Nd:YAG方形薄片激光器3维温度及热应力的数值模拟

在有限差分迭代方法的基础上,利用MATLAB程序模拟计算了在超高斯泵浦光连续作用下Nd:YAG薄片激光器中方形薄片介质的3维瞬态和稳态温度分布。根据热平衡微分方程和热弹性体边界条件,由3维温度分布数值模拟了介质的3维位移和热应力。有限差分迭代方法避免了常规的有限元法需要求解超大稀疏矩阵而导致的占用系统的内存数增加和计算速度等问题。模拟计算得到的介质温度分布和应力分布与实验结果相符合。     

高光谱成像的纸币真伪鉴别研究

人民币是中华人民共和国的法定货币,人民币的真假直接关系到我国社会的和谐与稳定。百元钞票作为我国最大面额钞票,其真假的鉴定显得更为重要。以2005版的百元钞票为例,利用可见/近红外高光谱成像仪获取一张真钞与两张假钞正、背面高光谱影像数据,然后分别在百元钞票的正、背面选取4个特征点,以分析百元真假钞票在正、背面的光谱反射率差异。从真假钞正面四个特征位置的光谱反射率曲线可知,不同特征点处,真钞与假钞之间的有些图案的光谱反射率差异较大,有些图案的光谱反射率则差异并不显著。而不同批次的假钞,其不同位置的光谱反射率也存在较大的差异。对于真假钞背面的分析可知,不同特征点,在不同的波段,真钞与假钞以及假钞之间的光谱反射率同样有一定的差异。根据真钞与假钞正、背面8个特征点的光谱反射率曲线变化特征,选取500, 660和870 nm三个波长的灰度图,观察到真钞与假钞在不同特征点的灰度图均表现出明显的差异。真钞在500 nm处的图像轮廓清晰,在660和870 nm两个波长,无论是正面或背面,真钞均有多处特征位置有异于假钞,因此可用660或870 nm区别百元真假钞。为了突出真钞与假钞之间的图像差异,利用基于...     

盐辅助-超生喷雾热分解法合成中空Bi2WO6纳米微球去除NO的应用

氮氧化物(简称NOx,包括NO和NO2等)是形成二次有机气溶胶的重要前体物,其存在会严重影响空气质量并危害人类健康.目前用于NOx的去除的方法主要有过滤、物理吸附、热催化等.然而,这些技术存在高能耗及产生二次污染等缺点,严重制约其实际应用.近年来,光催化技术作为一种有效处理NOx的环保技术,因其具备在常温下高效处理低浓度NOx(大气污染浓度水平)的优点而获得广泛关注.最近,Bi2WO6光催化剂因其独特的层状结构以及特有的催化性质,表现出良好的可见光催化性能.Bi2WO6光催化性能与催化剂的形貌及尺寸大小密切相关,目前报道的Bi2WO6的形貌有片状、颗粒状、花状、中空微球等.其中,由小纳米颗粒堆积成的中空Bi2WO6微球因其大的比表面积和高的荷质传输速率,表现出显著优于其它形貌的光催化性能.目前已有少量关于中空结构Bi2WO6微球的制备方法的报道,这些方法均需引入纳米球状的"核"作为模板,并在其上生长Bi2WO6胶体颗粒,然后去除"核",从而得到中空结构.譬如,Shang等采用碳纳米球作为"核"制备出Bi2WO6微球,再通过煅烧手段去除碳"核".Thillai与合作者用硅球作为"核",为了得到中空结构Bi2WO6微球,用NaOH将硅"核"刻蚀.然而这类方法均涉及到复杂的制备过程和高昂的运行成本.超生喷雾热分解法是一种常见的制备尺寸可控的纳米球的方法.在之前的工作中,本研究组成功使用超声喷雾热解法制备出具有优良光催化活性的Bi2WO6实心微球.我们首次加入NaCl盐为模板,使用简单的超声喷雾热分解方法制备出具有中空结构的Bi2WO6微球光催化剂,合成过程无需采用复杂的除"核"手段.一系列表征表明:该微球由直径为41?148 nm的纳米片自组装而成,并在表面形成了不均匀分布的孔结构;并对Bi2WO6中空微球的生长机制做了详细的研究,考察了所制备Bi2WO6催化剂去除NO的效率.生长机制研究结果表明,NaCl盐在中空Bi2WO6微球的形成过程中发挥着关键性作用:(1)NaCl盐溶液在超生喷雾热分解法的高温过程中形成NaCl单晶并作为"核"模板,参与中空Bi2WO6微球的形成;(2)Na+离子有助于Bi2WO6微球的微结构-纳米片的生长;(3)Cl?离子有利于Bi2WO6微球表面微孔的形成;(4)NaCl模板水洗后留下中空结构的Bi2WO6微球;(5)NaCl盐也充当着多孔诱发剂,其水洗溢出过程会造成Bi2WO6微球表面的孔结构.性能测试表明,以NaCl盐为模板所制备的中空Bi2WO6微球表现出优异的光催化性能,其在模拟太阳光下去除NO的效率是未添加模板的1.7倍、以KCl为模板的1.5倍、以Na2SO4为模板的1.2倍.BET和DRS分析表明,中空结构Bi2WO6微球具有大的比表面积和高的可见光吸收,对提高催化性能起到重要作用.ESR测试结果表明,?OH和?O2?是中空Bi2WO6微球的光催化反应过程的主要活性物种,?O2?的产生有助于提高光催化剂降解NO的耐受性.     

厄米-高斯光束的M2因子矩阵

提出了厄米-高斯光场的M2因子矩阵.引入束半宽平方的交叉项、M2因子的交叉项,理论推导出了在同一坐标系下光场旋转一定角度后的M2因子矩阵,数值模拟了与M2因子矩阵有关的各参数随光场旋转角度变化的规律,给出了光场的M2因子矢量点随光场旋转角度变化的轨迹曲线.计算结果与理论推导结果相符,证实了利用M2因子矩阵可以将旋转前后的二维厄米-高斯光场用旋转矩阵统一起来.该方法可推广到对一般的二维高阶高斯光束的光束质量的理论分析上,具有普适性,对光束质量的实际测量有重要的理论指导意义.     

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...     

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。     

激光诱导击穿空气等离子体时间分辨特性的光谱研究

空气等离子体的时间行为对空气环境下激光诱导等离子体形成过程的研究有重要意义.本文将纳秒Nd:YAG脉冲激光(1064 nm)聚焦于一个大气压的空气中,诱导其产生等离子体.利用具有纳秒时间分辨功能的PI-MAX-II型ICCD,采用时间分辨光谱方法,研究了大气环境下激光诱导等离子体的时间行为.大气环境下的激光诱导等离子体光谱广泛分布于300—900 nm范围内,并且是由带状光谱和线状光谱叠加而成的.根据美国国家标准与技术研究院原子发射谱线数据库,对等离子体光谱中的氧、氮、氢等元素的特征谱线进行了识别和归属.给出了激光诱导击穿大气等离子体光谱随时间演化的直观图像,根据空气等离子体发射谱线计算了等离子体电子温度和等离子体电子密度.这些结果对于提高在大气环境下进行的在线测量结果的准确性和精确性具有重要的科学意义.     

催化分光光度法测定痕量钍(Ⅳ)的研究

Alersandrur等研究了动力学测定钍(Ⅳ),灵敏度仅为10~(-7)g数量级。作者发现盐酸介质中,钍(Ⅳ)能灵敏地催化过氧化氢氧化邻苯三酚红褪色的新指示反应,研究了此反应的动力学条件,建立了一种高选择性、高灵敏度的新方法,且具有操作简便快速,分析结果准确,重现性好的特点,便于推广使用。     

介孔TiO_2载体对固体聚合物电解质水电解阳极催化剂性能的影响

以钛酸四丁酯为原料,采用溶剂蒸发自组装法(EISA)在不同焙烧温度下制备不同比表面积及结构的介孔TiO_2载体.利用亚当斯熔融法在介孔TiO_2载体表面负载IrO_2纳米颗粒,对IrO_2/TiO_2的结构和性能进行了表征,并在质子交换膜(PEM)单电池中对IrO_2/TiO_2催化剂进行了电化学表征.结果表明,随着焙烧温度的升高,TiO_2载体比表面积降低,孔径增大,孔容减小,组织结构有利于向金红石相转变.TiO_2载体的存在明显改善了IrO_2颗粒的分布,IrO_2晶粒尺寸减小.在IrO_2负载量(质量分数)为40%的情况下,IrO_2颗粒易在低比表面积的载体表面形成连续的IrO_2导电催化层,载体比表面积越低其催化活性越高.在1A/cm~2的电流密度下,IrO_2,40%IrO_2/TiO_2-2和40%IrO_2/TiO_2-3催化剂的极化电势分别为2.028,2.426和2.064 V.介孔TiO_2载体的表面结构及导电性极大影响了催化剂的电化学活性.