重金属污染是一个相当严重的环境问题。 镉具有很强的生物毒性和不可降解性, 对生态环境和人体健康有极大威胁, 被列为优先控制污染物。 环境中镉的主要污染源是电镀、 采矿和化学工业等部门的废水, 如何简单高效去除水中的镉, 有重要的社会意义和经济意义。 目前, 水中重金属的去除方法有化学沉淀、 膜分离、 离子交换、 吸附、 电解等, 其中吸附法因简单高效而广泛应用。 活性炭纤维是一种新型活性炭, 孔径小且均匀, 表面官能团发达, 吸附性能好, 逐步应用于水处理领域。 以电感耦合等离子体光谱为检测手段, 佐以比表面积分析, X射线衍射, 元素分析和傅里叶变换红外光谱, 研究比较了三种活性炭纤维（纤维炭网、 活性炭无纺布、 活性炭纤维毡）的结构特点及其对水中镉的吸附性能。 三种活性炭纤维结构基本类似, 具有较发达的孔隙结构。 活性炭无纺布极性较强, 表面有丰富的羟基、 羧基、 醛基等含氧官能团, 对水中镉的吸附作用最大。 因此, 选择活性炭无纺布为吸附剂进行后续实验。 研究了活性炭无纺布吸附镉的影响因素, 如溶液pH, 吸附时间等。 溶液pH影响吸附剂表面电荷及水中镉的存在状态。 水中镉的去除效率随溶液初始pH的增大而增大, 在较低pH时, 吸附剂与Cd2+间存在静电斥力, 同时H+和Cd2+存在竞争吸附, pH>9时, 镉的去除是吸附与沉淀协同作用的结果, 选择pH为6～7。 在吸附的初始阶段, 活性炭无纺布对Cd2+的吸附量迅速增加, 10 min时, 吸附率达到72%。 随着吸附位点逐渐被Cd2+所填充, 吸附速率逐渐变慢, 300 min时, 吸附容量基本无变化, 吸附趋于平衡。 优化了镉的吸附条件后, 进行等温吸附实验和动力学实验。 结果表明, 25 ℃时, 吸附时间为300 min, pH 6.0条件下, 当镉的平衡浓度在20.00 mg·L-1时, 活性炭无纺布对镉的单位质量吸附量和单位比表面积吸附量分别是3.04 mg·g-1和0.035 mg·m-2。 用Langmuir方程（R2=0.997, KL =1.796 L·mg-1）和Freundich方程（R2=0.895, KF=0.918 L·mg-1, n=2.12）拟合活性炭无纺布对镉的等温吸附数据, Langmuir方程计算的理论吸附量为3.07 mg·g-1, 与实验值相当, 并且线性系数更高, 说明该体系的吸附符合Langmuir方程, 主要为单分子层吸附。 Langmuir分离因子介于0和1之间, 表明活性炭无纺布对镉的吸附容易进行。 用准一级动力学方程、 准二级动力学方程、 颗粒内扩散方程和Elovich方程四种动力学模型拟合吸附过程。 在吸附的前5 min, 镉在活性炭无纺布上的吸附符合颗粒内扩散方程（R2=0.985）, 吸附主要受颗粒内扩散控制。 在吸附的5～300 min, 颗粒内扩散方程拟合较差。 整个吸附过程符合准二级动力学方程（R2=0.999, k2=0.367 g·mg-1·min-1）, Elovich方程（R2=0.981, a=0.271 mg·g-1, b=0.083 mg·g-1·(lg min)-1）和准一级动力学方程（R2=0.927, k1=0.008 8 min-1）次之, 颗粒内扩散方程（R2=0.785）最差。 活性炭无纺布对镉的吸附过程是一种化学作用为主的吸附过程。 对5.00 mg·L-1含镉水样, 活性炭无纺布投放量为10 g·L-1时, 吸附后水中镉的浓度小于0.10 mg·L-1, 符合《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）。 活性炭无纺布可同时吸附镉, 铜, 铅, 铬等重金属离子, 选择性较差。 但在电镀、 采矿等实际废水中重金属种类复杂, 适当提高吸附剂投放量, 可同时去除多种重金属。 利用活性炭无纺布吸附处理含镉水样, 处理效果好、 操作简单, 可以作为去除水中镉的吸附剂, 为含镉废水的处理提供了技术支持和理论基础。

建立了离子交换树脂-固相萃取富集-电感耦合等离子体光谱(ICP-AES)联用测定水中的重金属元素Zn, Mn, Cu, Co, Ni, Cd, Pb的方法。 实验采用Dowex50WX8强酸型阳离子交换树脂, 通过优化富集分离条件和排除共存离子的干扰, 最终确定最佳的样品pH, 样品流速, 洗脱液种类和浓度, 样品体积分别为3.0~4.0, 3.0 mL·min-1, 3.0 mol·L-1 HNO3, 200 mL。 方法中各元素的检出限和定量限范围分别为0.09~0.45和0.31~1.50 μg·L-1, 加标回收率和相对标准偏差RSD(n=6)分别为95.3%～104.2%和1.25%～4.12%。 采用该方法测定不同地区的样品, 并与直接采用ICP-MS法进行对比, 其测定结果基本吻合。 实验表明该方法的检出限, 定量限可以满足水中重金属元素Zn, Mn, Cu, Co, Ni, Cd, Pb的检测要求, 准确性和精密度好, 结果可靠, 适用于测定水中Zn, Mn, Cu, Co, Ni, Cd, Pb。Plasma Atomic Emission Spectrometry

本文提出了一种利用弱测量进行纠缠预补偿的方法。首先分析了十粒子Cluster态的受控双向量子隐形传态的传输过程, 通过理论推导给出了不同测量基下相应的幺正变换, 成功得到对方待传的未知量子态。在此基础上重点研究了振幅阻尼噪声对量子隐形传态纠缠保真度的影响, 并根据弱测量和反馈测量对量子传输信道的调控特性, 提出了预补偿的纠缠优化方法。理论分析与性能仿真结果表明, 相比于现有纠缠优化方法, 本方法不需要引入任何辅助粒子和复杂的系统操作就能获得更高的隐形传态保真度, 对克服纠缠退相干带来的隐形传态质量下降具有一定意义。

目前, 越来越多的磷进入水中, 严重影响着生态环境和人类身体健康, 但磷的传统分析方法操作复杂, 需外加多种试剂。 采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定水中总磷, 对仪器工作条件进行了探讨。 结果表明仪器最佳工作条件如下: 分析谱线为213.617 nm, 射频功率为1 300 W, 雾化器流速为0.5 L·min-1, 观测高度为15 mm, 蠕动泵泵速为1.2 mL·min-1, 观测方式为径向。 在仪器的最佳工作条件下, 对本方法测定磷的检出限, 精密度, 回收率进行了研究。 结果表明仪器检出限为0.028 mg·L-1, 方法检出限为0.084 mg·L-1, 精密度在0.6%~3.9%之间, 回收率为102.3%~103.0%。 此外, 本方法与磷钼蓝分光光度法进行了对比, 分析结果基本一致。 该方法快捷简便, 具有较好的精密度和回收率, 适于实际样品的分析。

由于在海域条件下, 受到雾气、光线等多种气象因素影响, 光电装备获取的图像出现不同程度的退化现象, 导致图像的显示质量下降。为了提高图像增强方法在海域环境下应用的有效性, 本文针对海域图像海雾及照度不均的特点, 分析了4种常用的图像增强算法, 包括基于直方图均衡化的图像增强算法、基于暗原色原理的去雾算法、基于Retinex的图像增强算法、基于同态滤波的图像增强算法, 并总结了这些算法的特点及其使用场景。上述4种图像增强算法应用于海域环境下图像增强, 选择合适的增强算法可以有效提升图像对比度, 克服海域图像海雾及照度不均问题。

本文针对目前海域条件下激光通信的难题, 对海域条件下激光通信过程中成像的光斑提取方法进行了研究。依据此研究, 搭建了测试平台进行实验, 通过测试平台得到光斑图像, 对光斑图像进行了处理, 通过图像比对验证了此种方法的可行性, 为激光通信海面通信光斑提取提供了一种解决方法。实验结果表明：采用本文方法在图像复原时最大误差在X方向为2.60像素, 在Y方向为1.54像素。此种方法对于海域条件下的激光通信系统信标光光斑处理可达到应用所需效果。

2016年8月16日1时40分, 我国长征二号运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。然而, 有关宇宙微波背景辐射(Cosmic Microwave Background radiation, 简称CMB)对量子卫星信道通信性能及纠缠储备量影响的研究, 至今尚未展开。为此, 本文根据CMB辐射谱与黑体辐射谱完美的拟合特性和小尺度范围内的各向异性, 得到CMB绝对温度、辐射波长和黑体辐出度的关系。针对幅值阻尼信道, 建立了CMB绝对温度、黑体辐出度、辐射波长、信道平均保真度和纠缠度之间的定量关系。仿真结果表明, 当CMB绝对温度为2.7 K和3.0 K时, 黑体辐出度分别为0.03 W·μm和3.72 W·μm, 量子卫星信道的平均保真度和纠缠度分别为0.64、0.43和0.41、0.12。由此可见, CMB对量子卫星信道通信性能的影响极大。因此, 在实际的量子卫星通信系统中, 应根据不同的CMB绝对温度, 自适应调节算符纠缠的幺正操作, 改变信道的纠缠储备量, 使信道纠缠度维持在相对稳定的状态, 降低CMB对卫星信道通信性能的影响。

地下水及矿泉水中二氧化硅的传统分析方法过程皆比较繁冗,采用电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)测定地下水及矿泉水中的二氧化硅.在选定了较灵敏的硅分析线后,探讨了ICP光谱仪工作条件对分析结果的影响,同时研究并消除共存离子对SiO2测定结果的影响.通过条件实验,选择仪器的发射功率为1 350 W,观测高度为12 mm,雾化器压力为0.20 MPa,泵速为75 r·min-1.在光谱仪最佳分析条件下,利用该方法测定地下水及矿泉水中二氧化硅的含量,其检出限为0.017 mg·L-1,加标回收率在94.10%～103.8%之间,相对标准偏差(RSD)≤3.06%,同时与硅钼黄分光光度法进行对比实验,结果基本吻合,相对偏差≤3.00%,本方法简便快捷,精密度和准确度较高,可以用于科研及日常生产中。