氧化铜表面臭氧分解路径及表面氧物种生成机理研究

基于密度泛函理论（DFT）计算研究了O3在完整和具有氧空位的CuO(111)表面吸附的吸附位、吸附结构、吸附能和电子转移情况,比较了O3在完整表面和具有氧空位的表面分解的路径和能垒,分析了氧空位和表面吸附氧的生成机理。结果表明,在完整CuO表面,O3分子通过化学吸附或物理吸附表面结合,吸附能最高为-1.22eV（构型bri(2)）。O3在具有氧空位的CuO表面均为化学吸附,吸附能最高为-2.95eV（构型ovbri(3)）,显著高于完整表面的吸附能。O3吸附后,Cu吸附位的电荷密度减小,O3中的O原子附近的电荷密度显著增强,电荷从CuO表面转移到O3,并形成Cu-O离子键。O3分解后形成了超氧物种,提高了表面的氧化活性。在完整表面,以构型bri(2)为起始构型的路径反应能垒最低,为0.52eV;O2*在完整表面的脱附所需要的最低能量为0.42eV,形成氧空位的O2*脱附能为2.06eV。在具有氧空位的表面,O3分解的反应能垒为0.30eV（构型ovbri(1)）和0.12eV（构型ovbri(3)）,均低于完整表面的反应能垒;分解形成的O2*的最低脱附能也低于完整表面,为0.27eV。可见,氧空位的形成提高了吸附能,降低了反应能垒,使O3分子更容易吸附在CuO表面,并加快了O3的催化分解。     

Mn-Ce-M复合改性无硅残渣炭催化剂的NH3选择性还原NO性能研究

生物质作为极具潜力的可再生能源,其热解制油技术备受关注,副产物残渣炭的高值化利用是当下重要的研究内容之一。脱硅处理不仅可实现硅的资源化利用,同时可以实现炭材料的结构改性。本文开展了残渣炭煮溶脱硅研究,并基于最佳脱硅方式,探究不同金属M（M：Ho、Sb、La、Nd）对无硅残渣炭（FRB）催化剂的脱硝性能的影响规律。结果表明：煅烧预处理结合煮溶脱硅可以脱除99%以上的SiO2,脱硅的同时理化性质显著改善,表现出较大的比表面积（1923 m2/g）、丰富的介/微孔结构以及表面含氧官能团,并促进了催化剂的SCR反应活性（250℃时NOx脱除率可达100%）。此外,Ho改性无硅残渣炭脱硝催化剂具有最好的低温脱硝活性,在200~300℃范围内保持80%以上的脱硝效率。表征结果显示,MnCeHo/FRB催化剂具有较强的表面酸性和氧化还原性,活性组分在载体上均匀分散,且表面化学吸附氧较为丰富。此外,In-situ DRIFTs实验表明MnCe/FRB催化剂表面同时存在E-R和L-H机理,但E-R机理占主要地位。     

Polyamide Nanofiltration Membrane from Surfactant-assembly Regulated Interfacial Polymerization of 2-Methylpiperazine for Divalent Cations Removal

Removal of metal ions from water can not only alleviate the scaling problem of domestic and industrial water, but also solve the water safety problem caused by heavy metal ion pollution. Here, we fabricate a positively charged nanofiltration membrane via surfactant-assembly regulated interfacial polymerization(SARIP) of 2-methylpiperazine(MPIP) and trimesoyl chloride(TMC). Due to the existence of methyl substituent, MPIP has lower reactive activity than piperazine(PIP) but stronger affinity to hexane, resulting in a nanofiltration(NF) membrane with an opposite surface charge and a loose polyamide active layer. Interestingly, with the help of sodium dodecyl sulfate(SDS) assembly at the water/hexane, the reactivity between MPIP and TMC was obviously increased and caused in turn the formation of a positively charged polyamide active layer with a smaller pore size, as well as with a narrower pore size distribution. The resulting membrane shows a highly efficient removal of divalent cations from water, of which the rejections of MgCl₂, CoCl₂ and NiCl₂ are higher than 98.8%, 98.0% and 98.0%, respectively, which are better than those of most of other positively charged NF membranes reported in literatures.     

Metal-Organic Frameworks-derived Indium Clusters/Carbon Nanocomposites for Efficient CO2 Electroreduction

Electrochemical reduction of carbon dioxide into value-added products is a promising way to recycle the greenhouse gas, thus solving the crisis of global warming. Pressing challenges remain in regulating the catalytic selectivity. In this work, we demonstrated a metal-organic frameworks-assisted approach to synthesizing In species loaded on the surface of N doped carbon matrix. By controlling the particle sizes, the catalytic selectivity can be easily altered. The obtained In_c/NC possesses the outstanding capability for converting CO₂ into CO. And 80.09% Faraday efficiency (FE) of CO can be achieved at 0.8 V vs. RHE. While the In₂O₃/C exhibits different catalytic behaviors, the main product is formic acid and the FE is more than 50% at 0.8 V vs. RHE. The selectivity reversal can be attributed to the strong interactions between In clusters and N atoms of carbon supports, which efficiently inhibits the formation of the by-product, formic acid. Our research has paved a new way to modulate catalytic selectivity by manipulating the fine structures of the catalysts.     

QuEChERS/高效液相色谱-串联质谱法测定柑橘中7种酚类环境激素

建立了QuEChERS/高效液相色谱－串联质谱（QuEChERS/HPLC－MS/MS）同时检测柑橘中7种酚类环境激素的分析方法。柑橘样品均质粉碎后采用乙腈（含0.1%甲酸）超声提取,氯化钠盐析,经N-丙基乙二胺（PSA）+C18粉末吸附剂净化,目标化合物经Waters ACQUITY UPLC BEH C18柱（50 mm × 2.1 mm,1.7 μm）分离,以水（含0.5 mmol/L乙酸铵）和甲醇为流动相进行梯度洗脱。考察了不同提取溶剂、提取时间、提取溶剂体积、吸附剂种类和用量对目标化合物回收率的影响。结果表明：在最佳条件下,双酚A（BPA）、壬基酚（NP）、双酚F（BPF）在0.5～100 μg/L范围内线性关系良好,双酚B（BPB）、双酚S（BPS）、4-n-壬基酚（4-n-NP）、4-n-辛基酚（4-n-OP）在0.2～100 μg/L范围内线性关系良好,相关系数（r2）均不小于0.994 1,检出限（LOD）为0.2～0.5 μg/L,定量下限（LOQ）为0.5～1.5 μg/L。在10、250、500 μg/kg 3个加标水平下,目标化合物的回收率为88.5%～109%,相对标准偏差（RSD）为1.2%～9.0%。应用该方法对市售的8种柑橘样品进行检测,BPA在7种柑橘中均检出,4-n-OP在5种柑橘中检出,NP和4-n-NP在3种柑橘中检出,BPB在1种柑橘中检出,BPF、BPS在所有样品中均未检出。该方法操作简单、快速灵敏、定量准确、精密度高,适用于柑橘中7种酚类环境激素的测定。     

光阑对偏振高斯-谢尔模型光束偏振特性的影响（英文）

根据广义惠更斯-菲涅尔原理和Collins公式,基于复高斯函数展开法,推导出椭圆偏振的高斯-谢尔模型光束经过矩形光阑衍射后的交叉谱密度公式,结合斯托克斯矢量理论推导了椭圆偏振高斯-谢尔模型光束在接收平面的光强、偏振度、方位角和椭圆度的表达式,数值分析了光阑的孔径遮拦比对光强、偏振度及方位角和椭圆度的影响.结果表明,光阑的孔径遮拦比在近场区对经过光阑后椭圆偏振高斯-谢尔模型光束的光强和偏振特性有显著影响;随着传输距离的增大,光强和偏振特性受孔径遮拦比的影响减小,光强和偏振特性变化平稳.     

基于Matlab数据库工具箱的实验数据自动抽取及应用

矩阵计算和多领域的算法库是Malab科学计算软件的核心,它所提供的大量函数库为科研工作者进行专业领域实验提供了巨大的方便。Matlab数据库工具箱虽然开启了自动化调用数据的功能,但是并不是每位科学实验的研究者均具备数据库编程和书写SQL语句的技能,而大规模参数赋值却是科学实验的基础。因此通过介绍工具箱中Query Builder的使用,建立ODBC/JDBC兼容数据源,对大规模实验数据进行自动抽取数据、变量赋值及图形化表示、函数测试及调用。实现不书写任何计算机语句,完成大规模数据的调用赋值以及函数调用的功能,旨在帮助实验者快速完成物理数据的计算工作。     

光学频率梳非线性传输及其在相位噪声探测中的应用

光纤传递链路中相位噪声探测是基于光纤的精确射频标准传递系统中重要组成部分。为解决光纤链路相位噪声探测中节点反射干扰的问题, 本文基于广义非线性薛定谔方程, 理论上研究了窄带光学频率梳在色散位移光纤中的非线性光学传播特性。在理论分析的基础上, 结合密集波分复用架构, 提出了一种基于锁模光学频率梳进行光纤传递射频信号的相位噪声探测新技术, 克服了节点反射干扰, 给出了初步实验验证。     

空间遥感测绘光学系统研究综述

将遥感技术应用到测绘当中是现代地质测绘技术的发展趋势,随着光学载荷分辨率的不断提高,遥感测绘已经成为社会发展和国民经济发展的重要保障。光学载荷决定了测绘空间遥感器的分辨率、测绘精度、卫星平台体积与重量,是遥感器的核心部分。本文对高成像质量透射光学系统、同轴三反光学系统、离轴三反系统等常用的空间遥感测绘光学系统的结构形式和光学性能分别进行了介绍,并对处于研发阶段的新型空间反射光学系统的结构形式和光学性能进行了展望。分析认为,根据不同的应用环境和技术指标,合理选用不同种类的遥感测绘光学系统,可以最大程度利用平台资源,满足遥感测绘需求。     

纳米薄层HZSM-5分子筛催化甲醇制丙烯

在合成系列硅铝比纳米薄层HZSM-5分子筛的基础上,研究了纳米薄层HZSM-5分子筛催化甲醇制丙烯(MTP)的反应性能.在固定床微反装置上详细考察了工艺条件对纳米薄层HZSM-5分子筛催化性能的影响,同时与纳米HZSM-5分子筛对MTP反应的催化性能进行了比较.结果表明,纳米薄层HZSM-5分子筛具有较高的目的产物选择性和较长的催化寿命.在适宜硅铝比(n(SiO2)/n(Al2O3)=213)和反应条件下(温度470°C,甲醇质量空速为3 h-1),丙烯的选择性达到46.7%,三烯(乙烯、丙烯和C4烯烃)选择性达到78.7%.其中,丙烯/乙烯的质量比可达到6.5,是纳米HZSM-5分子筛的2倍,而芳烃的选择性比纳米分子筛明显降低.这是因为纳米薄层HZSM-5分子筛比纳米HZSM-5分子筛具有较宽的(010)晶面、较大的外比表面积和介孔孔容.