高性能壳聚糖基准固态离子热原电池构建及其热电性能研究

利用高分子基准固态离子热原电池将低品质热能转化为电能是提升能源综合利用的有效途径.以壳聚糖为基体,通过接枝双氰胺和胍盐离子,制备了兼具高离子电导率和高热功率的双胍盐壳聚糖-FeCl_2/3基离子型热电材料(CGH-G),并使材料的柔性和尺寸稳定性均有所增强.通过引入2种带正电荷的氨基离子,显著增强了离子热电材料的热扩散效应,使其热功率由2.16 mV/K提升至4.84 mV/K,同时显著降低了热电材料的阻抗.将所制备的壳聚糖基离子热电材料组装成准固态离子热原电池,在温差为25 K、外加5Ω负载的环境条件下,其功率密度达1.33 W/m²的同时可实现25.43 kJ/m²的高能量密度输出.此外,多个柔性离子热原电池串联后展现出较高的输出稳定性,显示出壳聚糖基离子热电材料在废弃能源利用方面的广阔应用前景.     

液相色谱-四极杆-静电轨道阱高分辨质谱法测定保健食品中11种磷酸二酯酶抑制剂

保健食品样品用50%(体积分数)甲醇溶液超声提取15 min,提取液用水定容至50.0mL,离心,取上清液,经0.22μm微孔滤膜过滤,采用液相色谱-四极杆-静电轨道阱高分辨质谱法测定滤液中11种磷酸二酯酶抑制剂的含量。以Waters HSS T3色谱柱为固定相,以不同体积比的0.1%(体积分数)甲酸溶液和乙腈的混合液为流动相进行梯度洗脱,质谱分析中采用电喷雾离子源正离子模式和全扫描模式。11种磷酸二酯酶抑制剂的质量浓度均在2~100μg·L^-1内与其对应的峰面积呈线性关系,测定下限(10S/N)为0.02~0.5μg·L^-1。以空白样品为基体进行加标回收试验,所得回收率为75.7%~98.9%,测定值的相对标准偏差(n=6)为5.9%~14%。     

反相气相色谱表征可溶性聚酰亚胺的表面性质

采用反相气相色谱技术,将正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷作为非极性分子探针,乙醚、丙酮、三氯甲烷作为极性分子探针在50℃、60℃、70℃和80℃条件下测定了可溶性聚酰亚胺HQDPA-DMMDA的表面色散自由能与表面Lewis酸碱性质.HQDPA-DMMDA在50℃、60℃、70℃和80℃的表面色散自由能分别为34.37、31.80、29.50和27.64 mJ/m2,自由能随温度的升高而线性降低.实验发现,HQDPA-DMMDA为弱的Lewis两性聚合物材料,其Lewis酸常数Ka为0.4115,碱常数Kb为0.5812.     

“高分子物理学”中的基础理论介绍

"高分子物理学"是高分子科学中重要的组成部分,为高分子的合成工艺提供理论基础,其中包含的基础理论部分内容抽象。本文从高分子长链结构出发,依次介绍橡胶弹性理论、高分子溶液理论、玻璃化转变理论、聚合物黏弹性理论和聚合物材料的断裂理论五方面的主要观点;同时分析理解高分子溶液、玻璃-橡胶转变、黏弹特性及聚合物材料断裂的相关内容,目的是使学生掌握"高分子物理学"中关键基础理论的指导思想内涵,系统化学习这门课程。     

自组装半导体碳纳米管薄膜的光电特性

采用自组装的方法制备99%高纯度半导体碳纳米管平行阵列条带,以金属钯和钪为非对称接触电极制备碳纳米管（CNT）薄膜晶体管（TFTs）器件. 主要研究不同沟道长度碳纳米管薄膜晶体管器件的电输运特性和红外光电响应特性,分析了其中的载流子输运和光生载流子分离的物理机制. 我们发现薄膜晶体管器件的电学性能和光电性能依赖于器件沟道长度（L）和碳纳米管的平均长度（L_CNT）. 当沟道长度小于碳纳米管的平均长度时,器件开关比最低;当沟道长度超过碳纳米管平均长度时,随着沟道长度的增加,器件开关比增加,光电流减小.相关研究结果为高纯碳纳米管薄膜晶体管器件在红外光探测器方面的进一步应用提供参考依据.     

整体式三氧化钨/氧化石墨烯气凝胶增强可见光光催化氧化NO性能（英文）

近年来,光催化技术在去除以NO为代表的诸多室内气体污染物方面展现出巨大的潜力.单质铋和铋系氧化物,非金属氧化物以及钙钛矿等众多半导体光催化材料均具有优异的NO降解效率,但很难控制氧化产物.因而会生成大量毒性更强的中间产物NO2造成二次污染.因此,寻求一种清洁、高效,且具有良好选择性的光催化材料成为了亟待解决的问题.六方相三氧化钨(h-WO_3)的价带位置较正,氧化电位较高,具有很强的氧化能力,是一种良好的氧化性光催化半导体材料.然而,WO_3催化材料多为粉末状,不仅容易团聚,难以回收利用并且会堵塞检测气路.同时,WO_3本身存在的电子-空穴复合率高,弱的可见光响应性等问题使其光催化活性较低.因而,制备具有良好可见光响应,高电子-空穴分离效率的一体化WO_3材料是其广泛应用前急需解决的问题.而石墨烯气凝胶是理想的催化剂载体,其较高的比表面积以及多孔状结构可有效地增加催化剂的暴露面积,提升催化剂利用率;更重要的是,氧化石墨烯(GO)具有极高的导电率,可作为电子受体加速电子-空穴对的分离而提升光催化活性.因此,以GO作为基体材料,构建WO_3/GO气凝胶一体化材料有良好的应用前景.然而,现在还鲜见有关宏观WO_3/GO气凝胶光催化降解NO的报道.本文以偏钨酸铵为钨源,利用体积分数为25%的冰醋酸在180ⅹC条件下制备六方相三氧化钨.通过机械搅拌以及冷冻干燥法制备WO_3/GO气凝胶.经光催化氧化NO测试发现其可见光下降解率可达51%,是WO_3粉体的3.3倍,并且NO_2生成率仅为0.5%,远远低于其他相关光催化材料.采用了X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS),紫外-漫反射分光光度计(UV-DRS),傅里叶红外光谱(FTIR)和荧光光谱(PL)等手段研究了其光催化性能提高的原因.XRD测试显示,复合材料主体为h-WO_3,说明GO的引入并未破坏材料晶体结构;TEM和BET测试发现,在加入GO之后h-WO_3分散性变好,比表面积变大,从而可暴露更多的光催化活性位点.UV-DRS吸收光谱可以看到WO_3/GO气凝胶材料的吸收边发生了显著的红移,其禁带宽度从3.44 eV减小到3.16 eV,这可能是GO影响了WO_3的能带结构所致.同时PL结果表明,引入了GO之后,气凝胶材料的非辐射跃迁程度明显减小表明其电子-空穴对的复合得到了显著抑制,电子迁移显著加强.综合以上结果,可以得到WO_3/GO光催化性能提升以及良好的产物选择性的原因.首先,三维气凝胶材料的结构提升了催化剂的有效利用率,较大的比表面积暴露了更多的活性位点.其次,GO的引入减小了复合材料的禁带宽度,并使其吸光性能有所改善,产生了更多的光生电子和空穴.最后,GO本身极高的导电性,使光生电子-空穴对得以有效的分离,一方面,电子通过GO迅速转移到材料表面来参与光催化反应;另一方面,电子的快速转移抑制了电子-空穴对的复合,进而提高光催化性能,而且较正的价带位置保证了NO较为彻底的氧化为NO3–.因此,相比传统粉末WO_3催化材料,一体化的WO_3/GO气凝胶不仅显著提升了NO降解率,同时严格抑制了毒副产物NO2的生成,同时更具有容易回收利用,不存在二次污染的优点.综上所述,WO_3/GO一体化气凝胶光催化材料有望在环境净化与能源领域表现出良好的应用前景.     

Dynamic properties of epidemic spreading on finite size complex networks

The Internet presents a complex topological structure, on which computer viruses can easily spread. By using theoretical analysis and computer simulation methods, the dynamic process of disease spreading on finite size networks with complex topological structure is investigated. On the finite size networks, the spreading process of SIS （susceptibleinfected-susceptible） model is a finite Markov chain with an absorbing state. Two parameters, the survival probability and the conditional infecting probability, are introduced to describe the dynamic properties of disease spreading on finite size networks. Our results can help understanding computer virus epidemics and other spreading phenomena on communication and social networks. Also, knowledge about the dynamic character of virus spreading is helpful for adopting immunity policy.     

可达5K以下的三级斯特林型脉管制冷机性能研究

针对当前低温超导电子、军事及空间探测等对液氦温区紧凑、长寿命、高可靠性制冷技术的需求,设计并研制了一台三级斯特林型脉管制冷机。讨论了制冷机第三级的回热器、脉管、调相机构等相关参数的设计,着重分析了液氦温区回热器长度与温度分布的特殊关系。实验中以He-4为工质,第三级在充压0.91 MPa,频率29.9 Hz,输入电功率100 W的工况下获得了4.97 K的最低无负荷温度,有制冷量25 mW@6 K。该结果首次证明了采用He-4为工质、以三级结构的斯特林脉管制冷机实现液氦温区制冷的可行性。     

基于修正脉搏色素谱的循环血量检测方法

循环血量(CBV)作为主要的血流动力学参数，在心血管疾病的病情评估和手术监护中具有重要的临床应用价值。将吲哚菁绿色素(ICG)作为示踪剂的脉搏色素谱法，通过建立ICG稀释排泄的色素谱曲线，实现CBV的在体无创测量。在实际临床应用中，由于受到血氧波动和环境背景光等干扰因素的影响，脉搏色素谱法测量CBV的准确度低于预期值。为解决这一问题，研究了一种基于修正脉搏色素谱的循环血量检测方法。具体操作是，在患者的肘静脉处注入吲哚菁绿试剂，利用光电传感器分别采集特征波长点的透射光谱信号和背景光电信号，采用差分算法消除血氧波动和环境背景光的干扰影响，建立准确的ICG色素谱曲线，从而计算CBV等血流动力学参数。与131I同位素“金标准法”相比较的试验结果表明，该研究提出的基于修正脉搏色素谱的循环血量检测方法，将CBV测量的平均相对误差从6.85%降低为4.53%，显著提高了其测量准确度。     

聚乙烯亚胺功能化磁性纳米颗粒制备及其吸附分离蒽醌类阴离子染料性能研究

在室温下,采用戊二醛化学交联法制备聚乙烯亚胺功能化的磁性纳米吸附剂(Fe3O4-PEI).利用TEM、XRD、FT-IR、VSM和TGA等手段对其进行结构表征,并以茜素红、核固红及茜素绿3种蒽醌类染料为目标吸附质,通过静态吸附实验考察了pH值、吸附时间、染料初始浓度、操作温度等因素对吸附的影响,同时进行了吸附动力学和吸附等温线模拟研究.结果表明,在pH=3和温度303 K的条件下,茜素红、核固红和茜素绿的最大吸附量分别为256.1,138.8和134.6 mg/g;初始浓度和吸附时间对染料吸附效率有明显的影响,吸附可在60 min内达到平衡,且吸附过程符合准二级动力学模型;Langmuir等温线模型能更好地描述染料的吸附;蒽醌类染料在Fe3O4-PEI上的吸附是一个自发的吸热过程.另外,Fe3 O4-PEI良好的稳定性和重复使用性,使其可作为一种潜在的水处理吸附剂.