电动效应作用下微通道内粒子运动的数值模拟

本文采用有限体积法数值模拟了轴向方波电场和直流电场作用下,具有不同电泳淌度粒子的运动情况.结果表明,在半个方波电场周期内,具有不同电泳淌度的粒子在相同的时间内达到各自的稳定速度,周期变化的方波电场使微粒子在微通道内做往复的运动;在直流电场作用下,两个不同电泳淌度的粒子会在轴向方向上产生位移差.定义从溶液中分离粒子的最短距离与微通道高度的比值为分离效率,数值模拟结果表明,分离效率随横向电场强度和粒子电泳淌度的增加而减小.     

TiO2-SiO2复合氧化物结构和红外光谱的量子化学研究

 构建了TiO2-SiO2复合氧化物晶胞结构,采用HyperChem量子化学程序中的从头计算方法以3-21G*基组对其进行了全优化计算,并进行了振动分析,预测了TiO2-SiO2复合氧化物各化学键的红外特征吸收频率. 采用IR谱对TiO2-SiO2复合氧化物进行了表征,通过理论计算与实验数据相结合的方法确定了TiO2-SiO2复合氧化物的分子结构,对其平衡几何构型、IR谱、电子结构和Lewis酸性进行了讨论.     

改良型单纯形法优化硝基喜树碱的毛细管电泳分离

使用改良型单纯形法优化硝基喜树碱(Nitrocamprothecinum,NC)一对同分异构体的毛细管电泳分离。考察了运行电压、缓冲液的pH、硼砂和十二烷基磺酸钠(SDS)的浓度等4个影响因子,与传统的单因子优化方法及其结果进行比较。改良型单纯形法(采用CRS函数为响应函数)在分析方法的建立过程中显著减少了实验步骤,获得了更好的电泳分离条件。     

考虑中性层位置变化的微悬臂梁气体传感器静态模型的分析

微悬臂梁是一种高灵敏度的生化传感器。本文考虑吸附表面应力引起的中性层位置的变化,采用能量法建立了微悬臂梁在单层分子吸附稳定后的静态弯曲模型,并以表面吸附有水蒸汽分子的微悬臂梁为例,研究了微悬臂梁曲率半径随其厚度、杨氏模量及吸附分子间距的变化规律以及中性层位置变化对微悬臂梁传感器性能预测的影响,结果发现：1)微悬臂梁的曲率半径与其杨氏模量、厚度及吸附分子间距之间可以近似用一次、二次和八次函数关系表示;2）中性层变化导致的曲率半径计算误差,随着微悬臂梁厚度、杨氏模量的增加而减小,但影响较小,而吸附分子间距会对该相对误差产生明显影响;3）中性层位置变化会对微悬臂梁传感器灵敏度和表面应变预测产生明显的影响。     

叶立德活性聚合制备基于聚亚甲基的大分子单体

利用叶立德活性聚合方法制备了两种基于聚亚甲基的大分子单体. 其中一种是以叶立德活性聚合制备的主链链端含有羟基的聚亚甲基(PM-OH)为原料, 通过链端羟基的基团转换, 得到链端含有甲基丙烯酸酯基的大分子单体. 另一种则是以硼烷-四氢呋喃(BH₃-THF)和二乙烯基苯反应得到的三烷基硼中间体为催化剂和引发剂, 然后进行叶立德活性聚合, 再经过二水合氧化三甲胺(TAO)的氧化, 最终得到基于聚亚甲基的一端含有羟基另一端含有苯乙烯基的大分子单体. 通过高温核磁氢谱、傅立叶红外光谱和高温凝胶色谱法表征了这两种大分子单体的链结构和分子量及其分布.     

新型α-生育酚自旋标记衍生物的合成

以2-硝基丙烷为原料,经溴化、取代及还原反应合成了中间体2,3-二甲基-2,3-二羟胺基丁烷(3);α-生育酚与4-甲酰苯甲酸经酯化反应制得4-甲酰苯甲酸-2,5,7,8-四甲基-2-(4,8,12-三甲基十三烷基)-6-色满酯(4);3与4的加成反应产物经高碘酸钠氧化合成了一种新型的α-生育酚自旋标记衍生物——4-[2-(4,4,5,5-四甲基-1,3-二氧基-2-吡咯啉基)]苯甲酸-2,5,7,8-四甲基-2-(4,8,12-三甲基十三烷基)-6-色满酯,其结构经1H NMR,IR,HR-ESI-MS,元素分析和EPR表征。     

级间耦合传输线脉冲变压器

级间有耦合传输线的脉冲变压器除第一级传输线外所有传输线均绕制在同一磁芯上。利用电路等效法对该变压器进行了理论分析,结果表明:相比采用其他绕线结构的传输线变压器,该传输线变压器的顶降更低,而且仅需要一块磁芯。根据该设计方法,研制了一台四级传输线脉冲变压器,变压器的输入阻抗为4.2Ω,输出阻抗为67.7Ω。利用该变压器对脉冲形成网络(PFN)形成的脉冲进行电压变换,变压器匹配负载上输出电压脉冲脉宽为120 ns,前沿为20 ns。该脉冲幅值是PFN对4.2Ω负载直接放电形成脉冲幅值的4倍,且两者波形基本一致。     

煤改性聚乙烯塑料的降解性能及其机理探讨

通过对力学性能、红外光谱、粘均分子量及扫描电镜的分析,研究了煤/聚乙烯塑料在室内加速老化实验中的降解性能,并运用降解机理对实验过程进行解析及验证。结果表明,煤降解剂引发的交联和降解反应控制了薄膜的强度,使其柔韧性一直降低,且在整个120h光照过程中,断裂伸长率一直呈下降趋势;72h前是聚合物的氧化诱导期及衰变期,之后进入完全降解期。煤在改性塑料光照过程中引发自由基反应,引入羰基,导致聚乙烯大分子断链降解;共聚物的粘均分子量整体呈降低趋势,说明光照促进聚合物的降解,降解和交联交替控制着反应。煤/聚乙烯的光降解过程遵循链引发、链增长、链终止反应机理,在煤大分子光催化作用下,改变了聚乙烯常规光降解过程,加速了聚乙烯大分子断链和分子量降低。运用煤/聚乙烯塑料降解机理,能够解释样品力学性能变化、化学结构中羰基指数变化、分子量降低及降解过程中的现象和规律。     

The effect of polymer type on electric breakdown strength on a nanosecond time scale

Based on the concepts of fast polarization, effective electric field and electron impact ionization criterion, the effect of polymer type on electric breakdown strength (E_BD) on a nanosecond time scale is investigated, and a formula that qualitatively characterizes the relation between the electric breakdown strength and the polymer type is derived. According to this formula, it is found that the electric breakdown strength decreases with an increase in the effective relative dielectric constants of the polymers. By calculating the effective relative dielectric constants for different types of polymers, the theoretical relation for the electric breakdown strengths of common polymers is predicted. To verify the prediction, the polymers of PE (polyethylene), PTFE (polytetrafluoroethelene), PMMA (organic glass) and Nylon are tested with a nanosecond-pulse generator. The experimental result shows E_BD (PTFE) > E_BD (PMMA) > E_BD (Nylon) > E_BD (PE). This result is consistent with the theoretical prediction.     

Spinel lithium titanate (Li4Ti5O12) as novel anode material for room-temperature sodium-ion battery

This is the first time that a novel anode material, spinel Li₄Ti₅O₁₂ which is well known as a “zero-strain” anode material for lithium storage, has been introduced for sodium-ion battery. The Li₄Ti₅O₁₂ shows an average Na storage voltage of about 1.0 V and a reversible capacity of about 145 mAh/g, thereby making it a promising anode for sodium-ion battery. E_x-situ X-ray diffraction (XRD) is used to investigate the structure change in the Na insertion/deinsertion process. Based on this, a possible Na storage mechanism is proposed.