第一性原理研究Zr的掺杂对Xe在UO_2中溶解能力的影响

Zr既是反应堆中核燃料组件的包壳材料,也是核燃料UO_2的一种裂变产物,不可避免地会掺杂到UO_2中,对其性质等产生一定的影响.本文通过第一性原理密度泛函理论计算,研究了Zr掺杂所引起的Xe在UO_2中溶解能力的变化.首先应用引入Hubbard U修正的广义梯度近似密度泛函计算了U,O间隙和空位缺陷的形成能,结果与文献值符合,验证了计算方法的可靠性.在此基础上对Zr掺杂后空位缺陷的形成能及Xe吸附到空位缺陷所需的结合能的变化情况进行了研究.结果表明,Zr的掺杂会增加空位缺陷的形成能,减小大部分Xe吸附的结合能,且空位缺陷形成能的变化量普遍更大,从而在整体上增加了Xe在UO_2中的溶解能.说明在UO_2中,Zr掺杂主要是通过增加缺陷的形成难度而减弱了Xe在其中的溶解能力.     

基于极限梯度提升的完美匹配单层智能算法实现航空瞬变电磁问题高效吸收

对于航空瞬变电磁的低频探地问题,除了精度和效率需要考虑,深地探测问题的复杂度也不容忽视,特别是对于低频复杂问题存在异常体与背景间的多尺度效应.为了模拟开域问题,有限厚度区域的完全匹配层被用于截断计算域,然而这也无形中增大了整个模型,造成计算复杂度增加.鉴于此,提出了一种新的基于极限梯度提升(extreme gradient boosting, XGB)的完美匹配单层模型,并将该模型集成到时域有限差分求解器中,以进一步提高时域有限差分仿真的性能.所提出的基于XGB的完美匹配单层模型通过特征注意力集成学习方法可以获得更高的精度,同时占用更少的内存、消耗更少的时间.此外,由于该模型依托于传统机器学习模型,因此它在模型训练的稳定性和轻量级方面具有显著的优势.最后,通过对航空瞬变电磁应用进行三维数值模拟,验证了该方法的有效性和稳定性.该模型不仅在精度、效率和问题复杂性方面具有优势,而且还可以成功地集成到时域有限差分求解器中,解决低频航空瞬变电磁问题.     

烟煤焦在H_2O和CO_2气氛下的结构演变与气化反应性关联（英文）

本研究以烟煤在1000℃热解所制得的焦样为研究对象,考察了其在H_2O、CO_2及两者混合气氛下的结构演变,以及气化反应性的影响。为了探究焦样在气化过程中的结构演变,利用氮吸附、SEM和拉曼光谱等表征手段分析不同碳转化率下的焦样结构。结果表明,H_2O气氛对焦样结构的演变明显不同于CO_2气氛,揭示了焦样在两种气氛下的反应路径不同。因结构演变的不同,随碳转化率的增加,焦样在两种气氛下表现出不同的气化反应性能。在CO_2气氛下,焦样的气化反应速率随碳转化率的增加而逐渐降低,与H_2O气氛存在下变化趋势相反。在H_2O和CO_2共气化条件下,煤焦在H_2O和CO_2混合气氛下的反应速率高于单气氛下的反应速率的计算值,表现出一定的协同作用。这是因为焦样与H_2O反应能够产生较大的比表面积,为焦样与CO_2反应提供更多的反应场所,促进了焦样与CO_2的反应。     

有机场效应晶体管应用于化学及生物传感的研究进展

有机场效应晶体管(OFETs)是以有机半导体材料作为有源层的晶体管器件。和传统的无机半导体器件相比,由于其具有成本低、易加工、柔性好和生物相容性而被人们广泛研究,在多种化学和生物传感器领域具有潜在而广泛的应用前景。本文简单介绍了OFETs的结构和工作原理,总结了近几年来OFETs在化学及生物传感方面的研究进展,最后对OFETs的发展方向做了归纳和展望。     

Ni,Ru掺杂CePO4纳米材料的合成与仿酶性质

通过水热方法合成了具有高比表面积的Ni, Ru掺杂CePO₄纳米粒子(NiRu-CePO₄). 结合纳米粒子的X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱(EDX)的表征结果发现, NiRu-CePO₄符合六方相磷酸铈, 纳米粒子长轴尺寸约为20 nm, Ni和Ru均匀分布于纳米CePO₄中; 样品的BET表面积高达178.4 m²/g, ζ电势为-18.2 mV. 以3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)作为电子供体和显色剂, 通过分光光度法监测652 nm处的吸光度值对产物浓度进行分析, 结果表明, NiRu-CePO₄催化剂在宽泛的pH范围内表现出类过氧化物酶和类氧化酶活性. 对催化后的催化剂进行表征, 发现样品形貌、 元素分散性和表面Ce的价态均未显著变化, 表明NiRu-CePO₄具有较高的稳定性.     

氨基化树枝状介孔二氧化硅固定葡萄糖氧化酶用于检测葡萄糖

以三乙胺为碱源合成了树枝状介孔二氧化硅纳米粒子(DMSNs),并用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)进行氨基修饰合成了氨基化树枝状介孔二氧化硅纳米粒子(DMSNs-NH₂),将其用于葡萄糖氧化酶(GOD)的固定化研究.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪、氮气吸附仪及热重分析仪对固定化GOD(DMSNs-NH₂-GOD)进行了表征,测定了其活性及蛋白载量.结果表明,固定化GOD的直径约为200 nm,形状均一,呈分散的球形微粒;在最佳固定条件下,蛋白载量达225 mg/g,酶活性达215 U/mg;固定化GOD检测葡萄糖的最低检测限为0.0014 mg/mL.利用固定化GOD检测了血清和饮料中的葡萄糖,重复使用36次以上其相对酶活性仍剩余80%.该方法操作方便、准确度高,提高了酶的pH稳定性、热稳定性及重复使用性,降低了检测成本.     

邻氨基苯腈气相色谱分析法的研究

采用邻苯二甲酸二壬酯为固定液,Chromsorb W/AW为载体的色谱柱和热导检测器,用苯乙腈为内标物,对邻氨基苯腈试样进行了分析,其中邻氨基苯腈的回收率为100.5%,试样浓度小于1%时测定的相对标准偏差小于8.6%。     

基于等离子体型Ag@AgBr插层K4Nb6O17的可控合成及光催化性能

在微波辅助条件下采用离子交换和光致还原的方法将Ag@AgBr纳米粒子插层进入K4Nb6O17层间,制备了具有等离子体共振效应的可见光催化剂(记作K4Nb6O17/Ag@AgBr).在胺交换过程中采用不同链长的有机胺对酸交换产物进行柱撑,通过铌酸钾层间距的变化实现层间Ag@AgBr纳米粒子的形貌调控.利用XRD,SEM,EDX,UV-Vis等手段对复合催化剂进行结构、形貌和性质分析,并对复合光催化剂进行了可见光降解亚甲基蓝、甲基橙和苯酚的性能研究.结果表明:改性后的复合光催化剂在可见光区的响应大大增强;3种复合光催化剂对目标污染物均具有良好的可见光催化活性,其中十二胺柱撑的Ag@AgBr插层K4Nb6O17复合光催化剂对亚甲基蓝的移除效果最好.     

3,4-二(3-苯氧基-4-氟苯基)-2,5-二苯基苯基接枝聚硅氧烷气相色谱固定相的合成与表征（英文）

合成了一种耐高温的3,4-二(3-苯氧基-4-氟苯基)-2,5-二苯基苯基接枝聚硅氧烷(DPFP)固定相,使用静态涂渍法将其涂渍到毛细管柱内壁上,制成气相色谱柱。分离裂解乙烯的色谱图显示DPFP固定相在360℃时仍具有良好的分离能力。DPFP固定相的柱效为3 324块/米(保留因子(k)4.24,萘,0.25 mm i.d.)。麦克雷诺常数计算结果显示DPFP固定相属中等极性。溶剂化参数模型结果显示DPFP固定相与溶质之间的主要作用力为偶极-诱导偶极作用力、氢键碱性作用力。Grob试剂分离结果显示DPFP色谱柱具有良好的选择性与惰性。另外,芳香族同分异构体、苯取代物、多环芳烃、脂肪酸酯及脂肪醇都得到了良好的分离,表明DPFP固定相在应用方面有巨大的潜力。     

海洋湍流中光波特征参量和短期光束扩展的研究

Nikishov等建立的海洋湍流功率谱模型中,假设了海水有着稳定的分层.但是,实际海水通常不是稳定分层的,温度与盐度的涡流扩散率是不相等的.2017年,Elamassie等建立了考虑这些因素的更合理的海洋湍流功率谱模型.湍流介质中光波空间相干长度等基本特征参量在表征湍流强度和光传输相位校正技术等方面起着重要作用.本文基于Elamassie海洋湍流功率谱模型,重新推导出了海洋湍流中光波结构函数、光波空间相干长度和Fried参数的解析公式,并校验了所得公式的正确性.研究发现：当温度变化引起的光学湍流占主导地位时,Nikishov海洋湍流功率谱模型把湍流强度低估了;当盐度变化引起的光学湍流占主导地位时,Nikishov海洋湍流功率谱模型把湍流强度高估了.基于Elamassie海洋湍流功率谱模型,本文推导出了高斯光束短期光束扩展的半解析公式,并验证了其正确性.研究还表明：海水稳定分层与否,短期光束扩展差异很大.本文研究结果对水下湍流环境中的光通信、成像和传感等应用具有重要意义.