摘要：诊疗纳米探针可将成像和治疗功能整合到同一平台中,为个性化癌症诊疗提供了一种新的工具.目前磁共振成像(MRI)诊疗纳米探针多含有重金属元素钆,其临床应用的安全性越来越受到了人们的关注.本文设计了一种基于双链DNA熔融机制的光热诊疗纳米探针,能够从聚多巴胺基纳米探针上按需降解含钆的MRI分子基团.体内MRI显示降解的含钆分子基团能够通过肾脏从小鼠体内快速清除,从而降低了该诊疗纳米探针的长期毒性.本研究为诊疗纳米探针的毒性问题提供了可借鉴的解决方案.

摘要：针对中国薄煤层开采中滚筒采煤机装煤率低这一问题,本文利用模化试验的方法对影响滚筒装煤率的几个关键因素展开了系统的试验研究。通过试验获得了滚筒筒毂直径、截深、叶片螺旋升角、滚筒转速和牵引速度在抛射装煤和推挤装煤条件下对滚筒装煤率的影响规律,并分析了产生这些现象的主要原因。通过研究发现:滚筒截深对滚筒装煤率的影响最为显著;筒毂直径、滚筒转速、牵引速度通过影响滚筒内截落煤体的填充率而影响滚筒装煤率;叶片螺旋升角和滚筒转速通过影响滚筒内煤体的切向速度和轴向速度比值而影响滚筒装煤率;滚筒抛射装煤率要明显高于推挤装煤。上述研究结论能够为指导薄煤层采煤机滚筒的结构设计和运行参数选择提供帮助。

摘要：本文以三元金属钴-镍-铁普鲁士蓝结构纳米立方体(Co0.9-Ni0.9Fe1.2NCs)为前驱体,通过简单气相磷化处理,得到优化比例的P-Co0.9Ni0.9Fe1.2纳米立方体磷化物,其具有高本征活性、导电性和高缺陷密度的特点. SEM和TEM结果表明,碳掺杂型P-Co0.9Ni0.9-Fe1.2保持了纳米立方体的结构,其粗糙的表面结构意味着丰富的缺陷位,暴露更多真实活性位.三元金属普鲁士蓝前驱体的磷化处理不仅提供了碳掺杂,而且原位构筑了立方体表面缺陷位.碳掺杂降低了电荷传输的阻抗,优化了电子传输速率.三元金属离子之间的协同作用以及丰富的缺陷活性位有效提高了电催化的性能.P-Co0.9Ni0.9Fe1.2拥有极其高的HER和OER催化活性,仅需要-200.7 mV(HER)和273.1 mV(OER)过电位就可以达到10 mA cm-2的电流密度.其全水分解仅需1.52 V就可以达到10 mA cm-2的电流密度.此外,本文还对催化剂的稳定性进行了测试.本工作为设计高效过渡金属基双功能电解水催化剂提供了一种简便方法.

摘要：作为一种稳定、价廉的光催化剂,TiO_2被广泛应用于各种污染物的降解;但是,较大的宽禁带(~3.2 eV)和较低的电子迁移率不仅使TiO_2很难吸收可见光,而且光生电子和空穴的复合几率高,从而导致TiO_2的总体光电效率不高.因此,设计能够被可见光激发、并具有快速光生电子传输的TiO_2一直是研究热点.研究表明,Ti^(3+)自掺杂的TiO_2(还原态TiO_(2-x))不仅能够被可见光激发,而且使TiO_2具有良好的电子导电性,从而有利于提高TiO_2的光电转换效率.另外,非金属元素的掺杂能够减小TiO_2的禁带宽度,使TiO_2能够响应可见光并具有良好的可见光催化性能,其中S元素的掺杂被广泛研究.目前,S掺杂纳米TiO_2的制备通常采用TiS2,单质S,硫脲、二甲亚砜等为S源,但这类原料通常价格昂贵或者具有一定的毒性,因而实际应用受到限制.而制备Ti^(3+)自掺杂TiO_2的方法大都是基于'还原法',在真空或强还原性气氛如H_2,CO中加热TiO_2,或采用高能粒子(电子、氩离子)轰击.在实际应用中,这些方法存在步骤多、条件苛刻、反应时间长和设备昂贵等不足.而且,还原法反应通常发生在颗粒的表面,形成的Ti^(3+)很容易被空气和水中的溶解O2氧化,降低材料的稳定性.虽然在温和的液相中还原Ti4+可用于制备Ti^(3+)掺杂的TiO_2,但是由于反应过程中有副产物生成,需要进行后续处理才能得到纯的Ti^(3+)自掺杂TiO_2.因此,设计一种简单的制备S掺杂还原态TiO_(2-x)光催化剂仍具有十分重要的意义.前期我们采用H_2O_2氧化TiH_2得到不同状态的前驱体凝胶,然后进行不同方式的后处理得到Ti^(3+)自掺杂的纳米TiO_2.本文以TiH_2和H_2O_2反应得到的黄色前驱体凝胶为Ti源,以价格低廉、无毒、稳定的二氧化硫脲为S源和还原剂,采用不同的方法制备了S掺杂的还原态TiO_(2-x)光催化剂.本文初步研究了在凝胶中加入二氧化硫脲后进行水热处理,以及将干燥的凝胶粉末与二氧化硫脲混合热处理对所得产物的影响.并与纯的TiO_2、还原态TiO_(2-x)和S掺杂TiO_2的光吸收、电化学、光催化性能进行对比研究.采用X射线衍射、透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X-射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、比表面分析和电化学工作站等技术对产物的结构、形貌和光电性能进行了表征.以罗丹明B(RhB)溶液为模拟废水,考察样品的可见光催化性能.结果表明,不同的后续处理方式不仅影响S掺杂TiO_(2-x)的结晶性和形貌,而且影响产物的光吸收性能和电子传输性能,从而使不同条件下所得产物的可见光催化性能不同.其中,采用热处理方式得到的S掺杂TiO_(2-x)样品在可见光下降解RhB的速率分别是纯的TiO_2,TiO_(2-x)和S掺杂TiO_2的31,2.5和3.6倍,而且样品具有良好的循环稳定性.

摘要：科技的飞速发展和世界人口膨胀带来一系列迫在眉睫的环境问题和能源危机.光催化和光电催化为缓解这些问题提供了绿色、经济有效的途径,已经被开发用于催化降解环境中的有机污染物、二氧化碳还原、水分解制备氢气,把生物质转化为清洁燃料,以及其它反应.通常,具有合适能带位置和带隙的半导体可以吸收太阳光,形成光生电子空穴对,然后转移到光催化剂表面,引发氧化还原反应.然而,有限的太阳光利用率和光诱导电子空穴对的高复合率阻碍了它们的工业化发展.在过去几十年里,研究人员已经制备了许多复合光催化剂,用以将光吸收范围从紫外区拓宽到可见光和近红外区域,如g-C3N4,BiVO4,Fe2O3,Ag3PO4,WO3,CdS,Sn3O4等.另一方面,还通过多种改性方法促进光生电子和空穴分离,包括表面改性、金属/非金属掺杂和异质结设计等.此外,偏压有助于电子的定向传输.因此,光电催化可以通过光照和偏置电压的协同作用,进一步增强载流子的分离.然而,高效地分离光生载流子仍然是一个巨大的挑战.近年来,通过压电和铁电效应合理地构建内建电场,以有效地增强载流子分离引起了越来越多的关注.压电体(包括铁电体、压电半导体等)是一类具有非中心对称晶体结构的材料.在机械变形或外加电场作用下,它们的正负电荷中心被分离,产生压电势.压电势可以在金属-半导体接触或半导体异质结的界面处调制载流子的传输.压电材料已被广泛用于调节压电半导体器件的性能,如晶体管、太阳能电池、发光二极管和自供电纳米系统.在光催化和光电催化中,压电半导体和具有永久极化的铁电材料通过构建内建电场在增强载流子分离方面显示出巨大的潜力.本综述总结了压电半导体和铁电材料增强的压电催化(包括光电催化和光电催化)的最新进展.首先,文章介绍了压电和铁电材料的性质以及构建内建电场促进载流子分离的机理.其次,讨论了压电势构建内建电场的具体途径,包括超声波、机械刷/滑动、热应力、水流和铁电永久极化.然后,阐明了具体的潜在应用,例如污染物的降解、杀菌消毒、用于水分解产氢和有机合成.最后,文章对该领域的挑战进行了总结,对压电催化剂未来发展的前景进行了展望.

摘要：由温度、盐分和车辆交通荷载的耦合作用造成的路基土动力强度的丧失,使翻浆成为山东黄泛区公路的主要病害,其成因与该地区粉土的动力特性密切相关。为了分析这些耦合效应对粉土动力特性的影响,本研究进行了冻融循环试验、动三轴试验和超声波试验,设计了两种粉土(无盐粉土和3%盐粉土)。冻融循环试验和动三轴试验的结果表明,随着冻融循环次数的增加,动剪切强度和动模量降低,但阻尼比增大。另外,与无盐粉土相比,含盐量为3%的粉土的动剪切强度和动模量下降幅度更大,但阻尼比反而增大。在超声波试验中,冻土试件的超声波速度随冻融循环次数的增加而减小。根据超声波试验结果,提出了一种通过现场实测超声波数据来评价粉土损伤的初步模型,这为粉土公路的治理提供了理论依据。

摘要：应变型岩爆常发生于深埋隧道中,是岩爆的基本类型之一。本文利用自主研制的真三轴试验系统对大理岩试样开展隧道开挖应力路径下应变型岩爆过程试验研究。设计了两种试验路径,一种是常用的真三轴卸载岩爆试验路径,另一种是考虑隧道开挖过程中围岩中间主应力变化的新试验路径。试验过程中,应用高速摄像机记录岩样卸载临空面应变型岩爆破坏过程,并应用声发射监测系统监测岩样破坏过程中的声发射特征。试验结果表明:两种试验路径下岩样均发生了应变型岩爆破坏现象,但新试验路径下岩样应变型岩爆过程更剧烈,表明中间主应力对大理岩的岩爆行为具有显著的影响;卸载前中间主应力越大,岩样内积聚的弹性应变能越多,破坏过程中累计声发射能量越大,即岩样破坏时释放的弹性应变能越多,岩样发生岩爆破坏时弹射碎屑的总质量越大、粒度越大,破坏过程越剧烈。

摘要：硫化锑(Sb_(2)S_(3))的用途主要局限在储能和光电转换领域,而在本工作中,Sb_(2)S_(3)被首次拓展到电磁波吸收领域.高介电常数的Sb_(2)S_(3)单晶纳米棒表现出了-65.9 dB的反射损耗(13.0 GHz,3.8 mm),以及可达9.5 GHz(8.5-18.0 GHz,4.1 mm)的超宽有效吸收带宽.在排除了常见的吸收机制,例如导电损耗、界面损耗和偶极子损耗之后,我们提出了一种独特的形状各向异性影响下的单晶体极化机制(SCVP).该工作不仅突破了单组份介电吸波材料设计这一挑战,也为构建高效介电吸波材料提供了新的方法和思路.

摘要：进行抽油泵性能参数分析是泵效和有杆抽油系统优化设计的基础。为此,本文考虑抽油泵结构几何非线性和多相流体的流变特性,进行了抽油泵性能参数的仿真研究。首先,进行了环空流体动力学分析,建立了描述环空流体流动规律的动力学模型和流体压力梯度的计算模型。其次,对柱塞摩擦力和泵阀隙水力损失进行了分析,建立了柱塞摩擦力和泵阀隙水力损失的仿真模型。最后,基于有限元分析软件,提出了环空流体压力的仿真方法。基于实验和仿真数据,进行了仿真模型精度的对比验证。应用VB6.0软件,编制了整体系统的数值仿真算法,并进行了动态参数仿真。仿真结果表明:柱塞摩擦力和泵阀隙水力损失的变化规律具有显著的非线性特征。与此同时,进行了抽油泵性能参数影响因素分析并给出了相应特性曲线。研究结果对抽油泵性能参数优化和抽油泵整体结构的合理设计具有要的实际意义。

摘要：芳纶纤维增强复合材料(AFRC)由于比强度高、比刚度高、耐疲劳性好、耐高温防热防腐蚀且可设计性好等特点,被广泛用于航空航天、汽车等大型结构件。由于纤维具有方向性,常常表现为一维织构化,在特定方向上性能较差,材料层间剪切强度小,成为材料在使役过中的重要隐患。为了提高芳纶纤维复合材料结构件的装配精度,通常采取制备材料后通过进行二次加工即切削加工的方法得到规定的形状,满足尺寸精度、表面粗糙度和装配工艺的要求。作者研究了铣削过程中铣削参数对层合板分层缺陷的影响规律,并进行了一系列的铣削试验。针对加工过程中存在的两种不同分层缺陷,撕裂和未切断分层缺陷进行了研究。论文建立了基于脆性断裂的两种不同分层型式的计算方法和模型并阐述了分层缺陷形成机理和规律。并进一步讨论了分层缺陷控制策略和已加工表面完整性的评价方法。论文的研究结果对于优化铣削参数以及表面缺陷的控制具有重要的指导意义。