基于基线校正和主元分析的紫外-可见光光谱在线水质异常检测方法

近年来,饮用水安全问题引起社会的广泛关注。采用紫外-可见光吸收光谱对水质进行异常检测,具有现场原位、无需试剂、分析快速等优点,适合快速在线监测。然而,紫外-可见光光谱数据量大,且易受仪器和水质正常波动的干扰,从而影响水质异常检测结果。提出一种基于基线校正和主元分析的紫外-可见光光谱法来检测污染物引起的水质异常,该方法利用非对称最小二乘校正基线,采用主元分析法从基线校正后的光谱矩阵中降维并提取特征,然后根据残差子空间的Q统计量评估测试样本的离群点,最后采用累计概率来更新异常报告结果。通过苯酚注入的实验,验证了该算法的有效性,实验结果表明,提出的方法与单波长法相比,有效地提高了污染物的检出下限;与未经基线校正采用主元分析进行的异常检测方法相比,提高了检出率,降低了误报率。     

掺杂Pb2+对YAG∶Ce3+,Pr3+黄色荧光粉中红光发射的影响

在一氧化碳还原气氛下,通过高温固相法合成了YAG∶Ce3+,Pr3+,Pb2+黄色荧光粉。通过X射线衍射和激发、发射光谱对样品进行表征。结果表明:在YAG∶Ce3+,Pr3+荧光粉中掺杂一定量的Pb O,可以使Ce3+的534 nm宽带发生红移,同时Pr3+在610 nm处的红光发射强度增强,这是由于Pb2+的加入影响了晶体场环境,从而导致Ce3+5d能级的重心下移,使Ce3+发射光谱与Pr3+激发光谱的交叠增加,提高了Ce3+-Pr3+能量传递的效率。当掺杂Pb O的浓度为x=0.04时,红移最强,红黄比值最大,有利于提高基于蓝光芯片和YAG∶Ce黄光荧光粉制备的白光LED的显色指数。     

Eu2+掺杂MgY2Al3Si2O11N青光荧光粉的制备和发光性能

采用高温固相法合成了一系列Eu²⁺掺杂的Mg Y₂Al₃Si₂O₁₁N(MYASON)青光荧光粉。详细探讨了不同制备方法对荧光粉的物相结构和发光强度的影响,利用X射线衍射精修和X射线光电子能谱实验证明Si⁴⁺-N^3-离子对成功掺入石榴石晶格中。通过荧光光谱、寿命衰减曲线和变温光谱研究了发光性能,研究结果表明,用365 nm紫外光激发MYASON∶Eu²⁺荧光粉时,在青光区域呈现不对称宽带发射,峰值为490 nm,可以为紫外芯片激发的白光发光二极管有效提供青光成分。     

Numerical residual elimination method of finite differential equations

In this paper,a new elimination of finite differential equations has been discussed.It applies the numerical direct iteration to obtain the residual equations,in which the number of unknowns has been reduced greatly.The solution process is simple and efficient,and the solution is exact     

纳米级随机粗糙表面微观滑动摩擦力的计算研究

表面形貌很大程度上决定了摩擦副的摩擦性能, 而所有的表面都不可能是绝对光滑的.由于摩擦表面形貌的随机性, 决定了实际的摩擦过程具有随机性的特点, 因此为了获得与随机形貌对应的摩擦特性, 建立合理的随机摩擦模型是必要的. 本文基于Lennard-Jones势能建立了纳米级随机粗糙表面和原子级光滑的刚性平面间的随机摩擦模型; 模型中, 界面势能由法向载荷和界面间平衡距离决定.通过数值计算的方法, 推导了微观滑动摩擦力的计算公式和摩擦力与法向载荷之间的关系. 研究结果表明摩擦力随着法向载荷的增加而增加, 但不是线性增长. 结果也说明界面间的表面势能可能是微观摩擦力的本质起源. 关键词： 随机粗糙表面 Lennard-Jones势能 微滑动摩擦力 微摩擦     

BaTiO3和SrTiO3薄膜生长初期化学分子反应机理

本文采用B3LYP密度泛函方法,研究了BaO、SrO与TiO2形成BaTiO3、SrTiO3及TiO2二聚形成Ti2O4的微观反应机理,获得了相应的中间体、过渡态及反应活化能。采用自然键轨道NBO方法分析了反应过程中各中间体和过渡态的成键情况、轨道间的相互作用以及原子的电荷。计算结果表明,形成BaTiO3、SrTiO3和Ti2O4反应活化能分别为16.3、17.3和9.6 kJ/mol,TiO2形成二聚体活化能相对较小,从理论上解释了实验过程中观测到TiO2二聚体;但SrO、BaO和TiO2形成BaTiO3、SrTiO3的反应过程中,形成最初的稳定中间体时分别放热484.7和534.7 kJ/mol,且活化能较低,轨道间相互作用较强,静电引力作用显著,有利于SrTiO3和Ba-TiO3薄膜生长初期以TiO2为中心,结合BaO和SrO成核生长,从而有利于单元胞的进一步形成。     

基于Iwan模型的接合面切向响应建模

针对工程中常见预紧力作用下的搭接接头,研究其在小幅切向位移激励时的切向位移响应问题,为此提出一种新的基于实际表面形貌和材料性能参数的滑移力密度分布函数.应用该分布函数得到搭接接头切向响应本构模型,并获得单位加载周期内的迟滞曲线和能量耗散值, 通过与已出版的实验结果相对比,发现得到的模拟值与实验结果吻合, 证明该模型的合理性.在此基础上利用该分布函数研究了接合面切向位移与切向力、切向接触刚度及能量耗散之间的关系,结果表明: 建立的模型能很好地描述接合面间切向力与切向位移之间的关系,临界滑移力函数开始迅速上升, 到达最大值后迅速收敛到零;切线力与切向位移之间表现出非线性特性, 随着切向位移的增大,切向接触刚度表现出"软化"现象;初始切向刚度与法向载荷、粗糙度参数及塑性指数有关, 对于确定的接触表面,法向力越大, 初始切向刚度越大; 初始切向刚度同样也随着塑性指数的增大而增大.      

水热法制备Y2O2S∶Dy3+,Mg2+,Ti4+白色长余辉微纳米材料及发光性能

采用水热法制备了白色长余辉微纳米发光材料Y2O2S∶x Dy3+,Mg2+,Ti4+(x=0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,2.5%),利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激发和发射光谱、色度坐标、余辉曲线和热释光谱对样品进行表征。结果表明:煅烧后,样品的形貌为颗粒状,其粒径在150~250 nm之间;在359 nm的紫外光激发下,样品在488 nm和579 nm处有两个很强的发射峰,它们分别对应于Dy3+的蓝色跃迁(4F9/2→6H15/2)和黄色跃迁(4F9/2→6H13/2),适当比例的黄光和蓝光混合可以产生白光;当Dy3+浓度为2.0%(摩尔分数)时,样品的余辉性能最佳,用254 nm的低压汞灯照射10 min后,余辉时间可达到3600 s(≥1 mcd/m2)以上,与同样温度下高温固相法或溶胶凝胶法所制备样品的相比,其余辉性能得到了很大改善。     

SiO2/聚合物核壳型杂化粒子及其空心结构的制备

SiO2/聚合物核壳型杂化粒子及其空心结构以其独特的形貌在药物控制释放、催化剂载体、生物医药等领域应用前景广阔,引起了人们的广泛关注。本文着重从乳液聚合法、仿生矿化法等制备方法角度阐述了SiO2/聚合物核壳型杂化粒子及其空心结构的研究进展。乳液聚合制备SiO2/聚合物核壳型杂化粒子简单易行,一般需要预先合成SiO2纳米粒子,其合成过程通常需要一些非理想的条件,如高温高压、极端pH、昂贵或有毒的有机试剂等,而且预先合成的SiO2粒子无法与聚合物实现100%匹配,即总有纯的聚合物粒子存在。相比之下,原位仿生矿化法制备SiO2杂化粒子不仅在环境条件下可进行,而且能够精确控制其纳米尺度的形态及分级有序结构。目前对材料科学家来讲,要使人工合成SiO2/聚合物杂化粒子实现像自然生物硅那样优异的性能,仍然是很大的挑战。     

疏水高分子介导可动芯SiO2杂化纳米粒子的仿生合成

在疏水高分子胶体模板——含氟丙烯酸酯(FA)共聚物乳胶粒中引入能够介导SiO2原位沉积的聚胺催化活性点-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC),以四甲氧基硅烷(TMOS)为硅源,在环境条件下可控合成了核壳型FA共聚物/SiO2杂化纳米粒子.高温煅烧除去聚合物核质,可得到中空的SiO2纳米粒子,结合FTIR、EDX、TGA以及XPS等表征数据印证了SiO2的沉积主要发生在聚合物模板的表面.进一步考察了反应条件,如聚胺功能单体DMC的浓度、TMOS的浓度以及反应时间对SiO2杂化纳米粒子的形貌与组成的影响.实验结果表明增加DMC或者TMOS的浓度,适当延长反应时间,均可增加SiO2粒子的沉积速率,导致SiO2壳层的厚度增加,并且杂化粒子的形貌由凹陷多褶皱的核壳结构向可动芯结构转变.由于FA共聚物模板的强疏水性,增加有机核层和无机壳层间的不相容排斥,最终导致核壳层间空腔的形成,得到含可动芯的核壳型SiO2杂化粒子.