Theoretical study of molecular hydrogen and spiltover hydrogen storage on two-dimensional covalent-organic frameworks

Molecular hydrogen and spiltover hydrogen storages on five two-dimensional （2D） covalent-organic frameworks （COFs） （PPy-COF, TP-COF, BTP-COF, COF-18 A, and HHTP-DPB COF） are investigated using the grand canonical Monte Carlo （GCMC） simulations and the density functional theory （DFT）, respectively. The GCMC simulated results show that HHTP-DPB COF has the best performance for hydrogen storage, followed by BTP-COF, TP-COF, COF-18 A, and PPy-COE However, their adsorption amounts at room temperature are all too low to meet the uptake target set by US Department of Energy （US-DOE） and enable practical applications. The effects of pore size, surface area, and isosteric heat of hydrogen on adsorption amount are considered, which indicate that these three factors are all the important factors for determining the H2 adsorption amount. The chemisorptions of spiltover hydrogen atoms on these five COFs represented by the cluster models are investigated using the DFT method. The saturation cluster models are constructed by considering all possible adsorption sites for these cluster models. The average binding energy of a hydrogen atom and the saturation hydrogen storage density are calculated. The large average binding energy indicates that the spillover process may pro- ceed smoothly and reversibly. The saturation hydrogen storage density is much larger than the physisorption uptake of H2 molecules at 298 K and 100 bar （1 bar = 105 Pa）, and is close to or exceeds the 2010 US-DOE target of 6 wt% for hydrogen storage. This suggests that the hydrogen storage capacities of these COFs by spillover may be significantly enhanced. Thus 2D COFs studied in this paper are suitable hydrogen storage media by spillover.     

SiO_2双尺寸光子晶体的自组装及稳定性探索

采用St9ber法制备不同尺寸SiO_2胶体球,利用多次垂直沉积法制备SiO_2双尺寸光子晶体。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对所得双尺寸光子晶体的形貌和排列方式进行表征。对双尺寸光子晶体的生长过程进行探讨,研究界面作用力及胶体球间相互作用力对制备稳定结构的影响。研究结果表明,SiO_2双尺寸光子晶体具有更加有序稳定的结构。胶体球间的相互作用力随胶体球粒径增大而增大,大粒径胶体球更有利于形成稳定的结构。     

基于方波脉冲外场的超冷原子-分子绝热转化

基于受激拉曼绝热通道技术，研究了方波脉冲外场下的超冷原子-双原子分子转化.运用绝热保真度的方法，详细分析了该原子-分子转化系统相干布居俘获态的动力学演化过程.研究发现，相干布居俘获态的最终绝热保真度随脉冲激光强度的变化呈现出大幅度的周期振荡.这表明本文所设计的方波脉冲方案与高斯脉冲方案相比具有明显的优势，可以在较小的脉冲激光强度下达到较高的绝热保真度并实现较高效率的超冷原子-分子转化.     

XANES技术探究酸处理对义马煤中硫形态及其热变迁行为的影响

利用XANES技术研究了酸处理对义马煤的比表面积、体相及表面硫形态分布和热解过程中硫变迁行为的影响。结果表明,由于酸处理过程中部分镶嵌于有机质中的矿物质被脱除导致部分闭合孔打开,煤的比表面积有所增大。HCl-HF和HCl-HF-HNO_3处理脱除了煤中大部分矿物质和无机硫,由于HNO_3的强氧化性,YMN中亚砜和砜硫化物的相对含量均高于YMR和YMD。相比煤样体相,酸处理过程对表面形态硫的分布产生了更为明显的影响。酸处理煤样热解含硫气体释放量减少,但由于大部分碱性矿物质的脱除和煤中易分解形态硫相对含量的增加,含硫气体释放率增加。不同形态硫之间的内部转化使得酸处理煤焦中主要形态硫的分布更为均匀。通过HCl-HF-HNO_3处理可以有效地脱除煤中矿物质及无机硫,并改变煤中形态硫分布,从而为高灰分、富含黄铁矿的高硫煤的利用提供指导。     

N—N键合成方法的研究进展

N—N键广泛存在于药物、天然产物和有机功能材料中,如何高效构建N—N键是有机合成的一个重要研究方向.基于含氨基、氰基、硝基和叠氮基等含氮基团的有机化合物非常多,直接利用这些含氮基团进行N—N键偶联为合成含N—N键结构单元的有机化合物提供了新的策略.综述了近年来发展的分子间和分子内构建N—N键的合成方法,并且对该方法存在的难点以及未来发展方向进行了展望.     

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为研究金属-FGM-陶瓷 EFBF 复合板的稳态热应力，从热传导规律出发，结合热应力计算公式，建立了该复合板稳态热应 力的研究模型，用有限元和辛普生法分析了T_a=500K和T_b=1800K时，该 复合板的稳态热应力分布并与无梯度两层复合板的结果进行了比较. 结果表明：FGM梯度层的厚度、组分和孔隙率对该EFBF复合板的热应力有不同程度的影响， 此外，有梯度三层复合板的热应力比较缓和，最大拉应力减小29.18%. 此结果为该复合板的设计和应用提供了准确的计算依据.     

基于改进型高斯混合模型的嵌入式实时运动检测系统

针对在嵌入式CPU上难以做到复杂背景下运动目标的实时检测,提出了一种基于改进型高斯混合模型的实时运动检测方案,采用改进型高斯混合模型,对高斯混合模型进行简化和结构调整,同时进行了C语言层面和CPU层级的优化,使其更合适于嵌入式平台,并详细分析了DM6446平台的软硬件设计,介绍了该算法在DM6446平台上的实现过程。实验结果表明：该系统能够有效克服外界环境变化带来的干扰,能够实时检测,可以实现多目标跟踪。     

(CdZnTe,ZnS)/ZnTe复合量子阱的光学特性研究

设计并制备了一种新型的(CdZnTe,ZnS)/ZnTe复合量子阱结构.使CdZnTe量子阱中的激子有可能在短时间内隧穿到ZnS阱层,从而达到提高光双稳器件“关”速度的目的.并通过对发光特性的研究证实在我们设计的结构中横向激子隧穿的存在,从而为进一步研究超高速光开关提供了实验依据.     

多孔微结构光纤中飞秒激光脉冲超连续谱的产生

报道了利用800nm飞秒激光脉冲在多孔微结构光纤中产生超连续谱展宽的现象，连续谱展宽范围为440—890nm.基于标量波近似理论对微结构光纤包层的有效折射率和基模的有效面积以及光纤的色散特性进行了计算，发现微结构光纤具有特殊的控制色散和波导特性的能力，对超连续谱展宽的机理进行了初步解释.本文的理论分析和实验结果有较好的一致性，认为即使包层由无序填充气线组成的多孔微结构光纤也可以出现超连续谱展宽效应. 关键词： 多孔微结构光纤 超连续谱 有效折射率 色散     

二维轴对称图象高阶胡氏不变矩快速算法的改进

提出了基于二维轴对称性目标图象矩快速算法的实用化改进方案.算法实用化改进是通过两个命题的证明实现的.一是通过轴对称目标图象质心在对称轴上的命题证明,实现了将二维轴对称图象矩快速算法用于轴对称性图象中心矩的计算;二是通过目标图象以坐标系中任意两点为圆心,旋转相同角度,结果图象具有平移性的命题证明,实现了算法用于对旋转不同角度的对称目标图象的中心矩的计算改进.在此基础上,完成了二维轴对称目标图象高阶胡氏不变矩实用化快速算法的实现.实验证明,该算法具有较好的实时性能,且具有较小的引入误差.