质谱检测技术在火星探测中的应用

火星探测对人类寻找地外生命、探索行星产生和演化机制具有重要的科学意义.质谱技术已经在火星探测方面得到了实际应用,获得的数据正在改写着人类对火星的基本认识.本文综述了国内外质谱技术在火星探测任务中的应用现状,特别是我国学者的研究进展、存在问题和应对策略.     

中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂的可控氧化制备及性能

以钛粉、钽粉为原料,炭黑作为反应性模板,通过熔盐法在炭黑表面原位生长了TaTiC_2纳米碳化物涂层,并以所得TaTiC_2/C复合物为碳化物前驱体,再经可控氧化制备出中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射(DRS)及N2物理吸附等手段对所制备的光催化剂进行形貌、显微结构及孔结构表征。以高压汞灯为紫外光源,以亚甲基蓝为目标降解物,通过光催化降解实验评价中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂的光催化活性。结果表明,熔盐法生长碳化物涂层厚度均匀(20~30 nm),碳化物主要以TaTiC_2晶相存在且具有纳米级的颗粒尺寸。中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂同时具有200 nm左右的中空大孔结构及壳层10 nm左右的介孔结构。中空大孔和介孔的存在提高了所制备催化剂对亚甲基蓝的吸附能力。此外,TiO_2与Ta2O5通过电子能带结构的耦合,有效提高了光生电子和空穴的分离效率,从而显著提高了光催化活性。nTi∶nTa=2.5∶1.5时,相应的中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂表现出最佳的光催化活性,对亚甲基蓝的紫外光催化降解率高达97%。     

带喷流激波针流动特性实验研究

采用动态测力、动态测压和纹影等风洞实验技术,对加装了带喷流激波针的钝头体的绕流特性、稳定和非稳模态的形成条件和机理进行了研究.结果表明:带喷流激波针流场存在稳态和非稳态两种模态,超声速喷流的压比大于临界压比时流动处于稳定模态,反之则为非稳模态;增大激波针长度可减小钝头体阻力,但达到一定长度后,进一步减阻的效果不再显著;增大喷流压比能够有效减弱再附激波强度,有利于缓解单独激波针的肩部热斑问题;非稳模态下波系自激振荡对再附激波在钝头体表面所围的区域影响剧烈,振荡是周期性的,且存在确定的主导频率,主导频率随喷流压力比增大而减小;自激振荡的产生是由于喷流出口周围的反压在喷流压比小于临界压比时无法获得持续的平衡而导致.      

牛顿环测量数据的不确定误差参数统计分析

牛顿环实验数据分析是大学物理实验中的重要问题,两种主要数据处理方法获得的牛顿环实验曲率半径通常存在着一定差异,且其测量误差不一定服从正态分布.为了准确估计曲率半径,需要更细致地对数据测量误差进行统计建模分析.频率学派不确定误差参数统计模型使用Gamma分布分析系统误差,具有对异常值不敏感的特性.基于牛顿环实际测量数据集,应用不确定误差参数统计模型可以得到更准确的牛顿环实验曲率半径估计值.     

碳化硅衍生碳的制备及其超级电容性能

以聚碳硅烷(PCS)为原料,通过不同温度高温热解制备碳化硅(Si C)前驱体,将得到的碳化硅前驱体在1 000℃条件下采用氯气刻蚀,成功制备了碳化硅衍生碳(Si C-CDCs)。采用X-射线衍射光谱(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸附-脱附法等表征方法,研究了热解温度对Si C前驱体及Si C-CDCs的物相、形貌、孔结构和分布的影响;并将制备的材料作为超级电容器的电极材料,测试了其电化学性能。结果表明:采用氯气刻蚀聚碳硅烷热解生成的Si C,可以得到具有较高比表面积和亚纳米孔(1 nm)的Si C-CDCs;Si C-CDCs用作超级电容器的电极材料,具有较高的比电容且在不同的电流密度下均表现出良好的电容性能。     

聚合物假冠醚研究(Ⅵ)以苯环为端基的[2,2,2]开链穴醚及其酚醛型聚合物的合成与吸附性能

以2-苯氧乙醇为起始原料,合成了以苯环为端基的[2,2,2]开链穴醚(三足体)及其酚醛型聚合物,测定了其对金属离子的吸附性能.结果表明,开链穴醚及其聚合物对Fe3 具有良好的选择吸附性能,吸附容量达1.74mmol/g(20℃).同时测试了反应物的摩尔比、反应温度、Fe3 离子浓度和吸附时间对聚合物吸附Fe3 的影响.     

热处理对富氮碳纳米纤维结构及储锂性能的影响

以聚丙烯腈(PAN)为原料,经静电纺丝、稳定化和碳化,制备了碳纳米纤维(CNFs)。系统地研究了氮的种类及含量对锂离子电池(LIBs)中Li+的储存性能和负极容量的影响。碳化过程中纤维从无定形碳向石墨化碳结构转变,含氮官能团减少,结构的变化对Li+在CNFs电极中的存储位置有很大的影响。结果表明,Li+不仅可以存储在石墨化碳层之间,还可以存储在氮功能化引起的缺陷部位,后者主要是由于碳材料的氮掺杂而使LIBs的电化学性能改善。碳化温度为600℃时,可以产生足够高的氮含量,从而提高电极的容量。在电流密度为0.1 A·g^-1时,循环200次之后比容量高达560 mAh·g^-1,即使在1 A·g^-1的高电流密度下,循环1000次比电容量仍然保持在200 mAh·g^-1。     

基于油液光谱数据的离合器剩余寿命随机过程预测

基于油液光谱数据的湿式离合器剩余寿命预测对于综合传动装置的状态监测及可靠性具有显著影响。针对油液光谱数据随机性较高以及现有方法的性能指标单一且误差偏大的问题,利用二元Wiener过程的预测实时性和准确的优点,开展离合器剩余寿命预测研究。首先,结合湿式离合器寿命试验,通过对全寿命周期光谱数据的补换油修正处理,提取出离合器剩余寿命预测的指示元素Cu和Pb及失效阈值;其次,通过Matlab Copula函数分析指示元素的相关关系特性,由此推导出剩余寿命的关联函数;再次,根据Inverse Gaussian原理,建立上述两种指示元素的一元、二元wiener过程的性能退化数学模型;最后,利用极大似然估计法进行参数估计,并采用一元、二元性能退化数学模型分别对被试离合器的剩余寿命开展了随机过程预测研究。通过预测结果与试验结果的对比,在150～240 h范围内,二元wiener过程剩余寿命预测的偏差为6%～22%;相较一元wiener过程,剩余寿命预测的准确率提升9%以上。研究结果表明,二元wiener过程模型及其预测方法用于湿式离合器的剩余寿命预测,具有预测实时性强且预测精度高的优点。同时,该方法可推广到设备状态在线监测及剩余寿命预测等相关领域。     

沉淀法制备不同形貌和结构的纳米BiVO4

采用液相沉淀法，通过选择不同起始原料并控制反应温度和pH值，制备得到不同形貌和结构的纳米BiVO₄。采用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)技术对产物进行分析表征。结果表明，采用NH₄VO₃作V源，室温下可直接制备得到结晶好的四方晶系硅酸锆型BiVO₄球形纳米颗粒，提高反应液pH值或升高温度，可得到单斜晶系白钨矿型BiVO₄，采用NaVO₃作为V源，室温下可直接得到单斜晶系白钨矿型片状BiVO₄。加入不同类型表面活性剂则得到不同形貌的BiVO₄。     

微波消解-催化动力学光度法测定人发中的锌

研究了微波消解人发的最佳条件,此方法省时、节约试剂、消解完全、减小污染。同时研究了HNO3介质中Zn2+催化H2O2氧化甲基紫褪色反应的适宜条件与影响因素,建立了动力学光度法测定痕量Zn2+的新方法。本法检出限为1.54×10-11g/L,线性范围为0~60μg/L。用于测定人发中的锌。