1 1.上海理工大学 材料与化学学院, 上海 200093
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 201899
甲烷是对全球温升贡献仅次于二氧化碳的温室气体, 且其全球增温潜势是CO2的80倍以上。在全球变暖和大气中甲烷含量不断增长的背景下, 完全催化氧化大气甲烷对于减缓温室效应和全球变暖具有重要价值。然而, 由于甲烷具有较高的结构稳定性, 在温和条件下将其催化氧化一直面临巨大的挑战。本文综述了近年来甲烷完全氧化在热催化、光催化以及光热协同催化三种反应条件下的研究进展, 热催化中高温增大了能耗并加速了催化剂的失活, 开发低温反应条件下的催化剂已经成为甲烷完全热催化的重点; 光催化提供了一种常温常压条件下利用光能氧化甲烷的方法, 但是相对热催化来说反应速率较低; 光热协同催化在光能和热能的协同作用下, 可实现温和条件下的甲烷高效完全催化氧化, 表现出潜在的应用前景。本文就三种反应催化剂的发展进行综述, 系统分析了不同反应的原理, 以及不同反应条件下甲烷完全催化氧化的优势与不足, 同时总结了催化氧化甲烷所面临的挑战, 并提供潜在的解决方案, 期望为今后的甲烷氧化研究提供借鉴。
甲烷完全氧化 热催化 光催化 光热协同 综述 catalytic oxidation of methane thermal catalysis photocatalysis photothermal catalysis review
沈阳理工大学材料科学与工程学院，沈阳 110159
为提高磷酸镁水泥的水化性能，利用沸石微粉替代部分氧化镁制备磷酸钾镁水泥，结合凝结时间、力学性能测试和水化放热、物相、微观形貌分析研究掺加沸石微粉对磷酸钾镁水泥基本性能的影响。结果表明：沸石微粉的掺量为8%(质量分数)时，磷酸钾镁水泥的水化凝结时间延长至10.17 min，但同时其7 d抗压强度和抗折强度降低至44.6和8.0 MPa；随着沸石微粉掺量的增加，K型鸟粪石的生成量有所降低；当沸石微粉掺量不超过12%(质量分数)时，磷酸钾镁水泥的水化放热总量提高，但进一步掺加沸石微粉，磷酸钾镁水泥中氧化镁含量降低，磷酸钾镁水泥水化放热降低。
磷酸钾镁水泥 沸石 K型鸟粪石 凝结时间 力学性能 水化放热 potassium magnesium phosphate cement zeolite K-type struvite setting time mechanical property hydration heat
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
设计了一种适合微小卫星平台应用的紧凑型空间外差成像光谱仪, 该系统利用两套干涉结构将干涉条纹定域于系统外部, 并将前置透镜的成像面与系统干涉面重合以获取目标的空间位置信息和光谱信息.根据系统轴上光表达式和奈奎斯特采样定律, 给出了系统光谱分辨率和光谱范围与元件参数的匹配关系.通过光线追迹的方式, 理论证明了干涉图定域位置, 并推导了普适仪器函数表达式.针对氧原子气辉(O[1D]630 nm)星载测量, 完成了该紧凑型空间外差成像光谱仪的系统设计和仿真, 系统光谱采样间隔为0.762 3 cm－1, 光谱范围为601.674 9~631.324 6 nm.最后通过搭建实验装置获取632.8 nm激光光源的目标图像和复原光谱.仿真和实验结果表明: 系统光谱采样间隔达到设计要求, 且光谱分辨能力为20 822(@630 nm); λ/4波长和线偏振器的装调误差(±1°)对系统干涉图调制度影响很小.该系统具有成像能力和光谱探测能力, 可作为一种时空联合型干涉光谱仪使用.
光谱学 空间外差 光学设计 成像光谱仪 气辉 Spectroscopy Spatial heterodyne Optical design Imaging spectrometer Airglow
1 长春理工大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学 空地激光通信国防重点学科实验室, 吉林 长春 130022
针对大气环境中粒子浓度对激光传输过程的影响问题, 以油雾粒子为研究对象, 利用油雾粒子在扩散过程中产生的非均匀环境, 进行了偏振激光传输的半实物仿真实验。实验采用532 nm激光器, 分别研究了水平线偏振光、45°线偏振光以及左旋圆偏振光在油雾扩散过程中偏振态的变化情况。利用粒度仪对扩散环境进行了量化标定。实验结果表明: 在油雾扩散过程中, 浓度越高, 偏振度变化的随机性越大, 圆偏振光的保偏性优于线偏振光。在相同浓度下, 0°线偏振光对偏振态的保持性要优于45°线偏振光。在浓度极高的情况下, 体积浓度为2 mg/L及其以上时, 线偏振光与圆偏振光的保持性趋向一致。
激光传输特性 非均匀油雾环境 浓度 偏振态 laser transmission characteristic inhomogeneous oil-mist environment concentration polarization state
1 长春理工大学电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学空地激光通信国防重点学科实验室, 吉林 长春 130022
非球形粒子的光学特性是国际研究的前沿课题,而柱状粒子作为一种典型的非球形粒子,研究其对光偏振特性的影响是解决非球形问题重要的一步。采用T矩阵方法,仿真得到柱状粒子的散射矩阵,再根据散射矩阵中包含的偏振信息,计算求得光经过柱状粒子后的偏振度。在其他参数不变的条件下,分别改变柱状粒子折射率、有效半径、形状,得到相应的仿真结果,处理数据,研究这三个参数对光偏振特性的影响。结果表明:前向散射时,折射率实部越大,柱状粒子对应的光偏振度越大,后向散射时,则与之相反;折射率虚部越大,柱状粒子的形状对偏振度的影响越小;随着有效半径的增加,通过柱状介质的光偏振度的最大值在减小;形状不同的柱状粒子在散射角0~50°之间时,偏振度的曲线变化趋势接近。
非球形 柱状粒子 偏振特性 T矩阵 散射 non spherical cylindrical particle polarization T matrix scattering
1 四川大学 物理科学与技术学院,成都 610064
2 中国科学院光电技术研究所 微细加工国家重点实验室,成都 610209
3 中国科学院重庆绿色智能技术研究院, 重庆 401122
借助时域有限差分法，对几种常见金属纳米颗粒影响有机太阳能电池光吸收效率的因素及其内部物理机制进行了研究.首先对金属纳米颗粒激发局域表面等离子共振的场分布特点进行分析，对比其在电池不同功能层中对光吸收率的影响;其次基于米氏理论与电共振效应，得出金属纳米颗粒的结构参量对局域表面等离子共振位置及强度的影响规律，并以此进行优化设计.结果表明，具有高对称性形貌的金属纳米颗粒以小尺寸密堆积结构引入电池活性层，能够促进电池光吸收增强三倍以上.
金属纳米颗粒 结构参量 局域表面等离子共振 光吸收率 时域有限差分法 Metal nanoparticles Structural parameter Localized surface plasmon resonance Absorption efficiency Finite Difference Time Domain(FDTD)
1 中国中医科学院西苑医院,北京,100091
2 北京咸通佳仪科技发展有限公司,北京,100083
简要描述了日本MCFAN研究所生产的血液流动性可视化检测仪的测定原理、实验方法和临床应用.血液流动性的可视化测定仪(以HR300型为例)将进样系统、计算机处理系统、显微摄像等一体化(Micro Channel Array Flow Analyzer,MCFAN),使操作繁琐的血液流变性观察检测变得简便易行,并通过液晶显示器可观察到血流的状态,具有直观形象的特点.广泛用于预防医学、药物研究、疾病诊断和健康教育等领域,并为大众健康咨询提供了直接支持,本文比较全面的介绍了血液流动性的检测方法及其临床应用.
血液流变学 可视化技术 计算机处理 MCFAN
高重复率脉冲工作的铜激光振荡放大链的同步要求是使各级放大器保持最佳延时,本文介绍已试验成功的自动同步控制装置,即由光电耦合光缆与计算机组成的具有抗高频电磁干扰的光电反馈系统。延时控制精度约1ns。
铜蒸气激光器 振荡放大链 同步控制
