室温快速合成Ag基金属有机骨架材料用于电催化还原CO2

选择具有强给电子能力的1,2,4-三唑为配体,成功合成了银基金属有机骨架材料(Ag-MOF)并用于电催化还原CO₂反应(CO₂RR)。借助粉末X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、计时电流法等表征手段对材料的晶体结构、形貌和电催化CO₂RR性能进行了系统的研究。与商品化的纳米Ag颗粒对比,Ag-MOF展现出更优异的电催化CO₂RR产物选择性、催化活性和稳定性,在-0.9 V (vs RHE)时,CO的法拉第效率高达96.1%。当电压为-1.1 V (vs RHE)时,电流密度可达17 mA·cm^-2,且电极可以稳定运行300 min。这说明通过选择合适的配体结构,可以改变催化位点周围的化学环境,从而高效将CO₂转化为目标产物。     

烷基环己苯异硫氰酸液晶材料太赫兹波吸收

基于密度泛函理论,利用Gaussian09程序包,通过Opt+Freq优化结构,以B3LYP/6-311g基组对4-(trans-4-n-alkylcyclohexyl) isothiocyanatobenzenes (CHBT) 16种液晶分子在0.1—5.0 THz波段的吸收进行研究,提出了通过考察分子转动惯量和质量重心偏移对太赫兹吸收的影响方法.计算结果表明,随着分子烷基链上碳原子数目增加,分子的转动惯量和重心的偏移将对太赫兹波的吸收产生影响.在0.1—5.0 THz波段, 3—7个碳原子的分子吸收相对较强.以此为参照,减少和增加烷基链上的碳原子数目都会降低分子对太赫兹波的吸收.在0.3—3.0 THz范围内,将计算结果与10种有实验数据的分子进行了对比.结果发现,低频波段计算结果与实验测量相比存在差异,其中吸收峰位置的差异可能来源于氢键.比较吸收强度的相对大小值,发现实验测量与计算结果较为一致,表明吸收强度来源于偶极子振动、转动吸收,展现了计算模拟的积极意义.研究结果可对相关分子的设计与合成提供有用的建议.     

TiO_2光电极表面气泡相互作用规律研究

本文对纳米棒阵列TiO_2光电极表面气泡活性成核中心及气泡间相互作用进行了实验研究,观察气泡间相互作用规律及其对光电体系的影响。实验发现在Marangoni效应作用下,反应区域电极表面附近流体形成四周流向反应区域中心的流场结构,使得反应区域中心产生的气泡对周围气泡有吸引作用,促使气泡聚并。与单气泡生长周期相比,气泡活性中心的活化作用提供了稳定的气泡来源,使气泡的生长周期变短,析气效率上升,平均过电势下降。     

对一道物理题的分析

习题是教学过程中的重要资源, 通过对一些优质习题的分析解答研究, 可以有效地提高教师以及学生 的解题能力, 并培养思维能力, 特别是对一些易错题的分析解答, 可以让我们更好地吃透知识点. 通过对一道易错 物理题的分析、 拓展, 期望可以对读者有所启发     

利用付氏红外发射光谱研究EPO/PU IPN体系的反应动力学

利用改进的5DXFT-IR光谱仪,测试了140℃下IPN聚合反应过程的红外发射光谱。利用峰面积比值法,计算了不同时间下的反应程度和动力学常数。实验结果表明:环氧树脂和聚氨酯反应均为一级反应,k_epo=0.035,K_{epo in IPN}=0.10,K_pu=0.15。并讨论了反应与结构的关系。     

基于纹影法的气体温度场可视化系统的设计

纹影法是介质折射率变化可视化的实用方法.本文基于分束镜等光学器件设计了一种新的折叠式纹影光路,可改善传统光路的低清晰度问题,同时利用光线的正入射消除了重影干扰.利用热风拆焊台出风口热流进行定标实验,获得纹影图像灰度值的差值与温度的函数关系,并利用纹影图像绘制灰度三维图像,实现了气体温度场可视化处理,提供了一种非接触测量气流温度与温度场摄像系统的测量方案.     

高光谱特征的人造肉中低色度差异物检测

人造植物肉在其原料运输、制糜和包装等加工环节时有发生异物污染事件，误食异物会严重损害人的身体健康。常规食品异物检测方法容易检测出如金属、石头等坚硬、深色异物，而软质、浅色、透明异物却是食品异物污染事件中的主要来源且是检测的难点。根据异物和人造肉各自化学组成成分的差异，提出了一种人造肉中低色度差异物的高光谱成像检测方法，根据异物与人造肉光谱信息的差异，建立模式识别模型，来进行人造肉中低色度差异物的判别，最后结合数字图像处理技术对异物进行空间分布可视化。选取了聚碳酸酯（PC）、涤纶树脂（PET）、聚氯乙烯（PVC）、硅胶、玻璃五种食品生产加工过程中常见的低色度差异物为研究对象，模拟人造肉压片的工业制作流程, 将异物混入人造肉肉糜中，制备混有异物的人造肉样品，分别采集异物和人造肉感兴趣区域（ROI）的反射高光谱数据，采用SG，SNVT，MSC，VN，1ST及2ND六种不同的光谱预处理方法对原始光谱数据进行预处理，然后采用主成分分析法（PCA）对预处理后的光谱数据降维，采用连续投影算法（SPA）提取人造肉的特征波长。分别以全波段光谱、特征波长和主成分变量作为模式识别模型输入变量，对比LDA，KNN，BP-ANN，LS-SVM四种模式识别模型的准确率，优选出最佳的定性识别模型，设置优选模型异物类别输出变量为1、人造肉类别为0，生成二值图像，再结合数字图像处理技术实现人造肉中异物分布可视化，进而实现人造肉中低色度差异物的识别。结果表明，采用SG预处理后的光谱在降噪方面优于其他预处理方式。SPA法优选了人造肉10个特征波长。全波段主成分变量结合BP-ANN模型的检测效果最佳，准确率达98.33%。验证了高光谱技术应用于人造肉中低色度差异物检测的可行性。     

边界载荷对层级椭圆穿孔板超材料带隙的影响

为探索边界载荷对超材料带隙特性的影响，本文构建了一种层级椭圆穿孔板超材料，将载荷直接作用于结构的边界，采用有限元法研究了边界载荷导致结构变形所引起的带隙变化。建立了3个层级椭圆穿孔板有限元模型，将三维椭圆穿孔板简化为二维平面结构，以便于研究结构的面内带隙特性。分析了有无边界载荷作用时层级椭圆穿孔板的带隙特性、传输损耗和带隙边界对应的振型。结果表明，引入层级设计可降低带隙频率，施加边界载荷可打开更多完全带隙和方向带隙，从而更好地抑制弹性波传播，为穿孔板类超材料设计提供了一种新思路。     

人工光学微纳结构中的连续体束缚态:原理、发展及应用

人工微结构可以捕获特定频率的电磁波,其为增强光与物质相互作用以及调控光场的重要平台之一。连续体束缚态在能谱上位于辐射连续区域,其是开放波动系统中与辐射连续态完全正交的本征态。连续体束缚态源于波动的相干相消,可以极大地抑制微纳光子器件的辐射损耗,为解决人工微纳结构中的光束缚提供全新思路。本文回顾连续体束缚态的发展历程,着重阐述连续体束缚态的理论模型在不同人工光学微纳结构中的进展与应用。连续体束缚态有望促进光通信、集成光学及高效率光场调控等领域的发展。