基于电磁拓扑的多腔体屏蔽效能快速算法

提出基于电磁拓扑理论计算开孔多腔体屏蔽效能的快速方法.首先给出双腔体等效电路和电磁拓扑信号流图,并推导孔缝节点处的散射矩阵,给出拓扑网络的散射矩阵方程和传输矩阵方程,获得双腔体的广义Baum-Liu-Tesche(BLT)方程.在此基础上研究了开孔三腔体,包括串型级联三腔体和串并型混合级联三腔体的广义BLT方程.对于串型级联三腔体,其电磁拓扑网络和广义BLT方程在双腔体基础上直接扩展即可获得.而对于串并型混合级联三腔体,通过将位于三腔体公共面上的孔缝等效为三端口网络节点,并根据三端口网络散射参数定义推导获得该节点的散射矩阵,最终得到串并型混合级联三腔体的广义BLT方程.本文方法对双腔体的计算结果与文献结果和实验结果相符合,对3组不同类型和尺寸开孔腔的屏蔽效能的计算结果与时域有限差分法计算结果符合较好.该算法不仅效率高,通过对所有计算结果和实验结果的误差统计分析,表明该算法具有较高的计算准确度.     

超浸润形状记忆海绵的制备及油-水分离性能

基于反式 1,4-聚异戊二烯(TPI)的形状记忆性能, 以聚氨酯海绵为基底, 包覆TPI制备出了一种具有疏水超亲油特性的三维多孔形状记忆海绵. 由于这种海绵具有良好的形状记忆特性, 可以通过反复按压/恢复过程, 实现对海绵孔径在微米尺寸(约875 μm)与纳米尺寸(约450 nm)间可逆调控. 利用材料特殊的浸润特征及其可控的孔尺寸, 进一步研究了其在油-水分离中的应用. 研究结果表明, 微米尺寸大孔径海绵有利于对不相溶油-水混合物进行快速高效分离, 而纳米尺寸小孔径海绵则有利于对乳液混合物进行分离, 实现了同一材料同时满足不相溶油-水混合物及乳液体系的分离要求.     

超薄骨架有序介孔CdS/NiS的制备及光催化产氢性能

采用有序介孔氧化硅为硬模板, 通过纳米浇筑法制备了由螺旋骨架构建的有序介孔硫化镉(CdS)光 催化材料. 该光催化材料具有约5 nm厚的超薄骨架和大的比表面积(238 m²/g), 能有效缩短光催化反应中 光生电荷迁移到表面进行反应的距离并同时提供更多的反应活性位点, 从而增强光催化性能. 通过原位化学沉积法将不同量的助催化剂硫化镍(NiS)沉积到有序介孔CdS表面, 得到了一系列超薄骨架有序介孔CdS/NiS复合光催化材料. 可见光照射下的光催化产氢活性测试结果表明, 负载适量NiS的有序介孔CdS具有显著增强的光催化产氢活性(3.84 mmol?h^-1?g^-1), 约为负载相同量NiS的普通商业化CdS材料(0.22 mmol?h^-1?g^-1)的17.5倍.     

基于(S)-(+)-亮氨醇的手性介孔硅用作气相色谱固定相研究

以十二烷基硫酸钠(SDS)为模板,亮氨醇为手性源制备了手性无机介孔硅。热重曲线测试表明,亮氨醇手性介孔硅具有很好的热稳定性。将其作为气相色谱固定相,采用动态涂敷的方法制备毛细管气相色谱手性柱,该亮氨醇手性介孔硅柱能够对15种外消旋体包括酯、环氧烷烃、醛、酮、醚、醇和氨基酸衍生物进行拆分。同时也对位置异构体,正构烷烃混合物、正构醇类混合物、芳香族混合物以及Grob试剂进行了不同程度的分离。结果表明,亮氨醇手性介孔硅作为毛细管气相色谱固定相能对外消旋体等有机物进行较好的分离,具有良好的应用前景。     

《应用化学》第31卷(1～12期)总目次

正~~     

磺酸功能化介孔聚合物催化“一锅法”无溶剂合成3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮

通过软模剂合成方法合成了高度有序具有二维六方(p6mm)的FDU-15介孔聚合物材料.利用气固相磺化法制备得到新型磺酸基功能化介孔聚合物固体酸(FDU-SO3H).通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及元素分析等测试手段对FDU-SO3H介孔材料的物化性能进行了表征.在无溶剂条件下,FDU-SO3H能有效地催化以芳香醛、乙酰乙酸甲酯和尿素(或硫脲)的三组分一锅法的Biginelli反应.在优化实验的条件下,合成了一系列3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮衍生物.考察了加料顺序、溶剂及反应底物对Biginelli反应的影响.苯甲醛、乙酰乙酸甲酯和尿素在无溶剂,90℃加热1 h的条件下反应,3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮的产率为91%.探讨了Biginelli可能的反应机理.实验结果证明,FDU-SO3H不仅具有催化活性高、对环境友好及在空气中稳定等优点,而且重复使用后仍能保持优异的催化活性.     

具有红光发射的稀土上转换发光纳米晶及其介孔直接功能化

红光发射稀土上转换发光纳米晶(UCNPs)在光动力治疗(PDT)等方面具有特定的优势。将油溶性的UCNPs通过表面改性转变为水溶性,对其在生物医疗、疾病诊断等方面的应用具有重要意义。利用一种简单易行的方法将具有红光发射的UCNPs进行介孔直接功能化表面修饰,制备了一种具有良好水溶性的纳米材料NaYF4:Yb/Er/Mn@mSiO2。实验结果表明该材料核-壳结构明显,形貌均一,在980 nm的激发下保持了上转换发光特性。该材料在光动力治疗等方面具有良好的潜在应用价值。     

含Ti的HMS介孔材料催化剂及其对丙烯环氧化催化性能的研究

分别用水热合成法和气相四氯化钛(TiCl4)接枝法制备了Ti-HMS和Ti/HMS催化剂.表征结果表明,经过气相TiCl4接枝后的样品依然保持HMS(Hexagonal Mesoporous Silica,缩写为HMS)介孔材料特征,钛(Ti)物种主要以四配位的活性位形式存在.经过甲基接枝处理的催化材料,增加了表面的疏水性.丙烯环氧化反应结果表明,SN-Ti/HMS具有更高的催化性能.在2 500 h的稳定试验中,过氧化氢异丙苯(CHP)转化率大于99.0%,环氧丙烷(PO)选择性大于96.0%.研究和优化了环氧化反应工艺条件.采用浓度为30%的CHP为原料,CHP重量空速为1.0 h-1,床层温度为100℃,反应压力为3.0 MPa.     

大孔Mo-Ni/Al_2O_3催化剂的催化裂化柴油加氢性能研究

采用三次纳米自组装合成法,制备了一种以二次纳米自组装Al2O3为主体的大孔主客体催化剂FA-40,具有0.78 cm3·g-1的孔容、114 m2·g-1的比表面积、27 nm的平均孔径、6.0 nm和40 nm的双峰孔结构、孔分布在10~100 nm高度集中、低堆积密度为0.56 g·cm-3、活性金属含量高达35.70%。XRD和TEM分析结果显示,活性金属以直径小于2 nm的微晶态纳米粒子形式均匀分散于主体表面。采用劣质催化裂化柴油进行20 h加氢实验评价,反应趋于稳定时,FA-40的脱硫、脱氮及芳烃饱和率分别达到94.4%、95.5%和67.9%,与F-5相比分别提高了20%、80%和140%。300 h的长周期加氢实验表明,FA-40具有良好的加氢性能。