高效同轴脉冲管制冷机性能的实验研究

同轴式脉冲管制冷机具有结构紧凑、与器件耦合简单的优点,在实际应用中得到了越来越广泛的采用.本文对一台经理论优化设计的高频同轴脉冲管制冷机进行了实验研究,采用自制的直线压缩机驱动,惯性管/气库作为调相机构,在输入电功150 W、冷端温度为77 K时得到了9.86 W的制冷量,相对卡诺效率达到18.4%,这是目前同轴脉冲管...     

石榴状单质铋(Bi)球与g-C3N4复合材料表现出超强可见光氧化NO性能

采用一种原位合成工艺制备了具有类石榴结构的金属铋(Bi)单质修饰的g-C3N4复合材料(Bi-CN),并用于可见光氧化NO反应中.金属Bi单质镶嵌在CN层间形成的复合物,由于金属Bi单质显著的表面等离子体共振(SPR)作用可将光吸收范围由紫外光延展至近红外,极大地提高了复合物的光吸收.此外,由于Bi单质存在于复合物界面可产生内建莫特-肖特基效应,从而加快光生载流子的分离与转移.由此,Bi-CN复合物光催化剂展现出超强的光催化去除NO性能.我们提出了类石榴结构的形成以及相应的Bi-CN复合物光催化活性的提高机理.这不仅为高效的金属铋单质改性的g-C3N4基光催化剂提供了一种新的设计方案,也对g-C3N4基光催化的机制理解提出了新的见解.通过X射线衍射、红外光谱和X射线光电子能谱结果发现Bi是以金属单质的形式存在于Bi-CN复合物中,这得益于我们采用了二水合铋酸钠(NaBiO3·2H2O)作为铋前驱体,从而成功避免了氧化态铋的形成.Bi-CN复合物中金属铋单质的存在有诸多优点.首先,金属铋单质具有显著的表面SPR效应,它的引入可大大提高复合物的光吸收能力和太阳光利用率.有研究表明,直径为150–200 nm的铋球能够在紫外-可见漫反射图谱(UV-vis)在λ=500 nm处呈现出典型的SPR峰,但本样品在λ=200–800 nm区间内并未发现该SPR峰.由于铋单质的共振受限于其尺寸大小、颗粒形状和构造环境.本文中球形铋单质的直径约为1μm,其可能发生共振效应的峰位置应超过800 nm,因此未发现相应的SPR峰.其次,金属铋单质分散在CN层表面上构建的肖特基垫垒能够高效地阻止光生电子与空穴的复合,促进了光生载流子的分离与转移,从而提高光氧化NO进程.再者,金属铋单质的介入成功构造了Bi-CN异质结,在可见光照射下NO氧化反应中,Bi-CN复合物活性显著高于CN(22.2%)、CN-EG(36.4%)和Bi(14.1%),其中以10%Bi-CN活性最佳,NO去除率到70.4%,远远超过K插层的g-C3N4、Ag掺杂的g-C3N4和氧化石墨烯修饰的g-C3N4.当复合物中金属铋单质含量超过10%时,其活性明显下降.这是因为大量的金属铋单质积聚在Bi-CN复合物表面上而造成物理堵塞,妨碍了CN吸收可见光,从而降低了其可见光吸收能力;同时导致只会吸收更多的紫外光(λ<280 nm)而不是可见光,因而其可见光催化氧化NO能力下降.     

大学无机化学“原电池”翻转课堂教学研究

通过翻转课堂与传统课堂在学习目标与教学流程上的对比,详细阐述了"原电池"翻转课堂的教学设计特点与实践研究过程,即课前利用微视频和学习单自主学习形成基本概念,课堂上通过解决问题实现重要概念内化,课后通过开放性问题体验原电池的价值。实践结果显示,"原电池"翻转课堂教学设计与实践能够更好地促进学生的发展,并在一定程度上优于传统课堂教学。     

激光诱导AZ31B镁合金薄板动态响应实验研究

为分析在激光冲击波作用下AZ31B镁合金薄板背面的动态响应,采用聚偏氟乙烯贴片传感器与数字示波器对强激光诱导的冲击波进行测量,得到压电波形,结合冲击波的传播特性,对弹塑性双波的传播规律进行了研究。结果表明:激光诱导的材料动态响应是快速的;压电波形图反映出的弹性前驱波与塑性加载波传播到靶材背面的时间与理论时间相符;弹性前驱波能量小引发的波形振幅较小,紧随着的塑性加载波能量大并引起较大振幅波动,弹塑性双波卸载过程与紧接着的加载过程导致了压电信号的波动振幅提高。     

催化动力学测定超痕量铁(Ⅲ)的研究

基于α,α′-联吡啶作活化剂,铁(Ⅲ)催化过氧化氢氧化偶氮肺Ⅰ褪色的新指示反应,建立了一种高灵敏度的测定超痕量铁(Ⅲ)的新方法,其灵敏度为5.08×10~(-12)g/ml,测定范围0～0.10μg Fe~(3+)/25Ml,相对标准偏差3.0～3.2％。     

光致驱动聚醚的主/侧链结构设计及光致形变性能调控

报道了一种通过开环聚合与点击化学侧基修饰制备的后功能化光敏性聚醚材料.以烯丙基缩水甘油醚(AGE)为前驱体,通过新戊酸铯催化可控阴离子开环聚合(ROP)获得聚烯丙基缩水甘油醚(PAGE),并通过巯基-烯(Thiol-ene)点击化学和酯化两步反应将光敏基团肉桂酰氯引入到PAGE侧链上,合成了具有光敏特性的聚醚. PAGE的主链长度与肉桂酰氯侧基接枝率可分别通过调控单体/引发剂比例与反应时间灵活调控.将所得侧链修饰后的PAGE预聚物进行光固化成型,获得的光敏性聚酯薄膜具有较低的玻璃化转变温度(T_g),同时可在365和254 nm波长紫外光照下发生可逆[2+2]环加成反应,展现出快速可逆的变形特征.本工作通过开环聚合与点击化学反应设计优化了聚醚主侧链结构,为拓宽光功能性聚醚的使用温度窗口、提升其光致变形灵敏度提供了思路,有望使所得材料进一步在药物可控释放、柔性智能机器人等领域得到更加广泛的应用.     

利用特征向量法分析有源失调腔的2维模场

 利用一种用于光腔模式及光束传输模拟计算的特征向量法计算有源腔的2维失调,通过对谐振腔几何关系的求解,以及对增益进行薄层模型处理,最后利用特征向量法计算有源腔失调后的模式分布,发现失调造成了模式强度分布不均匀,并带来模式阶数的改变。计算了相应的光束质量因子,结果表明:在一定失调范围内,失调可能会带入新的模式竞争;谐振腔在一定范围的失调情况下,各阶模式的光束质量可能变好,也有可能变差,随着模式阶数的增加光束质量整体趋势是越来越差;原来简并的模式可能不再简并。该方法可以为计算失调后谐振腔的模场带来方便。     

伊洛河流域土地利用时空变化特征分析

土地利用/覆被变化（LUCC）问题是全球环境变化关注的热点问题之一。研究伊洛河流域的土地利用变化对黄河流域生态保护与高质量发展具有重要意义。基于长期的LandsatTM卫星遥感影像、R语言弦图可视化模型以及线性模型冗余分析（RDA分析），对伊洛河流域1990年—2020年30年间的土地利用时空变化特征、土地覆被的流量、流向及内在驱动因素进行了分析。结果表明：（1） 1990年—2020年间，伊洛河流域的土地变化呈现林地先减小后增加、耕地先增加后减小、建设用地整体增加、水域整体减小的变化趋势；（2） 在数量上，1990年—2020年每10年间，耕地和林地的总变化量最大，建设用地次之，水域、草地和未利用土地的变化量很小；（3） 1990年—2000年、2000年—2010年、2010年—2020年的土地利用类型相互转换主要以耕地和林地的相互转化为主，土地利用变化程度呈上升趋势，在2010年—2020年达到最高；（4） 1990年—2020年间，林地重心整体向东北方向偏移，耕地的重心整体向南迁移，林地和耕地重心的变化与退耕还林政策有关。建设用地总体围绕洛阳市主城区，这与社会经济发展和城镇发展方向有关；（5） 在驱动力方面，经济高速发展和退耕还林政策的实施是推动伊洛河流域土地利用面积变化的主要原因，其中，退耕还林政策的实施是林地和耕地面积变化的主要原因。研究结果可为黄河流域生态保护和可持续发展提供科学依据。     

CeO2的形貌构筑及其对1,2-二氯乙烷氧化过程的影响研究

采用一步水热法制备了不同形貌的CeO₂,通过控制CeO₂的表观形貌实现其表面特定晶面((200)或(110))的暴露,从而有效调控材料表面Ce³⁺, Ce⁴⁺和活性氧的浓度,提升材料中氧空位的浓度,增强CeO₂的低温可还原性能和表面晶格氧的移动能力。其中,暴露(111)晶面的球状CeO₂具有最快的低温反应速率和最佳的低温催化活性(T₉₀=368℃),加速1,2-二氯乙烷分子中C-Cl的活化转化,使1,2-二氯乙烷快速转化为碳酸盐和羧酸盐类物质,进而进一步深度氧化并完全转化为CO₂和H₂O等无害物质。     

光子成像静止点目标的管道滤波探测方法

构建了具有单光子成像能力的光子成像系统,提出应用管道滤波方法实现对光子受限静止点目标的探测。分析了光子图像静止点目标与点状噪声特征,根据静止点目标在序列图像中位置的确定性以及噪声点的不相关性,研究了基于管道滤波的光子成像静止点目标探测方法。为降低目标探测的虚警概率,优化了管道滤波直径。以实验采集得到的多组光子图像序列为样本,获得了探测概率、虚警概率与信号光子数、噪声光子数、管道长度以及检测阈值的关系。检测结果显示,对信号与噪声的平均发生率为0.4和5.215的序列图像,当管道长度为9、检测阈值为2时,探测概率达0.9以上且虚警概率〈0.08。对比多组图像序列的检测结果表明,影响探测概率的主要参数是信号光子数,而影响虚警概率的主要参数是噪声光子数。