二氧化钛包裹金纳米棒核壳材料的制备及其光解水制氢

利用溶胶凝胶法制备了金纳米棒(GNR)与TiO₂的核壳结构复合材料--GNR@TiO₂,粒径为200 nm左右。 经水热晶化后的材料粒径为300 nm左右,GNR形貌和局域表面等离子共振(LSPR)峰保持稳定,其外边包裹着树枝状的锐钛矿相TiO₂壳层。 采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见吸收光谱、光催化制氢性能等技术手段测试表征了样品的结构及性能。 结果表明,晶化后的GNR@TiO₂在可见光范围内制氢速率为31.0 μmol/(g·h),相较与晶化前7.3 μmol/(g·h)得到了明显提升。 最后结合实验结果和时域有限差分(FDTD)分析了催化产氢机理:LSPR促进了可见光吸收,锐钛矿TiO₂对电场的增强促进了光生电子-空穴分离,同时晶化后的TiO₂壳层疏松多介孔,增加了活性位点,有利于传质。     

Study of the material photon and electron background and the liquid argon detector veto efficiency of the CDEX-10 experiment

The China Dark Matter Experiment (CDEX) is located at the China Jinping Underground Laboratory (CJPL) and aims to directly detect the weakly interacting massive particles (WIMP) flux with high sensitivity in the low mass region. Here we present a study of the predicted photon and electron backgrounds including the background contribution of the structure materials of the germanium detector, the passive shielding materials, and the intrinsic radioactivity of the liquid argon that serves as an anti-Compton active shielding detector. A detailed geometry is modeled and the background contribution has been simulated based on the measured radioactivities of all possible components within the GEANT4 program. Then the photon and electron background level in the energy region of interest (<10^-2 events·kg^-1·day^-1·keV^-1 (cpkkd)) is predicted based on Monte Carlo simulations. The simulated result is consistent with the design goal of the CDEX-10 experiment, 0.1cpkkd, which shows that the active and passive shield design of CDEX-10 is effective and feasible.     

Online measurement of the BEPCⅡ background using RadFET dosimeters

To monitor the integral dose deposited in the BESⅢ electromagnetic calorimeter whose performance degrades due to exposure to the BEPC Ⅱ background, a 400 nm IMPL RadFET dosimeter-based integral dose online monitor system is built, After calibration with the ^60Co source and verification with TLD in the pulse radiation fields, an experiment was arranged to measure the BEPC Ⅱ background online. The results are presented.     

高光谱空间中混合象元非线性反射特征研究

在入射天顶角为50°,探测方位角为45°的实验条件下,利用地物多角度二向反射平台和FieldSpec3 Hi-Res便携式地物波谱仪获取了24组荷叶与水体组成的混合象元反射波谱,并根据其波谱特性建立了高光谱空间。通过计算不同荷叶面积比例的混合象元反射光谱与参照光谱的波谱角及相似度,分析了相似度与荷叶面积比例的关系,在此基础上采用线性模型、对数模型、二次多项式模型进行拟合,拟合优度分别为63.6%,76.2%和82.9%,根据混合像元光谱矢量与参照反射光谱矢量之间的实际关系,确定最佳拟合模型具有非线性的分段特征。在分析拟合曲线的基础上,提出水生植物与水体组成的混合像元可能具有植被特征临界值的设想,研究结果有利于加深对混合象元的理解,同时也为混合象元的光谱分解提供了新的思路。     

Limits on light WIMPs with a 1 kg-scale germanium detector at 160 eVee physics threshold at the China Jinping Underground Laboratory

We report results of a search for light weakly interacting massive particle(WIMP) dark matter from the CDEX-1 experiment at the China Jinping Underground Laboratory(CJPL). Constraints on WIMP-nucleon spin-independent(SI) and spin-dependent(SD) couplings are derived with a physics threshold of 160 eVee, from an exposure of 737.1 kg-days. The SI and SD limits extend the lower reach of light WIMPs to 2 GeV and improve over our earlier bounds at WIMP mass less than 6 GeV.     

PS-InSAR技术在北京平原区地面沉降监测中的应用研究

北京市近60年长期超量开采地下水已经引起了严重的地下水水位下降和大范围地面沉降,截止到2009年最大累计沉降量达到1 096 mm,并以30~60 mm·y-1速率扩展,严重威胁城市规划建设和人民交通安全。相对于传统的水准测量、分层标等地面沉降监测手段,永久散射体干涉测量技术(PS-InSAR)可以快速获取高分辨率的地表形变细节信息。利用PS-InSAR技术和2003年12月—2009年3月Envisat卫星29景ASAR影像监测北京平原区地面沉降发展情况,发现北京平原区沉降漏斗已连成一片,沉降梯度变化较大地区主要分布在北京第四系凹陷区,覆盖面涉及朝阳、昌平、顺义、通州等区县,并有东移外扩趋势,平谷县境内出现新的沉降中心。沉降分布受前门—良乡—顺义、黄庄—高丽营、南口—孙河等主要断层控制,地面沉降与地下水水位变化具有明显相关性,呈现季节性下降(3月—6月)与回弹(11月—3月)趋势,并受弱透水层应力应变本构关系(弹性-塑性-黏弹性)影响。     

PS-InSAR技术与多光谱遥感建筑指数的载荷密度对地面沉降影响的研究

城市快速发展带来的载荷增加在一定程度上加剧着局部的地面沉降。选取覆盖北京平原区的TM多光谱遥感影像,反演基于指数的建筑用地指数,表征建筑用地(载荷)时空密度差异信息;进而基于永久散射体干涉测量监测技术和遥感建筑指数,结合GIS空间分析方法,从像元角度,分析典型区域载荷变化与地面沉降的相关性。结果表明：(1)载荷的密度与沉降的不均匀性存在正相关关系,尤其在高沉降速率地区体现的较为明显;(2)由于地质结构、土体结构的复杂性、滞后性等特点,使得在相对较短周期研究内,载荷的增加对地面沉降的影响并不十分凸显;(3)高密度建筑群使得局部地面荷载增加,各单体建筑的附加沉降互相叠加,对区域性地面沉降的贡献是不容忽视的问题。     

不同组分比例的高光谱混合象元反射光谱形态特征研究

实验条件下,利用地物多角度二向反射平台及ASD地物波谱仪获取了由清水与荷叶组成的高光谱混合象元反射光谱,通过选择反射光谱形态指标,分析了24组不同组分比例下高光谱混合象元反射光谱形态指标变化规律,并得到以下结论：选择的光谱形态指标之间存在着较大的相关性,按照0.05及以上置信水平和可决系数R2>0.5的条件对光谱形态指标进行剔除,确定了最能体现反射光谱特征的形态指标;不同波段范围内,各光谱形态指标随混合象元成分比例的变化规律有所差异;聚类分析结果表明,纯象元(清水)过渡到混合象元存在临界值,当混合象元组分比例小于此临界值时,主要体现纯象元反射光谱特征,大于临界值时才表现混合象元的反射光谱特征。     

400nm IMPL RADFET剂量计的性能研究

RADFET~多通道探测器将要用来测量北京谱仪BESⅢ中量能器附近的累计剂量. 探测器的技术关键是对400nmIMPL RADFET剂量计具体性能的了解和掌握. 本工作以⁶⁰Co γ源为辐射源, 实验研究了400nm IMPL RADFET剂量计的各项性能, 包括RADFET通道间的一致性、测量累积剂量时的辐照强度相关性以及退火特性等, 同时也讨论了测量数据的拟合方法, 为该类型RADFET剂量计在RADFET多通道探测器的设计、建造和其他方面的应用提供了实验基础.     

一步法制备二氧化钛-金复合材料及其光解水制氢性能

以钛粉为还原剂,氯金酸为氧化剂,将二者在180 ℃水热反应釜中发生氧化还原反应,最终生成直径800 nm左右的TiO₂,比表面积为3.5 m²/g左右,其表面均匀担载了直径20 nm左右的金纳米颗粒。 采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见漫反射光谱、光电流密度、光催化制氢性能等测试表征了该复合催化剂的结构及性能。 结果表明,一步法制备的复合催化剂形貌规整,TiO₂为锐钛矿晶型,金纳米颗粒的局域表面等离子体共振(LSPR)作用促进了催化剂对可见光有较强的吸收,催化剂催化产氢性能伴随金含量增大存在先增后减规律,可见光下最大产氢速率为0.1 μmol/(g·h),光催化活性表现稳定。