自支撑柔性氮掺杂碳织物电极的制备与性能研究

本文以纯棉织物为基底,吡咯单体为氮源,采用简单的原位聚合-高温煅烧的方法制备了自支撑柔性氮掺杂织物（N-CT）. 利用傅立叶红外技术、X射线光电子能谱、比表面积测试、扫描电子显微镜对所得产物进行结构与形貌表征. 结果表明,碳化后聚吡咯主要以纳米碳球包覆在碳织物表面,N-CT电极的比表面积为495.0 m²·g^-1,其含氮量为2.26%. 电化学测试表明,在0.5 A·g^-1的电流密度下N-CT电极的比电容器为256.2 F·g^-1,经过5000次的恒流充放电循环后电容保持率为98.3%,库伦效率保持率在98.8%左右,具有良好的柔性和机械性能.     

大规模边界元模态分析的高效数值方法

随着大规模快速边界元计算技术的发展,在复杂结构的动态设计、振动与噪声分析中愈来愈多地采用边界元法,因此求解大规模边界元特征值问题、进行复杂结构和声场模态分析,成为工程应用中一个十分重要,但却极具挑战性的课题,目前国际上还没有十分有效的数值方法.本文针对边界元法中典型的非线性特征值问题,提出了一种通用、高效的数值解法,称为基于预解矩阵采样的Rayleigh-Ritz投影法,记为RSRR.首先,通过求解一系列频域边界元问题来构造特征向量搜索空间,进而可以采用Rayleigh-Ritz投影,将原问题转化为一个可以采用现有方法求解的小规模缩减特征值问题;其次,为了降低Rayleigh-Ritz投影过程的计算量,基于解析函数的Cauchy积分公式,构造了边界元系数矩阵的插值近似方法,以及缩减特征值问题系数矩阵的快速计算方法,给出了插值项数的估计策略;最后,将RSRR与声学快速边界元法结合,应用于大规模吸声结构的复模态分析.数值算例表明,RSRR方法能够可靠地求出给定频段内的全部特征值和特征向量,具有计算效率高、精度高、通用等优点.     

大规模声学边界元法的GPU并行计算

提出一种大规模声学边界元法的高效率、高精度GPU并行计算方法.基于Burton-Miller边界积分方程,推导适于GPU的并行计算格式并实现了传统边界元法的GPU加速算法.为提高原型算法的效率,研究GPU数据缓存优化方法.由于GPU的双精度浮点运算能力较低,为了降低数值误差,研究基于单精度浮点运算实现的doublesingle精度算法.数值算例表明,改进的算法实现了最高89.8%的GPU使用效率,且数值精度与直接使用双精度数相当,而计算时间仅为其1/28,显存消耗也仅为其一半.该方法可在普通PC机(8GB内存,NVIDIA Ge Force 660 Ti显卡)上快速完成自由度超过300万的大规模声学边界元分析,计算速度和内存消耗均优于快速边界元法.     

Current-voltage characteristics of individual conducting polymer nanotubes and nanowires

We report the current-voltage (I-V) characteristics of individual polypyrrole nanotubes and poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) nanowires in a temperature range from 300 K to 2 K. Considering the complex structures of such quasi-one-dimensional systems with an array of ordered conductive regions separated by disordered barriers, we use the extended fluctuation-induced tunneling (FIT) and thermal excitation model (Kaiser expression) to fit the temperature and electric-field dependent I–V curves. It is found that the I–V data measured at higher temper-atures or higher voltages can be well fitted by the Kaiser expression. However, the low-temperature data around the zero bias clearly deviate from those obtained from this model. The deviation (or zero-bias conductance suppression) could be possibly ascribed to the occurrence of the Coulomb-gap in the density of states near the Femi level and/or the enhancement of electron-electron interaction resulting from nanosize effects, which have been revealed in the previous studies on low-temperature electronic transport in conducting polymer films, pellets and nanostructures. In addition, similar I-V characteristics and deviation are also observed in an isolated K0.27MnO2 nanowire.     

袖珍式简易显微镜光路的设计与实验

组织学生自行设计制作了袖珍式简易显微镜. 该显微镜角放大率为100×,镜筒长度105 mm,直径20 mm,并给出目镜和物镜的结构、材料的选择和各透镜的加工参数.     

进位返加与逐位模2加及模2n加的相容程度分析

深入分析了进位返加运算与逐位模2加运算及模2^n加运算的相容程度,给出了它们的相容概率的计算公式．结论表明,进位返加运算与逐位模2加运算的相容概率尽管很小,但远大于理想值2^-n;进位返加运算与模2^n加运算的相容概率很大,近似为2／3．     

偶氮基杯芳烃化合物的合成及其偶氮-醌腙互变异构性质

通过芳胺的重氮化-偶合反应合成了8个偶氮基杯芳烃化合物, 其结构经IR, 1H NMR, ESI-MS和元素分析表征. 通过UV-Vis, 1H NMR和IR考察了溶液pH值对所合成化合物5,11,17,23-四[(2-苯并噻唑基)偶氮基]-25,26,27,28-四羟基杯芳烃(3)和5,17-二[(1-萘基)偶氮基]-25,26,27,28-四羟基杯芳烃(4)的偶氮-醌腙互变异构的影响. 结果表明, 随着溶液pH值增加, 醌腙体在偶氮-醌腙互变异构平衡中的比例增加, 当pH≥10时, 几乎全部转变为醌腙体. 特别当溶液pH=-1时, 化合物4可以形成一种大的共轭体系, 使其λmax由477 nm红移至545 nm.     

光催化氧化丙烯产物的气相色谱分析

建立了光催化氧化微量丙烯所产生的CO2和H2O的气相色谱分析检测方法.CO2通过一个装有Ni催化剂的转化炉加氢转化成CH4,H2O通过一个CaC2反应管转化成C2H2,从而可以利用氢火焰离子化检测器（FID）进行微量分析.利用该分析方法能对反应生成的CO2进行定性和定量分析,对反应生成的H2O进行定性分析.实验证明该分析方法的准确度、精密度和灵敏度都能满足实验的要求.有氧气的存在下会出现＂鬼峰＂,文中对这一现象进行了讨论.     

光催化“全”分解水制H_2与牺牲体系产H_2的关系

多相光催化"全"分解水制H_2的研究已走过约40年路程,至今未获得真正的突破,目前国内、外发表的许多可见光催化牺牲体系放H_2的文章,虽然它在氢离子还原机理方面有一定的参考意义,但它不能解决光催化"全"分解水制H_2问题,本文提醒我国光催化界:勿把可见光牺牲体系产H_2研究的结果,当成我们在分解水制H,方面取得的进展,应认真总结过去失败的经验教训,兼顾热力学和动力学两方面的要求,制订出正确的"全"分解水制H_2催化剂的研究策略。     

(3,3,1,1)层次B样条与分级T网格上多项式样条的相互转换

1引言 B样条在计算机图形学和几何建模等领域有着广泛的应用[3,8].在应用过程中,通常都需要对得到的模型进行修改以到达更好的效果.对于B样条曲线,利用节点插入算法可以有效地进行局部修改.