基于R的概率统计直观教学展示

为了提高学生对概率论与数理统计课程基本概念和定理的理解,加强知识的实际运用能力,本文利用R软件进行直观教学展示.一方面,能够使抽象的概念、定理生动和直观,展示课程魅力,有助于激发学习兴趣.另一方面利用R进行统计模拟,加强课程在不同学科、专业的实际应用,强化应用能力.     

混合总体基尼系数的下限——兼论我国城乡合在一起时基尼系数的计算

本文研究基尼系数的估计问题.国家统计局每年发布的统计年鉴包含城镇和农村个人收入的分组数据,但分点不相同并且未公布.这些情况对于估计整个社会的基尼系数带来挑战.本文对于两个总体按照一定比例混合后的新总体,针对来自原来两个总体的分组数据,给出了新总体的基尼系数的下限.并将所得的结果用于计算我国城乡合在一起时基尼系数的下限值.这些结果容易推广到更多总体混合情形,也可以应用到其它实际情况的基尼系数的估计,比如国家或地区的联合体.     

一种裸眼识别Cu~(2+)和Hg~(2+)传感器的合成与性质研究

设计合成了一种香豆素修饰的罗丹明类衍生物L,用作程序型Cu2+与Hg2+检测传感器。采用核磁共振谱、高分辨质谱、红外光谱对其结构进行了表征。利用紫外光谱考察L对不同金属离子的识别作用,研究发现L可以高选择性和高灵敏度识别Cu2+。向L溶液中加入不同的金属离子时(Zn2+,Hg2+,Cu2+,Fe3+,Cd2+,Co2+,Ni 2+,Mg2+,Ca2+,Al 3+,La3+,K+,Na+,Mn2+,Pb2+和Ag+),只有Cu2+的加入会使溶液由无色变为粉色,并且在534nm出现一个新的吸收峰,说明传感器L可以裸眼识别Cu2+。通过紫外滴定得到L可以识别Cu2+的最低检测限为1.9×10-8 mol·L-1。制备了基于L的Cu2+检测试纸,该试纸可以方便快捷的检测水中的Cu2+。通过Job’s曲线和高分辨质谱确定了配合物L-Cu2+之间的结合比为1∶1。另外,若向L-Cu2+的DMSO溶液中加入1equiv.EDTA,溶液瞬间由粉色变为无色,说明EDTA可以取代L并与Cu2+结合,因此传感器L识别Cu2+是可逆的。另外,向L-Cu2+的配合物中加入Hg2+,溶液会由粉色变为无色(而加入其他阳离子没有明显变化),这可顺序实现对Hg2+的裸眼识别。通过紫外滴定计算出L-Cu2+识别Hg2+的最低检测限为2.9×10-7 mol·L-1。因此该程序型传感器L可以有序的裸眼识别Cu2+和Hg2+。     

新型π-扩展TTF衍生物的合成、晶体结构及量子化学计算

以对苯二胺为起始原料合成了2个新型的π-扩展四硫富瓦烯(TTF)衍生物,即N,N’-2(4,5-二苄硫基-1,3-二硫杂环戊烯-2-叶立德)-苯-1,4-二胺(5a)和N,N’-2(4,5-二甲酯基-1,3-二硫杂环戊烯-2-叶立德)-苯-1,4-二胺(5b),并利用氢核磁共振(1H NMR)、质谱(MS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和单晶X射线衍射(XRD)等方法对化合物结构进行了表征.晶体结构分析结果表明,化合物5a和5b分属三斜晶系、P1空间群和单斜晶系、P21/n空间群.化合物5a和5b均为非平面结构分子,分子中对苯二亚胺平面和1,3-二硫杂环平面形成的二面角分别为87.61°(5a)和43.77°(5b).运用Gaussian 09程序,采用密度泛函理论(DFT)方法在B3LYP/6-31+G(d,p)水平上进行了量子化学计算,对化合物的前线分子轨道、静电势和电子吸收光谱进行了讨论,计算结果与实验值基本一致.     

6,7-二甲氧基-2-苯乙烯基喹啉的合成

在乙醇钠催化下,6-氨基藜芦醛与卞叉丙酮发生Friedlainder缩合反应得到新化合物6,7-二甲氧基-2-苯乙烯基喹啉,产率59％。其结构经UV,^1H NMR,IR和MS表征。     

利用互易性电路设计降低超声流量测量的零点误差和温度漂移

超声流量测量系统中,严重影响时间差检测的准确度和稳定性的“零点误差”和“温度漂移”问题可以通过对测量系统互易性的改善加以改进。本文通过对测量系统等效电路模型的分析阐述了系统互易的成立条件,并提出了一种通过对激励和接收电路等效阻抗进行对称性设计提高测量系统互易性的测量电路。这一电路设计易于在仪表中实现,其中换能器的负载阻抗能够根据需要灵活设定。在实际测量管道上进行的实验证明,使用这样的电路设计进行流量测量,能够大幅降低零点误差并抑制温度漂移,使得流量测量结果更加准确稳定。      

可拓神经网络模式识别对成品油的鉴别与测量

燃油存在“消耗量大”、“相对低质”、“前端缺少清洁”、“末端排放缺乏控制”四大问题, 我国的空气污染60%以上来自煤和油的燃烧,雾霾问题很大程度上取决于能源问题。快速准确地实现汽油、柴油、煤油等成品油的鉴别与测量,对于实施空气污染监测及治理具有重要意义。在精确地表征成品油种类信息的基础上,为了提高网络模型的识别效率,采用主成分分析方法将高维空间进行降维处理。对最常用的三维荧光光谱基于激发-发射矩阵(excitation-emission matrix, EEM)数据进行主成分分析以提取更精细、更深层的特征参量。分类过程中应用交叉验证的方法避免发生“过拟合”现象。设计鉴别和测量双重处理的神经网络,将神经网络模式识别结果反馈到浓度网络的输入端,与相对斜率、综合本底参数、相对荧光强度一起测量相应种类的浓度输出,利用可拓神经网络模式识别技术实现成品油的鉴别与测量。应用可拓神经网络方法实现成品油种类模式识别的平均识别率达到0.99,浓度平均回收率为0.95。模式识别平均耗时为2.5 s,仅为PARAFAC模型分析方法的48.5%。该方法显著提高了运算速度,且应用效果理想。需要指出的是,在分析诸如成品油、茶叶、农药等成分复杂的混合物时,应针对具体待测物制作相应的校正样本,用以确保分析的准确性与精度。     

Effect of thermal annealing on sub-band-gap absorptance of microstructured silicon in air

The optical absorption properties of femtosecond-laser-made “black silicon” as a function of the annealing conditions were investigated. We found that the annealing process changes the surface morphology and absorption spectroscopy of the “black silicon” samples, and obtained a maximum sub-band-gap absorptance value of approximately 30% by annealing at 1000 °C for 30 min. The thermal relaxation and atomic structural transformation mechanisms are used to describe the lattice recovery and the increase and decrease of the substitutional dopant atom concentration in the microstructured surface during the annealing. Our results confirm that: i) owing to the thermal relaxation, the lattice defects decrease with the increase of the annealing temperature; ii) the quasi-substitutional and interstitial configurations of the doped atoms transform into substitutional arrangements when the annealing temperature increases; iii) the quasi-substitutional and interstitial configurations with higher energies of the doped atoms transform into interstitial configurations with the lowest energy after high-temperature annealing for a long period of time, causing the deactivation or reactivation of the sub-band-gap absorptance by diffusion. The results demonstrate that the annealing can improve the properties of “black silicon”, including defects repairing, carrier lifetime lengthening, and retention of a high absorptive performance.     

2-(2,5-二羟基苯基)-5-甲基-2,5-二氢吡咯并[3,4]富勒烯的合成和电子光谱的理论研究

利用丙氨酸和2,5-二羟基苯甲醛所形成的亚胺叶立德与C₆₀发生1,3-偶极环加成反应, 合成并分离、纯化制备了一种新的C₆₀吡咯烷衍生物: 2-(2-5-二羟基苯基)-5-甲基-2,5-二氢吡咯并[3,4]富勒烯. 通过¹H NMR, FT-IR, UV-vis和元素分析确定了其结构, 研究了体系的电化学和荧光性质. 采用密度泛函的方法, 在B3LYP/6-31G水平上对分子的几何构型进行了优化, 得到稳定的几何构型; 运用INDO/S方法计算了化合物的电子光谱, 计算结果434.2 nm与实验值432.0 nm基本一致.     

基于tri-PLS模型的油类混合物三维荧光光谱及其成分的研究

提出了一种光谱重叠的多种矿物油混合物组分含量测定的新方法。将偏最小二乘方法(PLS)推广至三维扩展(tri-PLS),不需要解决特征值问题。利用该方法对柴油、汽油和煤油混合物的三维荧光光谱进行研究,根据样本序列、激发波长、发射波长构造出三维数据矩阵,结合浓度矩阵应用tri-PLS法建立校正模型,对实验样本进行预测,实验结果表明tri-PLS方法的建模精度比常用的平行因子法优越。