面向新工科的开放式大学物理实验 教学模式探讨

在"新工科"的背景下,本文提出了一种以满足学生个性化需求为基础的开放式大学物理实验教学模式。该教学模式立足于学生的个体需要,借助现代化的物联网仪器管理、人机交互界面和微信公众平台等科技手段,将个性化选课系统、差异化教学方式和即时线上反馈功能引入传统的实验教学体系,着力构建新型开放式的教学模式。该系统包含个性化选课系统、教学过程管理系统、仪器管理物联系统、微信教学管理平台四个子系统,其最大特色是重视学生的个性化需求,实现开放式教学。     

不同材料弹体超声速侵彻钢筋混凝土靶的结构破坏对比实验

设计了超声速钻地结构弹,采用203 mm口径的火炮,开展了25 kg量级弹体在1100~1300 m/s速度范围内侵彻钢筋混凝土靶的实验研究,应用数值仿真对弹体侵彻钢筋混凝土靶的过程进行了模拟计算。基于实验和仿真结果,对超声速侵彻条件下两种金属材料弹体的结构响应、质量损失等问题进行了分析。结果表明:在超声速侵彻钢筋混凝土靶的过程中,两种金属材料的弹体结构变形破坏形式主要为头部侵蚀和侧壁磨蚀,头部侵蚀量的大小与弹体壳体材料有关,高强度G50钢材料更适合用于1200 m/s速度量级的超声速侵彻环境。对出现的“径缩”现象作了初步分析,并对今后工程应用的结构弹体设计提出了指导意见。     

Creation of topological vortices using Pancharatnam-Berry phase liquid crystal holographic plates

Recently,physical fields with topological configurations are evoking increasing attention due to their fascinating structures both in fundamental researches and practical applications.Therein,topological light fields,because of their unique opportunity of combining experimental and analytical studies,are attracting more interest.Here,based on the Pancharatnam-Berry(PB)phase,we report the creation of Hopf linked and Trefoil knotted optical vortices by using phaseonly encoded liquid crystal(LC)holographic plates.Utilizing scanning measurement and the digital holographic interference method,we accurately locate the vortex singularities and map these topological nodal lines in three-dimensions.Compared with the common methods realized by the spatial light modulator(SLM),the phase-only LC plate is more efficient.Meanwhile,the smaller pixel size of the LC element reduces the imperfection induced by optical misalignment and pixellation.Moreover,we analyze the influence of the incident beam size on the topological configuration.     

Mo掺杂Ce/石墨烯（GE）催化剂的制备及脱硝性能

采用浸渍法制备了不同负载量Mo掺杂Ce/GE催化剂,对其脱硝性能进行了测试,初步探明了Mo掺杂Ce/GE催化剂促进SCR活性增强的内在机制。结果表明,Mo的添加使nCe3+/(nCe3++nCe4+)比率增加、表面吸附氧(Oβ)含量增加及催化剂酸性位点增加,从而提高催化剂的脱硝活性。与5Ce/GE和5Mo/GE相比,5Ce-5Mo/GE催化剂脱硝性能更加优异。当Mo负载量为5%时,催化剂脱硝活性最好,在250℃时NOx转化率达到了99%。此外,5Ce-5Mo/GE催化剂具有较好的抗硫性能。     

Cu/Ag单掺及Cu-Ag共掺对ZnO光催化性能影响的第一性原理研究

运用第一性原理方法研究了Cu/Ag单掺及Cu-Ag共掺对ZnO稳定性、电子结构和光学性质的影响.CuZn2和CuZn1-CuZn3的形成能接近0.0 eV,CuZn1-CuZn2的形成能为负值,表明Cu较易掺杂且掺杂时有聚集的趋势.AgZn2的形成能为2.5 eV,AgZn1-AgZn2和AgZn1-AgZn3的形成能高于4.5 eV,说明高浓度的Ag掺杂在实际合成中不易出现.CuZn1-AgZn2和CuZn1-AgZn3的形成能与AgZn2的相近.CuZn2、CuZn1-CuZn2和CuZn1-CuZn3模型的Cu3d与O2p轨道有较大程度的杂化,价带顶端主要由Cu3d轨道占据.AgZn2、AgZn1-AgZn2和AgZn1-AgZn3模型的Ag4d与O2p轨道杂化较弱,价带顶端主要由O2p轨道占据.CuZn1-AgZn2和CuZn1-AgZn3模型的Cu3d与O2p轨道虽有杂化,但价带顶端主要由O2p轨道占据.Cu或Ag原子掺杂使Zn4s轨道在导带区显著向下移动,降低了模型的带隙宽度,它们对ZnO电子结构的影响主要集中在带隙附近.Cu-Ag共掺修饰ZnO电子结构的能力介于Cu和Ag单掺之间.上述掺杂模型吸收边都发生了红移,实现了ZnO对可见光的吸收,同时对3.10～3.90 eV范围内紫外光的吸收均高于纯ZnO,有效提高了ZnO的光催化效率.结合形成能分析可知,在不同类型掺杂下最有利的光催化模型分别为CuZn1-CuZn2、AgZn2和CuZn1-AgZn2.     

甲酸辅助Cu-ZnO-Al2O3催化剂制备及其CO2加氢制甲醇性能研究

采用共沉淀法制备Cu/Zn/Al前驱体,经甲酸处理后N₂气氛焙烧得到Cu-ZnO-Al₂O₃催化剂(CZA)用于CO₂加氢制甲醇反应。使用XRD、BET、TG-DSC、SEM、H₂-TPR、N₂O滴定、XPS-AES、CO₂-TPD表征技术对催化剂的物相组成、结构性质以及Cu物种的比表面积、分散度以及价态分布进行分析和讨论。结果表明,甲酸处理调节了催化剂中Cu⁺与Cu⁰的比例,同时增加催化剂的中强碱性,并提高甲醇选择性。在W/F(H₂/CO₂=70/23)=10 g·h/mol、t=200℃、p=3 MPa反应条件下,使用HCOOH/Cu(物质的量比)=0.8甲酸处理获得的催化剂,CO₂转化率6.7%,甲醇选择性达76.3%。     

"证明某些反应的可逆性"的实验设计

对教科书中列举的3个有关可逆反应的演示实验分别提出质疑。并对每个实验做了探究或改进。进而对可逆实验有进一步的认识。     

微型固相萃取柱结合胃袋式大体积进样-气相色谱-质谱法对食品中205种农药残留快速测定研究

分别选取菠菜、洋白菜、苹果、大米和大豆5种基质,利用微型固相萃取柱对样品进行前处理,采用胃袋式大体积进样技术结合气相色谱-质谱(GC-MS),建立了同时测定日本通关检测项目要求的205种农药残留的快速分析方法.通过增加进样量提高检测灵敏度,通过减少样品处理量缩短前处理时间,以保留时间和特征离子丰度比进行定性,以特征离子强度进行定量.该方法与日本通知法进行了比对,结果表明两种方法净化效果、检出限、回收率和RSD等指标水平相当,平均回收率在80%～120%之间,RSD(n=7)小于10%,满足残留分析方法的要求.     

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在分析软硬阈值去噪特点的基础上,提出一种改进的小波阈值函数。根据Langmuir探针I-V特性曲线的特点,提出一种改进的标准差估算方法来计算小波阈值。采用基于改进标准差和改进阈值函数的小波对探针特性曲线进行去噪,仿真结果表明,改进的方法取得了良好的去噪效果,提高了信号的信噪比,降低了均方误差,去噪效果优于传统阈值去噪方法。