可见光响应Fe3+-聚酰亚胺网络的合成及光诱导自由基聚合

将清洁、安全的太阳能(尤其是可见光)转化为化学能以合成高分子材料,一直是光催化领域的研究热点和难点.其关键问题是发展新型光催化材料,提升其在高分子合成环境下的光催化活性及稳定性.由于共轭微孔聚合物网络的独特优点,例如光电性能易调控、比表面积高以及结构相对稳定等,在光催化领域应用日益广泛.与其它共轭微孔聚合物网络相比,聚酰亚胺网络具有更高的光稳定性和耐化学腐蚀能力;同时,可用于合成聚酰亚胺网络的单体丰富,合成方法可靠,易于从分子层面调控其光电活性,提升其光催化活性.由于以上优点,基于聚酰亚胺网络的光催化体系在光诱导合成高分子材料领域展现出良好的应用前景.然而在实际应用中,聚酰亚胺网络却面临光催化活性不足的困扰.为解决此问题,本研究组曾设计,合成了以4,4',4'-三氨基三苯胺为核的聚酰亚胺网络,利用4,4',4'-三氨基三苯胺的给电子能力,促进聚酰亚胺网络中光生电子/空穴对的分离,有效提升了聚酰亚胺网络在可见光作用下对水相中有机污染物的光降解效率.在已有工作的基础上,本文设计、合成出一种新型聚酰亚胺网络,并通过配位作用,在聚酰亚胺网络网络中引入Fe^3+离子掺杂,提升其光催化性能,在有机环境中实现可见光诱导自由基聚合.首先,以三聚氰胺为电子给体单元,以1,4,5,8-萘四甲酸二酐为电子受体单元,通过酰亚胺缩聚反应构建出含电子给体-受体交替结构的聚酰亚胺网络(MPI);然后,通过浸渍法将Fe^3+离子引入到MPI网络内,制备出Fe^3+-聚酰亚胺网络(Fe@MPI).通过傅里叶变换红外光谱,粉末X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱对Fe@MPI的结构进行表征.结果显示,Fe^3+主要通过配位键的形式与MPI网络结合.同时,结合XRD谱图与扫描电子显微镜和透射电子显微镜结果可见,Fe^3+并非以氧化物或其它铁盐的形式简单地沉积在聚酰亚胺网络上,而是以Fe^3+-MPI配位作用均匀分布在MPI网络内.此外,XRD及氮气吸附实验结果表明,引入Fe^3+会破坏MPI网络的有序程度,导致复合材料的结晶度下降,但并不影响其多孔结构.通过紫外漫反射光谱和光电流谱对Fe@MPI的光吸收能力和光生电子/空穴对分离能力进行表征,结果显示,MPI网络与Fe^3+配位后,其光谱响应范围可拓宽至1250 nm,而其光电流响应强度也较纯MPI提升了3.5倍,表明引入Fe^3+配位可有效促进光生电子/空穴对的分离.基于其优异的光电性能,我们以Fe@MPI为光催化剂,在30℃下实现了甲基丙烯酸甲酯的可见光诱导自由基聚合,制备出分子量可达31.3×10^4 g mol^-1的聚甲基丙烯酸甲酯.同时,与MPI和FeCl3相比,Fe@MPI在相同条件下具有更高的催化效率,与其光电性能相吻合.最后,催化剂回收、循环实验表明,Fe@MPI易于回收,且具有良好的结构和性能稳定性:四次循环实验后,其结构和光催化活性均可基本保持不变.     

山黄皮多糖提取及其风味饮品制备

为探索超声波细胞破碎法快速提取山黄皮Clausena indica（Datz）多糖的工艺技术,本研究通过单因素和正交实验,考察料液比、超声功率、超声总时间对山黄皮多糖提取率的影响。同时以多糖浓缩液、柠檬酸、低聚果糖为原料制备山黄皮风味植物多糖饮品,并通过感官评价产品风味确定各原料的添加比例。实验结果表明：山黄皮多糖的最佳提取工艺为料液比1∶70 g/mL,超声功率180 W,超声总时间25 min,在此工艺下其多糖提取率为28.52%。山黄皮风味植物多糖饮品的最佳配比：多糖浓缩液添加量为12%、柠檬酸添加量为0.05%、低聚果糖添加量为8%。本研究优化了山黄皮多糖的超声波细胞破碎法快速提取工艺,所制备的山黄皮植物多糖饮品风味独特、酸甜可口,可为广西山黄皮功能产品的开发提供参考。     

高压容器筒体结构的最优化设计

针对高压容器筒体结构尺寸的设计,应用最优化设计理论,建立了高压容器筒体结构尺寸的优化数学模型,采用Turbo C语言编制了优化设计程序,获得了确定高压容器筒体结构尺寸的便捷、可靠的优化设计方法.最后,把所建立的优化设计方法用于2台高压容器筒体的设计,设计结果显示,采用本文的设计方法,能使容器在满足操作工艺要求和机械强度的前提下,用材较少,成本较低.     

压力容器壳体局部应力计算和强度评定

介绍了一种简便、实用的压力容器壳体局部应力计算方法,并应用该方法对一高压反应器底封头由接管载荷引起的局部应力进行了详细计算,进一步采用分析设计法进行了强度评定。     

Mamdani型模糊推理系统在桥梁状态评估中的应用

以在线传感器监测信息为基础建立桥梁工作状态空间的表征 ,结合专家经验建立状态空间的评价体系 ,并用Mamdani型模糊推理技术建立基于语言量的桥梁工作状态的在线监测机制 ,从而为桥梁结构健康监测及智能桥梁结构的实现提供一个可行的技术手段 .以某刚构桥模型实验为背景 ,通过整个加载历程中目标点处的同步位移信息来识别整个模型的状态 .结果表明 ,该方法提供了一种建立基于语言描述的结构在线健康监测系统方法 .     

有机分子荧光光谱中的AIE和ACQ现象

基础化学实验室主要开设基础类、大面积通识课程,开课对象以非化学专业、低年级本科生为主。基础化学实验室在实践教学活动过程中往往涉及危险化学试剂以及高温、高压等危险操作,加之新形势下大类招生不断扩大,基础类课程教学任务与日俱增,基础化学实验室的安全运行管理面临的挑战更加严峻。以西安交通大学基础化学实验室为例,介绍了我校基础化学实验室现状及在安全运行与管理方面存在的问题和解决对策,为同类型化学实验室的安全运行与管理提供借鉴与参考。     

大共轭分子用于TiO_2光催化效率和界面增强的策略

利用光催化技术,将占太阳光能很大比重的可见光部分转化为能量密度更高的电能或化学能,并使之器件化,成为各国科技工作者关注的重点和热点。基于TiO_2光催化技术,针对影响光催化效率提升的光谱响应范围窄、光吸收能力弱和光生空穴复合等问题,本文主要以苝类和吡咯并吡咯二酮类有机材料为例,综述了大共轭分子分子聚集特性、TiO_2基光催化材料拓宽光谱响应能力和增强界面结合的策略与最新研究进展,对TiO_2基复合材料的下一步研究工作进行了展望。     

基于SUSAN算法的空间目标分割算法

随着航天科技的迅猛发展,空间背景下非合作目标的分割问题已经成为人们关注的新焦点。SUSAN算法是一种新兴的并行边界类分割算法,采用USAN原理,通过对模板覆盖像素的统计来提取目标的特征。针对空间目标图像的特点,提出了一种基于SUSAN算法的空间目标分割算法。利用图像中目标的边缘轮廓信息进行特征提取,实现了人造目标与背景的分离。该算法具有抗噪声能力好、特征定位准确、计算速度快、能够较好的保持图像的特征结构信息等特点,非常适用于航天图像的实时分割处理。     

复杂载荷作用下椭圆封头-接管连接结构的最优化设计

为了设计化工容器上常见的椭圆封头/接管连接结构,根据设计条件提出了3种结构设计方案.采用有限元法,运用ANSYS软件进行结构应力计算,得到了3种结构的应力分布.通过对结构强度、结构的经济性和加工简便性的综合分析,给出了一个最佳的椭圆封头的连接加强结构.     

煤化工废水处理技术探讨

煤化工行业迅速发展的同时,其产生的废水成为了该行业面临的难题之一。近几年,煤化工废水处理技术的研究成为废水处理行业的焦点之一。以煤化工废水处理污染为展开点,探讨废水处理各项技术及应用,对煤化工废水处理了解具有一定意义。