大相对孔径宽视场无遮拦平场两反射镜望远物镜分析与设计

根据研制宽视场大相对孔径高光谱成像仪的性能指标和应用要求,研究与设计了结构简单的凸面、凹面反射镜组成的偏视场两反前置系统。基于高斯光学和利用杨氏公式的像散分析,在系统焦距归一化条件下,凸面反射镜顶点曲率半径的取值区间为[2.5 mm,3.24 mm)。给出根据指标要求确定系统初始结构参数的方法与结果。例如,优化设计得到的偏视场无遮拦像方远心两反前置望远物镜的工作波段为0.4~1.0μm、相对孔径为1/1.8、视场角为40°。此镜头的两块反射镜面形均为扁球型二次曲面,具有结构简单、成像性能接近衍射极限、像方远心、及相对孔径大集光本领强、视场大且平像场的优点,可用作高空间分辨率、高光谱分辨率及高信噪比要求的成像光谱仪的前置物镜。     

电偶腐蚀对接触电极间压紧力的影响

电偶腐蚀会导致受载结构中内力的变化,从而改变结构性能。研究电偶腐蚀对结构内力的影响规律,利于提高相关结构的设计水平。设计接触端面为圆平面的圆柱形电极,采用恒位移加载方式使两个接触面相互压紧,同时将电极浸泡在质量分数3.5%的NaCl溶液中进行腐蚀,测试给出了压紧力随腐蚀时间的变化曲线。与实验状态相对应,用电极表层腐蚀区的径向和轴向尺寸以及等效弹性常数表征电偶腐蚀效应,根据实验观察近似取定腐蚀区尺寸,建立微观尺度的材料性能模拟模型和宏观尺度的结构力学模拟模型,计算给出了腐蚀区的材料性能参数和腐蚀一定时间后电极之间的压紧力,计算结果与实验结果大致吻合。该项研究同时为数值模拟电偶腐蚀对结构力学行为的影响提供了新的方法。     

弹弓效应原理简析

文章用速度变换和矢量图对"弹弓效应"的加速原因做出了较为简洁直观的解释,以关于"弹弓效应"的一个简例.分析"弹弓效应"中的加速条件,得出能使入射物体被加速的偏转角范围.与通常所采用的两体碰撞理论相比较,此方法更能凸显"弹弓效应"的加速机理,且能有效避免冗繁的数学运算.将"弹弓效应"与粒子散射问题对照分析,得出两者之间的可类比性.因而可由散射问题中的散射角关于瞄准距离的公式类比推出"弹弓效应"中偏转角与瞄准距离之间的关系.文章还将"弹弓效应"的思想推广到了一般尺度上的两体问题.     

用于荧光光谱测定的微量固体粉末样品制样优化*

为满足微量固体粉末荧光检测要求,采用薄层制样法,改变黏结剂种类、黏结剂的用量、涂层厚度以及后处理方法来进行其制样工艺优化。 结果表明:以聚乙烯醇做黏结剂、1∶5的固液比、在50 ℃烘干30 min、涂片次数3层的薄层制样优化工艺可满足荧光固体测样的要求。采用t检验比较固体样品池装样和薄层制样法的荧光检测结果发现两者无显著性差异,薄层制样优化工艺的需样量较样品池减少90%。     

利用有机波谱教学网站iSpec进行游戏化课堂教学的实践*

针对学生在有机化学波谱学学习过程中枯燥、难以形象化的具体情况,介绍一个利用有机波谱在线学习的网站进行游戏化课堂教学的学习活动,以期提升学生在该课程学习中的积极性及学习效果。该教学活动的实施分为课堂和课后进行,主要依托iSpec网站游戏竞赛的答题模式,结合教师课堂教学及学生自主学习,进行相关知识技能的教授,最终提升学生的学习效率与效果。     

RUB-13分子筛的合成及其甲醇制烯烃催化性能

采用水热法合成RUB-13分子筛,探讨了有机模板剂(OSDA)、硅源、晶化温度和水硅比等制备条件对RUB-13分子筛晶体结构的影响,考察了RUB-13分子筛在甲醇制烯烃(MTO)反应中的催化性能。结果表明,采用1,2,2,6,6-五甲基哌啶(PMP)为有机模板剂、白炭黑为硅源,在晶化温度为170℃的条件下,选择H2O/Si比为100和80时可分别合成出高纯度的低硅铝比(Si/Al=100)和高硅铝比(Si/Al=200)的RUB-13分子筛晶体,且晶粒呈棒状形貌。H-Al-B-RUB-13(Si/Al=200)分子筛用于催化甲醇制烯烃反应时,在400℃下表现出高的低碳烯烃选择性(C2=-5选择性达97. 8%,丙烯选择性为54. 5%),优于传统的H-SAPO-34和H-ZSM-5分子筛催化剂。     

硼改性HZSM-5对催化MTP反应活性影响

水热晶化一步合成了BHZSM-5分子筛,投料SiO2/Al2O3=100、200,其中,B2O3/Al2O3=1,研究了其甲醇制丙烯(MTP)催化活性。硼改性提高了丙烯选择性,并有利于稳定活性。硼修饰引起合成样品的强B酸量减少;水热(480℃)环境条件下,BHZSM-5的强B酸量保留量约50%,相比HZSM-5,酸性位点保留较多,显示增强的水热稳定性;同时骨架Al分布发生了变化:位于晶体直孔道和正弦孔道的Al稳定,孔道交叉口的Al易于脱除,有利于基于烯烃循环机理的MTP活性。水热处理空速由1 h-1增加到9 h-1,B酸量进一步下降,晶体孔道交叉口的Al脱除更多。     

简便的两步直接固相反应法制备N、Se共掺杂碳限域的NiSe纳米晶及其储钠性能

通过简便的两步直接固相反应,即在室温下的固相自组装反应制备Ni席夫碱配合物前驱体,然后通过高温固相热解碳化和硒化反应,原位制备了N,Se共掺杂碳限域的NiSe纳米晶复合物。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TGA)等表征技术分别对其物相、形貌结构、组分和含量等进行分析,并通过循环伏安、恒电流充放电和电化学阻抗谱等方法测试其电化学储钠性能。研究结果表明,复合物中NiSe粒子的平均尺寸为100 nm,被均匀限域在N,Se共掺杂的碳基体中;得益于该结构的优势,复合物作为钠离子电池负极材料时,在0.1 A·g~(-1)的电流密度下充放电循环100次后仍保持291 mAh·g~(-1)的可逆充电比容量,保持了首圈充电比容量的88%。同时,在5 A·g~(-1)的电流密度下,可逆充电比容量为197 mAh·g~(-1)。     

烷基链工程对两亲有机半导体热力学性能影响的研究

Due to their special polar structure, amphiphilic molecules are simple to process, low in cost and excellent in material properties. Thus, they can be widely applied in the preparation of functional film materials and bionics related to cell membranes. Therefore, amphiphilic organic semiconductor materials are receiving increasing attention in research and industrial fields. The structure of organic amphiphilic semiconductor molecules usually consists of three functional parts: a hydrophilic group, a hydrophobic group, and a linking group between them. The adjustment of their correlation to achieve the target performance is particularly important and needs experimental discussion regarding synthetic methodologies. In this work, we focused on the engineering of a substituent alkyl-chain, and an amphiphilic functional molecule (benzo[b]benzo[4, 5] thieno[2, 3-d]thiophene, named C_nPA-BTBT, n = 3–11) was proposed and synthesized. This molecule links the hydrophobic semiconductor backbone and hydrophilic polar group through alkyl chains of different lengths. Fundamental properties were investigated by nuclear magnetic resonance (NMR) and ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) to conform the structure and the band gap properties of the designed organic semiconductor. Thermodynamic features were investigated by thermogravimetric analysis (TGA) and corresponding differential thermal gravity (DTG), which indicate that the functional molecule C_nPA-BTBT (n = 3–11) has a great stability in ambient conditions. Moreover, the results show that the binding ability of the amphiphilic molecule to water molecules was regulated by the odd-even alternating effect of the alkyl chain and the intramolecular coupling with BTBT. Furthermore, differential scanning calorimetry (DSC) and polarized optical microscopy (POM) were used to study the material properties in detail. As the length of the alkyl chain increased, the functional molecule C_nPA-BTBT (n = 3–11) gradually changed from "hard" species with no thermodynamic changes to a transition one with a pair of thermodynamic peaks, and eventually to a "soft" one as a typical liquid crystal with clear observation of Maltese-cross spherulites. The cooling and freezing points were further studied, and the values and trends of their enthalpy and corresponding temperature fluctuated and alternated due to the volume effect, odd-even alternating effect, flexibility, and other functions of the alkyl chain. Three molecular models were proposed according to the thermodynamic study results, namely the brick-like model, transition model, and liquid crystal model. This work presents in-depth discussion on material structure and corresponding thermodynamic properties, and it is an experimental basis for the design, synthesis, optimization, and screening of target performance materials.     

光催化甲烷转化研究进展

甲烷催化转化为高附加值产物、实现甲烷高效利用,具有重要的研究意义及工业应用价值。长期以来,如何在较温和的条件下将甲烷转化为其它更有价值的有机衍生物,如醇、芳烃、长链烷烃和烯烃等,是催化、化学及化工领域的热点和难点课题之一。光催化反应由光能激发产生光生电子和空穴,参与到甲烷C―H键活化和自由基形成,这为低温甲烷转化提供新的途径,本文主要围绕甲烷氧化和偶联反应,总结了近年来光催化研究进展,并对如何进一步提高光催化性能提出展望。