5d过渡金属原子掺杂氮化铝纳米管电子结构、磁性性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法, 研究了5d过渡金属原子(Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg)取代AlN纳米管(AlNNTs)中的铝原子或氮原子时体系的几何结构、电子结构和磁性性质; 并且以理想AlN纳米管(AlNNTs)、Al缺陷体系(VAl)和N缺陷体系(VN)的结果作为对比. 研究发现: 5d 原子取代Al(Al5d)时体系的局域对称性接近于C3v, 但是取代N(N5d)时体系的局域对称性偏离C3v对称性较大; 当掺杂的5d元素相同时, Al5d的成键能比N5d的成键能大; 当掺杂体系相同时(Al5d或N5d), 其成键能基本上随着5d原子的原子序数的增大而降低; 掺杂体系中出现了明显的杂质能级, 给出了态密度等结果; 不同掺杂情况的磁矩不同, 总磁矩呈现出较强的规律性. 利用C3v对称性和分子轨道理论解释了过渡金属原子取代Al时杂质能级的产生和体系磁性的变化规律.     

生物炭基光催化剂改性制备及其去除水中抗生素的研究进展

水体中抗生素会影响微生物群落结构和功能,导致生态失衡;同时,抗生素会通过食物链的富集和传递进一步污染水质,对生态环境和人类健康造成持续性危害.光催化技术因其高效且环保的特性成为众多抗生素去除技术中的重点研究对象.虽然半导体是光催化技术的核心材料之一,但其自身限制导致工作效率不高.生物炭(BC)作为碳家族成员之一有着众多优良特性,将生物炭与半导体复合制备的生物炭基光催化剂(BSPs)综合了两者的优越性能,有着广阔的应用前景.本文通过文献查阅,系统分析了BSPs的研究进展,涵盖BSPs的制备和改性方式,以及去除抗生素的原理和各种影响因素,并阐明其高导电性、高比表面积、强氧化性、稳定性和可回收性等特点,说明BSPs能够处理各种介质中存在的多种污染物.此外,对BSPs的局限性进行了分析,对未来研究方向提出了建议.     

基于F型梁的光纤光栅加速度传感器

为满足悬臂梁式传感器测量带宽大、灵敏度高的需求,采用F型梁增敏结构设计了一种光纤光栅加速度传感器。首先推导出传感器的谐振频率和灵敏度公式,在此基础上使用MATLAB优化传感器参数,并利用ANSYS对传感器进行模态分析和谐响应分析,得到了传感器的模态振型图以及两种不同阻尼比条件下的幅频响应,仿真结果与理论计算基本一致。制作了2个传感器实物,对直接封装的传感器1和填充硅油后封装的传感器2进行了幅频响应、灵敏度特性和横向抗干扰能力测试。实验结果表明：传感器1的谐振频率约为168 Hz,测量带宽为1.5～50 Hz,灵敏度系数为159.84 pm/g,横向抗干扰度为9.88%,谐振频率和灵敏度理论值与实际值误差分别为0.93%和3.29%;填充硅油后的传感器2的测量带宽为1.5～100 Hz,灵敏度系数为133.57 pm/g,横向抗干扰度为8.1%。实验证明在传感器内部填充硅油可以增大传感器工作带宽,提高横向抗干扰能力。     

形变碳纳米管选择通过性的分子动力学研究

本文采用分子动力学方法, 研究了基团修饰后形变碳纳米管的水分子通过性和离子选择性. 结果表明, 形变碳纳米管的短径与修饰基团的种类、修饰率及修饰位置有关. 不同粗细碳纳米管均存在临界短径, 小于临界短径的形变碳纳米管具有对氯离子和钠离子的选择性, 同时水分子通过速率与本征碳纳米管相比未明显变小. 分析系统平均力势表明, 离子选择性来源于不同短径碳纳米管管口的通过势垒. 对于实际制备中较宽孔径分布的碳纳米管, 可以通过基团修饰等方法调控其短径, 提高其离子选择性.     

不同负荷下餐厨垃圾与水稻秸秆共消化厌氧产氢研究

进料负荷对餐厨垃圾与水稻秸秆混合厌氧发酵产氢过程有重要影响. 以进料负荷为影响因子, 设置温度均为55℃的餐厨垃圾与水稻秸秆混合厌氧发酵产氢实验, 其中进料负荷(以VS计)分别设置为(A)5kg?m-3?d-1、(B)10kg?m-3?d-1、(C)15kg?m-3?d-1, 分析厌氧产氢过程中产气量、产氢速率、pH、VFAs、氨氮、SCOD等参数的变化. 实验结果表明: B组发酵底物产气量最大, 为8664mL, 产氢速率也最大, 为748.3mL?h-1, 反应过程中pH始终维持在5.5±0.1内, 是厌氧产氢的最佳范围. 实验结束时, 各组VFAs、氨氮浓度分别为7292.46、8248.35、8558.24mg?L-1和544.48、754.31、1458.33mg?L-1. 同时各组SCOD浓度变化趋势相似. 在研究范围的最佳进料负荷下, 进行回流比分别为10%、30%、50%的实验, 结果显示30%回流比的产氢量最大, 为56039mL, 同时运行过程中系统稳定性较好. 综上所述, 进料负荷为10kg?m-3?d-1, 30%回流比的餐厨垃圾与水稻秸秆混合厌氧发酵产氢时, 微生物活性较好, 能够产生更多的氢气. 这一结果可为餐厨垃圾资源化提供参考依据.     

He在HR-1型不锈钢中的捕获与释放研究

对HR-1型奥氏体不锈钢在室温下注入了70keV 5×10¹⁶—10¹⁸cm²的⁴He离子,进行了上升至1273K的恒时退火实验。使用2.5MeV的质子弹性散射、TEM和SEM分析法研究了He在其中的捕获、迁移与释放特性。 关键词：     

用四叉事例样本确定J/ψ总数

详细介绍了用J/ψ衰变中的四叉事例样本确定J/ψ总数的方法,并用此方法确定了北京谱仪从1999年11月到2001年5月所收集的两批J/ψ数据的事例总数,分别为(27.00±1.48)×10⁶和(30.70±1.62)×10⁶.     

快淬钐铁合金不同速率下的相结构演变

在高真空电弧熔炼及单辊旋淬一体炉制备钐铁合金薄带实验中,通过控制辊轮转速来实现不同的冷却速率(10~5~10~6K·s~(-1))。在快速冷凝钐铁合金的过程中,由于存在非常高的温度梯度,落至辊轮上的合金液滴会迅速冷凝成连续的非晶或微晶薄带。通过XRD物相检测手段研究快淬钐铁合金不同速率下的相结构演变。结果表明:在常规冷却条件下凝固得到的钐铁合金中具有α-Fe,SmFe_3,SmFe_2和Sm_2Fe_(17)4种物相;在快速冷凝条件下,钐铁合金的α-Fe相消失,随着冷却速率增大,SmFe_3相也消失,合金中只剩下SmFe_2和Sm_2Fe_(17)相;冷却速率继续增大时,快淬钐铁中出现非晶,且随着冷却速率的增大,非晶含量增多;此外,当快淬速率升至36.5 m·s~(-1)时,非晶含量可达到50%左右。     

水质监测中总磷无损的近红外光谱分析研究

本文对天然水样的近红外光谱与水样总磷（TP）含量进行了相关性研究,并建立了水质总磷的近红外光谱（NIRS）分析方法。结果表明：NIRS方法建立的定量分析模型所得TP含量与国标法得到结果的相关性达到0.908,并且在显著性水平大于0.05的条件下对NIRS方法与国标法的测定结果进行t检验,二者无显著性差异,说明了NIRS方法定量分析地表水中低含量总磷的可行性。     

5d过渡金属原子掺杂氮化铝纳米管电子结构、磁性性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法, 研究了5d过渡金属原子(Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg)取代AlN纳米管(AlNNTs)中的铝原子或氮原子时体系的几何结构、电子结构和磁性性质; 并且以理想AlN纳米管(AlNNTs)、Al缺陷体系(VAl)和N缺陷体系(VN)的结果作为对比. 研究发现: 5d 原子取代Al(Al5d)时体系的局域对称性接近于C3v, 但是取代N(N5d)时体系的局域对称性偏离C3v对称性较大; 当掺杂的5d元素相同时, Al5d的成键能比N5d的成键能大; 当掺杂体系相同时(Al5d或N5d), 其成键能基本上随着5d原子的原子序数的增大而降低; 掺杂体系中出现了明显的杂质能级, 给出了态密度等结果; 不同掺杂情况的磁矩不同, 总磁矩呈现出较强的规律性. 利用C3v对称性和分子轨道理论解释了过渡金属原子取代Al时杂质能级的产生和体系磁性的变化规律.