科研问题向课堂教学的融入

科研向教学的融入常常注重科研成果在教学上的分享,而科研问题在教学中的重要作用却往往被忽视。为提高教学效果,本文尝试在课堂教学中选取科研成果取得过程中遇到的某个问题为切入点,抛转引玉,由学生运用所学知识,通过查阅资料和课堂讨论,思考解决办法。     

红树林湿地土壤矿物的分析

以湛江湾南海堤典型红树林湿地土壤为研究对象,采用X射线衍射(XRD)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)快速批量鉴定土壤中矿物成分,利用扫描电子显微镜(SEM)观察土壤颗粒形貌特征并获得化学成分组成信息;同时采集附近光滩土壤样品进行对比研究,以揭示红树林湿地土壤特殊的生态环境特征。结果表明,红树林湿地土壤矿物主要由高岭石、石英、白云母、埃洛石、地开石和蛇纹石等组成;与光滩土壤相比,红树林湿地土壤矿物类型多样,而光滩土壤矿物相对单一,主要为石英和高岭石;红树林湿地土壤颗粒以片状聚合体为主,主要元素组成为C、O、S、Al、Si、Mg、Fe等,常见含有Cu、Zn、Mo等重金属元素。同时发现红树林湿地土壤颗粒含有较丰富的硫化物;而光滩土壤未发现上述特征,表明红树林湿地处于一个特殊的生态环境,土壤沉积物中富含有机质、Fe、S等,比一般潮滩更易于富集硫化物或重金属。     

基于迭代小波变换的光谱信号本底扣除方法研究

本底会对光谱分析结果产生很大的干扰作用,为获取特征峰的有效信息,必须首先去除本底。该文提出了一种基于小波变换的本底扣除算法,通过对光谱及后续光谱迭代进行小波变换,利用逼近系数估计本底,直到本底收敛。提出了判断多次估计的本底最大误差是否足够小的收敛准则。利用该算法去除本底后,即可进行特征峰信息的提取。分别利用仿真光谱和实验能量色散X射线荧光光谱对算法进行了验证,并与传统小波变换和多项式拟合法进行了对比。结果表明,该算法能够更准确扣除光谱本底,对其他光谱的本底扣除也具有借鉴意义。     

亚稳态分子间复合物反应机理研究

亚稳态分子间复合物（metastable intermolecular composite,MIC）由于具有超高反应燃烧速率及能量释放速率、高体积能量密度、低扩散距离和绿色环保等优点,在微型含能器件、火箭推进剂和绿色火工药剂等军用领域展现了很好的应用潜力。其反应机制与传统的含能材料不同,且具有超高速反应的瞬时性及复杂性,对其反应机理仍然缺乏清晰的认识,这限制了其应用研究的进展。本文对近年来亚稳态分子间复合物的反应机理研究进行综述,重点讨论具有代表性的“金属-氧翻转机理”和“预点火-熔结机理”。对于MIC材料的反应机理研究,本文主要从实验研究、理论模型研究和数值模拟研究三个方面进行分析。改性MIC材料是对材料性能进行调控的重要手段,是目前及未来的重要发展趋势之一,在论文最后对其反应机理做了重点叙述。通过对当前研究现状的归纳与分析,给出了当前的重要研究成果以及研究中出现的问题,并对未来的研究发展趋势进行了展望。     

Li2B4O7坩埚内预氧化熔融铸片XRF法测定含还原物耐火材料中主量和次量组分

在四硼酸锂坩埚中,以碳酸锂和硝酸铵为氧化剂,在铂金坩埚外对含还原物耐火材料进行预氧化和烧结。在高温氧化过程中,由于样品表面包裹有含氧化剂为主的烧结物,在继续熔融氧化产生的气体浮力作用下,样品在未被氧化前,不与铂金坩埚接触。因此,避免了熔融过程中铂金坩埚腐蚀问题。实验结果表明,氧化温度控制在730℃以下,时间15min内,含还原物耐火材料样品与氧化剂发生氧化烧结反应,四硼酸锂坩埚不会熔穿。确定的预氧化温度为720℃,时间为5~15min。结合现有的报道,确定了熔融铸片所需氧化剂和脱模剂的用量、熔融温度和时间。按拟定的方法,用国家和行业标准样品绘制工作曲线,对含还原物耐火材料样品进行了测定。与湿法分析结果进行比较表明,准确度与湿法分析相当。     

锂离子电容器(LIC)产业前沿技术研究进展

新能源战略体系的建设和电子技术的飞速发展对储能器件的性能提出了更高的要求,锂离子电容器是将锂离子电池和双电层电容器“内部交叉”的新型混合储能器件,兼具高能量密度和高功率密度,近年来引起了国内外的广泛关注.本文阐述了锂离子电容器的工作原理和国内外产业发展现状,总结了碳负极的预赋锂技术、电极材料与体系匹配性研究等关键技术前沿的研究成果,并提出了后续产业化研究中所需要解决的实际问题.     

导电高聚物修饰纳米尺度TiO~2多孔膜电极的光电化学研究

用光电化学方法研究了用导电高聚物修饰的纳米晶TiO~2多孔膜电极在不含氧化还原对和含不同氧化还原对体系电解质溶液中的光电转换过程。TiO~2/导电高聚物多孔膜电极为双层n型半导体结构,内层TiO~2多孔膜的禁带宽度为3.26eV,外层聚吡咯(PPy)膜的禁带宽度为2.23eV,而聚苯胺(PAn)膜的禁带宽度为2.88eV。用导电高聚物修饰半导体电极能使其在可见光区的光吸收增加,光电流增强,且起始波长红移至>600nm,使宽禁带半导体电极的光电转换效率得到明显改善。     

一种具有高速选择性的技术—分了烙印

分子烙印技术作为一个新概念被提出来,虽然国外已有一部分人在这方面作出了一些研究,但国内这方面的报道却很少,本文从自组装方法和预聚合方法两种合成分子烙印聚合物的模型,烙印分子、功能性聚合物单体及聚合条件的选择,分子烙印聚合物的特点,应用展望等作了评述。     

黄曲霉素B2分子吸附在银团簇的表面增强拉曼散射机理

采用密度泛函理论（DFT）B3LYP方法,6-311G（d,p）（C,H,O）/LANL2DZ（Ag）基组,计算了黄曲霉素B₂（AFB₂）分子吸附在Ag₂团簇的表面增强拉曼散射（SERS）光谱和预共振拉曼光谱,并与实验结果比较. 结果显示：AFB₂分子在基态Ag₂团簇表面吸附时,增强因子最大达到10²,对应吡喃（pyrane）环C=O伸缩振动,主要是由AFB₂分子周围化学环境改变而引起的基态静极化率改变导致的化学增强. 不同激发波长下的AFB₂分子预共振拉曼光谱的增强强度不同：电荷转移态激发波长为1144 和544 nm时拉曼信号增强了10²倍,而选择电荷转移预共振波长432和410 nm作为入射光时,其拉曼信号增强了10⁴倍,增强机理为银团簇和黄曲霉素分子之间的电荷转移共振增强. 因此通过改变入射光波长,选择电荷转移共振激发波长,更有利于强致癌物AFB₂分子的痕量检测.     

预富集电感耦合等离子体质谱法测定地下水中超痕量稀土元素及钪、钇

以P507萃淋树脂为固定相，HCl/EDTA为流动相，建立了地下水中超痕量稀土元素及钪、钇的ICP－MS测定的新方法。详细探讨了稀土元素（REEs）、Sc、Y与基体元素的分离、EDTA小体积洗脱的实验条件及ICP－MS工作参数。在pH2.6时上柱，大部分Ca、Mg，其体可不经淋洗而直接与REEs分离；以100mmol的EDTA洗脱，5mL淋洗体积REEs、Y、Sc回收率为96％－98.5%。详细考察了La、Ce、Pr的氧化物离子及氢氧化物离子的干扰及校正方法。分析方法的检测限为0.7-10.1ng/L，加标回收率为95％－99％。用于实际地下水及人工模拟水样的分析，结果令人满意。