基于能量变化的微尺度金属应变突变准则研究

微尺度金属在塑性变形过程中呈现出显著的应变突变特性。本文以力加载条件下单晶Ni微米柱体和位移加载下Au纳米柱体为对象，探讨应变突变的判定准则与不同特征阶段的判别条件。首先从经典塑性理论Hill稳定性条件出发，分析微柱体变形过程中的动能变化，提出了应变突变发生与结束的判定准则。进一步分析柱体变形过程中的内能变化，结合动能变化的分析结果，给出了微尺度金属不同变形阶段的判别条件。通过与文献中实验与理论结果对比发现，基于动能变化的应变突变判定准则能够判断应变突变的发生与结束，基于能量变化的判别条件可以有效区分微柱体的不同变形阶段。最后对新理论准则的可靠性与适用性进行了讨论。     

“功能涂料”课程的教学改革:打造趣味性、互动性和挑战性的课堂*

本着培养涂料行业精英人才的宗旨,针对涂料行业对人才需求的特点,结合多年教学经验,从教材的选择、教学内容设置、教学方法改进以及考核方法改革等4个方面探索了“功能涂料”课程的教学方法改革与课程实践。通过自编教材,精心设置授课内容,将科研成果、前沿知识、生活场景、新闻事件与书本知识相结合,提高课堂的趣味性;通过讨论法和交换式互动上课来加强课堂的互动性;通过过程性评价提高课程的学业挑战度。通过教学改革,本课程的选课率和出勤率得到了大幅提高,学生对涂料的兴趣明显增加,毕业后选择进入涂料领域工作的学生也越来越多。     

V2O5纳米片固载Pt纳米粒子催化剂的构建及其增强催化空气氧化脱硫性能

以铂系金属为代表的贵金属催化剂在工业反应中通常表现出优异的催化性能,这是因为其具有独特的d带电子结构和较高的价电子比.近年来,由于大气排放法规愈发严苛,铂系贵金属催化剂在催化空气氧化燃油脱硫方面的研究引起了广泛关注.在该催化反应中,铂系金属纳米粒子可以有效活化空气中的氧气,产生的活性氧物种可以将油品中的噻吩类硫化物氧化为其对应的强极性砜类物质,从而可以将其从非极性的油品中分离出来,有效实现油品中硫化物的深度氧化脱除.然而,在反应过程中铂系贵金属纳米粒子易发生流失和烧结,从而导致催化剂的失活.因此,急需寻找一类可以有效固载铂系贵金属纳米粒子的载体.在目前已报道的众多载体中,以ZrO₂、TiO₂、CeO₂、ZnO等为代表的过渡金属氧化物引起了广泛的关注.通常认为,铂系贵金属纳米粒子的d轨道电子和过渡金属氧化物之间可形成金属-载体强相互作用.然而,目前所使用的过渡金属氧化物载体的比表面积较小,从而导致铂系贵金属纳米粒子难以有效且均匀地分散于其表面.本文采用热膨胀气相剥离法制备了超薄V2O5纳米片,并通过超声辅助沉积法将Pt纳米粒子固载于其表面,从而得到一系列可高效活化空气氧化脱硫的催化剂(Pt NPs-n/V₂O₅纳米片).通过电感耦合等离子体光谱、高倍透射电镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射、拉曼光谱和氮气吸附脱附等方法对催化剂的结构和形貌进行了表征.结果表明,尺寸为4-5 nm的Pt纳米粒子可有效均匀分散于层数约为6层的V2O5纳米片表面;在空气氧化脱硫反应中,当催化剂中Pt理论负载量为2 wt%时,反应5 h后,油品的脱硫率可达99.1%,实现了硫化物的深度氧化脱除.该反应体系对不同硫浓度、不同含硫底物的油品均有较好的脱除效果,但对含有烯烃、芳烃的油品脱除效果较差.此外,催化剂循环使用7次后,其脱硫活性仍无明显下降,表现出优异的重复使用性能.对反应后的催化剂进行表征,发现Pt几乎不发生流失,这可能是由于Pt纳米粒子和V₂O₅纳米片之间形成了金属-载体强相互作用.该结果为其他空气氧化反应的有效进行提供了新思路.     

UV/Vis-LED激发的香豆素吡啶鎓盐光引发剂的合成及性能

设计合成了3种基于香豆素骨架的紫外-可见发光二极管(UV/Vis-LED)可激发的新型吡啶鎓盐光引发剂, 并研究了这3种香豆素吡啶鎓盐的构效关系及其作为单组分自由基光引发剂在丙烯酸酯体系中的光引发活性. 紫外-可见吸收光谱分析表明, 这3种香豆素吡啶鎓盐在300~400 nm区域有较强吸收. 在LED@365 nm和LED@405 nm光源辐照下, 研究了3种光引发剂的稳态光解和光聚合动力学. 研究表明, 这3种香豆素吡啶鎓盐光引发剂在相应光辐照下都具有较好的光解速率. 此外, 3种光引发剂对丙烯酸酯都具有较好的引发活性. 构效关系研究表明, 吡啶环4号位引入推电子的甲氧基会使其引发丙烯酸酯单体聚合的活性降低; 而引入吸电子的乙酰基会使其引发丙烯酸酯单体聚合的活性增加. 差示扫描量热(DSC)实验表明, 此类吡啶鎓盐光引发剂具有较好的热稳定性. 当3种光引发剂与丙烯酸单体混合时可提升体系的热稳定性; 通过电子自旋共振(ESR)证明了活性物种的产生, 并对该类引发剂的引发机理进行了探讨.     

双亲聚合物分子印迹自组装胶束电化学传感器研究

结合大分子自组装和分子印迹技术制备了分子印迹聚合物胶束,并通过电沉积将其固载到电极表面得到分子印迹电化学传感器.首先以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸二异辛酯(EHA)和苯乙烯(St)合成了共聚物poly(DMA-co-HEA-co-EHA-co-St),在其侧链接枝上双键得到可光交联的双亲共聚物.以水为沉淀剂诱发该双亲共聚物在含有对乙酰氨基苯酚的溶液中自组装,得到印迹有对乙酰氨基苯酚的聚合物胶束,利用动态激光光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征其尺寸和形貌.最后通过电沉积技术诱导印迹胶束在金电极表面组装,经紫外光辐照交联后,洗脱模板分子形成分子印迹膜,制备了对乙酰氨基苯酚分子印迹传感器,通过循环伏安法、差分脉冲溶出伏安法研究此印迹传感器的性能.实验结果表明,该传感器对对乙酰氨基苯酚具有良好的选择性和灵敏度,浓度响应线性范围为1×10-6到4×10-3mol/L,检测限为3.3×10-7mol/L.     

双折射调谐器设计的等色图原理

提出双折射调谐器设计的等色图方法，给出原理。分析表明当晶片光轴处在以折射光线为轴线、顶角为４５°的圆锥面上时，双折射调谐器具有最快的波长调谐速率；当光轴位于过折射光线并与入射面成４５°或１３５°的平面内时，调谐器抑制非所需波长的能力最强。由此给出光轴相对晶片表面的两个优化取向，对石英晶片它们分别为１８．７１２°和５９．９２２°。文中还给出了三块晶片组合的调谐器的设计例子，对其调谐特性进行了简要的讨论。     

高效液相色谱-串联质谱法同时测定蜂王浆中氯霉素、甲砜霉素和氟甲砜霉素残留

采用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)法同时测定了蜂王浆中氯霉素、甲砜霉素和氟甲砜霉素残留。样品加入阴性蜂蜜和水均质后,采用乙酸乙酯提取,蒸发浓缩,C18固相萃取净化。HPLC分离后,串联质谱法以电喷雾负离子多反应监测方式(MRM)进行定性定量分析。通过对固相萃取条件的优化,大大减小了基质的干扰。氯霉素、氟甲砜霉素和甲砜霉素的检出限分别为0.1 ng/g0、.2 ng/g和0.5 ng/g,平均回收率为89.9%~98.4%,相对标准偏差(RSD)均小于8.2%。     

沉淀法高效制备聚多巴胺纳米粒子

为得到分散性和稳定性较好的聚多巴胺纳米粒子,利用“沉淀-再分散法”高效制备了聚多巴胺纳米粒子水分散液。 首先利用溶液氧化法制备了分散在水/乙醇中的聚多巴胺纳米粒子,然后向分散液中加入丙酮使聚多巴胺纳米粒子絮凝。 收集沉降物,用丙酮冲洗并干燥后,加水重新分散得到纯化的聚多巴胺纳米粒子水分散液。 丙酮沉淀法得到的聚多巴胺纳米粒子形貌规整,分散性好,粒径分布在250 nm左右,在水中具有良好的储存稳定性和光热性能,与传统的超速离心提纯法相比,产率可提高57.4%。 此方法为其之后在药物载体及光热治疗等方面的应用研究提供了便利。     

ClO2 预氧化高藻水过程中DOM三维荧光特征变化分析

为探明饮用水处理中ClO₂预氧化高藻水过程DOM三维荧光特征的变化规律，采用三维荧光光谱研究了ClO₂预氧化过程藻类胞内外溶解性有机物组分变化，并通过荧光体积积分法定量分析了DOM组分变化规律。结果表明，高含铜绿微囊藻原水的IOM荧光特征光谱有4个较为明显的荧光峰，主要为类酪氨酸类物质与类色氨酸类等代表的蛋白类荧光峰、腐殖酸类荧光峰、富里酸类荧光峰及可溶性微生物代谢产物峰，占比分别为14.52%，48.27%，16.22%和20.99%；而EOM荧光特征光谱只有1个较为明显的荧光峰，主要为可溶性微生物代谢产物，占比为63.14%，藻类有机物主要含在IOM中。在经过0.5 mg·L-1的ClO₂预氧化后，3 min内叶绿素a的去除率达到73.58%，IOM中以氨基酸、蛋白质及富里酸为代表的Ⅰ区、Ⅱ区及Ⅲ区物质释放至胞外并被ClO₂氧化为类腐殖质。随着ClO₂预氧化的进行，藻细胞不断破裂，IOM释放到水中，造成胞外EOM总响应值的提高，即EOM总响应值增加了54.89%，而IOM总响应值降低了51.50%。因此，饮用水处理高藻水时应该特别注意藻细胞IOM的释放，应选用合适氧化时间，在保证除藻效果良好的情况下，尽可能减少IOM的释放；该研究将为饮用水预氧化除藻及藻类消毒副产物的控制提供一定的理论基础和科学依据。     

基于液体弹珠原位制备载水胶囊及其性能

首先以疏水性二氧化硅微粒为稳定剂,通过包覆水滴制备了液体弹珠;然后在其表面滴涂α-氰基丙烯酸乙酯,通过湿气固化制得聚合物涂层封装的液体弹珠;最后在弹珠表面进一步涂覆环氧大豆油丙烯酸酯涂层,通过紫外光固化制得载水胶囊。采用数码照片、超景深显微镜、扫描电子显微镜对液体弹珠及载水胶囊的形貌进行了表征;采用实时傅里叶红外光谱研究了光固化涂层的双键转化率,探讨了涂层的硬度、耐水性等基本性质;并研究了载水胶囊的力学强度及保水性能。结果表明:相较于原始液体弹珠,所制备的载水胶囊表面光滑且致密;由聚α-氰基丙烯酸乙酯涂层和环氧大豆油丙烯酸酯光固化涂层组成的壁材赋予了载水胶囊良好的水汽阻隔性能和力学性能。