临江高品位硅藻土的物理化学提纯

采用超声、酸浸和煅烧结合的物理化学法对临江高品位硅藻土进行处理,分析不同的硫酸浓度、酸浸处理方式(水浴、水热)以及煅烧温度对其形貌、比表面积、吸附量及各成分含量的影响,并利用红外光谱仪分析了硅藻土提纯前后谱图的变化,最终确定了最佳酸浸和煅烧提纯条件.其中,水浴酸浸采用28;硫酸处理后500℃煅烧,精硅藻土比表面积值为27.79 m2·g-1,非晶质SiO2含量为93.42;,对罗丹明B吸附量为1.94 mg·g-1;水热酸浸采用28;硫酸处理后500℃煅烧,精硅藻土比表面积值为25.10 m2·g-1,SiO2含量93.52;,对罗丹明B吸附量为1.84 mg·g-1.     

BiOCl{001}表面原子与电子结构的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了BiOCl{001}的三种不同终端面({001}-1Cl, {001}-BiO 和{001}-2Cl)的表面弛豫、能带结构、电子态密度和表面能. 计算结果表明: {001}-1Cl, {001}-BiO和{001}-2Cl表面均发生明显弛豫, 而在双Cl原子层处的层间距变化较大, 但未出现振荡弛豫现象, 其中{001}-1Cl表面弛豫较小. 与体相BiOCl电子结构相比, BiOCl{001}面具有较窄的带隙宽度, 并呈现较强局域性:对于{001}-BiO表面, 其导带与价带均往低能方向发生较大移动, 并且在导带底部出现表面态; 而{001}-2Cl表面的表面态主要出现在价带顶; {001}-1Cl表面的带隙中则无表面态产生; 表面态的出现导致{001}-BiO面和{001}-2Cl面带隙明显减小. BiOCl{001}三种终端表面的表面能分析结果表明, {001}-1Cl表面的表面能最小(0.09206 J·m^-2), 结构最稳定, 而{001}-BiO表面和{001}-2Cl表面的表面能分别为2.392和2.461 J·m^-2. 理论预测{001}-BiO表面和{001}-2Cl表面具有较高的活性, 但在BiOCl晶体生长过程中不易暴露. 本文计算结果为实验获得BiOCl高活性面{001}给予了基础理论解释, 进一步为BiOCl新型光催化材料的应用研究提供理论指导. 关键词： BiOCl{001}表面 表面弛豫 表面能 第一性原理     

声场聚焦在数字语音驱鸟器阵列中的应用

鸟害已成为某些农作物的主要经济损失,为了提高数字语音驱鸟器驱赶害鸟的效果,本文给出了数字语音驱鸟器阵列系统设计和声音链声场聚焦实现方法,并详细说明了硬件电路的实现。阐述了声场聚焦的原理,通过调整声音链阵列加权实现了声场聚焦,达到预期效果。     

基于微波的粮食水分检测系统设计

针对粮食水分快速检测的特点和要求,研制了基于微渡的粮食水分检测系统,采用微波无损检测方法实现了对粮食水分含量的实时、连续检测.微波发生器产生10.5 GHz的微波信号,经基于自由空间传输检测技术的微波传感器,与粮食非接触作用,信号采集电路对微波信号进行放大滤波,再经A/D转换器AD7806将微波模拟信号转化为数字信号,微控制器PIC18F6527通过采集到的微波信号推算出粮食的水分含量.实验表明该系统水分检测范围为8%～20%,测量精度为0.5%.在粮食收购、储藏、加工等过程中水分含量的检测是可行有效的.     

基于微波的粮食水分检测系统设计

针对粮食水分快速检测的特点和要求,研制了基于微波的粮食水分检测系统,采用微波无损检测方法实现了对粮食水分含量的实时、连续检测。微波发生器产生10．5GHz的微波信号,经基于自由空间传输检测技术的微波传感器,与粮食非接触作用,信号采集电路对微波信号进行放大滤波,再经A／D转换器AD7806将微波模拟信号转化为数字信号．微控制器PIC18F6527通过采集到的微波信号推算出粮食的水分含量。实验表明该系统水分检测范围为8％～20％,测量精度为0．5％。在粮食收购、储藏、加工等过程中水分含量的检测是可行有效的。     

Au/BiOBr纳米片的制备、表征及光催化性能

借助贵金属Au的等离子体共振效应,用于提高BiOBr的光吸收性能和导带电子作用,以增强光生电子-空穴分离效率,实现苯酚的有效分解.采用化学还原法制备了一系列不同Au负载量的Au/BiOBr纳米片状光催化剂,并对所制样品采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等现代光谱技术进行了表征分析,以模拟太阳光为光源,考察了Au负载量对BiOBr光催化降解苯酚活性的影响.结果表明,当Au含量为0.5;时,催化剂对苯酚的降解效果达到最佳;捕获实验发现,Au/BiOBr光催化进程中活性物种顺序依次为h+＞·OH＞·O2-;所制催化剂的循环测试表明,Au(0.5wt;)/BiOBr样品具有良好的光催化降解苯酚性能和较高的稳定性.     

水分散性N掺杂TiO2的制备及其光催化性能研究

采用多羟基法一步合成了具有可见光催化活性的水分散性N掺杂TiO2纳米颗粒,其中四异丙醇钛(TIIP)作为钛源,二乙二醇(DEG)作为反应溶剂,谷氨酸作为表面修饰剂和氮源.所得TiO2纳米颗粒在pH≥6.54的水溶液中可以很好的分散,并能稳定保持一星期.以甲基橙为目标降解物,研究了水分散性N掺杂TiO2在可见光下的光催化活性.结果显示,与未经掺杂的TiO2相比,所制得的N掺杂TiO2有良好的可见光催化活性.除此之外还通过改变气体氛围和添加捕获剂对水分散性N掺杂TiO2降解甲基橙(MO)的光催化机理进行了研究.本方法制备的TiO2因具有优越的水分散性和良好的可见光催化活性,在光动力治疗(PDT)中有极好的应用前景.     

α,β,γ,δ,ε,η-Bi2O3电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的CASTEP模块研究了α, β, γ, δ, ε和η-Bi₂O₃晶型, 计算分析了其几何结构、 能带结构、 电子态密度和光学性质. 结果表明, α, ε和η相均为层状结构, 其中, α和ε相为单层—Bi—O—结构, 而η相为双层—Bi—O—结构; β, γ和δ相为—Bi_m—O_n—交错结构, 其中δ相交错尤为密集, 呈现导体特性. 各晶相的导带均由Bi 6p态构成, 价带由O_2p态起主导作用. 电势电位分析结果表明, 6种晶相价带电位均在H₂O/O₂之下, 具有强氧化能力, 与实验报道的光催化氧化能力大小顺序γ-Bi₂O₃>β-Bi₂O₃>α-Bi₂O₃>δ-Bi₂O₃一致, 而导带还原电位低于H₂/H₂O, 预测纯Bi₂O₃很难具备催化产氢能力. 光学性质分析发现, γ和δ相的起始响应波长较大, 说明其应具备红外激发的性质. 这些结果可为获得偏红外激发和较宽光谱响应的Bi₂O₃材料研究提供理论基础, 为研发和应用Bi₂O₃及其复合物提供重要的指导.     

苗期作物和杂草的光谱分析与识别

田间杂草信息是指导变量喷洒除草剂的依据,利用光谱特征识别杂草的方法在实时性方面具有明显的优势。本文利用傅里叶变换红外(FTIR) 光谱法测量并分析了小麦、小藜和荠菜等几种杂草在700～1 100 nm波长范围内的反射率,再运用SPSS统计软件进行判别分析。先把原始数据进行压缩和标准化处理,然后运用逐步判别分析法寻求特征波长点,最后以选定的特征波长点为变量建立判别模型进行判别分析。统计分析的结果表明: 运用选定的特征波长点建立判别模型识别小麦和杂草的正确识别率达到了97%;在680～750 nm“红边”附近的特征波长点较为显著;在一定范围内,正确识别率随着特征波长点个数的增加而增加。本研究选定特征波长点,选择适当的滤光片,并配合黑白摄像机对小麦和杂草进行了多光谱图像采集和分析。     

基于近红外的奶粉品质检测技术研究

奶粉种类繁多且检测的理化指标较多,为了进一步简化近红外光谱检测技术在奶粉生产过程中的应用步骤,文章首次提出了建立包含不同种类奶粉样品集的6个指标：酸度、脂肪、乳糖、蔗糖、蛋白和灰分的近红外模型,用于奶粉质量控制。该文采用全谱分析结合模型优化方法研究,分别建立了该混合奶粉样品集的6个指标的近红外模型。实验表明：除酸度外,该研究所建立混合奶粉的其他理化指标的近红外定标模型具有较好的稳定性和预测能力(RSD<10%,RPD>3)。因此该方法的提出可以简化近红外技术在奶粉定量分析中的步骤。