菌紫质光致各向异性动力学的理论和实验

对菌紫质(Bacteriorhodopsin,BR)薄膜的光致各向异性特性进行了理论模拟.由随机取向的极性BR分子构成的聚合物薄膜在宏观上是各向同性的,但在线偏振光的作用下,BR分子对激发光的选择性吸收,导致不同异构体分子取向的不均匀分布,从而使BR薄膜在宏观上呈现出各向异性.利用BR光循环的二能级模型,得到了B态分子取向分布随时间的变化关系,推导出了BR薄膜光致各向异性动力学的数学表达式,模拟了不同激发光强下BR薄膜的光致各向异性动力学曲线,得到了和实验结果一致的计算结果.     

动态参数影响下液体静压主轴运动精度分析及优化

针对现有液体静压主轴运动误差分析及优化的不足,基于液体静压主轴的结构参数,建立了主轴运动误差的动力学模型,定量分析了在不平衡质量作用下主轴转子不同转速下的动态参数变化规律。以主轴运动误差数学模型作为目标函数,以主轴系统参数作为设计变量,采用遗传算法对液体静压主轴系统的运动误差进行优化分析。单一因素优化分析时,主轴系统径向误差运动x、y、主轴倾角θ的优化效率分别为41.22%、25.21%、66.16%,多目标优化时效率为4.7%。优化后的主轴运动精度都有了显著的提高,并得到了提高液体静压主轴运动精度的结构参数组合。     

离子交换色谱中混合保留机理的研究

鉴于离子交换色谱中被测离子和有机聚合物树脂之间存在的吸附作用, 选择阴离子交换色谱柱IonPacAS9-HC为研究对象, 针对离子交换色谱中的吸附保留行为, 从色谱混合保留机理的角度出发, 考虑各色谱柱固定相含量和界面吸附面积的不同, 建立柱间保留的相互关系方程. 在五根不同批号IonPacAS9-HC (250 mm×2 mm I.D.)柱上, 以含50%乙腈(V/V)的9 mmol/L Na₂CO₃为流动相, 0.25 mL/min流速, 对12个不同结构类型的无机和有机阴离子(氟离子、氯离子、硫酸根、磷酸根、二羟基丁酸、丙酮酸、乙酸、丙烯酸、苯甲酸、丙二酸、酒石酸和邻苯二甲酸)的保留行为进行研究, 并采用推导所得的混合保留机理模型对溶质这一保留特征进行表征, 结果较为理想, 其中一价离子的相关系数为0.9～0.999, 二价离子的相关系数为0.999～1, 为离子交换色谱中吸附保留行为的研究提供了新方法.     

Hamilton体系下矩形薄板受抛物线压力载荷的屈曲分析

针对四边简支矩形薄板在两对边相向的非线性分布压力下的面内应力分布以及屈曲问题,应用弹性力学的Hamilton体系和Galerkin法进行了研究.基于弹性力学的平面矩形域Hamilton体系,根据辛本征向量展开解法,得到了对应于零本征值和非零本征值的含待定常数的实数型面内应力分布通解.依据必须满足的应力边界条件,导出了矩形薄板在抛物线分布载荷下的面内应力分布.考虑到应力分布表达式的复杂性,用完全的解析方法得到屈曲载荷是不可能的.因此,运用基于虚功原理的Galerkin法,根据四边简支矩形薄板弯曲的位移边界条件,给出了不同长宽比矩形薄板受抛物线分布载荷的屈曲临界载荷.通过与已有文献中DQ法给出的数值计算结果比较,表明了本文求解方法的有效性和正确性.基于所给出的结果,可望为解决矩形薄板在非线性分布载荷下的面内应力分布以及屈曲问题提供一种新的研究方法.     

涡旋辅助分散液液微萃取-数字成像比色法检测水体中的微量铁(Ⅲ)

在乙酸-乙酸钠缓冲溶液中,铁(Ⅲ)被盐酸羟胺还原成铁(Ⅱ),再与显色剂邻菲罗啉和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)反应生成橙红色的三元络合物,该络合物经过分散液液微萃取进行分离和富集,最终通过数字成像比色法(Digital Image Colorimetry,简称DIC)对铁(Ⅲ)进行定量测定。在优化的实验条件下,线性范围为0.020～0.200mg·L^-1,相关系数为0.9996,检出限为0.006 mg·L^-1,回收率为91.7%～103.1%,相对标准偏差(RSD)为1.9%～4.6%(n=10)。该方法具有较高的灵敏度和准确度,可以用于测定环境水样中痕量铁(Ⅲ)。     

空气辅助溶剂去乳化-分散液液微萃取-数字成像比色法测定水样中的六价铬

建立了基于空气辅助溶剂去乳化-分散液液微萃取(AA-SD-DLLME)-数字成像比色法(DIC)快速测定水环境中六价铬的新方法。自制的一次性塑料滴管中加入样品，在硫酸介质中六价铬与二苯碳酰二肼、十二烷基硫酸钠反应生成紫红色的三元络合物。以轻质溶剂正己醇作为萃取剂，采用空气辅助-分散液液微萃取方法对该络合物进行萃取获得乳化体系，然后加入去乳化剂甲醇破坏乳化体系，无需离心步骤即可使两相分离；取出滴管窄端上层富集的萃取层到离心管中，可通过数字成像比色装置对六价铬进行比色测定。优化了显色剂浓度、十二烷基硫酸钠浓度、pH、萃取剂种类及用量、萃取混匀次数、去乳化剂种类及用量等条件。在优化实验条件下，方法的线性范围为10～150μg/L,相关系数(R²)为0.9989,检出限为2μg/L,加标回收率为92.3%～110.3%,相对标准偏差(RSD)为1.3%～2.0%(n=10)。该方法具有较高的灵敏度、较好的准确性，能现场快速测定环境水样中六价铬。     

堆叠碳纤维电极在膜电容去离子脱盐中的应用

为了提高电化学脱盐装置中电极总吸附容量及脱盐性能，提出一种将堆叠碳纤维作为电极，且在电极之间加入钛网提升电极片层间导电性的方法。采用控制变量法设计脱盐实验，考察进水盐质量浓度、堆叠碳纤维电极厚度、增加钛网导体对脱盐性能的影响，并从吸附热力学和动力学角度分析吸附过程。结果表明：堆叠碳纤维电极会导致脱盐效率有所下降，其每层吸附容量由9.74 mg/g下降到2.86 mg/g。但通过增加多层钛网作为导电体可以有效提升脱盐速度，当增加至3层时，装置的脱盐速度较单层提高了2.1倍。堆叠碳纤维电极可解决单层电极吸附容量有限和无法长时间处理高浓度含盐水的问题，加入钛网可有效提升多层电极的导电性，从而提升脱盐性能。所提方法可为多层电极的设计及提升电极导电性提供新思路，对于电容去离子的工程化应用具有指导意义。     

基于Landsat影像的合肥市地表温度空间特征分析

文章以合肥市为例，选择2008—2020年内5期Landsat影像，对包河区、蜀山区、庐阳区、瑶海区4个行政区进行地物分类与地表温度反演；采用地理加权回归(geographically weighted regression, GWR)模型与标准差椭圆(standard deviational ellipse, SDE)分别分析不透水层对地表温度的影响程度及其空间分布演化特征。在500 m格网化划分尺度下，4个行政区不透水层与地表温度的GWR全局拟合系数R²基本上大于0.8,其中包河区与庐阳区的R²随时间变化相对稳定，而蜀山区与瑶海区的R²增加，不透水层变化显著；2008—2020年，不透水层对应SDE演化趋势与对应城区扩张趋势基本一致，椭圆面积呈增长趋势，这与合肥市由以主城区为主的发展模式变为多地区共同发展模式相关。研究结果可为合肥市未来城市规划提供参考。     

学科大概念统领下基于真实情境的“合成高分子”单元教学

通过新旧课标与教材的对比分析，在大概念的统领下，确定“合成高分子”的教学目标以及认识方式。以“结构决定性质，性质决定用途”大概念统领单元教学，围绕教学目标选择新冠疫情下的“防病毒口罩”为情境，在真实问题的解决过程中发展学生认识合成高分子的基本思路，促进学生化学学科核心素养的发展。     

基于太赫兹光谱的大鼠脑缺血早期诊断技术的研究

脑缺血是一种常见的突发性脑外科疾病，具有较高的致死致残率，快速、准确对脑缺血程度进行检测对脑缺血的诊断与治疗工作具有重要意义。基于衰减全反射式太赫兹时域光谱技术，分别对脑缺血时间为0, 0.5, 1, 2, 4, 6和24 h的大鼠脑脊液和血清进行光谱检测，并对不同缺血时间的大鼠脑脊液和血清的吸收系数和折射率随缺血时间的变化规律进行分析。结果表明，与对照组相比，不同缺血时间的大鼠脑脊液和血清的吸收系数和折射率均存在一定的差异。在此基础上，根据不同缺血时间的大鼠脑脊液和血清的吸收系数，采用主成分分析法和机器学习算法对大鼠的脑缺血程度进行自动分类识别。其中，基于脑脊液吸收系数的支持向量机分类模型的识别准确率相对较高，达到了89.3%。该方法为脑缺血的早期诊断提供一种新的检测方法。