环境科学与工程专业物理化学课程教与学的探讨

物理化学的学习前提是具有良好的高等数学知识基础及较强的逻辑推理能力,因此物理化学普遍被视为最难学的化学学科。本文紧扣金课标准,以环境科学与工程类专业学生为授课对象,基于近年来作者在物理化学教学内容和方法方面的探索,分析物理化学中的教与学中存在的问题及解决方法。     

多孔硅纳米材料的制备及在高能锂电池中的应用

多孔硅纳米材料具有巨大的比表面积,可调控的物理化学性质,在药物治疗、传感、能源储存与转化等领域拥有巨大的应用前景。尤其在高能量密度锂离子电池领域,多孔硅由于其丰富的孔道结构能有效释放充放电过程中硅体积变化带来的巨大应力以及大大地缩短锂离子传输距离,而引起了人们的广泛研究兴趣。但是,开发简便快速的方法来合成结构可调变的多孔硅纳米材料仍是当前研究的挑战。近年来,一些用来合成多孔硅纳米材料的方法已有报道。我们基于本课题组最近的研究进展和近年来相关文献,比较详细综述了近年来多孔硅纳米材料的制备方法以及重点关注其在高能锂电池领域的应用。最后,对多孔硅纳米材料的未来发展方向做了进一步的展望。     

脯氨酸类N-酰胺衍生物的核磁共振研究

脯氨酸类衍生物结构独特,鲜有报道利用核磁共振（nuclear magnetic resonance,NMR）技术对氨基酸的手性进行鉴别.利用多种NMR技术:1H NMR、1H-1H同核位移相关谱（1H-1H COSY）、1H-1H质子全相关谱（1H-1H TOCSY）、1H-1H核Overhauser效应谱（1H-1H NOESY）、13C NMR、无畸变的极化转移增强法（DEPT135°）、1H-13C检出1H的异核单量子相干（1H-13C HSQC）和1H-13C检出1H的异核多键相关（1H-13C HMBC）,对脯氨酸类N-酰胺衍生物两种构象异构体的1H和13C NMR进行了全归属,确定了室温下在二甲基亚砜（DMSO）中L型和D型的顺反异构体以相同的比例同时存在.     

Magnetic domain structures of precipitation-hardened SmCo 2：17-type sintered magnets： Heat treatment effect

The typical magnetic domains of Sm（CObalFe0.25Cuo.07Zr0.02）7.4 magnets quenched through various heattreatment steps have been revealed by using magnetic force microscopy （MFM）. For the specimens in which the nominal c-axis is perpendicular to the imaging plane, the domain configurations change from plate-like for the as-sintered magnet to corrugation and spike-like for the homogenized one, and then to a coarse and finally to a finer domain structure when isothermally aged at 830℃ and then annealed at 400℃. However, only plate-like domains can be detected on the surfaces with the nominal c-axis parallel to the imaging plane. The finer domain （so-called interaction domain） is a characteristic magnetic domain pattern of the SmCo 2：IT-type magnets with high coercivities. Domain walls in a zigzag shape are revealed by means of MFM in final bulk SraCo 2：17-type sintered magnets.     

激光二极管相对于铯饱和吸收D2线的无调制扰动三次谐波锁频

将频率调制加在声光调制器上 ,用三次谐波探测法获得了铯原子D2 线的三阶微分饱和光谱。采用这种激光器无调制扰动方案结合三次谐波锁频技术 ,实现了 85 2nm的分布布拉格反射器半导体激光器相对于 6S1/2 F =4- 6P3 /2 F′ =5超精细跃线的频率锁定。由锁定后的频率误差信号估算 ,10s内激光频率起伏小于± 35 0kHz ,相对频率稳定度约 1× 10 -9。这种无调制扰动方案可以消除一般的饱和吸收稳频方法中由于直接对激光器进行频率调制而带来的额外频率噪声 ;三次谐波锁频技术的应用 ,还可有效地降低铯原子饱和吸收谱中剩余多普勒背景的影响     

DSP引入近代物理实验的探讨——谈近代物理实验教学改革

结合近代物理实验教学现状,讲座了将DSP引入近代物理实验的必要性和可能性,并以DSP引入声学实验为例,探讨了DSP引入近代物理实验的教学意义。     

基于1085 km实地光纤链路的双波长光纤时间同步研究

在长距离高精度光纤时间同步系统中,为了减少后向反射光与光纤色散对传输精度的影响,本文在双波长光纤时间同步传输方法之上,提出了一种具有色散误差修正功能的双波长光纤时间同步传输方法.以自行研制的工程样机在长度约为800 km的实验室光纤链路上和1085 km的实地光纤链路上进行了实验测试,也是国内首次实现千公里级实地光纤时间同步传输.在实验室光纤链路上,测得传输链路色散补偿后的色散时延误差为10 ps,时间同步标准差为5.7 ps,稳定度为1.12 ps@105 s,不确定度为18.4 ps.在实地光纤链路上,测得传输链路色散补偿后的色散时延误差为60 ps,时间同步标准差为18 ps,稳定度为5.4 ps@4×10⁴ s,不确定度为63.5 ps.     

圆管流动水击压力波测量及水力计算

为探索水击现象的物理过程和机理,研制了自循环定常流动管路瞬态特性计算机控制试验装置,并利用该装置进行圆管流动水击压力波实验测量。用12只扩散硅压力传感器测定圆管流动水击压力波瞬态分布及最大、最小压力值,由试验数据拟合出水击波波形,揭示了水击压力波传播方式、特性及衰减规律。通过分析随机捕捉测量技术方法,理论上推断出测量数据达到可信精度。在归纳分析试验数据基础上,得出最大压力随关阀时间的关系曲线,对圆管流动直接水击等概念进行了探讨,用数值分析方法拟合出水击最大压力水力计算修正方程式。     

双金属掺杂M2@Si20(M=Ti, Zr, Hf)团簇结构和性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)和相对论有效原子核势近似(RECP),对M2@Si20(M=Ti,Zr,Hf)团簇的几何结构和电子结构性质进行研究,发现内嵌的金属二聚体和十二面体硅笼构成了稳定的富勒烯结构。通过对团簇电子结构的分析,结果表明Si20团簇掺杂双金属后稳定性得到了提高。对团簇的电荷布局分析表明过渡金属原子(Ti, Zr, Hf)和硅笼之间发生了电荷反转。     

手性SalenCOⅡ配合物与氨基酸酯类客体的分子识别研究

用紫外-可见分光光度法研究了手性SalenCoⅡ配合物对4对对映异构的手性氨基酸酯类客体在CH2Cl2中的分子识别,发现手性SalenCoⅡ配合物与此类客体的配位数为1.各客体缔合常数均为KD＞KL,且按K(LeuOMe)＞K(AlaOMe)＞K(SerOMe)＞K(TyrOMe)的顺序依次减小,测定了识别过程的△rGmθ,△rHθm,△rSmθ,发现该反应是放热、熵减少的过程.采用分子力学的方法考察了主客体的最佳优势构象,对该优势构象进行量子化学计算,较好地解释了实验事实.