碳点-二氧化锰纳米复合材料的制备及硫普罗宁的荧光传感

以聚烯丙胺盐酸盐为反应底物,通过一步水热法制备了荧光碳点(CDs)并在其中引入高锰酸钾,通过原位的氧化还原反应制备了CDs-MnO_2纳米复合材料。通过透射电子显微镜、X射线光电子能谱、纳米粒度分析、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命对其进行了形貌、结构、成分、发光性能的表征。结果表明,MnO_2通过静态猝灭效应(SQE)和内滤效应(IFE)猝灭了CDs的荧光。进一步,由于硫普罗宁(TPN)分子中的活性巯基与MnO_2的特异性反应使得MnO_2降解,猝灭剂消失,进而使得荧光恢复。基于此,我们建立了基于CDs-MnO_2的荧光传感模式来测定TPN的新方法,该方法对TPN表现出良好的灵敏度和选择性,线性范围为0.2～80μmol·L~(-1),检出限为0.11μmol·L~(-1)。该MnO_2纳米材料调控的荧光检测法用于尿液样品的测定,回收率为97.57%～102.58%。     

手性磷酸硼催化的α-亚氨基酸酯的不对称还原

以H8-BINOL衍生的手性磷酸硼为催化剂,频哪醇硼烷为还原剂,实现了α-亚氨基酯的不对称还原。经过对反应条件的优化,确定了在0 ℃、反应36 h,催化剂用量5%(以底物的物质的量为基准,下同),3Å分子筛添加量5 mg并以甲苯作为溶剂的条件下,生成的α-氨基酯可达到95%的产率和96%的对映选择性。底物及产物结构均经¹H NMR,¹³C NMR和LC-MS（ESI）表征。该方法中生成的H8-BINOL衍生的手性磷酸硼是一种手性双功能催化剂,该催化剂催化的不对称反应具有条件温和、经济高效和绿色环保的特点。      

负性向列相液晶电致缺陷的产生与湮灭过程

取向有序的液晶材料具有丰富的物理各向异性、外场响应性、物理效应,催生了新一代的光电应用.利用电场可在液晶中产生拓扑缺陷.缺陷动态过程受材料自身特性和外界条件的影响尚未明晰.本文选用介电各向异性△ε在-1.1到-11.5之间的7种向列相液晶材料,通过施加线性增加的交流电场,研究了负性向列相液晶电致脐点缺陷产生到湮灭过程中材料特性(△ε)和外界条件(温度、外加电场参数)对脐点缺陷的标度规律及湮灭快慢的影响.结果表明:在不同的△ε、温度和电场频率下,缺陷产生过程均满足Kibble-Zurek机制,即缺陷密度与电场变化率之间存在标度关系,且标度指数约为1/2;温度越高,产生缺陷密度越大;△ε越强或电场变化越快,缺陷湮灭速度越快.本文的研究厘清了拓扑缺陷产生湮灭与材料特性和外界条件的依赖关系,有利于对软物质中拓扑缺陷动态过程的认识和理解.     

基于霍普金森拉杆试验的焊点焊核区动态本构关系确立

以DC53DZ为基板, 进行焊点结构的焊核区力学特性研究. 通过设计试验试件并利用MTS静态拉伸机及霍普金森拉杆(Split Hopkinson Tension Bar, SHTB)对其进行准静态拉伸及应变率600~1600S-1之间的动态拉伸试验, 得到焊核区的力学特性, 并确立了其基于Cowper- Symonds本构方程参数. 利用数值仿真对焊核动态拉伸试验进行模拟, 验证了设计试件的长宽比能使试件满足试验要求的轴向应力应变均匀状态. 最后由模型中得到的焊核区应力－应变曲线与试验数据拟合, 再现了焊核区材料特性试验曲线. 验证了DC53DZ钢板的焊点焊核的本构方程参数的合理性.     

全光纤M-Z干涉仪的高灵敏度与大动态范围多普勒激光雷达风场探测技术

多普勒测风激光雷达是大气风场探测的重要手段之一。通过检测风速导致的大气后向散射谱的多普勒频移从而实现风速的探测。由于受鉴频器本身特性的影响,高灵敏度与大动态范围的探测一直是大气风场探测的难点。提出采用双光纤Mach-Zehnder干涉仪(FMZI)作为多普勒激光雷达的鉴频器件,设计两路不同动态范围及风速探测灵敏度的FMZI鉴频器同时对大气回波信号进行鉴频。采用小光程差(13.7 cm)、大动态范围(±100 m·s-1)鉴频光路FMZI-2对风速区间进行定位,大光程差(74.8 cm)、高探测灵敏度(2.62%/(m·s-1))的鉴频光路FMZI-1进行风速精细探测,从而实现大动态范围高灵敏度的风场探测。利用标准大气模型对不同参数条件下的系统灵敏度、系统探测的信噪比及风速误差进行仿真分析。结果表明,该系统可以实现±100 m·s-1大动态范围内风速误差小于1 m·s-1的大气风场探测,为大动态范围高灵敏度测风激光雷达的发展进行了有益的探索。     

全天时紫外高光谱瑞利测温激光雷达系统EI北大核心CSCD

紫外高光谱瑞利测温激光雷达是一种探测大气温度廓线的有效工具。目前,紫外高光谱瑞利测温激光雷达通常采用355nm波长的光,然而白天太阳背景光辐射会影响雷达系统的信噪比(SNR),进而制约温度探测的距离和精度。针对大气温度的全天时探测,提出了基于法布里-珀罗标准具的266nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达系统。由于到达地面的太阳背景光辐射不包含266nm波长的光,只需考虑臭氧对266nm波长光吸收的影响,进而实现全天时大气温度的探测。基于脉冲能量、望远镜直径、望远镜接收视场角、臭氧浓度以及太阳背景光强度等主要影响参数,对266nm和355nm两个波长紫外高光谱瑞利测温激光雷达系统的谱宽、透过率、回波信号SNR以及温度偏差参数进行数值仿真和对比分析。结果表明,大气分子和气溶胶散射对266nm波长光的影响远大于对355nm波长光的影响。白天266nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达系统的有效探测距离为4km左右,比355nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达系统的有效探测距离远2.9km;夜间266nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达系统有效探测距离为6km。探测距离小于5km时,白天266nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达的探测温度偏差比355nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达的探测温度偏差小10K。266nm紫外高光谱瑞利测温激光雷达可实现全天时大气温度的探测。     

餐厨废油制备的生物基两性表面活性剂的油水界面性能

以餐厨废油制备了生物基两性表面活性剂,应用界面张力和动态光散射方法,研究了该生物基两性表面活性剂体系的油水界面性能及在溶液中的聚集行为。 在无外加碱条件下,由餐厨废油制备的表面活性剂表现出良好的界面性能,在50~70 ℃以及pH值为7~12的条件下,均可以将油水界面张力降至超低值(<10^-3 mN/m),在不同的油藏模拟地层水中均保持较好的界面活性;分别在50、-20和4 ℃下保存,其界面活性均未受到明显影响。 在水溶液中形成的聚集体的平均流体力学半径为10~30 nm,无机盐离子的加入可使聚集体的粒径上升。 基于其优良的界面性质和可再生来源,由餐厨废油制备的生物基两性表面活性剂在三次采油方面具有重要的应用价值。     

Width effects on hydrodynamics of pendulum wave energy converter

Based on two- and three-dimensional potential flow theories, the width effects on the hydrodynamics of a bottom-hinged trapezoidal pendulum wave energy converter are discussed. The two-dimensional eigenfunction expansion method is used to obtain the diffraction and radiation solutions when the converter width tends to be infinity. The trapezoidal section of the converter is approximated by a rectangular section for simplification. The nonlinear viscous damping effects are accounted for by including a drag term in the two- and three-dimensional methods. It is found that the three- dimensional results are in good agreement with the two-dimensional results when the converter width becomes larger, especially when the converter width is infinity, which shows that both of the methods are reasonable. Meantime, it is also found that the peak value of the conversion efficiency decreases as the converter width increases in short wave periods while increases when the converter width increases in long wave periods.     

用于CCD立靶的双光幕触发系统研究

针对靶场测试当中CCD立靶测量系统需要稳定可靠触发的需求,提出一种双光幕触发系统。采用镜头式光幕探测器配合高亮度LED慢散射光源组成触发探测光幕,利用2个同样的光幕探测器配合测时装置组成区截测速系统,根据测得的速度值判定飞越探测光幕的目标是否为真实弹丸,并决定是否输出触发信号。根据速度值V和触发光幕至CCD探测光幕的距离计算出弹丸飞越至探测光幕的时间,然后在弹丸飞越将近至探测光幕的时刻输出触发信号。该方案不但可以提高系统的稳定性,避免非真实目标对系统的干扰,还可以为后续CCD图像采集系统在准确时刻提供触发信号。经实验证明,所设计的双光幕触发系统的速度测量误差不大于0.4％,完全满足CCD立靶测量系统需要精确触发的要求。     

高光谱分辨率激光雷达鉴频器的设计与分析

提出了利用Fabry-Perot干涉仪的反射场实现高光谱分辨率激光雷达精细探测大气光学参量的新方法和思路.设计了高光谱分辨率的分光系统,并分析了干涉仪反射场的光谱透过特征曲线.结合高光谱激光雷达探测信号特征,讨论分析了谱分离比和瑞利信号透过率随反射率和腔长的变化曲线,同时结合误差传递公式,建立了仿真分析模型,讨论了回波光束发散角和入射角变化对激光雷达探测结果的影响.结果表明,所提出的Fabry-Perot干涉仪反射场可以实现高光谱分辨率激光雷达探测系统的精细分光,同时探测结果误差随回波光束发散角变化不敏感,控制发散角在10 mrad以内,入射角在1.5 mrad以内时,可以实现气溶胶光学参数廓线的高精度探测.