Schrödinger方程的连续时空有限元方法

本文讨论Schr?dinger方程的连续时空有限元方法,通过引入相应的时空投影算子,利用实部虚部分离技巧,得到了变量u在时间节点处的L²范数,以及u和u_t的全局L²(H¹)和L²(L²)范数意义下的最优误差估计结果.该文的结论对进一步探索和设计Schr?dinger方程的数值算法是有益的.     

多元杂环萘二酰亚胺衍生物的合成及其场效应性能研究

杂环修饰的萘二酰亚胺(NDI)类化合物由于其独特的光电性能被研究人员广泛关注,并应用于有机场效应晶体管(OFETs)、有机太阳能电池中(OSCs)、传感器等领域。但是含有给受体单元的多元杂环萘二酰亚胺衍生物的合成并不容易,本文通过简单高效的方法设计合成了含有氮、硫原子的11个杂环类萘二酰亚胺衍生物,并通过紫外可见吸收光谱、循环伏安曲线和X射线衍射对其进行了物性研究。通过溶液旋涂法,制备了该材料的底栅底接触场效应晶体管器件,在空气中表现出p型半导体性能,当退火温度为140 ℃时性能达到最优,其空穴迁移率为0.2 cm_²?V_^-1?s_^-1。     

ZnIn2S4/TiO2/Ag复合光催化剂的制备及分解水制氢性能

首先采用溶剂热法将1D TiO_2纳米带均匀地穿插到片层结构组装而成的3D ZnIn_2S_4微球中,所形成的异质结构能有效抑制光生电子-空穴对。其次利用光沉积法将0D Ag纳米粒子负载在3D ZnIn_2S_4/1D TiO_2异质结构上。得益于0D Ag纳米粒子的等离子体效应及电子助催化剂作用,三元3D ZnIn_2S_4/1D TiO_2/0D Ag复合光催化剂在分解水制氢方面表现出优异的性能。在模拟太阳光照射下,ZnIn_2S_4/TiO_2/Ag复合光催化剂的产氢速率达到715μmol·g~(-1)·h~(-1),相对于ZnIn_2S_4/TiO_2、ZnIn_2S_4/P25、ZnIn_2S_4、TiO_2和P25分别提高了2.7倍、3.3倍、3.8倍、184倍和518倍。同时借助于X射线衍射、扫描电子和透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱等表征手段进一步论证了复合催化剂的优异性能。     

分级孔结构g-C3N4光催化剂的制备及性能

以单分散SiO2为模板,通过简单的一步煅烧法制备具有分级孔结构的g-C3N4。与体相g-C3N4相比,分级孔结构的g-C3N4不仅可见光吸收性能和比表面积得到提高,而且更有利于光生电子-空穴的分离。此外,具有分级孔结构的g-C3N4具有明显增强的可见光驱动的光催化产氢活性,当SiO2和二氰二胺质量比为1∶1时,制备所得g-C3N4(C3N4-2)产氢速率几乎是体相g-C3N4的18倍。     

壳管相变蓄热器强化传热实验研究

为了强化相变蓄热器传热性能,本文设计了三种新型壳管相变蓄热器结构,并对其换热性能进行实验研究。结果表明:在蓄热器内部添加分层结构和斜翅片换热性能最高,内部温度达到均匀化的时间随换热单元数增加而增大;换热管道间翅片的添加可有效地强化换热效果,改善蓄热器内部出现的温度严重分层现象,温度分布更加均匀;在研究范围内,换热流体温度的增加可有效提高蓄热器的换热效率,缩短相变时间。     

细菌模型的连续时空有限元方法

本文针对细菌模型提出一种连续时空有限元方法,通过引入时空投影算子,得到了在时间离散节点处能量模意义下的最优误差估计结果.与传统全离散方式不同的是,该方法对时间变量和空间变量同时采用有限元离散,且无时间离散步长和空间网格尺寸的网格比限制,这对于拓宽各向异性有限元方法的应用范围是有益的.     

杏鲍菇热风干燥中热质传递的实验及模拟研究

杏鲍菇作为一种营养价值高、市场需求量大的典型食用菌,热风干燥是其主要加工方法。本文以干燥条件和切片厚度为实验变量,探究热风干燥中杏鲍菇切片的干燥特性(干基含水率、干燥速率)随时间的变化规律。考虑切片的收缩变形和热物性(导热系数、比热容)随含水率的变化关系,建立了热风干燥条件下杏鲍菇切片的热质耦合数值模型。结果表明：杏鲍菇切片的干燥速率随干燥温度的升高而增大,随切片厚度的增加而减小;杏鲍菇切片在对流干燥过程的收缩变形存在明显的非线性,尤其是在降速干燥阶段。并且,数值模型的预测结果与实验测试数据吻合良好,为准确预测杏鲍菇切片的热风干燥特性提供了依据,对菌类干燥工艺优化有重要的指导意义。     

R245fa水平管内流动沸腾特性的实验研究

实验研究R245fa在水平管内的流动沸腾传热特性,分析了不同饱和压力下质量流速、热流密度和入口干度对R245fa在水平管内的两相流动沸腾特性的影响。此外,将实验数据与预测关联式进行了对比,Fang(2017)关联式的预测结果较高,对R245fa在10 mm不锈钢管内沸腾换热具有较好的预测,研究结果对工程应用具有一定的指导意义。     

用于检测水环境中银离子浓度的荧光适体传感器研究

银凭借其独特的性能,在医疗材料、摄影、电子、成像等行业中应用广泛。然而,银离子被列为最具毒性的重金属离子之一,会对环境以及人类的生命健康造成严重威胁。为了灵敏、特异性的检测水环境中的银离子浓度,利用纳米金的优良光学猝灭性以及双链核酸适体捕获银离子能力更强的优点,结合荧光能量共振转移原理,提出一种用于检测水环境中银离子浓度的荧光适体传感器。将修饰SH键的核酸适体与纳米金混合形成稳定的纳米结构,并加入标记有FAM的核酸适体,形成检测银离子浓度的工作溶液。当不存在银离子时由于不匹配碱基C-C之间的排斥力导致两条核酸适体不结合,反应体系中具有较强的荧光;当存在银离子时,双链核酸适体中不匹配的C-C能与银离子通过金属离子-碱基的相互作用形成稳定的C-Ag+-C碱基对,这种复合结构的产生会拉近纳米金和荧光基团之间的距离,使得荧光信号随着银离子浓度的增加而逐渐减弱。根据加入银离子前后荧光强度的变化可实现银离子浓度的检测。同时,为了提高传感器的灵敏性和稳定性,实验优化了工作溶液中纳米金与核酸适体的浓度比、氯化钠浓度、缓冲液的pH以及培养温度等参数。结果表明,当浓度为0.012 5 g·L-1的纳米金与5 μmol·L-1核酸适体的体积比为5∶1,NaCl浓度为260 mmol·L-1,缓冲液pH 7,培养温度为30 ℃时,工作溶液初始荧光强度最强,银离子检出限为10 nmol·L-1,相关系数为R2=0.99。此外,该传感器对银离子的浓度检测表现出较好的特异性,且具有操作简单、灵敏和不引入有毒溶剂等优点,在水环境中的银离子浓度检测领域有较好的应用前景。     

Fe3O4/GO/PPy复合材料的制备及其对2-硝基-1,3-苯二酚的吸附性能

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,用水热法首次制备了Fe_3O_4/GO/PPy(聚吡咯)三元复合粒子用于处理含2-硝基-1,3-苯二酚(NRC)的废水,研究了其对水中NRC的吸附性能。采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计及ζ电位等对所制备复合粒子的结构进行了表征;研究了溶液pH值、吸附剂用量、NRC的初始浓度、吸附时间和温度对吸附NRC的吸附性能的影响,并对吸附过程进行了吸附动力学模拟。结果表明:制备的Fe_3O_4/GO/PPy复合材料为层状分散结构,PPy及Fe_3O_4颗粒无规则地镶嵌在石墨烯片层之间。Fe_3O_4颗粒为多面体晶体结构,尺寸为100～300 nm。Fe_3O_4/GO/PPy具有超顺磁性,40 s可以磁分离,NRC移除率达91.6%;在NRC浓度为200 mg·L~(-1)、pH=5±0.05、温度T=318 K、吸附剂用量10 mg·L~(-1)和吸附时间6 h的条件下Fe_3O_4/GO/PPy对NRC的吸附量最大,达到163.3mg·g~(-1)。NRC吸附动力学符合二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。循环使用5次后,NRC的移除率由最初的91.6%下降至77.6%,说明Fe_3O_4/GO/Ppy磁性复合物的结构具有较好的稳定性,且可以再重复利用。