螺旋扭曲双包层-三芯光子晶体光纤用于轨道角动量的生成

针对螺旋扭曲的单包层-少芯光子晶体光纤在生成轨道角动量(orbital angular momentum, OAM)方面存在的不足,首次将三芯和内外空气孔不均匀的双包层结构引入光子晶体光纤,并通过螺旋扭曲实现了高阶OAM模式的生成.该光纤通过引入特殊设计的双包层结构有望降低生成的OAM模式的损耗,而围绕中心呈正三角分布的三个纤芯有望增加生成的OAM模式的数量.在光学变换原理的基础上,通过有限元方法对该光纤进行系统的分析,结果发现,当扭曲率a=7853.98 rad/m时,生成的OAM模式包括“OAM_–4,1, OAM_+9,1,OAM_+10,1, OAM_+11,1, OAM_+13,1”,其中+13阶是目前利用螺旋扭曲光纤生成的OAM模式中最高的阶数,且OAM模式的损耗均小于1.64×10^–3 d B/m,比已有文献中最低的OAM模式损耗(Napiorkowski M, Urbanczyk W S 2018 Opt. Express 26 12131)至少降低...     

高频电磁干扰对传输线耦合全波建模方法

对于场线耦合问题,经典传输线理论不适用于求解高频电磁干扰辐照下传输线负载上的电压和电流响应。针对这一问题,首先介绍了一种基于天线理论和模拟行为建模（ABM）的时域全波建模方法。该方法利用Harrington矩量法将电流积分方程离散并推导得到宏模型时域表达式,然后利用ABM频域功能实现频变参数的傅里叶逆变换和时域卷积计算。利用电路求解器,该建模方法可直接求解任意结构传输线耦合的负载处瞬态响应;与传统全波算法相比,模型一旦建立便可应用于任意入射场和线性/非线性负载的情况,无需重复耗时地求解电流积分方程。该方法可简化全波算法求解过程,提高仿真计算效率,尤其便于在入射场和负载存在不确定参数时进行高效重复抽样计算以获得统计特性。然后以高频电磁干扰耦合有损大地上的双导体传输线为例,通过与数值电磁代码和传统传输线理论方法的求解结果对比,验证了所提宏模型的有效性以及传输线理论在解决场线耦合问题时的局限性。结果表明,基于全波方法构建的宏模型可在时域内高效准确地求解高频电磁干扰辐照下任意形状传输线负载上的瞬态响应。     

一氟二氯乙烷分子在外电场中的光谱特征和解离特性

利用密度泛函理论在B3LYP/6-311+G(d, p)水平上研究不同外加电场下(-0.05～0.05 a.u.)一氟二氯乙烷分子的光谱特征和解离特性,其中包括该分子基态结构、总能量、偶极矩、最高占据轨道能级、最低空轨道能级、能隙、红外光谱、拉曼光谱、紫外可见光吸收光谱及C原子与Cl原子间势能曲线等数据在电场下的变化趋势。在y轴方向上,随着负向电场的增强,C原子与Cl原子核间距增长、最高占据轨道能级减小,体系总能量、最低未占据轨道能级、能隙先增大后减小,偶极矩先减小后增加。外加电场会影响一氟二氯乙烷分子红外光谱、拉曼光谱与紫外可见光吸收光谱的吸收强度和吸收峰频率,红外光谱、拉曼光谱与紫外可见光吸收光谱随着电场变化出现红移或蓝移现象。C原子与Cl原子间势垒随着负向电场增加逐渐减小,并在电场达到-0.05 a.u.时C原子与其中一个Cl原子发生断裂,当分子中一个C—Cl键断裂后,施加强度为-0.04 a.u.的电场时另外一个C—Cl键发生断裂,分子在电场下发生逐步解离,研究结果完善了一氟二氯乙烷分子受外电场影响的理论数据。     

冠醚石墨烷对氦气分离性能的理论研究

氦气(He)在众多科学和工业领域中都具有非常广泛的应用, He资源的短缺和需求的不断增长使得He分离具有极其重要的意义.石墨烷合成简单、晶体结构稳定,是一种用于构建气体分离膜的潜在理想二维材料.本文通过第一性原理计算,对四种具有不同尺寸冠醚孔的石墨烷膜(crown ether graphane-n, CG-n,n=3, 4, 5, 6)的He分离性能进行了研究.计算结果表明,四种冠醚石墨烷结构都具有较高的热力学、化学稳定性,并且CG-5和CG-6具有合适的孔径,可用于He的有效筛分.在11种气体分子(He, Ne, Ar, H₂, CO,NO, NO₂, N2, CO₂, SO₂和CH₄)中, He最容易通过CG-n膜,其能垒分别为4.55, 1.05, 0.53和0.01 eV.据我们所知, He通过CG-6的能垒是迄今为止报道的最低值,将可显著地提升He的分离效率.基于阿伦尼乌斯方程的选择性计算结果表明, CG-5在较宽的温度范围内(0—600 K)都表现出优异的He选择性...     

基于奥苏贝尔学习理论对人教版和鲁科版高中化学教材“化学键”的比较及建议

以奥苏贝尔学习理论为基础,比较人教版与鲁科版化学教材“化学键”内容,对教材的引言、正文编排顺序、正文内容组织、正文栏目、插图、习题等进行分析,并从奥苏贝尔学习理论角度阐述教材编写及教学建议。     

高中化学竞赛中电子效应和空间效应考点分析——以近年全国化学奥林匹克竞赛试题为例

电子效应和空间效应是有机化学的基础,近年来,这部分知识在全国化学奥林匹克竞赛中的考查比例处于上升趋势。因此,以近年全国化学奥林匹克竞赛试题为例,详细说明电子效应和空间效应在竞赛中的考点,帮助辅导化学竞赛的教师和参加化学竞赛的考生了解该部分知识需要达到的教学标准和掌握层次。     

思维导图在结构化学课程教学中的应用与探索*

结合结构化学学科的自身特点以及学生对该学科的认识,探索用思维导图方法辅助结构化学的教学过程,将思维导图应用于结构化学教学中从而有助于学生形成逻辑严密、有机统一的量子理论知识结构体系,并且通过系统的调查问卷分析学生在学习过程中对思维导图的应用情况。     

QuEChERS结合超高效液相色谱－四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱法同时测定全血中10种新型合成大麻素

建立了QuEChERS结合超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱（UPLC－QE－Orbitrap MS）同时测定全血中10种新型合成大麻素的分析方法。全血样本经优化的QuEChERS法提取后,采用Hypersil GOLDTM Vanquish色谱柱（100 mm × 2.1 mm,1.9 μm）,以0.1%甲酸水和0.1%甲酸乙腈为流动相进行梯度洗脱分离,在加热电喷雾离子源正离子/平行反应监测（HESI+/PRM）模式下同时进行检测。结果表明,10种目标物质在对应质量浓度范围内呈良好线性,相关系数（r2）均不小于0.999 0,检出限（LOD）为0.01 ~ 0.05 ng/mL,定量下限（LOQ）为0.05 ~ 0.20 ng/mL,回收率为92.1% ~ 115%,基质效应为86.6% ~ 115%,日内相对标准偏差（RSD）均不大于8.5%,日间RSD均不大于10%。该方法具有操作简便、选择性好,检测灵敏度及回收率高的特点,适用于法庭科学全血样本中合成大麻素的检验鉴定。     

超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱法非靶向筛查苹果中苯脲类农药

建立了超高效液相色谱－四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱（UPLC-Q/Orbitrap HRMS）非靶向筛查苹果中苯脲类农药的方法。样品采用QuEChERS法提取净化,Acquity BEH C18色谱柱（100 mm × 2.1 mm,1.7 μm）分离,以甲醇和含0.1%甲酸的水溶液为流动相进行梯度洗脱,在电喷雾正离子模式下采用四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱进行检测。将13种苯脲类除草剂和9种苯甲酰脲类杀虫剂按化学结构分为4类。首先通过对4类22种典型苯脲类农药标准品的准分子离子和二级质谱碎片进行分析,总结苯脲类农药的质谱裂解规律如下：绿麦隆等9种苯脲类除草剂的主要特征离子碎片为m/z 72.044 59,可通过特征丢失中性分子二甲胺（m/z 45.058 03）产生特征离子碎片;绿谷隆等4种苯脲类除草剂可通过特征丢失中性分子甲醇［CH3OH］或卤化氢［HR1］（R=Cl,Br,F）产生离子碎片;除虫脲等7种含氟苯甲酰脲杀虫剂的主要特征离子碎片为 m/z 158.040 47、141.015 00,也可发生特征中性丢失2,6-氟苯甲酰胺结构［C8H3F2O2NH2］（m/z 183.013 21）;杀铃脲等2种含氯苯甲酰脲类杀虫剂的主要特征离子碎片为m/z 156.020 25、138.993 76、113.015 28。利用该方法对北京12份市售苹果进行非靶向筛查,在1份样品中筛查出绿麦隆。该方法可为快速筛查农产品中相似结构特征的苯脲类化合物提供参考。     

超高效液相色谱-串联四极杆静电场轨道阱高分辨质谱法测定豆类中的硒代蛋氨酸

该研究利用超高效液相色谱-串联四极杆静电场轨道阱高分辨质谱(UHPLC/ESI-Q-Orbitrap)技术,对硒代蛋氨酸(SeMet)的色谱信息、分子离子质荷比和碎裂片段的质荷比进行采集,并对特征离子碎裂途径进行解析,建立了豆类中硒代蛋氨酸的检测方法。样品用三羟甲基氨基甲烷-盐酸(Tris-HCl)缓冲溶液溶解后,涡旋混匀,超声提取,在恒温水浴条件下酶解,离心后取上清液过0.22μm滤膜后上机检测。采用Hypersil GOLD HILIC(50 mm×2.1 mm,1.9μm)色谱柱进行分离,以0.2%(体积分数,下同)甲酸6 mmol/L甲酸铵水溶液和0.2%甲酸6 mmol/L甲酸铵乙腈溶液为流动相梯度洗脱,采用电喷雾正离子模式电离,在全扫描/数据依赖扫描模式(Full MS/dd-MS2)下进行检测,基质匹配标准校正法定量。结果表明,硒代蛋氨酸的基质效应为15.75%,在0.05~0.5 mg/L范围内线性关系良好,相关系数(r²)为0.9976,方法检出限(LOD)为0.015 mg/kg,定量下限(LOQ)为0.05 mg/kg;空白样品在0.1、0.2、0.4 mg/kg 3个加标水平下的平均回收率为77.6%~83.2%,日内相对标准偏差(RSDr)为2.8%~4.8%,日间相对标准偏差(RSD_R)为4.1%~6.5%。将方法应用于实际样品的检测,得富硒黑豆、富硒红豆、富硒绿豆中硒代蛋氨酸的含量分别为0.252、0.163、0.184 mg/kg。该方法具有前处理操作简单、结果准确、重复性好等优点,适用于豆类中硒代蛋氨酸的检测。