摘要：面向荧光相关光谱分析应用,研究基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)技术的多通道实时荧光相关光谱三元数字相关器的实现方法。硬件结构基于寄存器级硬件描述语言设计和实现。基于荧光相关光谱的特点,采用多采样时间相关和模块“分时复用”的设计思想,有效减少了运算量和硬件资源消耗。将二元相关的分时复用思想扩展至三元相关,提出了适用于三元相关的分时复用方法,实现了基于FPGA的实时计算的三元数字相关器。通过对称归一化的计算方法保证了相关函数的计算精度。光子相关器基于Xilinx Zynq-7100 FPGA芯片实现,实现了三路自相关、三路互相关和一路三元相关的实时计算。实验验证了相关计算的准确性,最高时间分辨率可达40 ns,动态范围为1.57×10^(7)。

摘要：无机化学课程是高校化学及其近源专业一门重要的专业核心课程,教学内容中元素及其化合物的性质及应用部分知识点分散、信息量大,学生难以将化学反应原理等与具体的化合物性质、递变规律相结合,易产生畏难情绪,课堂教学效率低。本研究聚焦元素化学课程内容与教学模式的重构,通过梳理教学内容和有效的教学设计,以点带面,高效组织课堂教学,打破传统课堂对于课时数的依赖,同时帮助学生构建系统、完整的元素化学知识体系;通过TBL教学法的引入,建立“以学为中心”的理念和思路,强化学生自主学习的能力和效率,增强学生对相关理论知识的分析、理解、运用等综合能力,推动学生的价值增值。

摘要：通过溶剂提取紫甘蓝中的花青苷色素(CabAn),在该色素化学结构的基础上,利用其质子化互变异构形成pH响应变色的特点,设计其与羟胺盐组合为超分子探针,通过甲醛与羟胺盐反应释放质子,而该质子则与花青苷的青绿色醌式体结合转化为紫红色吡喃鎓式,从而实现甲醛变色功能,并将超分子探针溶于琼脂制备成智能凝胶(CabAn_HA@Agar),按照国际照明委员会基于CIELab颜色空间定义色差的方法来测量计算甲醛浓度。

摘要：水分解是一种利用可再生能源驱动的绿色制氢方法,零碳排放特性使其成为解决氢能源生产的重要途径.在电化学水分解中,制备高活性和稳定性的催化剂至关重要.高熵合金(HEAs)由于独特的结构和性能使其成为理想的催化剂材料,其多元成分和可调组成提供了丰富的表面活性位点和灵活的催化特性,有望提高水分解的效率并降低成本.然而,简易高效地制备HEAs仍面临挑战,且目前对HEA催化剂的结构-活性关系的了解存在不足.因此,探索一种简便有效的方法用以制备高性能HEAs催化剂,并深入理解其在水分解反应中的作用机制和结构演变,能够为未来绿色制氢技术的发展提供重要的科学基础和技术支持.本文采用了电化学测量、CuK-边和PtL3-边的原位同步辐射X射线吸收光谱(XAS)测试以及密度泛函理论(DFT)计算相结合的方法,系统地研究了高熵合金电催化剂PtPdRhRuCu/C的析氢反应(HER)活性、反应机制以及结构演变规律.PtPdRhRuCu HEAs纳米颗粒由简便的一步溶剂热法制备,直径约为6.7±0.6 nm,其合金结构和元素分布通过多种表征手段(扫描透射电子显微镜、X射线衍射和能量色散X射线光谱等)得到确认.XAS对Cu K-边和PtL3-边的分析结果显示,HEAs纳米颗粒表面的少量铜氧化物在HER过程中被还原至金属态.扩展X射线吸收精细结构的拟合结果表明,HEAs在工况HER中保持了金属态和无序的原子排列,没有新的分离相形成.电化学测试结果表明,得益于多金属活性位点,PtPdRhRuCu/C催化剂在酸性和碱性条件下均表现出较好的HER活性和耐久性.在10 m Acm^(-2)的电流密度下,该催化剂在1molL^(-1)KOH中具有23.3 m V的极低过电位,优于商业Pt/C催化剂(50.3 m V),其质量活性是Pt/C的7.9倍,达到3.0 Amg^(-1)***的高熵效应显著提升了催化剂在HER中的长期稳定性,在稳定性测试中,PtPdRhRuCu/C催化剂在10000次循环伏安测试后几乎无性能衰减,而Pt/C的过电位增加了约24 m V.在-55 m V过电位下的30 h的HER测试中,PtPdRhRuCu/C保持95.7%的初始电流密度,而Pt/C衰减了53.6%.在酸性条件下,PtPdRhRuCu/C的循环稳定性和耐久性也优于Pt/***计算结果表明,PtPdRhRuCu/C较好的HER性能和稳定性归因于高熵合金的协同效应,多金属成分提供了多样的活性位点,优化了HER反应路径,特别是在Volmer步骤中降低了水裂解的反应能垒.PtPdRhRuCu/C上的HER过程遵循Volmer-Tafel机理,水分子优先吸附在Ru位点,促进HO-H键的解离,解离出的质子迁移到Pt上,而OH通过Ru和Rh的桥接作用而稳定,最终在Cu上释放H2.综上,本文展示了高熵合金在HER中较好的性能,并通过详细的表征深入理解了其构-效关系.研究成果为高熵合金催化剂的合理设计和应用提供理论支持,为未来高效、耐久和低成本的绿色制氢技术提供重要的科学依据和技术支持.

摘要：逆向合成规划是现代有机合成化学中合成路线设计的重要基础.合成化学发展至今,化学家们积累了大量的反应数据.自有机合成大师***将逆合成分析法与计算机结合提出LHASA(logic and heuristics applied to synthetic analysis)起,计算机根据反应数据自主学习并给出逆向合成路线成了化学家的愿景之一.近年来,基于数据驱动的研究范式不断发展,大量深度学习模型被提出并在逆向合成规划中取得了初步的成功,然而该类模型仍然存在高质量数据集稀缺、软硬件结合不佳、领域知识嵌入与发现困难等问题.通过深度学习实现逆向合成路线规划有待深入研究.

摘要：浇注式沥青混合料摊铺时流动性大,常用于钢桥面铺装的保护层。当桥面坡度大时,浇注式沥青混合料在重力作用下流淌,可能导致铺装厚度不均匀。现综述日本的相关研究,重点介绍评价方法、材料设计和施工过程控制,为我国浇注式沥青混合料在大坡度段的施工质量控制提供参考。

摘要：近年来,原子制造技术备受关注,已成为各国积极追求的前沿制造技术领域.一代物质科学,一代制造革新,原子制造技术的发展不仅仰赖于深厚的物质科学底蕴,还需要解决高效的原子精准操控与测量、原子尺度结构的物性设计等多个方面的基础科学问题.2023年3月,国家自然科学基金委员会交叉科学部在武汉召开了主题为“原子制造的物质科学基础”的战略研讨会.本文基于会议研讨的相关内容,对原子制造技术的发展背景、概念内涵以及面临的挑战进行了凝练,并提出如何利用该技术推动物质科学的快速发展,同时也就国家自然科学基金委员会对该领域的顶层设计和战略规划提出了政策建议.

摘要：研究了使用少量大豆油溶胀白炭黑增强天然橡胶(SNR)在不同温度和时间下的再生规律,并测定了再生产物的化学组分和微观形态。结果表明,在160~240℃温度范围内,经过20份(质量)大豆油溶胀后的SNR中溶胶含量随着温度升高而不断增加,当在220℃时再生15 min后再生产物中溶胶质量分数增至50.5%,而在200℃时再生产物中溶胶质量分数仅为28.7%,表明220℃是SNR再生中重要的转折温度;再生产物中氧元素含量的增加源于SNR在再生过程中发生了剧烈的氧化反应。此外,随着再生程度的增加,白炭黑表面松散层结合胶层厚由25 nm减至8 nm,表明热氧再生能够实现纳米白炭黑与其表面结合胶的高度剥离。

摘要：二氢吩嗪衍生物由于其独特的氧化还原活性而备受关注.本文先设计合成了一种含有二氢吩嗪基团的单体5,10-二(4-甲酰基苯基)-5,10-二氢吩嗪(M1),再采用溶剂热法,通过亚胺缩合反应制备了一种新型三维共价有机框架(3D COF,3D-PN-2).通过粉末X射线衍射(PXRD)、氮气吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和固体碳核磁共振波谱(^(13)C CP/MASNMR)等表征方法,并结合理论模拟对其结构信息进行了研究,得出3D-PN-2是具有十一重穿插金刚石(dia)拓扑结构的3D COF.采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其形貌进行了表征.稳定性研究结果表明,3D-PN-2具有较好的热稳定性和化学稳定性.通过固体紫外-可见漫反射光谱研究了3D-PN-2的光吸收性能,结果表明,其在紫外和可见光区具有较宽的吸收范围(吸收边为630 nm),且具有较窄的能带间隙(2.11 eV).通过循环伏安法研究了其氧化还原性能,并计算得出其最高占有轨道能级(E_(HOMO))为−4.50 eV,最低空轨道能级(E_(LUMO))为−2.39 eV.

摘要：多孔炭材料具有质量轻、比表面积大、导电性好和稳定性高的优点,在电化学储能领域得到了广泛的应用。近几十年来,多孔炭材料的结构构筑和功能化设计取得了较大的进步。本文以多孔炭在不同储能器件中的应用发展为导向,结合多孔炭结构设计和功能化发展,综述了其在锂离子电池、锂空气电池、锂硫电池、锂负极保护、钠离子电池、钾离子电池等电化学储能器件中的研究成果和进展,最后总结了多孔炭的结构控制和功能化的策略,并展望了多孔炭材料未来研究的方向和挑战。