可用于高效光催化制氢的Ni-P团簇改性氮化碳材料

在过去的几十年里,化石能源的过度消耗导致了全球能源短缺和环境污染,这严重制约着人类社会发展.因此,寻找一种清洁的可再生的能源成为了人们亟待解决的问题.太阳能是地球上最丰富的能源,通过半导体光催化技术把太阳能转化为清洁的氢能是解决能源危机和缓解环境污染最有效的方法之一.石墨相氮化碳(CN)具有合适的能带结构、良好的稳定性、无毒性,且合成方法简单、成本低廉,因而被视为是一种非常有潜力的半导体光催化剂.然而,由于CN在光催化反应过程中光生电子与空穴极易发生复合,严重影响了电子从体相到外表面的转移过程以及随后的光催化质子还原反应,使得CN光催化制氢效率不高.通过负载助催化剂可以有效地促进光生电子和空穴的分离.但是现有的高效助催化剂一般为贵金属,如Pt, Pd和Au等,成本较高,不利于实际应用.因此,寻找高效、稳定且廉价的助催化剂成为光催化领域的挑战之一.本文通过化学镀的方法将Ni-P合金团簇锚定在CN表面,并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-visDRS)、X射线光电子能谱(XPS)、稳态荧光光谱(PL)、时间分辨荧光光谱(TRPL)、光电化学测试和光催化制氢测试等方法研究了负载Ni-P助催化剂对CN晶体结构、化学组成、微观形貌、吸光能力、电荷转移以及光催化性能的影响.XRD, FTIR, FESEM和TEM的结果显示, Ni-P均匀紧密地与CN结合在一起.UV-visDRS测试表明,负载Ni-P提高了材料体系的光吸收能力.XPS结果表明,在复合光催化剂中电子从CN转移到了Ni-P助催化剂上,表明光催化剂和助催化剂之间强的界面相互作用.PL, TRPL和光电化学测试结果表明,与普通CN相比,负载了Ni-P的CN有更小的荧光强度、更短的荧光寿命和更小的电荷转移电阻.这说明负载Ni-P助催化剂提高了CN的电荷转移效率,抑制了光生电子和空穴的复合.因此在光催化制氢反应中,复合光催化剂的氢气产率可高达1506μmolh~(-1) g~(-1),可以与负载贵金属Pt助催化剂的CN相媲美,并且在9 h的循环试验中,产氢性能没有明显下降.综上所述, Ni-P合金团簇在光催化质子还原反应中有望作为贵金属助催化剂的高效、稳定且廉价的替代品.     

室内环境下基于图优化的视觉惯性SLAM方法

基于图优化的即时定位与同步构图(SLAM)方法是在视觉里程计运动估计的基础上通过增加一个回环检测,从而对非线性多约束进行优化来提高定位精度。在视觉运动估计中,针对视觉特征点匹配错误率高的问题,提出了一种ORB特征点聚类抽样匹配跟踪的方法。在位姿图优化上,提出了一种改进型的回环检测方法,减少了两种错误匹配的可能性。最后将视觉SLAM与惯性导航进行组合,提高了系统的稳定性和定位精度。使用公开的室内SLAM测试数据集进行仿真,结果表明,该方法的定位均方根误差在厘米级,生成的点云地图清晰可见。     

基于MODIS植被指数时间谱的太湖2001年—2013年蓝藻爆发监测

藻类水华爆发已成为影响内陆水体生态环境的重要因素。遥感能够提供实时的大范围观测,在水华监测中起到越来越重要的作用。遥感植被指数已广泛应用于藻类水华监测中,通过对研究区植被指数图像进行阈值分割,能够反映不同子区域内的藻类爆发程度;然而阈值分割法的结果只能反映某一时间点(图像获取时)的藻类爆发状况,无法表征长时间内藻类的变化。相比于单个时间点的植被指数,植被指数时间谱(时谱)包含藻类的物候信息,能够更加全面准确地反映藻类的长时间变化。目前,植被指数时间谱还尚未应用到水华相关研究中。选取2001年—2013年太湖区域的MODIS NDVI数据,构建年度NDVI时谱数据,利用(support vector machine, SVM)方法对每年的太湖蓝藻水华爆发强度进行分类,将太湖重度、中度和轻度蓝藻水华爆发的区域以及水生植物的区域提取出来,得到其空间分布和面积;并从2007年的时谱数据中抽取了8个时间点的NDVI图像,利用传统阈值分割法提取太湖重度、中度和轻度蓝藻水华爆发的区域,将结果与2007年时谱数据分类的结果进行对比。结果表明：所提出的方法能够更加全面准确地对太湖蓝藻爆发强度进行分类,通过NDVI时谱曲线提供的丰富物候信息可准确区分蓝藻与水生植被区域。本研究有望为准确掌握和预测藻类水华的爆发趋势及强度提供有效手段。     

小型宇宙射线探测仪的模拟和测量

介绍了一款小型宇宙射线探测仪。该仪器具有宇宙射线科普演示功能,主要用于实时测量μ子射线并显示计数,以及长时间尺度下（年）稳定地对不同角度的次级宇宙线通量进行监控记录。简要地展示了探测器的硬件构造和探测效率的模拟计算。探测仪单个探测器的探测效率为93.1%,两个探测器符合测量的探测效率为86.6%。根据探测器的计数率以及模拟计算的探测效率,估计了次级宇宙射线垂直地面方向的通量,为J=29±3 m-2 sr-1 s-1。另外,利用该宇宙射线探测仪,测量了兰州市区的次级宇宙射线的天顶角分布。其结果很好地满足I（θ）=IH+I₀ cosα θ经验公式,其中的角度依赖参数α=2.42±0.52。A small cosmic ray device is introduced in this paper.It has the demonstration function for popularization of science,and can be used mainly to display the μ counts in a real-time measurement,and to monitor the secondary cosmic ray flux at different angles in a very long time scale (years).We briefly show the hardware of the device and the detecting efficiency calculation by simulation.The detecting efficiency for one detector of the device is 93.1%,and the detecting efficiency is 86.6% for the coincidence measurement of two detectors.Based on the count rate by the detector and the simulated efficiency,the secondary cosmic ray flux perpendicular to the ground surface is measured,which is J=29±3 m-2sr-1 s-1.Moreover,with an application of the device,we measured the angular distribution of the secondary cosmic ray rate in Lanzhou City.The resulting angular distribution agrees well with the empirical formula as I(θ)=IH+I₀ cosα θ,in which the parameter for the angle-dependence is α=2.42±0.53.     

脉冲熔融法测定金属及陶瓷中氧、氮含量的研究进展

脉冲熔融法已广泛用于金属及陶瓷中氧、氮含量的测定.然而,国内关于相关设备的研究报道较少,在实际分析中,主要依据条件试验确定最佳参数,依赖加标回收保证准确度,缺少必要的理论研究及辅助方法验证检测结果.国外相关研究比较深入,设备、理论研究以及辅助方法应用均不乏亮点.基于此,系统介绍了设备,特别是检测系统、气路系统的改进,石...     

直流辉光放电质谱法测定高纯α-Al2O3颗粒中16种杂质元素

采用高纯Ga作为辅助电极,建立了直流辉光放电质谱法（dc-GDMS）测定高纯α?Al2O3颗粒中的Li、Be、Na、Mg等16种杂质元素含量的分析方法。实验考察了取样量、放电参数对基体信号强度、信号稳定性、基体和Ga的信号比值的影响。当选取3颗2 mm左右大小的α?Al2O3颗粒用Ga包裹,在1.6mA/950V的放电参数下,基体27Al信号稳定,强度为3.2×108 cps,Al、Ga的信号比约为1∶270。采用实验方法对α?Al2O3颗粒独立测定5次,相对标准偏差均在30%以内。为了验证Ga对α?Al2O3颗粒测定结果的影响,分别采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）和dc-GDMS法对易于消解的γ- Al2O3粉进行测定。对于dc-GDMS法,选择压在Ga上的γ- Al2O3粉直径约为4~5 mm,在同样的放电参数下,27Al的信号强度为3.0×109 cps,Al、Ga的信号比约为1∶29。γ- Al2O3粉的GDMS测定结果和ICP-OES基本一致。采用Ga做辅助电极测定α?Al2O3颗粒和γ- Al2O3粉的检出限均可达ng/g。     

合成二氟尼柳的方法改进

以4-(2’,4’-二氟苯基)苯酚为原料,采用微波辅助无溶剂Kolbe-Schmitt羧化反应合成了二氟尼柳,其结构经1H NMR确证。     

基于混合自组装单分子层的可控分子整流

基于自组装单分子层(SAM)的分子器件的性能取决于分子层的超分子结构. 而混合自组装单分子层是一种简便易行的调控单分子层组成和结构的方法. 将具有整流特性的11-二茂铁基-1-十一烷基硫醇(FUT)和惰性1-十一烷硫醇(C11-SH)通过溶液共混制备了混合单分子层, 并用液态EGaIn作为顶电极研究了SAM器件的性质. C11-SH与FUT分子的比例可以调节器件的整流性能: 随着惰性C11-SH分子比例增高, SAM器件的整流比逐渐降低. 有趣的是, 当惰性C11-SH的比例小于20%时, 器件的整流性能反而随C11-SH的加入而得到了提升. 这是由于少量C11-SH分子减弱了由二茂铁分子的排列缺陷引起的漏电流, 改善了分子器件的稳定性和重现性, 为单分子层器件的性能调控提供了一种简便有效的方法.     

Optical tape for high capacity three-dimensional optical data storage

In this Letter,a new approach of optical tape for high capacity multilayer data storage is proposed.We show that a length of 5 cm and width of 2 cm of soft and transparent optical tape can be used for two-photon three-dimensional bit data storage.We successfully demonstrate writing and reading of six layers of data storage with a transverse bit separation of 2μm and an axial separation of 2.5μm in a tetraphenylethylene-doped photobleaching polymer.The fluorescence intensity is insensitive to the storage depth of the photopolymer matrix.Thus,the optical tape that we put forward in the experiment can help people realize true large data storage in the future,like magnetic tape.This method significantly paves a novel way for solving big data storage problems.     

一种医用X射线单色仪的分析及优化

面向医学检测领域对单色X射线的应用需求,提出了一种X射线荧光单色仪的多阳极二次靶台结构优化设计方案。计算了不同能段X射线光子在人体皮肤、骨骼、脂肪中的穿透深度,通过蒙特卡洛软件MCNP计算了原级X射线的最佳靶角、光子产生效率和辐射特性,优选了阳极靶材料。在此基础上,通过建立多能量点X射线荧光单色仪的二次靶台结构模型,计算了不同阳极高压、靶角下二次铜靶的单色X射线转换效率,量化了其Kα特征谱的占比。研究的相关工作为评估X射线荧光单色仪的辐射特性提供了一定依据。