一套装置多处妙用

在高一化学教材《化学1（必修）》的“非金属及其化合物”一章中,涉及氯气（Cl2）、二氧化硫（SO2）、氮的氧化物（NO、NO2）、氨气（NH3）等有毒气体的实验较多。这些气体实验,学生、教师都很担心中毒。在教学实践中,本人用一套普通的装置（见图1）,多次在有毒气体的制取和性质实验中使用,有效地解决了有毒气体的污染问题（图中的试管可根据实验需要选用完好试管或底部破损有孔的试管）。     

单向偏心粘弹性梁弯扭耦合振动复模态分析

对单向偏心等截面粘弹性梁,考虑偏心引起的弯扭耦合作用.将运动方程写成状态方程形式,利用复模态正交性将其解耦成为若干个广义复振子的求解和叠加问题;使用跟踪结构边界条件矩阵行列式零点的方法求得复频率和复模态,进而可以求得粘弹性偏心梁在任意初始条件和外部激励下的动力响应.通过算例,从结构复频率、复模态幅值和幅角、在不同频率简谐集中力作用下结构动力响应等方面综合分析了粘弹性阻尼和弯扭耦合的影响.计算结果表明,在粘弹性阻尼作用下,衰减系数随振型阶数而增大,振动频率随之不断减小;单纯弯曲和扭转振动的固有频率分布影响各阶复模态中弯扭耦合作用的强弱.通过与有限元法计算结果比较,验证了本文方法的合理性.     

Visible and near-infrared optical properties of Nd:CLNGG crystal waveguides formed by proton implantation

A Nd:CLNGG waveguide structure operated at wavelengths of both 632.8 nm and 1539 nm was demonstrated for the first time to our knowledge, which was produced by the 480-keV H~+ion implantation with a dose of 1.0×10~(17)protons/cm~2.Its propagating modes at 632.8 nm and 1539 nm were measured by the well-known prism coupling technique. The refractive index profile at either 632.8-nm wavelength or 1539-nm wavelength was optical barrier type in the proton-implanted Nd:CLNGG crystal optical waveguide, which was calculated by using the reflectivity calculation method. The near-field light intensity distributions were also simulated by the finite-difference beam propagation method in the visible and nearinfrared bands.     

基于鲁棒极端学习机的混沌时间序列建模预测

针对混沌时间序列预测模型易受异常点影响,导致模型预测精度低的问题,在贝叶斯框架下提出一种鲁棒极端学习机.所提模型将具有重尾分布特性的高斯混合分布作为模型输出似然函数,得到一种对异常点和噪声更具鲁棒性的预测模型.但由于将高斯混合分布作为模型输出似然函数后,模型输出的边缘似然函数变成难以解析处理的形式,因此引入变分方法进行近似推理,实现模型参数的估计.在加入异常点和噪声的情况下,将所提模型应用于大气环流模拟模型方程Lorenz序列以及Rossler混沌时间序列和太阳黑子混沌时间序列的预测中,预测结果验证了所提模型的有效性.     

多源共蒸发制备高性能REBa2Cu3O7-x涂层导体的进展与展望

REBa2Cu3O7-x (RE：钇、钆等稀土元素,REBCO）高温超导体因其具备较高的不可逆场和上临界场等优越性能,一经发现就备受关注。但由于材料本身固有的陶瓷性及弱连接等属性,导致其实际应用起来难度较大。目前,人们已经发展了诸多制备工艺来克服这些困难,实现了REBCO超导体的实际应用。按照前驱膜沉积方法可将REBCO超导薄膜的制备分为物理法和化学法。本文综述了物理气相沉积（PVD-Physical Vapor Deposition）法中多源共蒸发法制备REBCO超导薄膜的技术起源及演变历程,并与金属有机沉积、金属有机化学气相沉积、脉冲激光沉积等不同方法生产的REBCO超导带材进行对比,突出多源共蒸发法制备的REBCO薄膜性能优异、在商业化生产效率上具有更大的优势。最后对多源共蒸发法制备REBCO超导薄膜进行总结及展望,解决多源共蒸发沉积制备REBCO薄膜的成相机理、提高薄膜的钉扎中心等问题对未来第二代高温超导带材的大规模应用具有重要意义。     

基于带电粒子活化法开展的SGⅡ-U皮秒激光质子加速实验研究

基于带电粒子活化测谱方法在SGⅡ-U装置上开展了皮秒激光靶背鞘场机制质子加速实验研究,对靶参数进行了优化.利用带电粒子活化测谱方法测量了相同激光条件、不同Cu薄膜靶厚度情况下靶背鞘场加速质子的最高截止能量、角分布、总产额以及激光能量到质子的转化效率等关键参数.实验发现,SGⅡ-U皮秒激光靶背鞘场加速机制的最佳Cu薄膜靶厚度为10 μm,对应质子最高能量接近40 MeV,质子（>4 MeV）总产额约4×10¹²个,激光能量到质子的转化效率约2%.薄膜靶更厚或者更薄都会降低加速质子的最高截止能量;当靶厚减薄至1 μm时,皮秒激光的预脉冲开始对靶背鞘场产生显著影响,质子最高截止能量急剧下降,高能质子束斑呈现空心结构;而当靶厚增加至35 μm时,虽然质子束的能量有所降低,但是质子束斑的均匀性更好.     

非对称双原子分子在输运扩散中的取向效应

本文建立了同时具有化学势梯度和温度梯度的非平衡系统,研究非对称双原子分子的输运扩散行为.研究发现,双原子分子在非平衡输运中具有取向效应.浓度梯度与温度梯度使双原子分子在输运中产生的大小原子取向的方向刚好相反,沿着梯度的正方向,前者使小原子在前,后者使大原子在前.通过最小熵产生原理,解释了取向的物理机制.研究结果对于深刻理解非平衡条件下物质的输运与其形态的关系具有理论意义.     

基于薄板样条插值法的MEMS陀螺仪温度补偿模型辨识

MEMS陀螺仪以其优异的性能及廉价的成本,被广泛地应用于水下航行器中;然而传感器的温度变化严重影响测量精度,因此,对其温度补偿模型准确辨识具有重要意义。本文利用基于可持续激励准则的快速标定算法获取标定参数,然后利用薄板样条插值方法建立MEMS陀螺仪温度补偿模型,并将该方法辨识结果与多项式拟合算法的辨识结果进行对比,实验验证,利用本文所提出算法辨识得到的传感器温度补偿模型,有效改善了MEMS陀螺仪测进精度。      

环糊精柱结合液质联用方法测定果蔬中烯酰吗啉异构体残留量

基于乙二胺-β-环糊精的包结分离作用,建立了一种快速、简便的检测5种果蔬（黄瓜、葡萄、莴苣、茄子和土豆）中烯酰吗啉顺反-异构体的LC/MS方法。果蔬中残留的烯酰吗啉异构体用QuEChERS方法提取,然后用自组装的N-丙基乙二胺（PSA）、石墨化炭黑（GCB）和磁性四氧化三铁纳米粒子（MNPS）复合物进行快速净化。由于乙二胺-β-环糊精柱能与顺、反烯酰吗啉异构体形成稳定性不同的包结物,环糊精柱能高效分离几何异构体,结合液质联用技术,通过选择离子监测灵敏地测定5种果蔬中的顺、反烯酰吗啉异构体残留量。考察了不同柱温对烯酰吗啉异构体分离度的影响以及电喷雾离子化等优化条件。采用0.1%甲酸-乙腈（1090,v/v）作流动相,流速0.5mL·min^-1,在20℃的柱温下,烯酰吗啉顺反异构体在环糊精柱上的分离度（Rs）为2.2,分析时间在10min内。烯酰吗啉顺反异构体的质谱定量离子m/z 388.20->301,Q1电压是-18ev,碰撞能量（CE）-21ev以及Q3电压是-20ev,碰撞能量（CE）-32ev。对于反式-和顺式-烯酰吗啉分别在0.125²0μg·kg^-1和0.375⁶0μg·kg^-1范围存在良好的线性关系（r>0.999）。它们的最低检出限（LODs,S/N=3）分别为0.035⁰.066和0.015⁰.069μg·kg^-1。基质样品的加标回收率均在76%¹09.0%之间,对反式-烯酰吗啉的日内精密度和日间精密度在3.2%⁸.2%和2.9%⁹.9%范围,而对于顺式-烯酰玛琳的日内精密度和日间精密度在1.1%⁶.9%和2.3%¹0.1%范围。该方法简便、快速和准确,适用于果蔬中烯酰吗啉顺、反异构体的含量测定。     

单原子层Pd壳的Pt3Ni纳米立方体的甲酸氧化性能

通过一种结合了CO辅助合成Pt₃Ni纳米立方粒子和单原子层Cu壳欠电位沉积再置换为Pd的方法,成功制备出了具有单原子层Pd壳和Pt₃Ni纳米立方粒子核结构的Pt₃Ni@Pd/C催化剂。电感耦合等离子体元素分析、X射线衍射和透射电子显微镜法被用于研究表征此种Pt₃Ni@Pd/C催化剂,结果显示大部分Pt₃Ni纳米粒子的表面都由{100}族的晶面所构成。而且在这些{100}族的晶面上,单原子层Pd壳通过电沉积的外延生长,也获得了{100}族的晶面。本文进一步对Pt₃Ni@Pd/C作为甲酸氧化电催化剂的性能进行了研究,并与商业Pd/C和原Pt₃Ni/C催化剂进行了比较。结果显示,由于Pt₃Ni@Pd/C的单原子层Pd壳的结构和所暴露出的Pd{100}族的晶面,Pt₃Ni@Pd/C催化剂具有优异的甲酸氧化电催化性能。与原Pt₃Ni/C催化剂相比较,Pt₃Ni@Pd/C催化剂的贵金属质量比活性提高到了7.5倍。此外,与商业Pd/C催化剂相比,Pt₃Ni@Pd/C催化剂的比表面活性和Pd质量比活性也分别提高到了2.5和8.3倍。