黄绿色荧光粉CaWO_4∶Pr~(3+)的发光性质与晶体场分析

采用共沉淀法成功制备了新型黄绿色荧光粉Ca1-x WO4∶xPr3+(摩尔分数x=0.1%,0.3%,0.5%,0.7%)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱等测试手段进行了结构、形貌和光致发光研究。结果表明:黄绿色荧光粉CaWO4∶Pr3+具有四角白钨矿类结构,空间群为I41/a,其表面形貌较规则、粉粒大小为5~20μm。CaWO4∶Pr3+可被487nm蓝光有效激发,其发射光谱由一系列锐谱组成,分别位于530nm(3P1→3 H5)、547nm、555nm(3P0→3 H5)、602nm(1 D2→3 H4)、618nm、637nm(3P0→3 H6)和648nm(3P0→3F2)。当摩尔分数达到0.5%时样品光致发光最强。样品的色坐标为(x=0.39,y=0.55),表明所发光为黄绿光。为了更好的理解CaWO4∶Pr3+的荧光谱,建立了包括4f2电子组态的自由离子和晶体场相互作用的91×91阶能量哈密顿量矩阵,在理论上合理地解释了Pr3+离子在CaWO4晶体中四角(S4)Ca2+晶位的光谱数据,所得理论值与实验结果吻合较好。     

基于HITRAN数据库的深海甲烷辐射光谱仿真研究

研发能够精确、实时、原位获取热液甲烷数据的深海甲烷传感器对深海研究具有非常重要的意义。前期研制的两款深海甲烷光学成像干涉系统,均利用甲烷辐射光谱开展甲烷状态参数探测和反演。首先,以分子光谱辐射理论为基础,建立了分子辐射光谱与浓度、温度、压强的理论关系式,结合深海高压环境特点,建立了基于Lorentz线型的深海分子辐射模型,该模型为利用光谱法定量反演分子浓度、温度、压强等状态参数提供理论依据,同时为深海分子光谱仿真提供有力工具。接着,借助HITRAN分子光谱数据库提供的分子基本谱线参数,挑选出甲烷成像干涉系统的光源谱线。对比CH₄分子与CO₂, H₂S, H₂O等分子的特征吸收谱线,在5 990～6 150 cm-1波段范围内,CH₄谱线强度比CO₂, H₂S, H₂O等三种干扰分子的谱线强度约高2～3个数量级,且此波段内甲烷六条有效谱线分布均匀,谱线间距皆约为2～3 nm,非常适合采用光谱法进行分子状态参数探测,因此选择谱线干扰较弱、谱线分布均匀、谱线间距适中的甲烷六条谱线(1 640.37, 1 642.91, 1 645.56, 1 648.23, 1 650.96和1 653.72 nm)作为甲烷成像干涉探测系统的目标光源谱线。最后,基于深海分子辐射模型和HITRAN数据库的甲烷分子基本谱线参数,人工合成了甲烷任意浓度,任意温度和任意压强的辐射光谱数据,并分析了甲烷辐射光谱随浓度、温度和压强的变化特征。对于单一中心谱线,甲烷分子辐亮度随着浓度的升高而线性增大,随着温度的升高而非线性增大,随着压强的升高而非线性减小。对于全波段谱线,甲烷辐射光谱的全线宽随着浓度、温度的升高而变宽,随着压强的升高而变窄。建立的深海甲烷辐射光谱理论和仿真分析结果,可以为基于光谱法的海洋原位甲烷传感器的研制和数据反演提供数据支撑和理论依据。     

Synthesis,Crystal Structure and Anti-fungal/Anti-oomycete Activity of New Pyrazole-benzene Carboxamide Derivatives

Four novel pyrazole-benzene carboxamide derivatives 2 a～2 d were synthesized and characterized by NMR, HRMS spectral method and X-ray diffraction analysis, and were further conducted for screening the anti-fungal/anti-oomycete activity. Compound 2 d crystallizes as monoclinic space group P21/c with a = 42.260（4）, b = 5.3751（4）, c = 8.0129（9） ?, β = 92.958（10）°, V = 1817.7（3） ?3, Z = 4, Mr = 385.41, Dc = 1.408 Mg/m³, S = 1.087, m = 0.773 mm-1, F（000） = 808, the final R = 0.0763 and w R...     

干涉光谱结合偏最小二乘法反演热液CH4的研究

热液释放的高温甲烷气体经扩散作用先后进入海洋和大气,并对地球物理、化学和生物方面产生深刻影响。由于海洋溶解甲烷数据的缺乏,导致人们对深海热液释放甲烷的活动机制和环境效应还缺乏足够的认识。我们前期提出一种光学被动成像干涉系统OPIIS用于热液甲烷浓度、温度和压强的实时探测和长期观测。为了从OPIIS的干涉光谱中精确、稳定、快速的获取热液甲烷信息,采用将干涉光谱与偏最小二乘法相结合的方法处理OPIIS数据。首先分别建立三个甲烷浓度、温度和压强的单因变量预测模型,再利用干涉条纹与辐射光谱的关系,间接建立干涉光谱与甲烷浓度、温度和压强的PLS预测模型,提高了预测模型在实际应用中的抗干扰能力和稳定性。基于洛仑兹线型建立了不同于大气环境的深海气体辐射模型,并利用HITRAN2016分子光谱数据库的光谱参数,建立了深海甲烷在任意浓度、任意温度和任意压强下的辐射光谱数据库。挑选热液其他气体对甲烷探测干扰较小的甲烷泛频带1.64～1.66 μm内的六条谱线建立甲烷辐射光谱与浓度、温度和压强的偏最小二乘回归模型。另外,分析了训练集取样个数、取样间隔和主成分个数对提高预测模型综合性能的作用。利用不同训练集样本数,不同训练集取样间隔和不同的主成分数,分别建立96个浓度、温度和压强预测模型,并分别利用25组预测集样本对预测模型进行交叉验证。不同模型预测均方根误差和决定系数的对比表明,训练集取样个数、取样间隔和主成分个数等单一因素的改变并不能同时提高预测模型的预测精度、稳定性、适用范围和运算量等综合性能。经过平衡选取各项指标确定的最优回归模型的参数为：浓度、温度和压强的适用范围分别为5～375 mmol·L-1,580～678 K,10～34.5 MPa, 浓度、温度和压强的训练集取样个数分别为50组,25组,25组,采样间隔分别为5 mmol·L-1,2 K,0.5 MPa, 浓度、温度和压强预测模型的主成分数分别为2,2,5。浓度、温度和压强预测模型的预测均方根误差分别为3.082×10-6,0.977 0,5.052×10-3,决定系数分别为0.999 9,0.998 9,0.999 9。浓度、温度和压强的预测误差分别为±1.21×10-7,±3.63×10-3,±9.49×10-4,对应的预测精度分别为±45.4 nmol·L-1,±2.5 K,±3.3×10-2 MPa。结果表明,干涉光谱结合偏最小二乘法的反演算法可以精确、稳定、快速的获取热液甲烷气体的浓度、温度和压强信息。     

基于机器学习的烟雾检测算法去除固定干扰

烟雾是早期火灾最为突出的视觉表现,因此检测火灾烟雾在日常防火应用中具有重要的意义。针对目前视频烟雾检测算法中误报率高,适应性差等特点,在实施基本烟雾检测算法并在其基础上提出基于机器学习的视频烟雾去干扰方法,能很大程度上去除固定干扰物的干扰,提高了烟雾识别的正确率。实验证明,该算法可以较好、较快地检测出烟雾,并做出早期的预警工作,且具有检测精确等优点,很方便在现实中推广使用。     

Synthesis,Crystal Structures and Cytotoxic Activities of Two New Pyrimidine Derivatives of Ursolic Acid

The title compounds(5a and 5b)were synthesized from ursolic acid and their structures were characterized by spectroscopic methods including ESI-MS,¹H-NMR,¹³C-NMR and elemental analysis.The crystal structures of compounds 5a and 5b were determined by single-crystal X-ray diffraction analysis.Compound 5a crystallizes in monoclinic system,P21 space group with a=12.258(3),b=10.396(2),c=15.570(3)?,b=107.21(3)°,Z=2,V=1895.3(7)?³,Mr=659.90,Dc=1.156 Mg/m³,S=1.003,μ=0.076 mm^?1,F(000)=716,the final R=0.0686 and wR=0.1430 for 1859 observed reflections(I>2σ(I)).Compound 5b crystallizes in monoclinic system,P21 space group with a=12.371(3),b=10.647(2),c=15.722(3)?,b=109.44(3)°,Z=2,V=1952.8(8)?³,M_r=655.93,D_c=1.116 Mg/m³,S=1.002,μ=0.069 mm^?1,F(000)=716,the final R=0.0686 and wR=0.1882 for 2574 observed reflections(I>2σ(I)).The preliminary cytotoxic assay indicated that compound 5b exhibited notable cytotoxic activity against MCF-7 and HeLa cells with the IC₅₀values of 10.71±0.23 and 12.63±0.31μM,respectively.     

基于LLE-BPNN的小麦岛海水硝酸盐含量分析

水中过量的硝酸盐会造成部分水生生物难以存活、引发人类尤其是婴儿患病等危害, 因此硝酸盐浓度成为水质检测中的一项重要指标。传统的硝酸盐浓度测量方法操作复杂、反应缓慢,近年许多研究人员开始通过紫外可见（UV-Vis）光谱技术结合人工神经网络（ANN）的方法对水中硝酸盐的含量进行测量。提出了一种将流形学习（manifold learning）方法中的局部线性嵌入（LLE）与反向传播神经网络（BPNN）相结合的建模方法,用以得到硝酸盐光谱曲线与浓度间的关系,实现对青岛市崂山区小麦岛海水中硝酸盐浓度快速准确的定量分析。实验选取了过滤后的小麦岛海水配置59组不同浓度的加标溶液,采用实验室自主研制的光谱分析仪采集这些样本的光谱测量值,通过标准正态变换（SNV）方法对测得硝酸盐溶液的光谱数据进行校正处理,有效降低了由仪器本身或环境带来的噪声影响;选取预处理后的光谱数据的前1 500维处理后进行对比实验,以解决使用BPNN对全部2 048维数据建模时内存不足的问题,再通过网格搜索结合十折交叉验证的方法优化LLE中的邻近点数k和嵌入维数d,得到最优参数值k=15,d=3,实现对实验数据的降维处理;通过BPNN将降维后的训练集光谱信息与其对应的浓度信息进行建模,实现对预测集硝酸盐浓度定量分析,引入决定系数（R2）和预测均方根误差（RMSEP）评价建模效果,与直接使用BPNN建模预测的结果比较,改进方法的R2由0.926 3提升至0.992 8,RMSEP由0.442 5下降到0.280 4,建模预测程序的运行时间由327 s缩短至0.5 s。采用这59组数据的全部2 048维进行LLE-BPNN建模时,得到R2=0.995 7,RMSEP=0.136 5,在用时相近的前提下,相比仅使用前1 500维时的建模精度更好。分析结果表明,LLE-BPNN的方法可实现对海水中硝酸盐浓度的快速预测,使预测精度得到显著提升,同时能大幅降低预测时间。     

Li离子浓度对铌酸钾锂晶体[NbO6]7-八面体畸变的影响

用顶部籽晶法生长了一批不同组成的铌酸钾锂晶,用同步辐射X射线分析了晶体结晶特性,用Philips PW2400 X射线荧光光谱法测量了晶体的组成.对三种组成的晶体样品测量了红外拉曼光谱,分析了晶体中组分离子浓度对晶体红外拉曼光谱特征的影响,结果表明,晶体中位于C格位的Li离子浓度对晶体拉曼光谱产生了强烈的影响,影响的本质在于晶体中Li含量的提高导致晶体中[NbO6]7-八面体畸变程度加大,对八面体晶格振动产生了强烈的影响.     

蒸汽发生器检测机器人运动分析与控制实现

在核电站蒸汽发生器复杂环境下,为准确控制机器人完成管板检测任务,提出了一种基于STM8处理器的爬壁机器人运动控制方法。针对机器人两个不同轴线驱动轮的结构特点,运用运动学理论建立了机器人运动方程,分析了机器人的运动特性。设计了爬壁机器人硬件控制电路,为提高机器人的控制精度,采用了位置环,速度环和电流环三环PID软件控制策略。最后,对此控制方法进行了相关实验验证。实验结果表明,爬壁机器人控制电路设计合理可靠,三环PID算法实现了较好的运动效果,满足设计要求。