Selective Pre-concentration and Solid Phase Extraction of Mercury（Ⅱ） from Natural Water by Silica Gel-loaded （E）-N-（1-Thien-2＇-ylethylidene）-1,2-phenylenediamine Phase

Silica gel-loaded （E）-N-（1-thien-2＇-ylethylidene）-1,2-phenylenediamine （TEPDA） phase was synthesized based on physical adsorption approaches. The stability of a chemically modified TEPDA especially in concentrated hydrochloric acid that was then used as a recycling and preconcentration reagent allowed the further uses of silica gel-loaded immobilized TEPDA phase. The application of this silica gel-loaded phase to sorption of a series of metal ions was performed by using different controlling factors such as the pH of the metal ion solution and the equilibration shaking time by the static technique. This difference was interpreted on the basis of selectivity incorporated in these sulfur containing silica gel-loaded TEPDA phases. Hg（Ⅱ） was found to exhibit the highest affinity towards extraction by these silica gel-loaded TEPDA phases. The pronounced selectivity was also confirmed by the determined distribution coefficients （Kd） of all the metal ions, showing the highest value reported for mercury（Ⅱ） extraction by the silica gel immobilized TEPDA phase. The potential applications of the silica gel immobilized TEPDA phase to selective extraction of mercury（Ⅱ） from aqueous solution were successfully accomplished and preconcentration of low concentration of Hg（Ⅱ） （30 pg·mL^-1） from natural tap water with a preconcentration factor of 200 for Hg（Ⅱ） off-line analysis was conducted by cold vapor atomic absorption analysis.     

低初始振动激发van der Waals分子HeI_2振动预离解三维含时波包动力学研究

用含时黄金规则波包法,计算了低初始振动激发HeI_2分子振动预离解总和分衰变宽度,寿命和速率及它们随初始振动态υ的变化.计算结果与实验外推数据符合得相当好.计算所需很短的波包总传播时间(不超过1ps)是由离解碎片在振动去激发绝热势能面(υ-1)上驻留时间决定的.较强的终态相互作用的影响是很重要的.预言并解释了终转动态分布随着υ的移动而改变的动力学规律.     

环状芴基张力半导体拉曼光谱理论与实验研究

环状芴基张力半导体由于其特殊的分子结构，发射状排布的p轨道和纳米级空腔等诸多特点，引起了科学家广泛的关注.相对于直链型芴基半导体，环状芴基张力半导体展现出独特的光电性质.然而，迄今为止其振动性质没有被报道.对四元环芴的晶体与直链四聚芴粉末样品进行拉曼光谱表征和归一化处理，并结合理论计算.结果表明，与直链寡聚芴相比，环芴类似于碳纳米管的G峰发生了偏移，并且低频区域拉曼频移峰的峰强增加.其原因是由于张力的引入，改变了芴基主链的骨架和电子结构，加强芴骨架上π电子离域，同时使环芴中每个芴单元都参与到振动中.该研究结果为芴基张力半导体材料拉曼光谱的研究提供了一定的工作基础.     

耐超高温SiC(Al)纤维先驱体——聚铝碳硅烷纤维的研究

以聚硅碳硅烷(PSCS)与乙酰丙酮铝(Al(AcAc)3)为原料,在常压高温条件下反应制备出聚铝碳硅烷(PACS),经过熔融纺丝制备了PACS纤维.应用GPC、IR、XPS、29Si-NMR、27Al-NMR、TG、SEM、元素分析和增重等一系列分析,分别对PACS纤维的微观组成、结构以及性能进行了分析.研究结果表明,以原料质量配比为6∶100(Al(AcAc)3∶PSCS)合成的PACS化学式为SiC2.0H7.5O0.13Al0.018,数均分子量为1700左右,最适宜制备PACS纤维;PACS纤维中主要存在SiC4、SiC3H等结构,同时存在Si—O—Al键;在氮气气氛中,PACS纤维的陶瓷产率达到52%左右;预氧化处理,PACS纤维中Si—H键与空气中的氧反应形成Si—O—Si交联结构,较聚碳硅烷(PCS)纤维易于氧化,经过预氧化的PACS纤维陶瓷产率达到80%左右,是制备耐超高温SiC(Al)陶瓷纤维的合适纤维;用预氧化PACS纤维制备的SiC(OAl)纤维和SiC(Al)纤维抗拉强度高,耐高温性能好.     

具有预典范结构的模的若干性质及其应用

预典范结构出现在一些关于Coxeter群及其Iwahori-Hecke代数的Kazhdan-Lusztig理论的文献中,具有广泛意义.本文研究具有预典范结构的模的若干性质,重点研究投射性质和对偶性质.以广义Temperley-Lieb代数等为例,本文展示了这些性质的直接应用.     

聚合物限域和预有序熔体的结晶行为及结构调控

高分子物理领域的挑战性难题之一是调控高分子的结晶行为.高分子结构具有多尺度的特点,且易受到各种本征因素以及加工过程中引入的外场与受限作用的影响.高分子的结晶过程复杂多变,为避免最终产品性能的良莠不齐,促进高分子材料的实际生产和应用,需要建立高分子结构与性能的直接关系并实现对高分子结晶结构的精细化调控.本文以几种典型高分子为例,重点阐述了我们课题组在有关薄膜和纳米孔道构筑的限域空间与分子链预有序熔体对高分子结晶行为的影响、相关结晶结构调控机制以及结构-性能关系等方面的研究工作,阐明了聚合物多层次结构调控领域存在的科学问题,并展望了其未来发展方向.     

充液弹性毛细管低温相变的力学分析

充液弹性毛细管广泛存在于生物体(如毛细血管、植物导管等)和工程领域(如微流控冰阀门、制冷系统热管、MEMS微通道谐振器等).低温工作环境中,充液弹性毛细管内部的液柱会发生相变并引发冻胀效应,从而导致管壁的变形、损伤乃至断裂.该文建立并求解了考虑温度梯度、界面张力及液体冻胀作用的弹性毛细管平衡方程,分析了液柱低温相变过程中毛细管壁的径向和环向应力,发现管壁应力分布受热毛细弹性数和冻毛细弹性数的影响,且影响大小跟壁厚相关.该研究不仅有助于理解生物体内充液弹性毛细管冻胀失效机制,还可为MEMS微流控芯片的抗冻胀失效设计提供理论指导.     

双路大电流源模块水中放电实验研究

高压电脉冲压裂技术是基于液电效应,通过水中脉冲放电产生强大的冲击波使岩石产生裂缝,近年来成为了岩石压裂领域的热点研究对象。搭建了两路电流源模块应用于水中放电,采用铜材料的针针电极,电极间距1 mm;研究了在不同放电电压下,单路和两路电流源模块电极间的电压、电流波形。实验结果表明,空载时在同一放电电压下,双路模块产生更大的放电电流,从而在放电时获得更高的瞬时功率;而在水中针针放电时,单路和双路模块水间隙的预击穿时间与放电电压之间具有很大的随机性。单路模块预击穿时间的标准差最小为0.285 ms,最大为1.481 ms;而双路模块最小为0.369 ms,最大为0.703 ms。并且随着放电电压的增加,预击穿时间减小,双路模块的预击穿平均时间从放电电压为1300 V时的2.686 ms降到1800 V时的1.036 ms。     

一种Ku波段高效率低磁场同轴相对论返波管

设计了一种工作在Ku波段的低磁场同轴相对论返波管。器件工作在同轴TM01近模式,采用两段式慢波结构构型,在前后段慢波结构中分别主要进行电子束调制与能量提取,以实现高效率工作。通过设计非对称反射腔,引入电子束预调制,进一步加深电子束调制深度,提高了束波互作用效率。通过调节慢波结构中间漂移段长度,进一步优化器件内部场分布,提取段慢波结构处轴向电场强度得到显著增强,器件工作效率可提升至35%。最终,当磁场强度0.6 、二极管电压490 V、二极管电流7.5 A时,获得1.27 GW微波输出,效率约35%,微波频率为14.7 GHz。     

人工肌肉作动器的参数优化设计

由于电活性聚合物材料在电场作用下所表现出的许多独特的力电性能,如大应变、响应快、高能量转换率等特点,使得这种高分子智能材料引起了广泛关注,已被加工成作动器、传感器及俘能器等能量转换器,有望在工程领域发挥巨大作用.论文针对美国人工肌肉公司(Artificial Muscle Inc.)开发的一款电活性聚合物介电薄膜作动器的优化设计开展研究,主要研究了在外加力电载荷作用下,当薄膜发生面外轴对称大变形时,不同初始预拉伸即设计参数对薄膜厚度、拉伸变形、应力及薄膜中电场强度等的影响效应.该薄膜作动器有三个设计参数,结果表明,通过优化设计参数,在设计参数的某一组合下,薄膜的厚度、薄膜中的电场分布将趋于均匀,而薄膜的拉伸变形、应力并未呈现类似的均匀性.本文所提供的研究方法,可为此类作动器的优化设计提供基本的分析模式.