蛋壳结构纳米反应器在催化领域的应用,并对该领域未来的发展进行了展望.