纳米晶稀土复合氧化物Dy~1~-~xSr~xCoO~3~-~y 3: 固相反应 动力学的研究

依据固相反应动力学模型,研究了纳米晶Dy~1~-~xSr~xCoO~3~-~y的固相反应过程。结果表明,纳米晶稀土复合氧化物Dy~1~-~xSr~xCoO~3~-~y的固相反应是扩散控制过程,反应活化能为120kJ.mol^-^1,从823-973K温度,其反应速率常数在0.302×10^-^6～4.50×10^-^6之间。通过固相反应在700℃获得了粒径在5-15nm的纳米晶粉体,这源于纳米晶的表面和界面效应。     

周期性非均匀介质中气相爆轰波演变模式研究

气相爆轰波在周期性非均匀介质中的起爆, 稳态传播和失效机制都极为复杂, 很多物理机制尚不明确, 是当前爆轰物理领域研究的热点和难点. 本文使用反应欧拉方程和两步化学反应模型对爆轰波在非均匀介质中的传播机理进行了数值模拟研究, 非均匀性由横向周期性分布的温度扰动体现, 重点分析不同波长、不同幅度的温度扰动对波阵面波系结构的影响. 计算结果表明, ZND爆轰波在温度扰动下向胞格爆轰波的转变主要受制于两种竞争性因素: 一是爆轰波内在的不稳定性; 二是温度扰动的波长和幅度, 前者是内因, 后者是外因. 温度扰动的存在抑制横波的发展, 延迟了ZND爆轰波向胞格爆轰波的演化, 并且内在不稳定性的增加可以减慢这种延迟现象. 这说明, 温度扰动可以在一定的范围内抑制胞格不稳定性的发展, 但是不能够终止这一过程. 温度的不连续性使得爆轰波阵面更为扭曲, 并在横波附近存在较弱的三波点结构, 即温度扰动可增加爆轰波固有的不稳定性, 改变爆轰波阵面的传播机理. 幅值较大的人工温度扰动可抑制爆轰波的传播和爆轰波自身的不稳定性. 爆轰波阵面胞格结构的形成取决于温度扰动与其自身的不稳定性.      

凝胶渗透色谱-固相萃取净化/气相色谱-串联质谱法测定动物性食品中167种农药残留

建立了肉类、水产类等动物性食品中167种农药残留的气相色谱-串联质谱检测方法。样品匀浆后,采用乙腈提取,以凝胶渗透色谱和Carb-NH2萃取柱联合净化,气相色谱-串联质谱检测,外标法定量。167种农药的响应在1~200μg/L质量浓度范围内线性良好,相关系数在0.994以上,各农药的检出限为0.3~3μg/kg,定量下限为1~10μg/kg。以猪肉样品作为代表性基质,进行0.01,0.04 mg/kg 2个水平的加标回收实验,回收率为66.4%~111.5%,相对标准偏差为1.3%~17.8%。本方法准确可靠,灵敏度高,样品净化效果好,能够满足动物性食品中农药多残留的痕量分析要求。     

偏最小二乘回归用于近红外光谱分析的稳健策略

偏最小二乘法（PLS）在近红外光谱（NIR）定量分析中占有重要地位,但预测结果往往容易受到样本分组和奇异样本等因素的影响,稳健性不强。多模型PLS (EPLS）方法在模型稳健性上得到提高,然而它无法识别样本中存在的奇异样本。为了同时提高模型的预测准确性和稳健性,本文提出了一种根据取样概率重新取样的多模型PLS方法,称为稳健共识PLS（RE-PLS）方法。该方法通过迭代赋权偏最小二乘法(IRPLS)计算样本回归残差得到每个校正集样本的取样概率,然后根据样本的取样概率来选择训练子集建立多个PLS模型,最后将所有PLS模型的预测结果平均作为最终预测结果。该方法用于两种不同植物样品的近红外光谱建模,并与传统的PLS及EPLS方法进行比较。结果表明该方法可以有效的避免校正集中奇异样本对模型的影响,同时可以提高预测精确度和稳健性。对于含有较多奇异样本的,复杂近红外光谱烟草实际样本,利用简单PLS或者EPLS方法建模预测效果不是很理想,而RE-PLS凭借其独特优势则有望在这种复杂光谱定量分析中得到广泛的应用。     

具有可见光响应的磷烯/g-C3 N4异质结的构建及其在高效太阳能分解水制氢中的应用

近年来,二维(2D)g-C3N4基材料因其较短的电荷传输距离和充分暴露的表面活性位点,受到科研工作者的广泛关注.然而,g-C3 N4较差的电荷分离和光吸收能力限制了进一步实际应用.通过引入具有高载流子迁移率和可见光响应的磷烯(FBP),构建FBP/g-C3N4异质结同时增强光催化剂的光吸收和电荷分离能力;同时,具有良好催化活性的FBP也可以作为g-C3 N4的助催化剂,进一步降低电荷在催化剂/电解液界面处的反应势垒,从而有效抑制电荷复合,并提高光催化制氢效率.研究结果表明:相较于纯g-C3 N4,FBP/g-C3 N4异质结不仅可以有效抑制电荷复合、促进光生电荷分离,而且可以极大地拓宽光谱响应范围.最终,构建的FBP/g-C3 N4异质结光催化剂获得了1.08 mmol·g-1·h-1的光催化制氢速率,相较于纯g-C3 N4提高了1.2倍.     

基于蒙特卡罗方法的中子屏蔽材料设计

基于蒙特卡罗粒子输运程序MCNP,设计了一种强度高、密度低、具有优异中子屏蔽性能的新型玻璃纤维/B4C/环氧树脂复合材料,模拟计算了镅-铍（Am-Be）中子源产生中子对该材料的透射率;研究了该材料的中子屏蔽性能与传统屏蔽材料的差异以及不同B4C质量分数对该材料的屏蔽性能影响;根据模拟结果分析了该材料对不同能区中子（慢中子、中能中子、快中子）具有的不同屏蔽性能。研究发现:B4C质量分数为10%的该种新型玻璃纤维/B4C/环氧树脂复合材料的中子屏蔽性能,尤其是慢中子屏蔽性能较传统的含硼聚乙烯和Al-B4C合金材料更为优异;但随着B4C质量分数的增大,屏蔽性能提升不明显。结果验证了蒙特卡罗方法用于中子屏蔽材料优化设计的可行性。     

基于S-A湍流模型的Runge-Kutta有限元算法

采用一方程S-A模型(Spalart-Allmaras模型)封闭雷诺时均N-S方程(RANS方程)进行湍流数值计算,可以减少方程求解数量,节约计算时间。本文对其进行了有限元数值算法研究,首先通过沿流线坐标变换,得到无对流项RANS方程,并引入三阶Runge-Kutta法对其进行时间离散;然后利用沿流线的Taylor展开解决坐标变换带来的网格更新的困难;最后采用Galerkin法进行空间离散,得到湍流模型的有限元算法。基于方柱绕流和覆冰输电线绕流模型,与试验结果进行对比,验证了该算法的有效性,与一阶数值算法相比,该算法在精度和收敛性方面更具优势。     

铀氢锆脉冲堆堆芯核安全参数的计算

应用自己扩充的含氢化锆中氢，铒－１６６和铒－１６７核素数据的ＷＩＭＳ－Ｎ１／Ｎ２数据库以及国际通用的栅元计算程序ＷＩＭＳ－Ｄ／４和六角形节块程序ＳＩＸＴＵＳ，分析了铀氢锆脉冲堆堆芯重要的核安全参数：功能峰因子和燃料负温度系数。     

城市土壤对铅的吸附动力学特征及影响因素

采用批量法对温州景山森林公园5种不同土壤的Ph的吸附动力学行为进行了研究,初步探讨了不同理化性质土壤对重金属吸附的影响。结果表明,在实验条件下,5种土样均在180rain内达到吸附平衡;抛物线扩散方程、双常数速率方程和Elovich方程能很好地描述5种土壤Pb^2＋动力学行为;随着外源Pb^2＋质量浓度的增大,土壤对Pb^2＋的吸附量都相应增大;通过吸附速率与吸附强度与土壤理化性质相关性分析,得出土壤对重金属铅的吸附速率是土壤各理化性质综合作用的结果,而土壤对铅的吸附强度在很大程度上取决于土壤pH。     

基于拉曼高光谱成像的乳粉真伪非定向筛查新方法研究

乳粉真伪问题是我国食品安全的突出问题之一,其非定向筛查是分析科学领域的前沿热点。该研究提出一种稳健建模驱动的拉曼高光谱成像方法(RMD-RHIM),借助其图谱合一的数据特征,将乳粉中未知掺杂物识别问题转化为奇异样本识别问题,有效解决了乳粉中掺杂物的不确定性问题。在RMD-RHIM中,首先采用自适应迭代重加权惩罚最小二乘算法(airPLS)扣除拉曼光谱的背景信息,再通过改进迭代自权重偏最小二乘法(mIRPLS)准确识别乳粉拉曼高光谱成像信号中的畸变像素点,并转化为可视化的二值图像,实现了乳粉真伪的非定向筛查。结果表明,RMD-RHIM方法对阳性和阴性样品的识别率分别达到了98.3%和93.3%,可满足乳粉工业快速筛查的需求,并为其它食品样本的非定向筛查提供了一种新手段。