基于手机摄像头的可见光寻书导航系统

针对在大型图书馆内寻书难的问题设计了一种基于手机摄像头的可见光寻书导航系统,该系统将LED可见光通信技术应用于图书馆内寻书导航中,并创新性的采用手机摄像头为LED可见光通信技术的接收端。配合使用自主设计的手机寻书软件,可实现图书馆内精确定位和实时导航,有效解决了寻书难的问题。     

时滞对一类单位负反馈二阶振荡系统的正面作用分析

针对一类被控对象具有二阶系统标准形式的振荡系统进行了稳定性分析,讨论了闭环系统为单位负反馈时信号传输时滞对控制系统性能的影响.通过绘制和分析相对阻尼系数在不同取值区间的Nyquist曲线,得出了时滞与闭环系统稳定性的关系,并对各种情况进行了单位阶跃响应的实例仿真.仿真结果表明了分析的正确性.     

固体声速温变特性实验室探究

基于良导体导热系数的测温原理和声速测量实验原理,利用高灵敏度温差热电偶测温,采用时差法测量固体中声速,设计并搭建了一套可以测量不同温度下金属材料中纵波声速的实验装置。在注意了各种实验操作细节的基础上,研究了A3钢合金材料中超声纵波声速在30～100℃范围内的变化规律,并对本实验的误差来源进行了探究,提出一些减小误差的措施方法。结果表明,使用此套装置研究固体超声纵波声速温变特性,操作过程简单易行,立足于实验室的需求,适合于在实验室推广使用。     

蔗糖溶液浓度与折射率、旋光度关系的实验研究

以蔗糖溶液为研究对象,研究其浓度与折射率、旋光度三者之间的关系。通过分光计测量激光光线通过溶液的入射角和折射角,计算得到不同浓度蔗糖溶液的折射率。通过WXG-4圆盘旋光仪测量不同浓度蔗糖溶液的旋光角度。由实验结果可知蔗糖溶液的折射率、旋光度与浓度之间基本呈线性关系。     

基于线性霍尔传感器的太阳能磁悬浮演示仪

应用电磁学理论、机械力学以及电子技术自制了一套太阳能磁悬浮演示仪,该演示实验仪由太阳能电池供电,利用线性霍尔传感器来探测悬浮物体的位移,以达到控制悬浮的目的,添加数码管电压显示电路,可以定量显示电磁铁的磁性在悬浮过程中随悬浮物位置变化的自动调整,能精确而直观地演示磁悬浮的物理现象该仪器结构简单、性能稳定、操作方便,能广...     

金属小颗粒超导电性研究北大核心CSCD

采用两带Richardson模型,用随机矩阵理论方法研究了具有高斯能级分布的金属小颗粒的超导电性.结果表明,带间相互作用有利于金属小颗粒的超导电性.对于每一个自旋S基态,都存在着对应的超导临界尺寸lc,当金属小颗粒的线度小于lc时,超导电性消失;S越大,lc越大;对于S≠0的自旋基态,只有超导衰减现象,对于S=0的自旋基态,随着颗粒尺寸的减小,先出现超导增强现象,随后出现超导衰减现象,理论结果与实验符合.     

“翻转课堂”教学模式在大学物理实验教学中的探索与实践

为了激发学生的学习兴趣,增强学生自主思考、主动学习的意识和创新研究能力,基于"翻转课堂"模式,对我校目前开设的以验证性为主的工科大学物理实验项目进行教学设计及实践应用。从教学目标的制定、教学活动的实施等方面对大学物理实验教学进行了初步的改革探讨和实践,取得了较好的教学效果。     

离子色谱测定土壤中Cl~-和SO_4~(2-)

介绍了离子色谱法测定土壤中Cl-和SO24-的可行性以及相关的前处理方法,通过一定前处理方法,减少土壤中杂质对测定的干扰和对色谱柱的污染。有效选取提取液的种类和浓度及提取时间,准确测定了土壤中Cl-和SO42-含量。Cl-和SO42-的相对标准偏差分别为2.70%、2.89%,检出限分别为0.1950、0.2230μg.mL-1,平均回收率分别为106.7%,95.8%。方法简便,快速、灵敏度高。     

Zn/ZSM-5催化剂中Zn物种与CO2和正丁烷耦合反应间相关性研究

随着全球温室气体排放的持续增长,二氧化碳(CO2)的高效转化与利用已成为应对气候变化、推动可持续发展的重要途径之一.在本课题组的前期研究中,以正丁烷为模型化合物,成功实现了H-ZSM-5分子筛催化CO2与正丁烷发生耦合反应.实验还发现,通过对H-ZSM-5进行Zn改性,可以显著提高其催化性能,这为CO2的高效转化和利用提供了新的研究方向.然而,目前关于Zn-ZSM-5催化剂中Zn物种的具体存在状态及其与耦合反应性能之间的关系尚不明确,这限制了高效催化剂的进一步设计.因此,深入探究Zn物种在Zn-ZSM-5催化剂中的存在状态及其与催化性能之间的关联机制,从而设计和开发更高效的CO2转化催化剂已成为当务之急.本文通过紫外-可见光漫反射光谱、X-射线光电子能谱和1H魔角旋转-核磁共振等多种技术系统地表征了Zn-ZSM-5分子筛中酸性中心和Zn物种存在状态的演变过程,讨论了Zn物种活性中心与耦合反应之间的构-效关系,阐明了耦合反应的机理.研究表明,Zn-ZSM-5分子筛中Zn物种主要以ZnO团簇、Zn-OH+和(Zn-O-Zn)2+的形式存在,且其含量随Zn负载量的变化而改变.其中,ZnO团簇及(Zn-O-Zn)2+物种的含量随Zn负载量的增加而上升,而Zn-OH+物种含量则先上升后下降,这是由于部分Zn-OH+物种转化为(Zn-O-Zn)2+物种.在CO2与正丁烷的耦合反应中,正丁烷的转化受到Brønsted酸位点的减少、Zn活性位点的形成以及粗晶ZnO物种的堆积等多种因素的影响.Zn-OH+物种是主要的CO2催化转化活性中心,而芳烃的生成则主要受Zn-OH+和(Zn-O-Zn)2+物种的影响.Zn-OH+和(Zn-O-Zn)2+物种均具有较强的脱氢性能,可通过脱氢路径促进芳烃的生成.Zn5％-ZSM-5(Zn负载量为5 wt％)样品表现出最优的催化性能:正丁烷转化率为94.71％,CO2转化率为30.43％,芳烃选择性为53.71％.原位实验进一步证实了内酯、羧酸和不饱和醛酮等含氧化合物作为中间体的存在.基于上述研究,我们提出了Zn-ZSM-5上CO2和正丁烷耦合的反应机理,主要包括以下三条反应路径:(1)在Zn-OH+物种的催化作用下,正丁烷和CO2首先被耦合活化形成内酯,随后经过一系列反应形成羧酸、酸酐和其他含氧化合物,最终通过复杂的反应生成芳烃.(2)部分CO2在Zn-OH+物种的催化下,通过逆水煤气变换(RWGS)反应以及与烃类化合物的干重整反应生成CO.这些CO随后在Zn-OH+物种的催化下与烯烃发生耦合反应,最终生成芳烃产物.(3)正丁烷在Zn-OH+和(Zn-O-Zn)2+物种的催化下,发生脱氢和异构化反应产生烯烃.部分烯烃可通过与CO耦合或烯烃发生聚合、环化、脱氢等过程生成芳烃产物.综上所述,本文深入探讨了CO2与正丁烷在Zn-ZSM-5催化剂上的耦合反应机制.通过系统研究,建立了催化剂中Zn物种与催化性能之间的构-效关系,并提出了耦合反应的具体路径.本文不仅有助于深入理解Zn-ZSM-5的催化作用机制,而且对于未来设计和开发更高效的催化体系具有重要的参考价值.     

Mo改性Pd/NaY催化剂用于甲醇间接氧化羰基化合成碳酸二甲酯

碳酸二甲酯(DMC)因具有较好的溶解性、生物降解性和低毒性,而被认为是一种绿色化学品.其用途广泛,不仅用于合成聚碳酸酯,还是锂离子电池电解液、燃料添加剂以及羰基化和甲基化反应的重要试剂.在众多合成方法中,CH3OH间接氧化羰基化合成DMC,具有无爆炸风险、反应条件温和以及原子经济性高等优点,因而展现出广阔的应用前景.然而,这一过程中使用的无氯Pd/NaY催化剂存在以下问题:Pd2+活性物种容易被反应物CO还原成Pd0物种,导致Pd烧结和催化剂失活.因此,如何在催化过程中保持Pd2+物种的稳定,是当前面临的一个重要挑战.本文采用\"自上而下\"的方法,制备了Mo改性的Pd/NaY催化剂(Pd-Mo/NaY).该催化剂在保持贵金属Pd氧化态的同时,增强了对反应物CO的吸附能力,进而提高了催化剂的稳定性.在CH3OH间接氧化羰基化制DMC反应中,Pd-Mo/NaY表现出比Pd/NaY催化剂更高的催化活性和稳定性.在30 h的反应过程中,Pd-Mo/NaY催化剂上的CO转化率稳定维持在约97％,而Pd/NaY催化剂上的CO转化率则从94％逐渐下降至70％.此外,Pd-Mo/NaY催化剂的本征活性(TOF)为0.019 s-1,也明显高于Pd/NaY催化剂的0.005 s-1.X射线衍射、物理吸附和扫描电镜结果表明,Mo改性未显著改变Pd/NaY的物相结构、孔结构性质与微观形貌.透射电镜与扫描电镜能谱结果表明,两个催化剂的Pd聚集状态存在显著差异.Pd/NaY催化剂中Pd物种发生了明显聚集,Pd颗粒平均尺寸达到10.2 nm;而Pd-Mo/NaY催化剂中,大部分Pd物种仍保持高度分散的状态,仅有少量聚集的Pd颗粒,其平均尺寸仅为2.3 nm.通过羟基红外、吡啶红外与氨气程序升温脱附表征技术进一步研究了催化性能与Pd聚集状态差异的原因.结果表明,Mo的引入有效减少了因Pd离子交换过程引入的桥式羟基,从而降低了Pd-Mo/NaY催化剂的酸性.此外,氢气程序升温还原与X射线光电子能谱结果进一步揭示,Pd与Mo之间的相互作用调变了 Pd-Mo/NaY的活性位结构,阻碍了活性Pd2+物种被反应物CO还原为Pd0物种,从而有效缓解了Pd物种的聚集.CO漫反射红外与CO低温透射红外研究则表明,Pd-Mo之间的相互作用以及Pd2+活性位点的增加,显著增强了催化剂对反应物CO的吸附能力.通过原位漫反射红外(DRIFTS)实验捕获了COOCH3*关键反应中间体,并发现无论是Pd/NaY催化剂还是Mo改性的Pd-Mo/NaY催化剂,均遵循相似的反应路径,并具有相同的决速步骤.综上,本文通过Mo对Pd/NaY催化剂进行改性,有效抑制了反应过程中贵金属Pd的烧结,从而显著提高Pd-Mo/NaY催化剂的稳定性.通过这一改性方法,实现了活性Pd2+物种的高度稳定,为甲醇间接氧化羰基化制DMC催化剂的研发提供了新思路.