高性能、可弯曲碳纳米管纤维负载镍磷合金电催化析氢电极的研究

利用电化学沉积法在碳纳米管纤维(CNTFs)上沉积了镍磷合金,对比了不同循环圈数、不同镍磷比例下制备的碳纳米管纤维负载镍磷合金(Ni-P/CNTFs)电极在中性电解质溶液中的电催化析氢性能,发现当电沉积液中镍磷比为2:1时,沉积50圈时制备出的样品具有最佳的电催化析氢性能,产生10 mA·cm-2电流密度仅需138 mV过电势,塔菲尔(Tafel)斜率为83 mV·dec-1,同时具有良好的稳定性.并且在保持催化性能不变的前提下,样品可以进行弯曲,扩展了应用领域.     

超强频率梳激光场驱动下多光子共振谐波辐射的相位突变研究

本文从理论上研究了在双色频率梳激光场驱动下多光子谐波辐射光谱中的相位突变现象。我们利用Floquet理论非微扰地模拟了频率梳激光场与原子分子等量子系统的相互作用过程。谐波辐射信号是多光子偶极跃迁相干叠加的结果,通过调节频率梳激光场间的相对相位,可以相干地控制谐波辐射信号的强度。通过对谐波信号进行傅里叶变换,可以提取不同跃迁路径的相对相位信息。我们通过改变频率梳组激光场的强度和频率组分实现多光子跃迁频率,让其跨越共振跃迁频率时,谐波相位会发生突变。从而可以观测超强激光场驱动下量子系统共振跃迁频率的斯塔克能移。     

激光熔覆Al2O3/Fe901复合涂层的强化机制及耐磨性

为提高金属材料表面涂层的耐磨性,采用激光熔覆工艺制备了Al_2O_3增强Fe901金属陶瓷复合涂层,研究了Al_2O_3陶瓷增强相对Fe基熔覆层组织与性能的影响。利用扫描电镜和X射线衍射仪检测了复合涂层的微观组织和物相;采用显微硬度仪和摩擦磨损试验机分析了复合涂层的显微硬度与耐磨性。结果表明:Fe901涂层的组织以柱状枝晶和等轴枝晶为主,添加的Al_2O_3可促使涂层组织转变为均匀的白色网状晶间组织及其包裹的细小黑色晶粒;复合涂层中的Al_2O_3陶瓷颗粒表面发生微熔,与Fe、Cr结合生成Fe3Al及(Al,Fe)4Cr金属间化合物,起到增加Al_2O_3陶瓷颗粒与金属黏结相结合强度的作用;当Al_2O_3陶瓷颗粒的质量分数为10%时,复合涂层的显微硬度较Fe901涂层增加了16.4%,复合涂层的摩擦磨损质量损失较Fe901涂层降低了50%;添加适量的Al_2O_3陶瓷有助于提高涂层的显微硬度及耐磨性。     

乙醇分子内及分子间脱水反应机理的计算化学实验研究

介绍了一个面向大三下或大四上本科生的计算化学探索性实验。通过研究乙醇分子内及分子间脱水反应机理,从分子水平理解醇脱水反应过程中酸催化剂的作用机制和反应的能量路径。通过本实验,使学生初步掌握量子化学计算通用软件高斯(Gaussian)的使用方法,掌握结构优化、频率计算、过渡态搜索等基本计算操作,并学会采用量子化学计算手段来研究化学反应的基本过程,为将来科研工作打下重要基础。     

催化光度法时间程序测定土壤中痕量碘

碘是评价环境的重要元素之一,是地球化学勘察样品常测元素。本实验建立了艾斯卡试剂分解-热水提取样品,催化分光光度法时间程序测定碘的方法。详细讨论了艾斯卡试剂手工制作与行星球磨机制作的利弊;;参比液的选择;17℃-25℃不同环境温度条件对实验结果的影响;全程序空白溶液,与36g/L的碳酸钠溶液两种方法制作标准曲线及标准曲线线性范围;样品烧结时间及温度;乙酸用量对样品测试吸光度的影响。结果表明：利用行星球磨机制作艾斯卡试剂,选择试剂空白为参比液,在19℃的恒温环境下,采用36g/L的碳酸钠溶液制作0-8ug/mL标准曲线,样品采用0-300℃、300-500℃、500-750℃三阶段升温,750℃保持30min的烧结程序,乙酸用量为5mL时可以得到可靠的结果。该方法克服了艾斯卡试剂制作困难、样品烧结结块及实验反应速率过快等困难。通过方法学考察表明：基于所建方法碘元素校准曲线系数＞0.999;方法检出限为0.2 mg/kg;测定GSS36、GSS37、GSS38、GSS40、GSS47、GSS48、GSS49等9种国家一级标准物质,结果均在参考值范围内,相对标准偏差RSD＜5%。该方法测定的结果准确度及精密度高、 检出限低、减少碘记忆效应的存在,适用于地球化学勘察土壤样品中碘的测定。     

交互模式-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定生态地球化学植物样品中7种金属元素

植物样品中各元素的含量,是评价土壤质量及健康的重要指标。为满足测定大批量生态地球化学植物样品中多金属元素分析要求,建立了交互模式-ICP-MS法测定植物样品中7种痕量金属元素的定量分析方法。讨论了ICP-MS的STD、KED（He）、交互模式3种方法测定植物样品中7种金属元素结果。实验结果表明：利用工作曲线法配制Hg标准溶液,更改82Se在线校正方程系数为1.83,在ICP-MS的交互模式下测定植物样品中82Se,63Cu,60Ni,66Zn,111Cd,75As、202Hg可以得到准确可靠的结果,克服了植物样品中Se和Hg元素测定的难题。基于所建方法各元素校准曲线系数＞0.999;方法检出限为0.0004~0.08mg/kg;加标回收率在96.2%-107%之间;测定GBW10010a（大米）、GBW10012（玉米）、GBW10021（豆角）3种标准物质,结果均在参考值范围内,相对标准偏差RSD＜10%。该方法前处理简单、灵敏度高、准确度高、分析速度快,适用于生态地球化学评价植物样品多金属元素同时测定。为地球化学调查工作中分析测试植物样品中金属多元素的快速测定提供了新思路。     

自组装短肽GFS-2构建新型三维细胞培养支架材料

典型的自组装短肽在水中可形成稳定的β-sheet二级结构,在生理性环境下则能够形成稳定的纳米纤维,可进一步形成含水量达99%的水凝胶,具有高纯度、可降解及无免疫反应等突出优点,能模拟生物体内的三维基质环境而作为细胞三维培养的新型生物材料。本文主要采用了圆二色谱仪、原子力显微镜、倒置显微镜等探究新型短肽GFS-2的自组装性能及其在细胞三维培养中的应用。此研究可能会启发设计更多的新型自组装短肽服务于化学、生物材料、医学工程等领域。     

改进的测量设备无关协议参数优化方法

实际量子密钥分发中参数的优化选择能大幅提升系统密钥生成率和最大传输距离,由于全局搜索算法的成本过大,本地搜索算法被广泛地应用.然而该算法存在两个问题,一是所得解不一定为全局最优解,二是算法的有效性极大地受制于初始值的选择.利用蒙特卡罗方法对密钥生成率函数是否为凸函数进行了证明,并仿真分析了密钥生成率函数在不同参数维度上的特性,提出了粒子群本地搜索算法并与本地搜索算法进行仿真比较.结果表明,密钥生成率函数为非凸函数,但合理设置初始值,本地搜索算法仍能求得全局最优解;在传输距离较远时,本地搜索算法因难以通过随机取值的方法得到有效的初始值而失效,粒子群本地搜索算法能克服这一缺点,以轻微增加算法复杂度为代价,提升了系统的最大传输距离.     

Chiral lateral optical force near plasmonic ring induced by Laguerre-Gaussian beam

Owing to the good adjustability and the strong near-field enhancement, surface plasmons are widely used in optical force trap, thus the optical force trap can achieve excellent performance. Here, we use the Laguerre-Gaussian beam and a plasmonic gold ring to separate enantiomers by the chiral optical force. Along with the radial optical force that traps the particles, there is also a chirality-sign-sensitive lateral force arising from the optical spin angular momentum, which is caused by the interaction between optical orbit angular momentum and gold ring structure. By selecting a specific incident wavelength, the strong angular scattering and non-chiral related azimuthal optical force can be suppressed. Thus the chiral related azimuthal optical force can induce an opposite orbital rotation of the trapped particles with chirality of different sign near the gold ring. This work proposes an effective approach for catchingand separating chiral enantiomers.     

基于二苯甲酰酒石酸构筑的钴（Ⅱ）、镍（Ⅱ）配合物的合成、结构、荧光及磁性质

在室温条件下合成了2个配合物[Ni（DBTA）（DMF）（H₂O）₄]（1）和[Co（DBTA）（DMF）（H₂O）₄]（2）（D-H₂DBTA=D-（+）-二苯甲酰酒石酸,DMF=N,N-二甲基甲酰胺）,并通过元素分析、FT-IR光谱、X射线单晶及粉末衍射表征了2个配合物的结构。X射线单晶衍射结果表明,2个配合物同构,属于单斜晶系,P2₁空间群。配合物由配位键形成零维结构,再通过分子间氢键形成三维网状结构。荧光分析表明当激发波长为280 nm时,配合物1和2具有较强的荧光。尽管2个配合物同构,但表现出不同的磁性质：配合物1主要表现出Ni²⁺离子间弱的反铁磁相互作用,而配合物2则表现为Co²⁺离子的磁各向异性以及Co²⁺离子间强的反铁磁相互作用。