一种基于偶氮水杨醛酰腙的CN-探针

设计合成了一种基于偶氮苯基团的简单而高效的比色探针L1,并利用紫外-可见吸收光谱考察其对阴离子（F^-, Cl^-, Br^-, I^-, AcO^-, H₂PO₄^-, HSO₄^-, ClO₄^-和CN^-）的识别性能。结果表明：探针L1在DMSO/H₂O（5：5, V/V）的含水体系中,可以实现对CN^-单一选择性识别;且加入CN^-时,溶液颜色立刻由无色变为红色,而加入其它阴离子则无变化,说明该探针能够实现对CN^-的裸眼识别。另外,该探针对CN^-的检测灵敏度较高,最低检测限达到了1.3 μmol·L^-1。此外,我们制作了负载有探针分子L1的试纸条,能够更加方便快捷的检测CN^-。     

基于RFID的智能跟踪机器人的设计

针对国内各种智能机器人的智能跟踪难这一现状,设计出一种基于RFID技术的智能跟踪的机器人,能实现对携有特定电子标签的目标进行实时跟踪。该机器人以STC89C51单片机为核心,采用有源RFID读写器(HR6020C)和电子标签(WS-HT06)构建定位系统,采用单片机控制L298来驱动机器人的两个后轮,整个系统通过单片机进行整合、计算、处理数据,并发出指令,控制机器人对目标进行跟踪,进而达到机器人的智能跟踪的目的。实验结果表明,该机器人达到了智能跟踪的要求。     

一种新的珍珠层厚度测量方法

珍珠层厚度是是珍珠价值最主要的衡量指标之一,目前珍珠层厚度的无损测量方法主要采用光学相干层析成像技术和X射线技术。光学相干层析成像技术在实际测量时精度较低。在研究X射线测量原理的基础上,提出了一种新的珠层厚度测量方法。首先介绍了灰度图像的边缘识别算法和珍珠核、珍珠外圆度拟合算法,其次提出了一种引入对照机制的珍珠层测量算法,最后还对算法的误差进行了分析,算法的误差可以控制在0.02%以内。实际的测量也验证了本测量方法具有很高的精度。     

山区智能视觉火情高空图像搜集系统的设计与实现

介绍了一种针对山区多样性突发火情事件中基于智能视觉的高空图像搜集系统,采用以ST意法半导体公司的STM32F107VCT6为处理核心的开发平台,地面控制平台通过高空无人机的高速照相机对目标区域火情图像数据进行搜集,并将图像数据带回到地面控制平台的PC处理器上进行综合分析。地面控制平台根据智能视觉信息采集模块采集的山区遥感图像的均值作为初始背景,并对背景图像进行实时更新,利用光谱特征与距离算法获取差分图像,并进行图像处理,从而获取山区发生火情区域的图像分析数据,以实现对山区森林突发火情事件的及时监测,在火情发生初始阶段就能扑灭。本文对山区智能视觉火情高空搜集系统的实现原理、核心硬件设计、系统软件设计等分别进行了研究,并通过系统实验进行了验证,测试结果表明,该系统在对山区的高空图像搜集实验中,对不同颜色物体的分别识别率为100%,对火灾与地形地貌的识别率为95.55%和81.12%,非常适用于各种山区环境下的智能视觉监控系统。     

锰催化的亚胺/腈、格氏试剂和四氢呋喃的三组分反应:高效制备1,5-氨基醇和1,5-酮醇化合物

正格氏试剂对亚胺或腈的加成反应是制备有机胺或酮类化合物的经典方法.由于醚类溶剂对格氏试剂良好的溶解性和反应惰性,上述反应通常在乙醚或四氢呋喃溶剂中进行.中国科学院化学所分子识别与功能院重点实验室的王从洋课题组发现,在锰/镁双金属体系和碘代芳烃的作用下,四氢呋喃形式上被转化为1-丁醇-4-卡宾的等量体,它同时与亲电试剂(亚胺/腈)和亲核试剂(格氏试剂)反应,构建了同碳上两个新的C—C键,从而高效制备了1,5-氨基醇或1,5-酮醇化合物.该反应原料便宜易得,反应条件温和,易于放大制备,反应产物可用于合成重要有机杂环哌啶和二氢吡喃等.实验和计算结果表明,自由基和有机锰物种是反应的重要中间体,而四氢呋喃的α-芳基化开环是反应的关键步骤.     

吡啶并[2,3-d]嘧啶衍生物受体的合成及对阴离子识别研究

通过6-氨基嘧啶、取代苯甲醛与丙二腈的三组分反应合成了4种吡啶并[2,3-d]嘧啶受体分子,利用紫外-可见吸收光谱考察了其与F-,Cl-,Br-,AcO-,4HSO-,2 4H PO-等阴离子的作用.结果表明该类受体分子与阴离子形成氢键配合物,导致吡啶并[2,3-d]嘧啶受体的光谱发生变化.测定了配合物的结合比和稳定常数,发现受体化合物对AcO-离子具有良好的选择性,对其它多种阴离子无影响.Job曲线表明受体分子与阴离子间形成1∶1型的配合物.1H NMR滴定进一步证实了氢键作用的存在及参与类型.     

一例水溶液中识别铜离子的染料探针

通过罗丹明B与乙二胺反应生成的中间体合成了一例可以对铜离子进行比色检测的探针R-Cu.R-Cu可以实现对在HEPES(5 mmol/L;pH 7.4)溶液中Cu2+的比色可视化识别,加入Cu2+后,R-Cu的吸收明显增强,呈现出罗丹明B的紫红色.探针对Cu2+具有较高的选择性和灵敏性,对其他常见的金属离子具有较强的抗干扰能力.该探针可以在较宽的特别是近中性pH环境下有效检测Cu2+,最低检出限为2.70×10?7 mol/L.     

纳米孔缺陷导致单层黑磷电荷局域极大抑制非辐射电子-空穴复合的时域模拟

通常认为缺陷加速黑磷的非辐射电子-空穴复合,阻碍器件性能的持续提高。实验打破了这一认识。采用含时密度泛函理论结合非绝热分子动力学,我们发现P-P伸缩振动驱动非辐射电子-空穴复合,使纳米孔修饰的单层黑磷的激发态寿命比完美体系延长了约5.5倍。这主要归因于三个因素。一,纳米孔结构不但没有在禁带中引入深能级缺陷,而且由于价带顶下移使带隙增加了0.22 eV。二,除了带隙增加,纳米孔减小了电子和空穴波函数重叠,并抑制了原子核热运动,从而使非绝热耦合降低至完美体系的约1/2。三,退相干时间比完美体系延长了1.5倍。前两个因素战胜了第三个因素,使纳米孔结构激发态寿命延长至2.74 ns,而其在完美体系中约为480 ps。我们的研究表明可以制造合理数量和形貌的缺陷,如纳米孔,降低黑磷非辐射电子-空穴复合,提高光电器件效率。这一研究对于理解和调控黑磷和其它二维材料的激发态性质有重要意义。     

表面活性剂修饰ZnIn2S4光催化甲苯选择性氧化

采用溶剂热合成法,借助十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和十八烷基三甲基溴化铵 （STAB）的修饰合成了富含硫缺陷的ZnIn2S4-CTAB和ZnIn2S4-STAB光催化剂. 通过透射电镜、X射线衍射、紫外可见漫反射光谱、电子顺磁共振和光电化学性能测试对所有样品进行了表征,并通过光催化甲苯氧化反应测试样品的催化活性. 活性结果表明ZnIn2S4-CTAB和ZnIn2S4-STAB上甲苯转化速率分别达到795 μmol gcat-1 h-1和1053 μmol gcat-1 h-1,是未修饰ZnIn2S4-Blank催化剂的4倍和5倍,同时目标产物苯甲醛选择性均大于92%. 机理研究发现,表面活性剂修饰后的ZnIn2S4-CTAB和ZnIn2S4-STAB较ZnIn2S4-Blank,具有更高浓度的硫缺陷. 硫缺陷通过捕获电子促进了光生载流子的分离与利用,显著提高了ZnIn2S4-CTAB和ZnIn2S4-STAB的光催化甲苯选择性氧化制苯甲醛活性.     

双分散颗粒体系在临界堵塞态的结构特征

堵塞行为是颗粒体系中一种常见的现象,其力学性质与堆积结构的关联非常复杂.本文采用离散元法研究了由两种不同半径颗粒组成的二维双分散无摩擦球形颗粒体系在临界堵塞态所呈现的结构特征,讨论了大小颗粒粒径比与大颗粒百分比对临界堵塞态的影响.数值模拟结果表明,当粒径比小于1.4时,临界平均接触数与大颗粒百分比关系不大,当粒径比大于1.4时随着大颗粒百分比的增大临界平均接触数先减小再增大.而临界体积分数在粒径比小于1.8时随着大颗粒百分比的增加先减小后增大,大于1.8时又基本不随大颗粒百分比而变化.大颗粒百分比在接近0或1时,系统近似为单分散体系,临界平均接触数与体积分数基本不随半径比的增大而变化;在接近0.5时,临界平均接触数随着半径比的增大逐渐减小,而临界体积分数则是先减小后增大.文中对大-小颗粒这一接触类型的百分比也进行了探讨,其值随着大颗粒百分比的增大呈二次函数的变化趋势,粒径比对这一变化趋势只有较小的影响.