Enhancing visible-light photocatalytic activity of α-Bi2O3 via non-metal N and S doping

In recent years, some important research indicated that the visible-light activity of photocatalysts could be enhanced via incorporating p-block non-metal elements into the lattice. In this paper, we investigated the electronic structures of pure and different non-metal （C, N, S, F, Cl, and Br） doped α-Bi2O3 using first-principles calculations based on the density functional theory. The band structures, the electronic densities of states, and the effective masses of electrons and holes for doped α-Bi2O3 were obtained and analyzed. The N and S dopings narrowed the band gap and reduced the effective mass of the carriers, which are beneficial for the photocatalytic performance. The theoretical predication was further confirmed by the experimental results.     

低温氩等离子体中的单探针和发射光谱诊断技术

使用静电探针和发射光谱分析方法，测量了实验室圆柱形辉光等离子体轴向I-V曲线和发射光谱.通过电子能量概率函数方法、Fermi-Dirac模型、低气压放电的Schottky扩散理论，分别计算了等离子体的电子温度、电子激发温度和电子密度.研究了利用等离子体发射光谱计算电子激发温度、低气压放电理论估算电子密度的方法与静电探针诊断方法的内在联系，讨论了不同方法的使用特点.所研究的方法在某些特殊环境的等离子体参数诊断中具有较好的参考和应用价值. 关键词： 静电探针 发射光谱 电子能量概率函数 Fermi-Dirac模型     

青霉胺稳定的铜/银双金属纳米簇制备及其在银离子检测中的应用EI北大核心CSCD

以青霉胺(DPA)为还原剂和稳定剂,通过一锅法一步制备了青霉胺稳定的铜/银双金属纳米簇(DPA-Cu/Ag NCs),并将其作为一种传感器用于检测水样中的银离子。该银离子传感器具有价格低廉、分析速度快速、选择性高等特点。采用透射电子显微镜(TEM)等方法表征了DPA-Cu/Ag NCs的结构及其化学组成,并通过荧光光谱和紫外-可见光谱法研究了DPA-Cu/Ag NCs的光学性质。结果表明,该DPA-Cu/Ag NCs在激发波长为300 nm时的最大发射波长为555 nm,其溶液在可见光照射下呈现乳白色,在紫外灯照射下则呈现出明亮的黄色荧光。在DPA-Cu/Ag NCs的制备条件达到最优化的情况下,可以将其作为探针,用来高选择性、高灵敏性地检测银离子。该探针检测银离子的检测限为0.3μmol/L,线性范围为0~500μmol/L。该DPA-Cu/Ag NCs探针还可应用于自然环境水样(湖水、瓶装矿泉水和实验室自来水)中银离子浓度的检测,其检测性能十分优异且具有良好的准确度和重现性,表明DPA-Cu/Ag NCs探针在环境检测方面有非常高的应用价值。     

噪声诱导的二维复时空系统的同步研究

研究了一类噪声诱导的二维复时空系统的同步问题.首先讨论了二维复Ginzburg-Laudau(CGL) 方程随时间和空间变化的时空混沌特性;其次,研究了时空噪声驱动下CGL系统的同步问题.理论上利用线性稳定性分析,得到了常数激励下CGL系统达到稳定态的临界强度;结合噪声的随机性和非零均值特性, 揭示了噪声诱导同步的机理;并从理论上和数值上分别给出了达到同步所需要的控制参数和噪声强度满足的条件,实现了两个非耦合CGL系统的完全同步.结果表明,数值模拟和理论分析有很好的一致性.     

含铕配合物荧光纳米纤维的制备及光学性质的研究

通过静电纺丝技术,将发光良好的稀土配合物Eu(DBM)₃·H₂O和Eu(DBM)₄·CPC纳米微粒复合到水溶性的聚乙烯基吡咯烷酮中,制备了具有稀土铕离子红色特性荧光的聚合物纳米纤维。通过对稀土配合物以及聚合物纳米纤维样品扫描电镜和透射电镜的测试,发现当稀土配合物复合到聚合物纳米纤维中后,由于与聚乙烯基吡咯烷酮乙醇溶解性良好,其微观结构发生了变化,得到了50～100 nm左右的比较均匀的线状结构。同时,通过对稀土配合物以及聚合物纳米纤维样品的荧光激发、发射光谱及荧光寿命进行研究,表明稀土配合物在聚合物纳米纤维中比其在粉末状有更高的发光强度及更长的荧光寿命,其原因在于高分子纳米纤维为稀土配合物提供了较稳定的化学环境。     

卤素原子对卤氧化铋(BiOX,X=Cl、Br、I)光催化性能的影响

利用水热法和溶剂热法制备了BiOCl、BiOBr和BiOI三种光催化剂,通过XRD、SEM、光电流密度与UV-vis DRS表征了光催化剂的晶体结构、表面形貌与光电性能,DFT计算结果表明,随着卤素原子序数升高,光催化剂导带附近的费米能级的分散度降低,禁带宽度变小.在可见光照射下,通过水溶液中罗丹明B的降解效果来评价光...     

基于纳米孔器件的光响应分子的应用

探索生物大分子和小分子的构象以及它们在外界环境中的响应和作用规律对理解有机质的结构与性能的关系十分重要。纳米孔作为新兴的第三代单分子基因测序技术,可以实时监测待测物分子的构象变化过程,在单分子检测及核酸和蛋白测序方面展现了良好的应用前景。为了进一步提高检测的分辨率和精确度,可以采用光电联合检测方法,通过引入光响应分子以满足更高的检测需求。本文综述了目前纳米孔器件的研究进展以及代表性光响应分子在纳米孔检测系统中的设计与应用,主要介绍了偶氮苯及其衍生物、螺吡喃和二芳基乙烯三类光响应分子分别在生物孔和固态孔中的光响应性能。光调控是一种操作简捷有效的分子结构监控方式,其与纳米孔检测技术的结合在单分子识别方面的应用潜力对多功能纳米器件的设计与应用具有重要的指导意义。     

应变率对含裂隙红砂岩裂纹扩展模式及破碎特征的影响

以含不同倾角预制裂纹的长方形板状红砂岩为研究对象,采用分离式霍普金森压杆沿试样宽度方向施加冲击荷载,使用高速摄像机记录裂纹扩展过程,获得试样的裂纹路径特征以及动态压缩强度和动态弹性模量,利用筛分统计法分析试样碎块分布特征,结合分形理论定量描述试样破碎程度及特点,探讨中应变率条件下含裂隙试样裂纹扩展模式与动态力学性质和破碎程度的相互关系。研究结果表明,应变率较高时试样会更多地出现远场裂纹和离层裂纹,并且相比相关低应变率实验结果,中应变率范围内试样破坏模式及裂纹分布情况随应变率的变化规律是不同的。随着应变率的提高,试样大体上从1条拉伸裂纹的临界破坏演变成X形剪切裂纹为主的复杂裂隙网络,并且不同角度预制裂隙对于这种裂纹扩展模式的演变有重要影响。在预制裂纹倾角一定的情况下,岩样动态压缩强度和动态弹性模量表现出明显的应变率效应,不同角度预制裂纹对于试样的应变率敏感性有显著影响。随裂纹倾角的增大,试样的动态强度、动态弹性模量和分形维数表现出的变化趋势具有一定的相似性,大体呈现先减小后增大的趋势,裂纹倾角为45°的试样的动态压缩强度、动态弹性模量和分形维数均为最小。随应变率的升高,不同预制裂纹倾角的试样碎块分布更加分散,应变率越高,预制裂纹倾角对于岩石冲击破碎程度、分形维数的影响越显著。

     

AUFS格式在无网格方法中的应用

将计算量小,激波分辨率高的AUFS (artificially upstream flux vector splitting) 格式应用于无网格方法. 所发展算法基于多项式基函数最小二乘无网格方法,采用线性基函数曲面拟合及AUFS 格式计算各离散点的空间导数,应用四阶Runge-Kutta 法进行时间显式推进. 为验证算法健壮性、精度以及计算效率,对Riemann 问题、超音速平面流动,以及不同攻角NACA0012 翼型跨音速流场进行了数值模拟,其结果同采用HLLC (Harten-Lax-van Leer-contact) 格式的无网格方法以及文献报道结果吻合较好,并且计算量较形式简单HLLC 格式减少约15%.     

脉冲电流冲击力对电极间距的影响

利用时变场理论和瞬态动力学方程建立了电极及其支撑结构的瞬态耦合模型,分析了瞬态电磁场各参数的分布特点,并求解了电极及其支撑结构的动态响应状态参数。计算结果表明:玻璃钢支撑结构对于脉冲电流形成的冲击力载荷具有很好的缓冲作用;低弹性模量支撑材料在脉冲上升沿和峰值阶段均会产生波动性形变,但该波动性形变对电极间距不会造成太大的影响。