Temperature Controlled Filamentation in Argon Gas

Temperature controlled filamentation is experimentally demonstrated in a temperature gradient gas-filled tube. The proper position of the tube is heated by a furnace and two ends of the tube are cooled by air. The experimental results show that multiple filaments are shrunken into a single filament or no filament only by increasing the temperature at the beginning of the filament. This technique offers another degree of freedom of controlling the filamentation and opens a new way for intense monocycle pulse generation through gradient temperature in a noble gas.     

二苯基亚砜、苯甲酸与轻稀土高氯酸四元配合物的合成表征及光致发光

合成并表征了高氯酸稀土与二苯基亚砜、苯甲酸的四种四元配合物。经元素分析、稀土络合滴定、摩尔电导率及差热-热重分析,表明四元配合物组成为[REL5L′(ClO4)] (ClO4) (RE= La,Pr,Nd,Eu;L=C6H5SOC6H5,L′=C6H5COO-)。在红外光谱中,第一配体二苯基亚砜的νS O的特征吸收峰出现在1 037cm-1处,而各稀土配合物的νS O向低波数移动到984 ～989 cm-1,红移50 cm-1左右,表明稀土离子与亚砜基团的氧原子之间发生配位作用。第二配体苯甲酸钠的反对称伸缩振动吸收峰νas(COO -)出现在1 550 cm-1,对称伸缩振动吸收峰νs(COO -)出现在1 416 cm-1处,羧基伸缩振动吸收频率差Δn[νas(COO -)-νs(COO -)]值为134cm-1;在所有配合物的红外光谱图中νas(COO -)向高波数方向发生了位移,而νs(COO -)向低波数方向发生了位移,并且Δn值均大于钠盐的Δn值,由此可以认为配合物中羧基是通过单齿方式与稀土离子配位。测定了配合物在丙酮溶液中的摩尔电导率,根据配合物在常见有机溶剂中的摩尔电导率与正负离子的关系结合配合物的红外光谱中高氯酸根离子的四条特征吸收带,表明配合物为1:1型电解质,两个ClO4-无机抗衡阴离子,其中一个在外界,一个进入内界与稀土离子配位。配合物的荧光发射光谱表明,四元配合物的荧光强度比二苯基亚砜高氯酸稀土二元配合物的荧光强度提高469%。磷光光谱表明苯甲酸三重态能级的下限和二苯亚砜三重态能级的上限重叠,导致三重态能级范围扩大,由此可见第二配体的加入提高了配体的三重态能级与Eu3 离子5D0能级的匹配程度。同时在配合物的荧光发射光谱中还可以看到铕离子的电偶极跃迁强度大于磁偶极跃迁,表明稀土离子不处于晶体场的对称中心。在四元配合物中,由于第二配体的加入,往往会降低配合物的对称性,从而增强稀土离子的荧光强度。本文合成的稀土配合物具有良好的荧光性能,而且在室温下稳定,溶解性好,分解温度较高。     

多孔有机笼的制备及其用作毛细管电色谱手性固定相

多孔有机笼(POCs)是具有一类内在的、客体可及的空腔的离散分子，是一类独特的微孔材料。本文根据席夫碱反应原理，用(1R,2R)-二氨基环己烷和3,3′,5,5′-四醛基-4,4′-联苯二酚缩合成一种孔径均匀、高比表面积、热化学稳定性良好的棱柱形手性多孔有机笼(POCs)。采用核磁共振氢谱仪、红外光谱、热重分析和扫描电子显微镜对该材料进行表征。将该材料溶解在二氯甲烷中，用动态涂覆法将溶液均匀地涂覆在石英毛细管内壁上，制成毛细管电色谱柱。结果表明，该手性电色谱柱不仅能拆分氧氟沙星、特罗格尔碱、2-氨基-1-丁醇和1-苯基-1-戊醇4种手性药物，还能拆分o,m,p-甲苯胺和o,m,p-氯苯胺2种位置异构体，说明该手性柱具有良好的手性分离能力。通过研究氧氟沙星、特罗格尔碱、2-氨基-1-丁醇和1-苯基-1-戊醇的最佳拆分条件，得出电压、缓冲溶液浓度和pH值对组分分离度有显著影响，其中，氧氟沙星、特罗格尔碱、2-氨基-1-丁醇的最优分离电压均为15 kV, 1-苯基-1-戊醇的最佳分离电压为17 kV;氧氟沙星、特罗格尔碱、2-氨基-1-丁醇、1-苯基-1-戊醇的最佳缓冲液浓度均为0.100 ...     

嵌锁式CFRP方形蜂窝夹芯梁低速冲击响应及失效机理

采用嵌锁组装工艺制备了碳纤维/树脂基复合材料方形蜂窝夹芯梁，实验研究了低速冲击载荷下简支和固支夹芯梁的动态响应及失效机理，获得了不同冲击速度下夹芯梁的失效模式，分析了其损伤演化过程和失效机理，探讨了冲击速度、边界条件、面板质量分布以及槽口方向等因素对夹芯梁破坏模式及承载能力的影响。研究结果表明，芯材长肋板槽口方向对夹芯梁的失效模式有较大影响，槽口向上的芯材跨中部分产生了挤压变形，而槽口向下的芯材跨中部分槽口在拉伸作用下出现了沿槽口开裂失效，继而引起面板脱粘和肋板断裂；同等质量下，较厚的上面板设计可以提高夹芯梁的抗冲击能力，冲击速度越大，夹芯梁的峰值载荷和承载能力越高；固支边界使得夹芯梁的后失效行为呈现出明显的强化效应，在夹芯梁跨中部分发生初始失效后出现了后继的固支端芯材和面板断裂失效模式。     

超疏水沟槽表面通气减阻实验研究

减阻是解决航行体提速和增程的主要技术途径之一,对缓解日益严峻的能源危机极为重要.在重力式管道实验系统中,测试给出了湍流状态下不同通气速率时减阻率随雷诺数及沟槽无量纲间距的变化规律和气膜铺展状态,对比分析了单纯超疏水表面与超疏水沟槽表面上通气时减阻效果的差异.实验板材质为无色亚克力,沟槽结构采用机械方法加工,并在表面喷涂超疏水涂层.结果表明,持续通气能解决超疏水沟槽表面气膜层流失问题,实现气膜层长时间稳定维持;恒定雷诺数下,随通气速率增大,超疏水沟槽表面气膜铺展更趋均匀,减阻率上升;由于通气速率影响气膜横向扩展能力,致使恒定通气速率下,减阻率随雷诺数的变化呈现两种模式;在固定雷诺数及通气速率时,减阻率随沟槽尺寸的扩大先增后减, S~+≈76时减阻率最大.分析其原因在于,沟槽结构增大沾湿面积的同时,显著提升了通气状态下超疏水表面气膜层的稳定性,因而展示出与超疏水表面和沟槽表面均不相同的减阻规律,且效果更佳.     

流变岩体中让压支护作用下隧道力学行为研究

高地应力深埋软岩隧道大变形问题已成为隧道工程建设领域的突出难题. 根据高地应力深埋软岩隧道的变形特征, 基于"围岩能量吸收、变形释放"的让压支护是解决软岩隧道大变形问题的有效方法. 针对流变岩体中深埋圆形隧道在让压支护作用下的力学响应问题, 通过引入分数阶微积分理论, 采用Abel黏壶元件建立了改进的分数阶Burgers蠕变模型来表征围岩的时效变形. 此外, 通过在让压支护不同变形阶段引入刚度修正系数, 克服了传统支护未能考虑围岩变形释放的问题. 据此, 本文推导了在考虑支护延迟安装影响下, 不同变形阶段围岩与让压支护相互作用的解析解. 为了验证理论研究的正确性, 对一算例进行了不同解答及工程结果的比对, 吻合较好. 最后, 参数研究结果表明: 围岩与让压支护间的相互作用受蠕变本构模型分数阶阶数影响较大. 隧道的位移或支护压力与让压位移、支护刚度修正系数间存在线性比例关系, 但由于刚度修正系数仅保持在较小的变化范围内, 隧道的位移或支护压力变化并不显著.      

Research progress of Pt and Pt-based cathode electrocatalysts for proton-exchange membrane fuel cells

Proton-exchange membrane fuel cells (PEMFCs) have been widely used commercially to solve the energy crisis and environmental pollution. The oxygen reduction reaction (ORR) at the cathode is the rate-determining step in PEMFCs. Platinum (Pt) catalysts are used to accelerate the ORR kinetics. Pt's scarcity, high cost, and instability in an acidic environment at high potentials seriously hinder the commercialization of PEMFCs. Therefore, studies should explore electrocatalysts with high catalytic activity, enhanced stability, and low-Pt loading. This review briefly introduces the research progress on Pt and Pt-based ORR electrocatalysts for PEMFCs, including anticorrosion catalyst supports, Pt, and Pt-based alloy electrocatalysts. Advanced preparation technology and material characterization of Pt-based ORR electrocatalysts are necessary to improve the performance and corresponding reaction mechanisms.     

金属多级类蜂窝的压溃行为研究

通过实验和数值模拟方法系统研究了单胞壁开孔金属多级类蜂窝与双胞壁开孔金属多级类蜂窝的压溃行为.重点分析了试件尺寸、开孔位置、孔偏距和孔梯度等因素对多级类蜂窝力学性能的影响.结果表明,多级类蜂窝的压溃过程可分为3个阶段:弹性变形、屈曲变形以及密实;单胞壁开孔多级类蜂窝的压溃过程趋向于渐近内凹压溃,而双胞壁开孔多级类蜂窝趋向于轴向压溃;试件尺寸对多级类蜂窝的力学行为有明显的影响,当胞元数达到一定数目时,其力学性能几乎与蜂窝胞元数无关.单胞壁开孔多级类蜂窝的峰值应力大于双胞壁开孔多级类蜂窝的峰值应力,但其平均压溃应力小于双胞壁开孔多级类蜂窝的平均压溃应力;与传统蜂窝相比,蜂窝胞壁开孔设计降低了蜂窝材料的比吸能;孔偏距的存在导致单胞壁开孔多级类蜂窝的峰值应力降低,但随着孔偏距的增加其平均压溃应力呈先减低后增加趋势;多梯度孔设计对多级类蜂窝材料的力学性能有重要影响,与均匀孔多级类蜂窝相比,正梯度孔分布设计降低了多级类蜂窝峰值应力,但提高了其平均压溃应力;多梯度孔分布设计对多级类蜂窝的峰值应力和平均压溃应力影响不大.     

基于金属-有机骨架材料的分散固相萃取法测定果汁饮料中的5种植物生长调节剂含量

建立了同时测定果汁中5种植物生长调节剂(PGRs)的分散固相萃取-高效液相色谱-荧光检测(HPLC-FLD)分析方法。采用水热法合成金属-有机骨架(MOF)材料MIL-101粒子,并用MIL-101作为吸附剂,分散固相萃取样品中5种PGRs。优化的最佳萃取条件为:每10mL样品溶液(调节pH=6)加入10mg吸附剂,萃取时间6min,0.8mL甲醇解吸。样品经Eclipse XDB-C8色谱柱分离,在激发波长280nm、发射波长340nm下进行荧光检测。结果表明,5种植物生长调节剂在线性范围内相关系数均大于0.9980;方法的检出限以信噪比(S/N)≥3计为0.07~0.25μg/L,加标回收率为88.4%~103.8%,相对标准偏差(RSDs)为2.7%~5.1%。该方法选择性好、灵敏度高、重现性好、准确度高,适用于果汁中PGRs的测定。