单分散掺硫碳微球的水热制备及其表征

以可溶性淀粉为碳源,采用硫辅助水热碳化法一步制备了平均粒径约为4 μm的单分散掺硫碳微球。利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、氮气吸脱附、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、固体核磁共振等手段对掺硫碳微球的结构和性质进行了表征。硫辅助水热碳化法可以在高浓度条件下高产量地制备分散性良好的掺硫碳微球,更重要的是硫原子可以同步进入碳的网络结构中。与传统水热碳化法相比,采用硫辅助水热碳化法制备的掺硫碳微球具有更高的比表面积,其可能的原因是硫原子的引入产生了大量的化学与结构缺陷:-S-S-、-S-、-SO₂-和-SO-等基团构成化学缺陷,而噻吩等五元环取代石墨六元环形成结构缺陷。     

荧光硅量子点作为叶面光肥提高生菜对光能利用率的机理研究

采用水热法制备了荧光硅量子点。通过透射电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、光致激发和发射光谱及荧光衰减曲线等手段对样品形貌及发光性能进行了研究。通过生菜种植实验,研究了荧光硅量子点作为叶面光肥提高生菜对光能利用效率的效应。实验结果表明,透射电镜测得所制备的荧光硅量子点尺寸均一,平均尺寸为3.6 nm。傅里叶红外变换光谱及X射线光电子能谱表明该量子点表面具有丰富的含氧官能团,因而具有优异分水散性。光致荧光光谱表明,该量子点的最佳激发和发射峰位分别为385 nm和450 nm,且不具备激发波长依赖特性。荧光硅量子点与生菜的离体叶绿体复合后发现,荧光强度下降但激发态寿命基本不变,同时,复合物对2,6-二氯酚靛酚的还原速率提高。以上结果表明,荧光硅量子点与叶绿体复合时产生了内滤效应,生菜的叶绿体吸收了硅量子点发射的蓝光用于光合作用,从而使生菜的干鲜重均得到了显著性提高。通过叶绿素荧光成像实验进一步验证了喷施荧光硅量子点叶面光肥时生菜的光合作用速率得到了提高。     

亚微米Sr2MgSi2O7：Eu2+,Dy3+的水热共沉淀制备及发光性能研究

通过水热共沉淀方法制备了亚微米长余辉发光材料Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺,Dy³⁺,使用X射线衍射、扫描电镜、光致发光以及热释发光光谱对所合成的材料进行了研究。结果表明：在1 000℃下烧结4 h的样品为四方晶系单相,结晶度随着烧结温度的升高而进一步改善,所制备的材料分散性良好,尺寸在200~300 nm之间。在399 nm激发下,样品呈现出主峰位于467 nm的蓝光发射,来自于Eu²⁺的5d-4f跃迁。在1 100℃烧结获得的样品的长余辉发光优于1 000℃烧结的样品。样品的热释光谱为一个不对称分布的宽带,主峰位于330~340 K之间,热释光谱对应的峰值范围有利于产生长余辉发光。     

Global and local contrast enhancement algorithm for image using wavelet neural network and stationary wavelet transform

A new contrast enhancement algorithm for image is proposed employing wavelet neural network (WNN) and stationary wavelet transform (SWT). Incomplete Beta transform (IBT) is used to enhance the global contrast for image. In order to avoid the expensive time for traditional contrast enhancement algorithms, which search optimal gray transform parameters in the whole gray transform parameter space, a new criterion is proposed with gray level histogram. Contrast type for original image is determined employing the new criterion. Gray transform parameter space is given respectively according to different contrast types, which shrinks the parameter space greatly. Nonlinear transform parameters are searched by simulated annealing algorithm (SA) so as to obtain optimal gray transform parameters. Thus the searching direction and selection of initial values of simulated annealing is guided by the new parameter space. In order to calculate IBT in the whole image, a kind of WNN is proposed to approximate the IBT. Having enhanced the global contrast to input image, discrete SWT is done to the image which has been processed by previous global enhancement method, local contrast enhancement is implemented by a kind of nonlinear operator in the high frequency sub-band images of each decomposition level respectively. Experimental results show that the new algorithm is able to adaptively enhance the global contrast for the original image while it also extrudes the detail of the targets in the original image well. The computation complexity for the new algorithm is O(MN) log(MN), where M and N are width and height of the original image, respectively.     

氮化物荧光粉Sr2Si5N8:Eu2 与纤维素复合农用转光材料制备与表征——化学相关专业研究性综合实验设计

结合新型生态农业应用功能材料和光学农业背景下化学相关专业的特点,开设“氮化物荧光粉Sr2Si5N8:Eu2 与纤维素复合农用转光材料制备与表征”研究性综合实验项目,通过实验原理阐述、研究思路和方法的确立、材料制备、测试表征、数据处理等环节,使学生充分掌握专业中与化学相关的多门课程内涉及的光学材料发光过程、纤维素溶解、复合材料制备、光谱表征及分析、力学性能分析等关键知识点。实践表明,该实验项目选题针对性强,有助于提高学生的综合实验技能,有利于培养学生的基本科研素养,从而达到了提高教育和教学质量的目的。     

SiO2包覆CaAl12O19:Mn4+荧光粉的温度特性

采用溶胶-凝胶法制备无定型SiO₂包覆CaAl₁₂O₁₉:Mn⁴⁺荧光粉,对样品进行XRD、TEM-EDS、FTIR以及发光性能分析。实验结果显示,包覆后样品的XRD图在22°左右出现了一个无定型二氧化硅特征宽峰,且随着SiO₂包覆量的增加,该衍射峰的强度增强;FTIR分析发现样品包覆后存在明显的Si-O-Si键。SiO₂包覆后CaAl₁₂O₁₉:Mn⁴⁺样品的激发和发射光谱峰值强度有所减弱;当包覆比为10%时,所制备样品的光辐照稳定性显著提高。通过对样品80~400 K变温光谱的分析表明,其发射光强度显现先增强后减弱的变化规律;与空白样品相比,二氧化硅包覆后的样品具有更高的热激活能。     

共轭尺寸和表面氧化协同触发的红色荧光碳点用于有机溶剂中痕量水的检测

以邻苯二胺和盐酸多巴胺为前体,利用磷酸调节反应体系的pH值(pH=7, 3, 1),制备了荧光逐渐红移的碳点(CDs):CDs-7(绿光)、 CDs-3(橙光)和CDs-1(红光).通过透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱和荧光衰减曲线分析表明,反应体系pH值的减小促进了前体碳化交联,导致sp2共轭域尺寸和石墨化程度增加,从而使CDs的荧光红移.另外,酸性环境有利于使CDs表面氧化形成羧基,促进CDs荧光红移的同时改善了量子效率(QY).利用CDs-1量子产率高(14.8%)和发光的溶剂依赖特性,将其作为荧光探针分别检测了乙醇(EtOH)、 N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和1,4-二氧六环(DIO)中的痕量水,检出限分别为0.86%, 0.123%和0.023%,表明CDs-1在痕量水的检测方面具有应用潜力.