也谈中学物理教学中公式的变形和讨论

看了本刊1964年第8期上邵光宏同志写的“在中学物理教学中将基本公式变形问题”一文,颇有启发。的确,利用数学工具适当地将物理学上的某些基本公式变形后再作讨论,有助于学生加深对物理规律的认识和培养学生逻辑推理的思维能力。但在邵同志的文章中还存在着一些不妥之处,对某些问题的讨论也不够恰当。我们想在这里提出一些商榷和补充意见,供大家参考。     

Mn/beta与Mn/ZSM-5催化剂对氨选择性催化还原NO的低温催化活性比较: 锰前驱体的影响

氮氧化物(NOx)作为主要的大气污染物之一,给环境和人类带来一定危害,其主要源于汽车、轮船以及工厂中液态(汽油和柴油)或固态(煤)化石原料的燃烧.目前,选择性催化还原法(SCR)因技术相对成熟且经济有效,被广泛应用于氮氧化物脱除.催化剂是该技术的关键,而典型的商业钒系催化剂(V2O5-WO3/TiO2和V2O5-MoO3/TiO2)存在工作窗口温度窄(300–400 ℃)、V2O5的生物毒性以及较高的SO2氧化性能等缺点,因此开展高效且环境友好催化剂的研究工作迫在眉睫.近年来,锰基催化剂因其丰富的价态变化以及氧化形态而受到科研工作者的广泛关注.研究者已经对锰前驱体做了大量研究,但是关于不同锰前驱体制备得到的催化剂的活性物种组成以及催化活性往往存在着不同观点.因此进一步开展对锰前驱体研究仍有必要.同时,二氧化钛载体比表面积较小,并不是制备锰基催化剂的理想载体.分子筛载体因其比表面积大、特殊的孔道结构以及丰富的酸位等特点引起了研究者的关注.用于制备锰基催化剂的分子筛载体主要有ZSM-5,Beta,USY和SAPO等,其中ZSM-5系列催化剂是研究热点.另一方面,研究发现Beta分子筛具有良好的水热稳定性,被认为是理想的NH3-SCR催化剂载体.研究者对比了不同金属负载的Beta分子筛与ZSM-5分子筛的催化活性,结果表明,Fe/beta的催化活性高于Fe/ZSM-5和Fe/ZSM-11; Cu/beta的催化活性与Cu/ZSM-5相当,均表现出较高的活性.而关于Mn/ZSM-5的研究已有大量文献报道,但关于Mn/beta的研究相对较少.另外,关于不同锰前驱体在Beta以及ZSM-5分子筛载体表面的物化性质差异也少有报道.本文以H/beta和H/ZSM-5分子筛作为载体,采用硝酸锰、乙酸锰和氯化锰三种前驱体,通过湿法浸渍制备了Mn/beta和Mn/ZSM-5两类NH3-SCR催化剂,并在固定床管式反应器中对比评价了两类催化剂的催化活性.凭借氮气等温吸附/脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)以及X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行了表征,系统分析了不同前驱体在两种载体表面形成的活性组分以及理化性质对催化性能的影响.催化剂活性评价结果表明,对于Mn/beta和Mn/ZSM-5催化剂,在220–350 ℃反应温度区间内,乙酸锰和硝酸锰制备的催化剂NO脱除率均在80%以上.其中Mn/beta-Ac在240 °C时达到最高的NO脱除率97.5%,并且在220–350 ℃温度区间内保持着90%以上的活性,具有最宽的活性温度窗口.同时,在两系列锰基催化剂中,乙酸锰制备的催化剂均表现出最佳的催化活性,且对于同一种前驱体制备的催化剂,Mn/beta催化剂的NH3-SCR活性优于Mn/ZSM-5.BET数据显示,负载锰物种之后,催化剂的比表面积和孔体积均明显减小,但相对于Mn/ZSM-5催化剂,Mn/beta催化剂仍保持着优良的织构性质.XRD、XRF及H2-TPR结果表明,氯化锰前驱体主要产生少量的结晶Mn3O4并且大部分保持以MnCl2的形式存在,这也是此类催化剂表现出较差的低温催化活性的原因.结合XPS表征分析了催化剂的表面性质.结果表明,硝酸锰前驱体主要产生结晶MnO2和少量未分解的硝酸锰,乙酸锰前驱体主要产生高度分散的无定形MnO2和Mn2O3混合物以及结晶Mn3O4.进一步结合NH3-TPD分析结果以及活性评价结果可以得出: 丰富的无定形MnOx(MnO2和Mn2O3)物种、较高的表面锰含量和表面活性氧基团以及适当含量的弱酸位有利于提升催化剂的低温NH3-SCR催化活性.     

Observation of a Flat Band in Silicene

Flat bands that exhibit weak band dispersion in crystals can host heavy fermions that are cru- cial to many strongly correlated phenomena, such as ferromagnetism and superconductivity. For topologically trivial flat bands, theories have proven the stability of the ferromagnetic ground state i.e., flat band ferromagnetism. In the presence of weak disorders, systems with flat bands are expected to exhibit unconventional Anderson localization due to the lifting of degeneracy. More interestingly, flat bands with nontrivial topology, i.e., topological flat bands, are expected to host a fractional quantum Hall effect at zero magnetic field. Hence, searching for topologically trivial/nontrivial flat bands （TFB） has been an interesting while challenging task so far.     

高温超导窄带低插损小型化双工器的仿真研究

采用IE3D软件,利用全波电磁仿真方法设计研究了高温超导窄带低插损小型化微波双工器,采用的材料是在厚度为0.5mm介电常数为23.5的LaALO3衬底上用磁控溅射法制备而成的双面氧化物高温超导薄膜Y B C O.利用在微波范围内,高温超导薄膜的Q值比常规导体高1～3个数量级的特点和其高介电常数的特点,实现了器件的低插损和小型化.     

固相萃取—超高效液相色谱—串联质谱法测定丹参中30种禁用农药残留量

提出了固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法(SPE-UHPLC-MS/MS)测定丹参中30种禁用农药残留量的方法。样品粉末以0.5%(体积分数)乙酸溶液浸泡，乙腈振荡提取，提取液经ProElut SMC萃取柱净化。以Spursil C₁₈色谱柱(100 mm×2.1 mm, 3.0μm)为固定相，在梯度洗脱程序下分离30种禁用农药。以电喷雾离子源正离子模式扫描，多反应监测模式检测，采用基质匹配混合标准溶液绘制工作曲线，外标法定量。结果表明：30种禁用农药的质量浓度在一定范围内与对应的定量离子峰面积呈线性关系，测定下限(10S/N)为1～5μg·L^-1;对空白样品进行3个浓度水平的加标回收试验，回收率为75.0%～120%,测定值的相对标准偏差(n=6)为1.2%～6.0%。方法用于市售丹参样品分析，一批样品中地虫硫磷和治螟磷的检出量分别为1.16μg·kg^-1和0.37μg·kg^-1,其余禁用农药均未检出。