毫米量级TMPTA空心泡沫微球的微流控法制备

利用微流控技术实现了毫米量级多元丙烯酸酯（TMPTA）空心泡沫微球的制备。通过对微流体通道的设计与流场分析,获得了具有最佳流场均匀性分布的Y型微流控通道;利用软模板技术实现了Y型通道微流控芯片的组装,并开展了TMPTA泡沫微球的结构控制研究。研究结果表明：在模板尺寸一定的情况下,能够通过调节各相流速实现对微球壁厚和直径的有效控制;微球壳层密度可通过控制单体浓度来调节。通过优化控制条件,实现了密度20~100 mg/cm3、直径大于3 mm的空心泡沫微球的制备。     

热效应对纳米焊接界面结构的影响

采用分子动力学方法深入研究热效应对纳米焊接界面结构的影响。具体分析了碳管直径和时间的变化对界面结构的影响规律,并详细给出了1530 K下的焊接过程。结果表明,除碳管(5,5)外,碳管(6,6),(7,7),(9,9),(11,11)中纳米线形成的时间分别为13.8, 14.6, 17.5, 19.6 ps。纳米线是由单根或多根Ni原子链组成,碳管(6,6),(7,7),(9,9),(11,11)中Ni原子链数分别为1,3,7和16。界面结构包括内部焊接和外部焊接。内部焊接的临界直径由碳管(6,6)决定,其值为0.814 nm。在同一时刻,大直径的碳管可获得更大的外部接触长度。外部接触长度的增长速率随碳管直径的增加而增大,接触长度的最大增长速率可达0.013 nm/ps。最后确定了界面结构形成临界温度,发现对于相同直径碳管,外部焊接的临界温度高于内部焊接的临界温度,临界温度与碳管直径无关。     

退火温度对原子层沉积法制备ZnMgO薄膜结构和光学性能的影响

针对目前关于退火温度对原子层沉积法(ALD)制备ZnMgO薄膜晶体结构和光学性质影响鲜有报道的现象,进行了相应的实验研究分析。采用ALD在石英衬底上制备ZnMgO合金薄膜,对制得的样品在空气中进行不同温度的退火处理。利用X射线多晶衍射仪(XRD)、光致发光谱(PL)和紫外可见(UV-Vis)吸收光谱测试,系统的分析了不同退火温度对ALD法制备ZnMgO薄膜晶体结构和光学性能的影响。XRD测试结果表明：退火温度为600 ℃时,薄膜的晶体质量得到改善,且(100)衍射峰的强度明显增强。结合PL和UV-Vis吸收光谱的测试分析得出：退火温度为600 ℃时,能明显促进薄膜中Mg组分的增加使薄膜的禁带宽度进一步增大。从而说明适当温度的退火处理可有效的改善ZnMgO薄膜的晶体质量及光学特性。     

高能质子照相的成像方程

与X射线闪光照相相比,GeV级质子照相因质子的穿透能力更强而更能满足流体动力学最佳光程、更小不确定度的要求。质子照相用于提取阴影客体信息的过程比X射线闪光照相复杂。为了便于分析质子照相过程及其特性,以质子照相的输运过程为基础,逐步考虑了质子与物质相互作用的各种过程核反应、多次库仑散射、准弹性散射和弹性散射,并获得含各种过程的质子照相理论计算表达式。在含准直的系统中,理论计算公式中包含了多次弹性散射和准弹性散射项。通过与QMCPrad计算结果的对比得知弹性散射高斯近似下的理论计算结果与蒙特卡罗方法（MC）计算结果一致,与更准确的黑体模型的相对误差为3%~5%。这意味着在某种程序上,当研究质子照相规律或设计系统时,高能质子照相的理论计算公式能够替代MC模拟。 Key words: ;     

多孔PMP聚合物薄膜微结构控制

将二氧化硅（SiO2）微球为模板材料分散在聚-4-甲基-1-戊烯（PMP）溶液中,通过对流自组装方法将其涂覆于基片上,经过热致相分离（TIPS）过程形成含SiO2微球模板的PMP薄膜,然后通过氢氟酸（HF）溶液腐蚀除去SiO2微球,获得了具有规则多孔结构的PMP聚合物薄膜。采用扫描电子显微镜（SEM）对含SiO2微球的PMP薄膜以及除去SiO2微球后的PMP多孔薄膜的微结构进行了表征。研究结果表明:SiO2微球在聚合物中呈有序排列,腐蚀除去SiO2微球后PMP薄膜有效复制了SiO2微球形成的有序结构,形成了有序多孔PMP薄膜。     

PMP/Cu泡沫材料中Cu颗粒的三维分布

为观测和分析铜掺杂聚-4-甲基-1-戊烯（PMP/Cu）低密度泡沫材料中铜颗粒的三维空间分布,采用高分辨X射线断层扫描技术,扫描PMP/Cu泡沫材料样品,对铜颗粒在聚合物泡沫中的分布进行了成像分析。经过图像处理和三维重构,获得铜颗粒在PMP聚合物泡沫中的三维立体分布图。结果分析显示：铜纳米粒子在PMP泡沫中存在团聚现象;不同尺寸的团聚物形态呈现出明显的多样化特征,小颗粒团聚物趋于球形,大颗粒团聚物趋于不规则的短木棒状,与在电子显微镜下直接观测到的结果一致。研究表明,该技术可以在不破坏样品的前提下,实现对有机聚合物泡沫材料中掺杂金属颗粒空间分布情况的直接观测。     

复合仿生催化体系的构建与高效有氧氧化芳基烷烃

直接活化氧气氧化碳氢化合物是件挑战性的研究工作。根据生物酶很容易在温和条件下实现上述反应,以Keggin-型杂多酸[CuPW_(11)O_(39)]5-(简写为CuPW_(11))与金属-有机框架材料HKUST-1形成的复合材料Cu PW_(11)@HKUST-1为催化剂,以N-羟基邻苯二甲酰亚胺为助催化剂,构建模拟酶催化氧化反应体系。其中,CuPW_(11)@HKUST-1中的杂多酸作为氧化还原中心,N-羟基邻苯二甲酰亚胺作为电子供体。该复合模拟酶催化体系在催化活化氧气氧化芳基烷烃的反应中表现出了类似生物酶催化的性质,具有反应条件温和、转化率高、转化数高和选择性高等特点,其中产物产率与转化数分别高达99%和17700,为实现在温和条件下高效活化氧气氧化惰性有机物分子提供了一条切实可行的路线。     

丙烯选择氧化制丙烯酸杂多酸催化剂的探索

丙烯选择氧化制丙烯酸是丙烯有效利用的途径之一 .目前工业上采用两步法生产 ,即丙烯先被氧化为丙烯醛 ,丙烯醛再被氧化为丙烯酸 .两步法中所使用的催化剂多为复合氧化物[1 ] .杂多酸催化剂由于富含晶格氧 ,有可能使丙烯一步被氧化为丙烯酸 [2 ] .其中具有 Keggin结构的杂多酸易于制备 ,化学稳定性及热稳定性好 ,被广泛用作多相选择氧化反应的催化剂 .我们选取 Keggin结构的杂多酸催化剂 ,调变其阴阳离子组成 ,用于丙烯一步氧化制丙烯酸 ,并对反应条件进行了考察 .1实验部分1 .1催化剂制备含铜、铬的杂多酸催化剂的制备方法见文献[3] .将三…     

单壁碳纳米管上毒性苯气体净化的分子模拟

采用巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)方法研究了空气中微量苯组分在单臂碳纳米管(SWNTs)上的吸附净化. 模拟表明, 具有较大孔径的(20,20)纳米管比较适合吸附纯苯蒸汽, 而对于移除空气中的毒性苯物质, 苯的吸附选择性分别在(12,12)纳米管及4.0 MPa时和(18,18)纳米管及0.1 MPa时出现最小值和最大值. 为了解释这一异常行为, 我们进一步分析了N₂-O₂-C₆H₆混合物的局部密度分布、吸附分子构型和概率密度分布, 发现(18,18)纳米管内外完全被苯分子占据, 而对于(12,12)纳米管, 由于存在更强的吸附质-吸附剂相互作用, 空气分子更倾向于吸附在管与管之间的间隙. 此外, 吸附分子的空间有序参数表明大多数苯分子采取“平躺”在纳米管表面的定位, 而线性的N₂和O₂分子则多数平行于孔轴方向. 最后研究了温度和苯分子主体相浓度对分离效果的影响. 我们发现较大孔中的选择性随着温度的增加比小孔下降更加明显. 与此对比, 主体相苯浓度对小孔中的选择性起到更加重要的作用.