材料化学课程教学改革的实践与探索*

材料化学是一门新兴的交叉学科,其教学内容尚未得到一致认同。围绕材料化学专业人才培养的目标,对材料化学课程的教学改革进行了一些探索,如选择合适的教材和教学内容,推动教学方式的现代化、多样化,培养学生实践能力,以及改革创新考核方式等方面。     

TurboFlow在线净化/液相色谱-串联质谱法快速测定动物源性食品中聚醚类抗生素的研究

建立了Turbo Flow在线净化/液相色谱-串联质谱法快速同时测定牛奶、鸡肉和鸡蛋中拉沙洛菌素、盐霉素、莫能菌素、甲基盐霉素、马杜霉素和尼日利亚菌素残留的方法。样品提取液经在线净化柱Cyclone-p净化,Thermo Scientific Hypersil-Gold C8(150 mm×2.1 mm,5μm)色谱柱分离,电喷雾正离子模式测定,整个分析过程仅13 min。方法在1~100μg/L范围内呈良好线性关系(r≥0.999),定量下限为1μg/kg,在动物源性食品中3个加标水平下的回收率为71.9%~109.0%,相对标准偏差为1.5%~14.9%。     

V2O5/MO-Al2O3（M = Mg，Ca，Sr，Ba）催化剂用于正丁烷催化氧化脱氢反应

采用浸渍法制备了不同V2O5担载量的V2O5/MO-Al2O3(M = Mg, Ca, Sr, Ba)催化剂,钒物种的前驱体为偏钒酸铵.对制备的催化剂进行了一系列表征,并对催化剂上正丁烷选择性氧化脱氢制取丁烯进行了反应研究.表征结果(包括比表面积、X射线衍射、傅里叶红外光谱、氢气程序升温还原和拉曼光谱)显示,不同碱土金属元素掺杂的催化剂显示不同的钒价态信息和催化性能.其中掺杂Ca, Sr, Ba的催化剂,正钒酸盐相很难被还原,因此催化剂的氧化还原循环难以建立,导致以上三种催化剂在正丁烷氧化脱氢反应中活性较低.然而, Mg掺杂的催化剂却显示出较高的催化活性和选择性.实验结果表明：在Mg掺杂的载体上担载5% V2O5的催化剂上600°C时可获得高达30.3%的正丁烷转化率和64.3%的烯烃总选择性.这与V2O5担载量为5%时,在获得高度分散的钒氧化合物物种时可使MgO晶相稳定存在密切相关.     

扩散型气柱界面R-M失稳中混合率的实验研究

Richtmyer-Meshkov(R-M)不稳定性普遍存在于众多工程问题中,激波管实验是研究R-M失稳问题的主要手段.高精度的平面激光诱导荧光(planar laser-induced fluorescence,PLIF)技术具有分子量级的示踪能力,可获得界面气体浓度(摩尔分数)分布,为研究界面失稳混合问题提供了有力工具.在弱激波(Ma=1.25)冲击扩散型气柱界面实验中,采用PLIF技术对R-M失稳引起的SF6-Air界面混合问题进行了研究.通过改变椭圆形初始界面的长短轴比,得到了3种扩散型初始界面失稳演化过程中气体摩尔分数,观察到了斜压机制下界面的简单拉伸、二次不稳定性、挤压射流等现象.利用浓度分布进一步得到了界面的瞬时混合率,通过瞬时混合率、界面整体平均混合率以及混合率的概率密度分布,分析了界面在不同演化阶段的界面混合特征,初步讨论了界面失稳混合的机制.演化初期,界面在斜压涡的作用下发生拉伸卷曲,通过增大浓度梯度来促进界面的混合.当演化进一步发展,二次不稳定性出现后,界面通过小尺度对流的方式达到湍流混合状态,而浓度梯度驱使的分子间混合逐渐减弱.由浓度梯度引起的扩散与由二次不稳定性引起的对流存在着"竞争"关系,二者共同主导了界面的混合.     

微型燃料电池制备及其微通道摩擦性能的研究

阐述了微型燃料电池的制备过程,结合传统燃料电池数学理论和微流体力学,建立了微型质子交换膜燃料电池(μPEMFC)的数学模型,分析了微通道特性(如摩擦系数和水力直径等)对微型燃料电池性能的影响.结果表明:运用Fluent软件对模型进行计算的仿真结果与公开实验数据基本符合,验证了模型正确性;而传统模型的仿真结果小于真实值;当气道的水力直径Dh从348降至100时,电池性能有所上升;而当Dh值降至61.1时,其性能有所下降.     

12MeV LIA励磁恒流源的改进

为改善12MeV直线感应加速器励磁恒流源的性能．采用串联线性调整电源技术．使恒流源负载在0．06～0．1Ω、输出电流在300-500A及电网在士10％之间变化时．输出电流稳定度好于0．1％，输出纹波小于0．2％。并采用屏蔽盒等措施增强恒流源在强电磁场和X射线辐射环境中的抗干扰能力。     

复杂阴极保护体系三维有限元建模研究

滨海电厂常以天然海水作冷却水,其碳钢水室和钛管凝汽器在实施阴极保护过程中,要求钢电位应低于-0.85V(vs.SCE),电位过正则碳钢保护不足,而钛的电位则须高于-0.75V(vs.SCE),电位过负则易使钛管发生氢脆损伤.研究牺牲阳极阴极保护,需先得出两种金属在阴极保护过程中的电位分布.本文在设计室建立碳钢水室钛管模型,根据该实验体系阴极保护过程的(稳态极化和恒电流极化)测定获得两种金属有效的边界条件,用有限元(FEM)计算在一个牺牲阳极阴极保护状态得到三维电位分布.计算结果和测量结果基本一致,为优化阴极保护设计提供了理论依据.     

高维非紧支密度函数的小波硬阈值估计

针对一类特殊的密度函数,利用经典的硬阈值小波估计器在高维Besov空间中讨论其L1风险估计,并给出相应上界的证明.值得指出的是上述估计达到了自适应性.这一结果可以看作是Juditsky和Lambert-Lacroix工作[Bernoulli,2004,10(2):187-220]的补充.