高能强子–强子碰撞中喷注性质的蒙特卡洛研究

在喷注“圆锥判定法”的基础上,对高能强子–强子碰撞中产生的喷注(微喷注)的性质进行了蒙特卡洛研究.采用以喷注动量为z轴的“喷注坐标系”,给出了表征喷注性质的各物理量在新坐标系中的分布情况.结果表明,圆锥判定法能够作为一种有效手段来对高能强子–强子碰撞和相对论重离子碰撞中发生的硬和半硬过程开展实验研究.由有喷注事件和无喷注事件的多重数分布可以看到,E_t=2GeV是用圆锥法确定喷注的合理的横能截断值.     

Si3N4的晶体化和ZrN/Si3N4纳米多层膜的超硬效应

研究了Si₃N₄层在ZrN/Si₃N₄纳米多层膜中的晶化现象及其对多层膜微结构与力学性能的影响. 一系列不同Si₃N₄层厚度的ZrN/Si₃N₄纳米多层膜通过反应磁控溅射法制备. 利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能. 结果表明，由于受到ZrN调制层晶体结构的模板作用，溅射条件下以非晶态存在的Si₃N₄层在其厚度小于0.9 nm时被强制晶化为NaCl结构的赝晶体，ZrN/Si₃N₄纳米多层膜形成共格外延生长的柱状晶，并相应地产生硬度升高的超硬效应. Si₃N₄随层厚的进一步增加又转变为非晶态，多层膜的共格生长结构因而受到破坏，其硬度也随之降低.     

Raman and X-Ray Investigation of Pyrope Garnet （Mg0.76Fe0.14Ca0.10）3Al2Si3O12 under High Pressure

The compressional behavlour of natural pyrope garnet is investigated by using angle-dlspersive synchrotron radiation x-ray diffraction and Raman spectroscopy in a diamond anvil cell at room temperature. The pressureinduced phase transition does not occur under given pressure. The equation of state of pyrope garnet is determined under pressure up to 25.3 GPa. The bulk modulus KTO is 199 GPa, with its first pressure derivative K′TO fixed to 4. The Raman spectra of pyrope garnet are studied. A new Raman peak nearly at 743 cm^-1 is observed in a bending vibration of the SiO4 tetrahedra frequency range at pressure of about 28 GPa. We suggest that the new Raman peak results from the lattice distortion of the SiO4 tetrahedra. All the Raman frequencies continuously increase with the increasing pressure. The average pressure derivative of the high frequency modes （650-1000 cm^-1） is larger than that of the low frequency （smaller than 650 cm^-1）. Based on these data, the mode Grǖneisen parameters for pyrope are obtained.     

直接解调成像的快速算法

直接解调方法(Direct Demodulate Method, DD)中运用的最多的迭代方法是Richardson-Lucy (RL)迭代. RL迭代的公式可以改写成矩阵形式, 其中包含了主要计算量的两次矩阵乘法在点扩展函数满足平移不变性的情况下可以写成卷积的形式, 而卷积可以使用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)做快速计算. 详细介绍了上述过程, 并将该方法应用到了硬X射线调制望远镜(Hard X-ray Modulate Telescope,HXMT)的DD成像中, 通过理论的和模拟的计算对比了优化前后DD方法对计算资源的开销.     

普遍化的微扰理论（GPT）和化学反应性

六十年代中期发展了讨论化学反应性的两类理论模型：一个是支配协同反应的轨道对称守恒原理；另一个是强调反应分子某些特殊轨道起主要作用的普遍化的微扰理论(Genetalized Pettutbation Theory)，前者很快被引入我国各类结构化学教材；后者则至今未被引起足够重视。其实这一理论在讨论化学反应性上的阶值并不低于前者。在此简要介绍这个理论及其应用。     

柴达木石晶体结构测定和精确化

新矿物柴达木石(ZnFe(SO_4)_2(OH)·4H_2O)属三斜晶系,空间群P1.最小二乘法修正的晶胞参数:a=7.309(2) ,b=7.202(2) ,c=9.691(3) ,α=89.64(3)°,β=105.89(3)°,γ=91.11(2)°。晶体结构经Patterson法和Fourier合成法测定;2833个独立衍射全矩阵最小二乘修正,R因子为0.032。结构中,[Fe(1)O_5(OH)]和[Fe(2)O_5(OH)]两种配位八面体通过共用OH角顶,组成‘Z’字形链;链的这一侧和另一侧的4对八面体角顶被[SO_4]四面体共用。这种八面体-四面体链又被孤立的[Zn(1)O_2(H_2O)_4]和[Zn(2)O_2(H_2O)_4]八面体连接成平行(100)面的波状层;层间通过水分子以氢键相连。     

离子交换法制备廉价而高效的可见光驱动CaMg(CO3)2@Ag2CO3微球光催化剂

Ag2CO3是一种典型的银基半导体,可在可见光照射下降解各种有机染料,但制备成本高,光腐蚀严重,稳定性差,难以循环利用等,因而限制了它的实际应用.针对这些问题,目前多数的改进措施是构建异质结,有效的分离光生电子与空穴来提高Ag2CO3的光催化性能.比如典型的异质结光催化剂有TiO2/Ag2CO3,Ag2CO3/ZnO,Ag2O/Ag2CO3和AgX/Ag2CO3等.也有在表面化学沉积,光化学还原Ag等贵金属形成等离子体等方式提高其光催化性能,但是很少通过特殊形貌控制以提高Ag2CO3的光催化性能.最近的研究表明,由于多尺度微球结构催化剂具有高效的光捕能力,同时具有比表面积大、易沉降,良好的物质传输能力和表面的渗透性,因而在液相光催化反应中具有明显的优势.因此,我们期望制备出一个多尺度微球结构Ag2CO3光催化剂.CaMg(CO3)2是一种具有微球结构的半导体,它与Ag2CO3有相同的阴离子结构,但是两者在水溶液中的溶解度相差较大,利用这个特性理论上可以将两个不同的半导体结合在一起,得到一种新型的复合微球.本文以CaMg(CO3)2微球为硬模板,通过简单的离子交换成功制备了粒径约为10μm的CaMg(CO3)2@Ag2CO3微球.利用X射线衍射、N2物理吸附、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见漫反射吸收光谱、光电流等手段对在不同反应时间与温度下制得的CaMg(CO3)2与Ag2CO3的复合物进行了表征.结果表明,在40°C下Ag+与Ca2+、Mg2+离子交换4 h后,得到了一种多尺度CaMg(CO3)2@Ag2CO3复合微球.此时,微球中Ag2CO3的含量约为2.56%.结果表明,这种具有多尺度结构的复合微球能够增强可见光的吸收.电化学阻抗测试和光电流测试表明,CaMg(CO3)2核的存在可以降低光生载流子的迁移阻力,进而促进光生电子与空穴的分离.在光降解酸性橙II的测试中,核壳结构的CaMg(CO3)2@Ag2CO3复合微球表现出了更高的催化活性,而且具有更好的循环使用性能.同时,相对于纯Ag2CO3光催化剂来说,CaMg(CO3)2@Ag2CO3复合微球制备的成本大幅度降低.ESR测试证明了·OH为CaMg(CO3)2@Ag2CO3复合微球光催化过程中的主要活性物质.     

生物质巨菌草衍生炭的合成及在超级电容器中的应用

将巨菌草低温预碳化处理,得到粉末炭质材料(JPC),再用不同比例的KOH在不同温度下进行活化处理,得到了以微孔和介孔分布为主的无定形炭材料(JPCK1).所合成的炭材料JPCK1-900-4X的比表面积高达3368 m²/g,具有较大的孔隙体积和0.95%(原子分数)的氮含量.电化学测试结果表明,JPCK1-900-4X在超级电容器应用中表现出优异的储能潜力;在电流密度为0.5 A/g时其比电容为311.7 F/g,电流密度提高到10 A/g时比电容为230 F/g;在电流密度为10 A/g时经过5000次充放电循环后其电容保持率为97.5%;在两电极体系下,当功率密度为250 W/kg时,其能量密度可达17.7 W·h/kg.