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基于高内相乳液模板法多孔聚离子液体材料的制备及其性能研究

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基于高内相乳液模板法多孔聚离子液体材料的制备及其性能研究

作者：田晴陕西师范大学

学位级别：硕士

聚离子液体(PILs)材料是一类重复单元上含有阴阳离子基团的聚电解质材料。PILs作为一种新型的聚合物,兼具了离子液体与聚合物的优点,提高了离子液体的利用效率。通常情况下,PILs材料具有优异的离子导电性、化学稳定性和相容性、易于加... 详细信息

聚离子液体(PILs)材料是一类重复单元上含有阴阳离子基团的聚电解质材料。PILs作为一种新型的聚合物,兼具了离子液体与聚合物的优点,提高了离子液体的利用效率。通常情况下,PILs材料具有优异的离子导电性、化学稳定性和相容性、易于加工性等特点,在分离科学、催化、生物医药学以及电化学等领域引起广泛关注。重要的是,多级孔PILs材料具有高比表面积,良好孔隙率等特点,因其丰富的孔道结构有利于功能化运输和有效传质备受研究者们的青睐。目前,已发展了乳液模板法、硬模板法、静电络合等多种方法来制备多级孔PILs材料。与其他方法相比,乳液模板法具有操作简单,成本低廉,易于规模化制备等优点成为制备多级孔PILs材料的不二选择。其中,连续相含有可聚合单体的高内相乳液(HIPEs,分散相体积分数大于74%)因具有类固体的稳定力学性质和特殊结构,使得HIPEs模板法成为多孔块体材料的高效制备方法。乳液作为热力学不稳定体系,油水界面稳定性和可控性是其模板化应用的关键因素,不仅决定着材料能否成功制备,还直接影响着多孔材料的孔道结构特性与可调性。基于HIPEs模板法制备聚离子液体材料的研究而言,目前报道并不多见,而且主要集中在CO2作为其中一相的乳液体系,此类体系虽然材料形成以后纯化简单,但是乳液制备及其过程控制非常苛刻,且可适用的可聚合离子液体单体也非常受限,因此发展易于制备和控制的HIPEs,用于模板法制备聚离子液体材料具有重要的意义。对于确定的研究对象而言,影响界面性质的关键因素就是乳液体系的稳定剂。因此,设计新型的特殊稳定剂,在乳液体系中形成稳定的界面膜是非常重要的,为乳液模板法制备多孔PILs材料奠定了良好的基础。基于以上研究现状,本学位论文致力于发展高内相乳液模板法制备多级孔PILs材料。在实验室前期工作的基础上,通过设计合成新型结构的特殊乳液稳定剂,有效控制PILs材料制备过程中乳液微环境变化导致的乳液不稳定现象,成功制备了多级孔PILs块材。研究表明,所得PILs材料具有良好的孔隙率和很高热稳定性,可实现空气中PM2.5的高效吸附。在此基础之上,通过简单的阴离子交换方法,获得高度分散的Au纳米粒子/PILs复合材料,此材料表现出良好的催化活性。具体来讲,主要开展了以下两个方面的工作:第一部分工作中设计合成含双键的胆固醇类两性离子化合物,将其作为稳定剂实现了基于乳液模板法的多级孔PILs块材的成功制备。采用本课题组已有的胆固醇衍生物(Chol-OH)为原料合成得到含双键的两性离子化合物,以此作为稳定剂,正庚烷和可聚合ILs水溶液分别作为油相和水相,制备了一系列O/W型HIPEs。研究发现,所合成的稳定剂可有效降低体系的界面张力,是形成稳定乳液的先决条件,同时,通过稳定剂含量、ILs浓度和结构的变化对乳液的稳定性进行调控。此外,流变学研究表明所得的HIPEs具有良好的力学稳定性、粘弹性和恢复性。在此基础上,以所得HIPEs作为模板,通过外相ILs单体加热聚合得到一系列多级孔PILs块材。研究发现,可聚合两性离子稳定剂在油水界面形成的稳定界面膜,有效抵制加热聚合过程中乳液液滴周围环境的变化而导致的乳液不稳定现象,使得PILs块材孔道结构丰富且高度可调。SEM研究表明所得PILs材料具有开孔结构,且可根据初始乳液组成来调控材料的孔道结构;XPS表征证实,稳定剂成功共聚在PILs材料骨架上,这不仅可以改性PILs材料表面性质,也使得PILs材料的纯化简单化。利用所获得的多孔PILs材料处理严重污染的空气,研究表明,PM2.5吸附量高达1582.94 mg/g,在目前的文献报道中,几乎达到了 PM2.5最高吸附量,究其原因是良好的孔道结构提供尽可能多的吸附位点,聚离子液体材料中存在大量的带电位点,大大增强了 PM2.5在多孔PILs块材表面上的静电结合。第二部分工作中制备了负载Au纳米颗粒(Au NPs)的多孔PILs复合块材材料,并研究了它的催化效率。以第一部分工作制备的多孔Poly[AVIM]Cl块材为载体基质,通过简单的阴离子交换和还原反应处理,获得Au/Poly[AVIM]Cl复合材料。TEM测试结果表明,Au NPs粒径统一且均匀分布,Au NPs平均尺寸为2.92nm,高度分散在Poly[AVIM]Cl骨架上。同时,HR-TEM表明存在高分辨的晶格且结晶度良好。FE-SEM测试结果表明,Au NPs的引入对多孔PILs块材的宏观形貌和微观结构都没有明显的影响。XPS测试表明除了 Au单质以外,还存在少量Au+,其可能是Au、O和咪唑之间的相互作用造成的。AAS测试发现Au负载量为4.5%。在此基础上,以Au/Poly[AVIM]Cl作为非均相催化剂,在对硝基苯酚(4-NP)还原成对氨基苯酚(4-AP)的实验中,表现出良好的催化效果。本研究工

关键词：聚离子液体材料乳液模板法高内相乳液 PM2.5吸附金纳米粒子阴离子交换

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的界面修饰与性能研究

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有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的界面修饰与性能研究

作者：田晴厦门大学

学位级别：硕士

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光电性能优势十分突出,并且所用原料价格不高,是新一代的太阳能电池中被人们所熟知为的一颗新星,学术和工业界都对这项技术十分关注。但在其迈向商业化的道路中,需要面对一系列亟待解决的问题。... 详细信息

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光电性能优势十分突出,并且所用原料价格不高,是新一代的太阳能电池中被人们所熟知为的一颗新星,学术和工业界都对这项技术十分关注。但在其迈向商业化的道路中,需要面对一系列亟待解决的问题。相比于硅太阳能电池,钙钛矿太阳能电池的运行稳定性和环境稳定性都是需要提升的方向。因此,本论文基于平面异质结有机-无机杂化卤化物PSCs,对器件从改善钙钛矿薄膜质量和界面修饰等方面进行了系统性的研究。PSCs的整体光伏性能的好坏通常受吸光层的质量影响,所以钙钛矿薄膜的制备工艺优化在提高器件性能方面起到重要作用。钙钛矿材料对成膜条件具有一定的相关性,实验中的退火温度、退火时间、前驱体的成分、溶剂的选择等都会影响最终薄膜的质量。所以,我们采用一步旋涂制备方法在手套箱中制备三元混合阳离子钙钛矿薄膜,关注退火时间,退火温度以及反溶剂滴加时间三个因素以探究最优的制备工艺条件。采用正交法设计实验方案,分析实验数据。最终成功制备出最高光电转换效率为20.25%的器件,最优的工艺参数为120℃退火20分钟,反溶剂在旋涂第30秒滴加。此外,往往在钙钛矿多晶薄膜的表面和晶界容易产生各种类型的缺陷。卤化物阴离子缺陷和有机阳离子的空位会作为电荷复合中心,造成开路电压(VOC)的损失。所以,我们在钙钛矿层中引入具有富碘特性的量子点CsPbI3(TMSI-CPI),充分的表征证明了 TMSI-CPI的引入可以钝化钙钛矿薄膜缺陷,优化钙钛矿与空穴传输层之间的能带匹配,提高器件的性能。最终得到的经浓度为2 mg/mL量子点优化的器件取得了 22%的PCE,并且稳定性也得到了提高。综上,本文研究了有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的制备工艺改进以及界面优化,使器件光伏性能有所提升,为使用钙钛矿量子点调控PSCs开拓了新的发展方向。

关键词：钙钛矿太阳能电池量子点界面工程稳定性

考虑土壤水分对气象要素时滞效应的农业干旱指数构建及在长江流域的应用

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考虑土壤水分对气象要素时滞效应的农业干旱指数构建及在长江流域...

作者：田晴武汉大学

学位级别：硕士

土壤水分是水文循环和气候系统中的关键变量之一,在气候过程中发挥着至关重要的作用,特别是在蒸散发、气温和降水等过程中,对水、能量和生物地球化学循环产生影响,对农业干旱监测和预测非常重要。长江流域是我国重要的粮食生产区,研究... 详细信息

土壤水分是水文循环和气候系统中的关键变量之一,在气候过程中发挥着至关重要的作用,特别是在蒸散发、气温和降水等过程中,对水、能量和生物地球化学循环产生影响,对农业干旱监测和预测非常重要。长江流域是我国重要的粮食生产区,研究长江流域的干旱灾害对作物生产和粮食安全具有重要意义。干旱指数常用来识别和监测干旱状况,来定量评价干旱的强度、持续时间和空间范围。较常使用的干旱指数,包括帕尔默干旱指数、标准化降水指数和标准化降水蒸散指数。然而,上述干旱指标都是针对特定应用而设计的,这在农业干旱评估中受到了挑战。此外,由于土壤对水分的蓄积功能导致植被对降水不足的反应滞后,导致农业干旱在时间上往往滞后于上述指标。因此,不考虑时间滞后效应的传统干旱指数在监测农业干旱上存在不足。为了应对农业干旱对气象变量的滞后效应,本文对土壤水分和气象变量间的时滞关系进行了探索,并试图构建考虑土壤水分对气象变量滞后效应的农业干旱指数,并应用于长江流域。首先,本文利用相关系数、均方根误差对微波遥感获取的长时序欧空局气候变化倡议项目土壤水分产品进行适用性验证,借助标准化土壤水分指数对长江流域1979-2019年的历史农业干旱进行干旱等级划分,利用趋势检验对季节和年际干旱特征进行时空规律分析。结论如下:经检验,主被动合成土壤水分产品在长江流域的适用性最强。标准化土壤水分指数对长江流域干旱的识别较好,在年尺度上,长江流域农业干旱面积呈波动趋势,整体上呈先增加后减少的趋势;在季节尺度上,以春旱和冬旱为主。大面积干旱发生的第一主周期为22年,第二主周期为12、28、32年。长江流域重旱中心具有向东经和低纬转移的趋势。金沙江流域南部、岷沱江流域北部、嘉陵江流域北部、汉水流域西部、长江上游、乌江流域、洞庭湖流域西部具有明显干旱趋势,长江源头、洞庭湖流域东部,鄱阳湖流域、长江中游和下游、太湖流域具有明显变湿润趋势,其余地区保持相对稳定。其次,本文在考虑陆-气耦合的背景下设计了量化土壤水分与降水、气温、蒸散发间滞后时间的流程,确定土壤水分-降水、土壤水分-气温、土壤水分-蒸散发的滞后时间。结论如下:通过土壤水分、降水、气温、蒸散量的时空可视化和趋势分析,发现长江流域中部更易发生的两种陆-气耦合模式:一是降水少且蒸散量多的地区,往往土壤水分也少,最终易导致干旱;另一种是土壤水分和蒸散量均低的地区可能导致气温升高,最终发生极端高温和热浪。土壤水分对气象变量的响应和反馈与时间尺度和区域气候条件有关,在月尺度上,土壤水分与降水正相关,与气温、蒸散负相关;在年尺度上,土壤水分与所有气象变量均呈正相关,且土壤水分对降水(气温或蒸散)的滞后时间在湿润地区(长江流域下部)约为-2～-6个月,而在干燥地区(长江流域上部和中部)约为0～2个月;在年际尺度上,区域气候条件的影响可能更大,但总体降水与土壤水分保持正相关关系。关于土壤水分对气象变量的响应,降水对土壤水分变化的贡献最大且非线性更强,其次是气温和蒸散;在考虑时滞效应后,气象变量对土壤水分变化的解释率有所提高。最后,本文基于土壤水分对降水和蒸散发的滞后时间构建了综合农业干旱指数CADI,将其与传统干旱指数进行对比,并应用于长江流域的农业干旱监测。结论如下:CADI与传统干旱指数SPI-1、-3、-12、SPEI-1、-3、-12、VHI的相关系数绝对值落在0.1-0.51之间,参考2007-2009年干旱事件,确定干旱等级阈值为:正常:0-0.025,轻度:0.025-0.05,中度:0.05-0.075,重度:0.075-0.125,极端干旱:>0.125。CADI对干旱等级的判别也具有较好的应用性,与传统干旱指数的相关系数落在0.5-0.7之间。从季节尺度上的干旱捕获性能来看,CADI在监测长江流域夏秋季干旱方面更有优势,同时CADI与作物受旱灾面积具有相似变化趋势。微波遥感卫星观测的长期土壤水分数据为探索农业干旱事件提供了长时序的数据支持,对制订农业干旱灾害防范措施具有重要的现实意义。本文以长江流域为例构建了考虑土壤水分对气象要素时滞效应的农业干旱指数,并从多个维度对干旱指数性能进行分析。实验为更好地理解气候过程提供了一个独特的视角,为农业干旱精准监测和预警提供了新的监测方法,也为灾害评估和区域干旱管理提供了科学支持。

关键词：土壤水分陆-气耦合滞后效应干旱指数长江流域

EHDV、IBAV、BRSV及BEFV四重实时荧光定量PCR方法的建立与应用

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EHDV、IBAV、BRSV及BEFV四重实时荧光定量PCR方法的建立与应用

作者：梅田晴内蒙古农业大学

学位级别：硕士

强化循环厌氧反应器处理印染废水的中试启动研究

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环境工程学报 2014年第10期8卷 4273-4279页

作者：杨波毕深涛李方田晴东华大学环境科学与工程学院上海201620

应用自主研制的强化循环厌氧反应器(SCAR)中试规模处理实际印染废水,研究反应器的启动特性。反应器接种厌氧颗粒污泥后启动运行83 d,形成连续内循环并实现了对印染废水处理的高效稳定运行。在进水COD浓度1 000~3 650 mg/L、系统容积负荷... 详细信息

应用自主研制的强化循环厌氧反应器(SCAR)中试规模处理实际印染废水,研究反应器的启动特性。反应器接种厌氧颗粒污泥后启动运行83 d,形成连续内循环并实现了对印染废水处理的高效稳定运行。在进水COD浓度1 000~3 650 mg/L、系统容积负荷0.7~6.4 kg/(m3·d)条件下,废水COD和色度平均去除率分别达到55%和73%。反应器内较高浓度的NH+4-N保证了系统pH的稳定性,350~600 mg/L的NH+4-N浓度没有对强化循环厌氧反应器产生抑制作用,系统内也没有出现VFA(以乙酸计)积累。启动过程中,厌氧颗粒污泥的粒径增大、沉降性能变好。启动实验完成时,反应器内微生物的脱氢酶活性(以TF计)和辅酶F420浓度分别为3.4973 mg/(g·h)和0.1872μmol/g。

关键词：强化循环厌氧反应器(SCAR) 印染废水中试启动脱氢酶活性辅酶F420

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基于TCP/IP协议的网络控制系统的研究

基于TCP/IP协议的网络控制系统的研究

作者：田晴河北理工大学

学位级别：硕士

网络控制系统(NCS)是传统控制技术与信息技术相结合的产物,它在各领域中已经得到了广泛的应用。在NCS 中,控制系统数据均通过网络来传输,这样势必产生时延。因此作为目前一个新的控制领域和通讯领域交叉的研究方向,NCS 研究工作都是围... 详细信息

网络控制系统(NCS)是传统控制技术与信息技术相结合的产物,它在各领域中已经得到了广泛的应用。在NCS 中,控制系统数据均通过网络来传输,这样势必产生时延。因此作为目前一个新的控制领域和通讯领域交叉的研究方向,NCS 研究工作都是围绕着网络时延问题展开的。通过分析网络延时对系统的影响,在前人对网络时延的研究基础上,重点分析了平均时延窗口的网络时延预测方法,针对平均时延预测方法的局限性,采用BP 神经网络算法对平均值预测算法进行误差修正,根据平均值时延预测和BP 神经网络算法相结合,提出BP-ADW 预测网络时延的智能预测方法,给出了仿真测试结果。在预测网络延时的基础上,构建了一套网络控制体系。系统中网络控制器,采用传统的控制理论针对不同的控制对象进行设计,运用Smith 预估补偿的原理,有效的补偿网络延时对系统造成的影响。为了验证上述网络控制系统的功能,本文设计开发了运行在VB 环境下,基于TCP/IP 协议通信的网络控制系统仿真环境,采用了Visual Basic 编程语言中的Winsock 技术进行了网络数据传输。整个仿真软件的设计融合了VB 的网络传输技术以及控制系统仿真工具Matlab 语言的高效计算能力和快速仿真技术等特点。

关键词：网络控制系统(NCS) TCP/IP 协议网络时延 BP-ADW 时延预测 Winsock Matlab

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中国古典舞成人普及教育初探（女）

中国古典舞成人普及教育初探（女）

作者：田晴北京舞蹈学院

学位级别：硕士

中国古典舞是一个特指的概念,它建立于中国传统文化之上,能够传承中国古典精神,凸显中国民族精神。然而,在社会高速发展的当下,人们对本民族的传统文化知之甚少,反而十分崇尚西方文化、日韩潮流。他们愿意花费上千元观看一场明星演唱会... 详细信息

中国古典舞是一个特指的概念,它建立于中国传统文化之上,能够传承中国古典精神,凸显中国民族精神。然而,在社会高速发展的当下,人们对本民族的传统文化知之甚少,反而十分崇尚西方文化、日韩潮流。他们愿意花费上千元观看一场明星演唱会,却不愿花费百元甚至几十元去欣赏一场古典舞表演。因此,本文从中国古典舞成人普及教育出发,寻求大众缺失的中国古典文化和精神。中国古典舞的普及,不但利于本专业学科的健康发展,更是中国古典文化传播的有效途径,其普及的作用是至关重要的。本文介绍了中国古典舞成人普及教育的概念和教学内容,并从其文化功能、社会功能、训练功能、审美功能几个方面阐述了普及的重要意义,最后提出了一些相关思考。

关键词：中国古典舞成人普及教育

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微型计算机程序设计

1986年

作者： (日)石田晴久编

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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《唐大和上东征传》(高山寺本)管窥

图书馆工作与研究 2004年第3期 43-46页

作者：王勇半田晴久浙江大学日本文化研究所浙江大学日本文化研究所浙江杭州310000

东渡日本的鉴真与西天求法的玄奘 ,堪称唐代最杰出的两位文化交流使者 ;而《唐大和上东征传》与《大唐大慈恩寺三藏法师传》 ,使这两位高僧名垂青史。《唐大和上东征传》流布本均为后世的刻本、影印本 ,现存日本的多种古抄本则未经系统... 详细信息

东渡日本的鉴真与西天求法的玄奘 ,堪称唐代最杰出的两位文化交流使者 ;而《唐大和上东征传》与《大唐大慈恩寺三藏法师传》 ,使这两位高僧名垂青史。《唐大和上东征传》流布本均为后世的刻本、影印本 ,现存日本的多种古抄本则未经系统整理。本文对旧藏高山寺的古抄本进行考释 ,对抄写年代、抄写之人、抄本特点、校勘价值等提出若干新观点 ,可裨益于鉴真的基础性研究。

关键词：唐大和上东征传高山寺本手抄考证