第42届国际物理奥林匹克竞赛实验试题简介

第42届国际物理奥林匹克竞赛中的实验试题为"电学黑盒子——电容式位移传感器"和"力学黑盒子——一个内含小球的圆筒".本文较全面地介绍了试题内容和解答,并在必要时作了简短评论.     

基于石墨烯修饰的铜离子印迹电化学传感器研制与应用

以铜离子为模板离子,多巴胺为功能单体,采用电聚合法在石墨烯修饰碳电极表面成功制备对铜离子有高选择性和高灵敏性的印迹电化学传感器。采用差分脉冲伏安法和循环伏安法对该印迹传感器的电化学行为进行详细研究。优化检测条件,该印迹电化学传感器的响应电流与铜离子浓度的负对数在5×10_-6~5×10_-11 mol/L的浓度范围内呈良好的线性关系,最低检测限为1.0 × 10_-11mol/L。该印迹电化学传感器成功用于实际水样中的微量铜离子分析。     

基于壳聚糖修饰碳纳米管表面铅离子印迹材料的制备及其性能研究

以壳聚糖修饰的多壁碳纳米管为基材.Pb2+为模板分子,乙烯化壳聚糖(CS)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,在碳纳米管表面枝接一层Pb2+印迹聚合物.采用红外光谱、热重分析和扫描电镜对聚合物进行表征和分析.结果表明.在碳纳米管上成功制备了一层15～20 nm厚的Pb2+印迹聚合材料.采用原子吸收法...     

双光子纠缠实验教学系统的搭建与应用

双光子纠缠实验教学系统主要涉及双光子纠缠态的制备、测量和分析,可以直观展示量子纠缠概念,排除局域隐变量假设.介绍了双光子纠缠系统的工作原理、纠缠态的制备和测量方法,搭建了双光子纠缠实验教学系统.该系统利用自发参量下转换效应制备出双光子偏振纠缠态并进行测量,性能稳定可靠.实验包含符合测量和复杂光路设计、调节等内容,有助于...     

Ge/Si(113)-(2×2)表面:自间隙原子引起的结构特征

基于对Ge在Si(113)上外延生长的扫描隧道显微学观察和第一性原理总能量和能带的计算 ,作者确定了Ge/Si(113) (2× 2 )表面的结构 .它是由沿 [1- 10 ]方向的反键增原子列和倾斜五聚体列交替排列而成 .其中五聚体的形成是由于处于亚表面的自间隙原子的作用 .这一发现说明自间隙原子的存在是 (113)取向表面的固有属性     

超高效液相色谱-串联质谱法测定动物源性食品中的三甲氧苄氨嘧啶

建立了一种超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)测定多种基质(鸡肉、鱼肉、鸡肝、鸡蛋和牛奶)中三甲氧苄氨嘧啶的分析方法。样品用甲酸-乙腈(1:9,V/V)溶液提取,正己烷除脂净化,Acquity UPLC BEH C18柱(1.7μm,2.1 mm×50 mm)分离,以甲醇和体积分数0.1%甲酸5 mmol乙酸铵(V/V)作为流动相进行梯度洗脱,电喷雾正离子(ESI+)模式电离,多反应监测(MRM)模式检测。结果表明:三甲氧苄氨嘧啶质量浓度在1.25~15.0μg/L范围内线性关系良好(r≥0.99)。方法的定量限(信噪比为10)为5.0μg/kg,在5.0,10.0μg/kg添加浓度的回收率为61.2%~108.5%,相对标准偏差(n=6)在1.4%~9.8%之间。方法适合于多种基质中三甲氧苄氨嘧啶的测定。     

红豆杉多糖浸提过程动力学模型

对红豆杉多糖热水浸提的过程进行了动力学分析并建立了动力学模型．该模型适用于原料是细颗粒的外扩散控制过程，并且原料中溶质含量较大，溶质在溶剂中的溶解度相对较小．模型的主要特点是：将浸水后的原料看成由固相和渗透水相两相组成，并考虑多糖从固相到渗透水相的持续溶出效应，即在浸提起始阶段，少部分溶质溶出到渗透水相使其达到溶解饱和，然后剩余溶质不断溶出并维持渗透水相处于该饱和状态，这个阶段称为“饱和扩散”阶段，是多糖浸提的主要阶段．模型能较好地反映红豆杉多糖的浸提过程．根据“持续溶出效应”，本文对内扩散控制模型和溶出速率控制模型进行了讨论，最后还讨论了溶质浓度-扩散系数间的关系及对本模型的影响．     

激光散斑复合错位干涉图频谱的统计分析

本文对一般复合错位照相系统,在诸错位像的记录孔径互不重叠的条件下所拍摄的散斑图,运用统计分析的分法,讨论了频谱强度的统计分布及其特性。特别对各基谱成份及谱域周界的分布,给予了较多的关心,并给出了几种典型情况的实验验证。文中的结论,对于改进滤波器的设计和滤波操作以及复合错位照相系统的孔径设计等方面,将是有益的。     

多壁碳纳米管表面邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯印迹聚合物的制备及其在固相萃取中的应用

以苯基修饰的多壁碳纳米管为载体,邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,在碳纳米管表面接枝一层塑化剂邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯印迹聚合层.采用红外光谱和扫描电镜对聚合物进行表征和分析.结果表明,在碳纳米管表面成功接枝一层20～30 nm厚的印迹聚合层.采用高效液相色谱研究该印迹聚合物的吸附性能,结果表明,碳纳米管分子印迹聚合物对邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯最大吸附量为69.1 μmol/g,达到吸附平衡时间约为60 min.选择性吸附实验表明,与其它结构类似物相比,该印迹复合材料对邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯有良好的识别能力.作为固相萃取材料装填于固相萃取柱中,该印迹聚合物能对芒果汁样品中塑化剂进行有效的分离和富集.     

鱼肉类罐头中双酚-二环氧甘油醚的固相萃取/HPLC-MS/MS法检测

建立了鱼肉类罐头中内分泌干扰物质双酚A二缩水甘油醚(BADGE)及其衍生物BADGE·H2O、BADGE·2H2O、BADGE·2HCl、BADGE·HCl·H2O和双酚F二缩水甘油醚(BFDGE)及其衍生物BFDGE·2H2O、BFDGE·2HCl 8种双酚-二环氧甘油醚的固相萃取/液相色谱-电喷雾串联质谱分析方法.以叔丁基甲醚为提取溶剂,采用超声波辅助溶剂萃取法萃取,萃取液用Waters Oasis HLB固相萃取柱进行净化浓缩.以Thermo Hypersil Gold C18色谱柱为分离柱,在正离子模式下以电喷雾电离串联质谱仪进行测定.考察了流动相组分和流动相添加剂对质谱离子化效率的影响,8种双酚-二环氧甘油醚在1.0 ～100.0 μg/L范围内线性关系良好(r≥0.99).在2.0、10.0和50.0 μg/kg的添加水平下,8种目标化合物的回收率为83% ～99%,相对标准偏差小于9.0%,方法的检出限为0.13 ～0.30 μg/kg.方法具有较高的灵敏度和准确度,能够满足鱼肉类罐头食品中双酚-二环氧甘油醚残留量的快速检测.