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目录

  1. 第一篇模板vi设计论文范文参考:含席夫碱或8-羟基喹啉金属配合物的有机—无机杂化材料的合成、表征及其环氧化催化性能研究
  2. 第二篇模板vi设计论文样文:一种新的视皮层颜色编码理论及其视觉应用
  3. 第三篇模板vi设计论文范文模板:改进EISA方法合成硅铝及铁氧化物介孔材料研究
  4. 第四篇模板vi设计论文范例:二氧化钛纳米材料的多元敏化及其应用研究
  5. 第五篇模板vi设计论文范文格式:复杂地层体三维建模算法研究

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第一篇模板vi设计论文范文参考:含席夫碱或8-羟基喹啉金属配合物的有机—无机杂化材料的合成、表征及其环氧化催化性能研究

近年来,烯烃环氧化催化反应为医药及精细化工合成提供了大量的中间体,这些中间体通过选择性开环和官能团转换可以方便地合成许多有价值的化合物,因而引起学者们的广泛关注.例如*环氧乙烷、氧化环辛烯作为苯乙烯氧化、环辛烯环氧化的重要产物之一,被广泛用于生产增塑剂、香料和环氧树脂等.目前环氧化物主要是通过Halcon法、卤醇法和过酸法制备获得.Halcon法生产过程复杂,副产物多,物耗高,对设备腐蚀严重,氯醇法在生产过程中会产生大量的含氯污水,对环境污染严重,过酸氧化工艺可靠,效率最高,但过酸价格昂贵,并且有安全隐患.若采用对环境没有污染的环氧化新工艺来生产环氧化物,将引起一场革命性的技术进步.因此,探索环境友好的烯烃环氧化新方法在理论和应用两个方面都具有重要意义.

目前文献已相继报道了Cu、Co、Fe、V、Mo、W、Ti、Zr的席夫碱、多齿胺、茂基、联吡啶、卟啉、3-(2-吡啶基)-1-吡唑等金属配合物在双氧水、空气、或叔丁基过氧化氢氧化烯烃环氧化反应中的催化性能.然而,这些均相催化剂在实际反应中易形成二聚体或多聚体而失活.将这些金属配合物固载到无机载体上,形成的有机-无机杂化材料实现了有机金属和无机载体材料的优势互补,既可以保留均相催化剂活性高和选择性好的特点,也使催化剂的回收和重复使用成为可能.均相催化剂的固载化主要有以下几种方法:沸石包络合法、共价接枝法、配位固载法和静电结合法等,其*价接枝法是目前金属配合物多相化用的最多和固载效果最好的一种方法.多相化的金属配合物催化剂体系面临的主要问题就是活性中心在液相反应中容易流失,导致催化剂活性逐渐下降甚至失活.因此,寻求适宜的固载方法,提高多相催化剂的活性、选择性和稳定性是金属配合物催化烯烃环氧化面临的一个挑战.

相比卟啉、酞腈等大环配体,席夫碱配体种类繁多、易于合成,被广泛用作发光材料、染料等.席夫碱配体能与周期表中的绝大多数金属配位形成具有各种构型,例如:平面四方、四方锥、八面体、伞状、台阶状的配合物,它们在许多氧化反应中展示了一定的催化潜能.然而目前大部分席夫碱金属配合物是通过简单封装在沸石超笼中被固载的,这些通过沸石封装固载的金属配合物在反应中极易流失.将席夫碱配合物通过共价键固载到无机载体上将有可能解决上述问题.另一方面,8-羟基喹啉配体对过渡金属有较强的络合能力,能与60多种金属离子反应生成金属配合物,这些配合物多作为发光材料得到了广泛而深入的研究.然而8-羟基喹啉高价过渡金属配合物的共价固载化却鲜有报道,更不用说控制负载后的8-羟基喹啉配合物的结构以及其催化环氧化性能的报道.探索8-羟基喹啉过渡金属配合物的固载化及其催化环氧化性能将有可能开辟其在催化反应中的应用.8-羟基喹啉与席夫碱配体不同,后者具有固定的环状配位结构,而8-羟基喹啉这种双齿配体的配合物组成随制备方法变化而呈现多样性,势必影响催化活性.因此,如何有效控制配体在孔材料上的浓度及分布,实现单中心金属配合物的成功负载是8-羟基喹啉类均相催化剂多相化的关键.

本文正是从烯烃环氧化的金属配合物催化剂的固载和控制负载后的活性中心的分布、组成及结构方面出发,试图从分子工程的角度设计和制备新型的金属配合物功能化的有机-无机杂化材料,并研究其结构性能、分子组成,进而探索其在催化方面的应用.

基于上述情况,本论文主要开展了以下两方面的工作:其一是采用后嫁接的方法在SBA-15的孔道中引入Cu、Co、Fe、V的席夫碱金属配合物,结合各种表征手段,系统研究了双氧水和空气氧化苯乙烯的反应条件、固载方法、配体加氢、配体取代、活性物种的分布位置及状态和载体表面性质对催化剂催化性能的影响.第二部分是关于8-羟基喹啉金属配合物的固载、表征和催化性能的相关研究.首先将8-羟基喹啉的Fe、Co、Cu的配合物封装到沸石Y的超笼中,它的V、Mo、W配合物采用金属模板/离子交换法引入到SBA-15的孔道中,8-羟基喹啉钼配合物通过一步法引入到了PMOs材料的骨架中.研究了这些8-羟基喹啉金属配合物在环氧化反应中的催化性能,讨论了活性物种的分布、组成与催化性能的关系.我们发现:通过对金属配合物的成功固载和活性中心的结构、组成的控制,能够有效地调节催化剂的活性、对环氧化物的选择性及催化剂的稳定性.


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1、水杨醛亚胺铜配合物的固载、表征及在H_2O_2氧化苯乙烯反应中的应用

通过后嫁接法将水杨醛亚胺铜配合物引入到SBA-15的孔道中,并通过XRD、N_2吸附、SEM表征证实了修饰后的杂化材料保持了SBA-15的有序孔结构,而FT-IR、UV-vis的表征结果进一步证实了水杨醛亚胺铜的负载化及结构.CHN元素分析和ICP-AES测试确定了水杨醛亚胺铜配合物中配体和铜的含量,并结合XPS证实了活性物种的分布.通过研究反应条件、溶剂效应,确立了负载型水杨醛亚胺铜催化剂催化H_2O_2氧化苯乙烯的最佳反应条件.研究发现,对反应液进行碱处理提高了催化剂的活性、对环氧化物的选择性和催化剂的稳定性.此外,通过后嫁接的方法对席夫碱铜配合物修饰的SBA-15进行了表面硅烷化处理,并且通过XRD、N_2吸附、FT-IR、UV-vis、TG/DTA直接或间接证实了载体表面实现了硅烷化.研究发现,硅烷化后的样品由于增加了表面疏水性,在H_2O_2氧化苯乙烯的反应中,其活性更高,对环氧化物的选择性更好.因此,表面硅烷化和反应介质的碱性调节能够极大地提高催化剂对环氧化物的选择性,催化剂的重复使用性和稳定性.

2、Cu(II)和VO(IV)席夫碱功能化的SBA-15的制备、表征及在苯乙烯氧化反应中的应用

以直接锚定的方法在氨丙基功能化的SBA-15上负载了Cu(II)和VO(IV)席夫碱配合物.通过XRD、N_2吸附、TEM表征证实了SBA-15结构在嫁接过程中保持完好,通过光谱、热重分析证实了有机金属基团被负载的事实,并结合ICP-AES分析,确定了配体和金属的负载量,证明了固载后的金属配合物保持了均相配合物的组成,通过对两类活性中心的SEM-EDX、XPS等分析,揭示了活性物种的存在状态和分布位置:Cu-Salen-SBA中配合物以配位键的形式固载,部分分布于孔的外表面,VO-Salen-SBA中配合物是通过共价接枝的方式固载的,分布于孔的内表面.

与均相的铜、钒催化剂相比,相应的SBA-15固载催化剂对苯乙烯氧化反应的活性大幅度的提高,这是活性中心被相互孤立隔开的结果,也与金属配合物和载体之间的协同作用有关系.其中,VO-Salen-SBA在空气作氧化剂时显示了更高的*环氧乙烷的选择性,在双氧水作氧化剂时显示了更高的苯甲醛的选择性.而且VO-Salen-SBA催化剂可以重复使用多次而没有明显失活.VO-Salen-SBA的这些优秀的催化性能取决于通过共价固载于孔的内表面上的金属配合物结构均一性.

3、四氢Salen与Salen的Cu(II)、Co(II)、Fe(III)配合物功能化的SBA-15的制备、表征:Salen配体加氢对苯乙烯催化氧化性能的影响

通过逐步嫁接的方法在氨丙基功能化的SBA-15材料上固载了Cu(II)、Co(II)和Fe(III)的四氢Salen和Salen金属配合物,并通过FT-IR、UV-vis、N_2吸附、TG/DSC等表征手段直接或间接地证明了有机金属基团的成功固载,XRD、TEM、N_2吸附等证实了SBA-15的特征孔结构在负载有机金属配合物之后仍然保持完好,ICP-AES、TG/DSC和XPS数据证实了活性组分的分布位置、固载状态和负载量.

均相和负载后的四氢Salen铜、钴催化剂均显示了比相应的Salen铜、钴催化剂更高的苯乙烯氧化活性,这归因于金属周围由于配体加氢而优化了电子环境从而表现出优秀的催化氧化性能.另一方面,铁配合物加氢后由于形成了二聚体结构而导致活性下降.Co-Salen-SBA、Co-[H4]Salen-SBA和Fe-Salen-SBA催化剂均能被重复使用,但只有Co-Salen-SBA和Co-[H4]Salen-SBA在中断反应中显示了很高的稳定性.

4、多相化的Fe(III)四齿席夫碱配合物的制备、表征:电子效应与苯乙烯催化氧化性质的关系

通过后嫁接的方法在SBA-15的孔道中引入了一系列配体取代基不同的Fe(III)席夫碱金属配合物,通过XRD、TEM、FT-IR、UV-vis、ICP-AES和TG/DSC等多种表征手段直接或间接证明了这一事实.苯乙烯催化氧化性能研究表明:配体上吸电子基团的引入有利于提高催化剂的活性和对*环氧乙烷的选择性,而供电子基团的引入不利于提高催化活性,但有利于提高苯甲醛的选择性.

5、沸石Y封装的Fe(III)、Co(II)、Cu(II)的8-羟基喹啉配合物的表征及在空气氧化苯乙烯反应中的应用

用柔性配体法在沸石Y的超笼中封装了Fe(III)、Co(II)和Cu(II)的8-羟基喹啉金属配合物,并采用FT-IR、UV-vis和N_2吸附表征所证实,ICP-AES、TG/DSC和CHN元素分析确定了杂化材料中金属和配体的含量,以及金属配合物的分布位置,XRD和SEM证实了被修饰后的沸石Y的结构和形貌没有变化.

沸石Y封装后的金属配合物比均相金属配合物活性高,归因于封装后的金属配合物的相互隔离以及载体上可交换的金属与金属配合物之间的协同作用.只有封装后的8-羟基喹啉铁催化剂在反应中很稳定,并可以重复使用.沸石Y基金属和金属配合物作催化剂时,苯甲醛的选择性比*环氧乙烷的选择性高,这归因于载体上酸性位使*环氧乙烷异构为其它产物所致.

6、双8-羟基喹啉VO(IV)、MoO2(VI)和WO2(VI)配合物修饰的SBA-15的制备、表征及其在烯烃环氧化反应中的催化性能

采用金属模板/离子交换的方法在SBA-15的介孔孔道中引入了双8-羟基喹啉氧钒、二氧钼、二氧钨的金属配合物.通过顺磁和元素分析证实,负载型的金属配合物具有均一的组成与结构.催化性质研究结果表明:模板法制备的双8-羟基喹啉氧钒、二氧钼、二氧钨的金属配合物比随机嫁接制备的金属配合物活性更好,对环氧化物的选择性更高,稳定性更好.而双8-羟基喹啉氧钒比双8-羟基喹啉二氧钼、二氧钨的金属配合物具有更强的底物适应性.

7、双8-羟基喹啉二氧钼(VI)功能化的PMOs材料的制备与表征

在碱性条件下,以CTAB为结构导向剂,TEOS和双8-羟基喹啉二氧钼配合物前驱体为硅源,自组装得到了MCM-41型PMO杂化材料,并通过XRD、TEM、SEM、N_2吸附表征证实了所得到的杂化材料具有高度有序的二维六方结构,通过FT-IR、UV-vis、13C和29Si MAS NMR表征证实了8-羟基喹啉钼(VI)的固载化,通过XPS、ICP-AES、CHN元素分析对杂化材料进行了定量分析,证实了8-羟基喹啉钼(VI)在骨架结构中的均匀分布.当TEOS和双8-羟基喹啉二氧钼配合物前驱体的物质的量比为1: 3时,得到的杂化材料MoO2Q2@PMO-6%在环辛烯环氧化反应中展示了较好的催化性能,这与其均匀的球状形貌,规整的六方结构和骨架中包埋的大量介孔均有关系.

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第二篇模板vi设计论文样文:一种新的视皮层颜色编码理论及其视觉应用

颜色判别与感知对于正常的人类视觉系统来说,是非常简单的任务,但是对颜色编码理论与方法的研究远远没有使得机器达到人类视觉系统的智能水平,同时对颜色视觉神经元基础的研究也远远没有达到人类对颜色感知的能力.目前,颜色视觉研究己成为神经科学与计算机视觉中的难点,主要体现在:其一,从神经科学角度来说,一直以来神经生理学实验仅仅停留在对视网膜锥体信号的认识上,难以捕获视皮层颜色神经元的行为规律,因此无法解释视皮层由底层到高层的色调选择性、颜色判别与颜色感知效应:其二,从计算机视觉角度来说,颜色特征的提取与表征既需要解决目标/场景在不同光照等外界条件引起的外观颜色变化,又需要使得颜色描述子具有区分不同目标/场景类别的判别力.近年来,随着科学技术的发展,颜色视觉生物机制的研究有了新的证据与结论,这些新的认识促进了颜色视觉的发展,对解决颜色的视觉难点具有重要意义和价值.

基于此,本论文以近年来神经科学研究成果为生物依据,重点关注视皮层颜色信号的传输与处理,特别是颜色神经元的空间和颜色属性,研究并分析了颜色神经元的对立性、选择性与层次性,及其编码视觉刺激的能力.重点研究了如何利用颜色神经元的空间感受野属性完成对自然图像的颜色表面与颜色边缘的有效编码,以及如何将底层颜色编码扩展到高层颜色编码,以实现不同层次上的颜色视觉系统,展开对真实世界场景中大尺度数据的视觉应用研究,最终显式地建立计算模型单元与神经元之间定性与定量的关联,丰富了视皮层颜色编码理论,是对该理论的一种科学性的描述、分析与解释,从而验证了提出的颜色编码理论更符合人类视皮层颜色视觉的生物机理.

本论文提出了一种新的视皮层颜色编码理论,分别展开了从算法、应用到神经元三个层面的研究.具体地,本论文的主要研究分为三条主线:

(1)第一条主线,从神经生理学出发,利用视皮层神经元对颜色和空间信息响应规律的共性与特性,提出了一个新的V1皮层颜色编码理论,主要包括两个颜色编码算法:

具有颜色选择性的表面编码根据Single-Opponent (SO)神经元对低频信号响应,及其弱方向选择性,本论文利用有向线性滤波器对空间信息的编码能力,提出了一种新的不可分离的空间-颜色对立算子,将对图像的空间带通滤波转化为滤波器的激活与抑制子单元分别与对立颜色成分的线性加权和,完成SO简单单元的建模.尽管本论文提出的颜色表面编码方法并不是第一次用颜色对立信息提取颜色表面特征,但与先前提出的工作相比,创新点在于:第一,对颜色表面编码的主要动机是模拟视皮层颜色选择神经元的弱空间属性与强颜色属性.本论文的工作考虑了颜色神经元的空间选择性,与之前的工作将颜色神经元建模为无向算子(实际是类似视网膜神经元结构)相比,更符合视皮层颜色神经元的感受野形态结构:第二首次将非线性归一化机制用于编码颜色神经元的增益控制,增强了颜色选择性,并抑制了模型单元响应.实验表明,提出的算法能够提取更为丰富的图像颜色兴趣点,以及显著性区域.

具有空间-颜色选择性的颜色边缘编码根据视皮层Double-Opponent (DO)神经元对颜色边缘的编码能力,本论文在基于颜色表面编码理论的基础上,提出一种基于空间滤波的颜色边缘编码理论.从对区域到对边缘检测的问题转换为对SO简单单元的空间滤波问题,并且滤波算子具有*-周围结构的激活与抑制子单元,从而构建具有空间与颜色同时对立的DO简单单元,编码具有空间-颜色选择性的边缘特征.进一步利用能量机制,计算一对相反极性DO简单单元的能量响应,从而构建相位不变(颜色对比度反转不变)的DO复杂单元.尽管本论文提出的颜色边缘编码方法并不是第一次将颜色对立信息融入到空间滤波中,但与先前提出的工作相比,创新点在于:第一,该编码理论模拟了DO神经元的空间与颜色属性,同时形成了颜色与空间选择性与对立性,使得颜色边缘有更强的判别能力,特别是通过能量机制区分了DO简单单元与复杂单元在相位选择性上的差异,最终完成颜色对比度反转不变的颜色边缘编码;第二,该理论建立在序列的递归的颜色表面编码基础上,体现了编码理论由简单到复杂的层次特性.理论上构建DO模型单元的输入特征与视皮层中大量存在的神经元相符.相比于现有的颜色描述子通常在不同的颜色空间中滤波完成边缘信息编码,本论文提出的编码理论可以看作是一种颜色边缘的二阶算子,除了能获取丰富的颜色局部对比度和纹理信息外,进一步体现了颜色神经元完成不同功能的层次性,即从颜色表面,到颜色边缘,最后到颜色对比度不变的边缘编码方式,与神经科学的生理证据一致.更重要的是,从理论上说,该颜色编码方式适用于任意一种基于图像梯度的算法.

(2)第二条主线,从视觉应用的角度出发,针对不同皮层区域所编码的特征复杂性不同,研究视皮层‘",what",通道自底向上的视觉信息处理机制,将V1皮层的颜色编码理论扩展到高层V4/IT区域的编码理论,面向不同难度的视觉任务提出了不同层次的颜色视觉系统,主要包括三个颜色视觉系统:

V1皮层:基于颜色纹理基元图的轮廓检测标准轮廓检测方法广泛使用基于高斯导数的亮度通道、纹理通道、颜色通道等.然而,自然图像中的颜色丰富多样,纹理特征中同样包含了丰富的颜色信息.根据视皮层边缘/轮廓编码的生物机理,即V1神经元主要对边缘/轮廓刺激的响应,并通过线性合并的方式完成对不同视觉要素的整合,本论文利用VI皮层的颜色编码理论,提出了一种多尺度多方向颜色纹理基元图的编码方法,完成颜色纹理梯度的计算,利用逻辑回归算法学习不同视觉要素之间的合并权重,最终获取每个像素点的轮廓概率.本方法的创新点在于:纹理特征的编码考虑了颜色表面信息,丰富纹理信息的表征,有利于其外观建模.相比于传统的纹理与颜色分离表示的特征而言,本论文提出的轮廓检测系统更符合人类视皮层V1神经元对纹理的编码属性,更好地适应颜色与纹理同时变化的场景图像.

V1皮层:全局颜色特征提取的场景分类神经科学研究发现场景感知仅仅需要图像的全局特征编码,不需要目标细节的特征提取或场景分割,因此可以看做是神经元在V1皮层完成的特征编码;此外,相比于灰度级或给予错误颜色信息的场景图像,具有正确颜色信息的场景分类精度更高.借鉴Gabor滤波器获取场景全局GIST特征的能力,本论文利用V1皮层的颜色编码理论,提出颜色表面与颜色边缘特征的场景识别系统.本方法的创新点在于,借鉴了神经科学对场景分类以及颜色对场景感知重要性的研究成果,为场景识别提供了一个更为一般的场景颜色全局特征编码的视觉框架.

V4/IT皮层:颜色目标识别本论文前两个颜色视觉系统都是基于V1皮层的颜色编码理论的应用研究,随着视皮层‘",what",通道的层次逐渐升高,皮层神经元编码特征逐渐复杂,最终达到V4/IT皮层完成具有位置和尺度不变的色调选择与颜色判别,是复杂目标识别的神经元基础.借鉴形状通道的层次传输仿生目标识别模型HMAX中底层V1到高层IT之间的连接方式,本论文在V1视皮层编码的基础上,将从V1到V4/IT皮层的层次连接计算方式推广到颜色信息,提出颜色表面与颜色边缘编码的前馈层次视觉系统,从大量自然场景图像中学习具有丰富空间与颜色选择性的原型模板,为V4/IT皮层的模板匹配和目标识别奠定了基础.本方法的创新点在于,完善了视皮层颜色编码理论的层次性,为目标识别提供了一个更为全面的外观建模框架.

(3)前两条研究主线分别对颜色视觉的理论与方法及其视觉应用进行了研究,可见,视皮层是研究颜色编码的重要区域,一个好的颜色编码理论及模型是图像处理和计算机视觉应用的重要基础.本论文另一个重要研究内容是利用该理论模型统一神经元数据,从神经元角度完成对理论模型的科学性描述分析与解释.因此,本论文的第三条研究主线是在前面两条研究内容的基础上,提出一种新的对颜色编码理论的描述方法,通过对比计算模型单元与神经元响应,建立两者之间的显式关联,验证理论与模型的可靠性及科学性,主要包括三种比较:

模型单元的空间-颜色选择性与V1神经元的比较区分不同颜色神经元的方式之一就是测量不同视觉要素(空间频率、方向、相位和颜色)对模型单元调谐曲线的影响.本论文设计与电生理实验相似的颜色和空间视觉刺激模式,如等亮度颜色光栅,计算模型单元对刺激的响应规律,同时确定该模型单元的最优刺激模式,与神经元数据比较,验证模型解释神经元空间和颜色属性的能力,丰富了该颜色编码理论在V1皮层的科学描述.

模型单元的色调选择性与V4/IT神经元的比较底层V1颜色神经元主要对特定波长的颜色具有选择性,V4/IT皮层神经元呈现狭窄的色调选择性,从而完成颜色判别任务.本论文从大量自然场景图像中学习具有空间和颜色选择性的视觉字典,提出一种基于取样的模板匹配方法计算模型单元对颜色测试刺激的响应,验证模型解释神经元的色调选择性的能力,丰富了该颜色编码理论在V4/IT皮层的科学描述.

颜色选择性的空间色调图及其亮度不变性与V1/V4/IT神经元的比较根据颜色选择性神经元对不同颜色刺激的响应空间分布遵循色调环的排列方式,本论文提出一种基于主成分分析的模型单元响应轨迹分布求解方法,主成分分量所在低维空间近似描述了神经元的响应轨迹.与内源光学成像实验比较,验证了视皮层色调图的存在,模型单元对偏好颜色刺激响应在空间位置上越接近,则输入颜色刺激的色调就越接近.通过改变同一种色调的亮度值,计算模型单元的颜色或色调选择性变化趋势,验证了颜色选择神经元响应具有亮度不变性.

第三篇模板vi设计论文范文模板:改进EISA方法合成硅铝及铁氧化物介孔材料研究

本文采用溶剂蒸发诱导自组装(EISA)方法,合成了介孔SiO_2及其复合体材料.并在EISA方法的基础上,设计了有效抑制无机盐的水解速率的氨介质EISA合成路线,制备了Al_2O_3、Fe_2O_3介孔材料,并探讨了合成机制.

利用EISA方法制备了介孔二氧化硅SBA-16.在合成有序介孔SiO_2的体系中原位嵌入Eosin Y制备Eosin Y/介孔SiO_2复合体材料.研究表明,随着Eosin Y量的增加,复合体荧光谱峰增强,明显强于纯Esoin Y,这种现象可以归因于Eosin Y分子被锚定在介孔SiO_2的结构中,使Eosin Y分子间的荧光自猝灭效应减弱,从而使Eosin Y/介孔SiO_2复合体的PL谱峰增强.以SBA-16膜/ITO为电极电沉积控制CdS生长在其表面,分析表明生长的CdS粒子形貌为层层包裹的“花状”.利用孔道均一而且孔径小于5 nm的介孔分子筛膜为基底,以阻碍Cd~(2+)和S_2O_3~(2-)向介孔孔道中的扩散,同时阻碍了其在孔道中发生电化学反应,从而控制CdS只生长在电极表面,具有较好的光致发光性质.

针对制备有序介孔Al_2O_3材料的方法多使用铝的醇盐作为前驱体,而使用无机盐为前驱体所需反应时间较长、反应速率难于控制的问题,设计了通过NH_3·,H_2O与表面活性剂相互作用而抑制无机铝盐的水解速率氨介质EISA合成路线.采用氨介质EISA方法,以AlCl_3·,6H_2O为无机前驱体,三嵌段聚合物P123或F127为结构导向剂,合成了具有蠕虫状、二维六方结构的介孔Al_2O_3材料.对于有序的介孔Al_2O_3,将其焙烧温度提高至700 oC,得到γ-Al_2O_3介孔材料,其孔径为7.6 nm,BET测定比表面积为200 m~2·,g~(-1),孔容为0.38 cm~3·,g~(-1),具有二维六方介孔结构.

利用氨介质EISA方法,通过改变铝溶胶的陈化时间,在F127-EtOH-NH_3·,H_2O-无机盐体系中设计合成了孔结构可控(二维六方和三维面心立方结构)的一系列均一透明的介孔Al_2O_3薄膜材料.所得介孔材料具有窄的孔径分布、较大的比表面积以及高度有序的介孔结构.根据大量的结构表征找出了介孔结构变化的规律,并据此提出了孔结构可调控的机制.和以往报道的合成步骤相比这种合成路线的优势在于能够在短时间内很容易的控制Al_2O_3薄膜的介观相.孔结构可调的介孔Al_2O_3薄膜材料的合成机理为:三嵌段表面活性剂的EO基团与NH_3·,H_2O之间的氢键作用使NH_3·,H_2O解离速度减慢,NH_3·,H_2O缓慢释放使无机物水解速率受到抑制,从而水解为较小的铝氧团簇,适与表面活性剂胶束的组装,EISA方法属于液晶模板机理,挥发性溶剂在一定温度和湿度下缓慢蒸发,使表面活性剂胶束组装成不同结构,再与铝氧团簇间形成较强的相互作用,制备出不同介孔结构的Al_2O_3材料,且模板剂去除后能够保持有序性较好的介孔结构.通过改变焙烧温度,可以得到不同晶相(γ或δ,α-Al_2O_3)的介孔Al_2O_3材料.

利用氨介质EISA方法,以三嵌段聚合物F127为结构导向剂,将无机铝源换成无机铁源[Fe(NO_3)_3·,9H_2O],合成了蠕虫状α-Fe_2O_3薄膜和粉体材料,样品的粒径为17.36~33.57 nm,BET测定比表面积为20.08~45.11 m~2·,g~(-1),薄膜厚度为360.5~370.1 nm.研究表明,随着焙烧温度的升高,样品的晶粒尺寸增加、比表面下降且膜厚增加.探讨了合成机制,说明氨介质EISA方法在抑制无机盐水解速率方面有一定的普适性.对焙烧后的粉体样品进行吸附Cr(VI)离子性能测试,结果表明不同温度下焙烧的样品的移除能力均明显优于商用α-Fe_2O_3.这种更强的移除能力可以归因于蠕虫状α-Fe_2O_3粉体材料具有较高的比表面积以及多孔的结构,为污水处理等领域提供了新材料.

第四篇模板vi设计论文范例:二氧化钛纳米材料的多元敏化及其应用研究

在众多半导体纳米材料中,二氧化钛(TiO2)由于耐腐蚀、环境友好、生物相容、光催化活性高且易于制备、价格低廉等优点,在诸多应用领域吸引了持续的关注,比如太阳能电池/光电化学池,光催化降解污染物、生物传感及药物传输等.这些应用研究不但要利用TiO2的自身特性更多地还要考虑多种功能化修饰及其与应用环境的相互作用,主要原因是其自身带隙较大只能吸收紫外区的太阳光谱,而且单一的TiO2纳米材料也不能够满足广泛的实际需求.因而实现TiO2的各种功能修饰,对改善与提高材料性能,拓宽材料应用领域不仅具有重要的理论意义,更有重要的实际应用价值.对于纳米材料而言,除去不同材料间的性能差异,同种材料在形貌与结构上的差异也会引起材料性能的较大改变.同时,不同的研究领域对材料的形貌与结构需求也不尽相同.因而,对纳米材料形貌结构的控制研究也尤为重要.基于此,本文从敏化剂的组分设计、形貌控制及结构优化等方面入手,系统研究了基于纳米TiO2的复合材料的性能以及其在光谱分析、光催化产氢及有机污染物去除等领域的应用.主要研究内容如下:

(1)TiO2纳米材料制备:分别采用阳极氧化法和水热法在钛箔上制备了分布均匀、排列有序的一维TiO2纳米管和纳米线阵列(第2章);通过调节水热法相关技术参数,在钛箔表面制备了具有特殊结构的TiO2纳米材料,包括纳米树叶、纳米花、纳米线/纳米树叶阵列、纳米线/纳米花阵列、纳米花/纳米树叶阵列;讨论了水热法技术条件下TiO2纳米结构的形成机理(第3章).

(2)TiO2纳米管金属纳米粒子敏化:结合光催化沉积技术,以TiO2纳米管为结构模板,在其管内沉积金纳米颗粒;利用沉积在TiO2纳米管内表面的金纳米颗粒构建了一个局域三维电磁场,对限域于管内的目标分子产生表面增强拉曼信号;实现了环境中多环芳烃的表面增强拉曼光谱分析(第4章).

(3)TiO2纳米管的金属及金属氧化物纳米粒子敏化:结合电沉积与热氧化技术在TiO2纳米管上制备出垂直生长的单晶CuO纳米线阵列;证实了现有CuO纳米线生长机理模型:压力引起的晶界扩散和压力产生与释放机理共同调节CuO纳米线生长;通过纳米线生长过程技术参数调节得到了CuO纳米蘑菇和纳米片结构;证实了维系CuO纳米线生长的离子迁移通道,并成功解释了该迁移通道对CuO纳米线直径和长度的调控;通过光催化沉积技术成功地将银纳米粒子负载于上层CuO纳米线与下层TiO2纳米管上,并将该材料应用于环境污染物的监测及消除,实现了双功能化循环利用(第5章).

(4)TiO2纳米管的II-VI组半导体纳米晶敏化:结合水热法与连续离子层吸附与反应技术在双官能团分子的帮助下获得了II-型核壳CdTe/CdS量子点并将其成功地负载于TiO2纳米管阵列电极上;在II-型核壳结构敏化剂内,电子和空穴波函数可以有效地分离并产生高寿命的载流子分离态最终可以显著地提升复合材料的光电响应性能,壳层CdS对CdTe核的包被可以有效地降低CdTe因光刻蚀而引起的不稳定性.所得复合电极展现了良好的产氢效能.

(5)TiO2纳米管的I-III-VI2组半导体纳米晶敏化:不同于基于镉和铅的II-VI族及IV-VI族二元半导体纳米晶,I-III-VI2族半导体纳米晶兼具高光电响应性(整个可见及近红外区)与环境友好性,是极具潜力的下一代敏化剂.其中,CuInSe2纳米晶的性能最为优异,然而受限于三元纳米晶自身生长的复杂性及现有合成方法的不足,CuInSe2纳米晶的可控性制备仍然很难达到.我们通过控制溶胶合成技术参数,获得了单分散粒径可控的实心/中空CuInSe2纳米晶及量子点;探讨了实心小粒径纳米晶的形成机理及纳米晶从实心到中空的演变机理;用单分散中空及实心CuInSe2纳米晶分别敏化TiO2纳米管,证实了中空CuInSe2纳米晶拥有更高的光催化特性(第7章);将中空CuInSe2纳米晶修饰于TiO2纳米管,开展了光催化产氢的研究;通过对该电极的多重修饰构建了基于TiO2纳米管的准量子阱结构,该结构有效的提高了复合光电极中载流子的分离及传输效率;通过循环伏安分析及阻抗谱分析,研究了电极内部载流子的传输路径及传输(复合)阻力,并以开路电压在切断光源后的衰减曲线及荧光光谱对结果进行了佐证(第8章).

第五篇模板vi设计论文范文格式:复杂地层体三维建模算法研究

三维地层建模算法作为3D GIS和数字矿山的关键组成部分,对煤矿生产、安全、管理、决策有着至关重要的促进作用,已成为研究热点.基于面元模型的算法不能很好地表达地层体的三维实体性.基于体元模型的建模算法中,由于单个体元只能表示一种地质体,也不允许有断层穿越,当对包含断层、透镜体、侵入体、尖灭、褶皱等特殊地质体的地层体建模时,要么会导致建模结果的错误(当没有考虑边界约束条件时),要么会大大降低算法的自动化建模水平(当考虑边界约束条件时,必须人工交互式地加入大量约束数据),抑制了算法在煤矿应用的深度和广度.另外,很多算法都对特殊地质体独立建模,没有考虑与地层母体模型的无缝融合.

论文借鉴面元模型和体元模型的建模方法,把煤矿地层(煤层)三维实体建模问题作为研究对象,以高度自动化的建模过程为目标,以体元模型为核心,突出地层体的实体性本质,强调集成和无缝融合的建模理念,对复杂地层体三维实体建模问题进行了创新性研究.

(1)针对单个广义三棱柱体元不能包含两种或两种以上地质体、不能被断层面穿越的问题,提出了能够突破这些问题的体元模型──“虚拟广义三棱柱体元模型”.在此基础上给出了一种能够恰当表达复杂地层体的三维层次结构模型──“虚拟广义三棱柱-多面体-四面体”模型,较好地解决了复杂地层体中各特殊地质体的建模和无缝融合问题.

(2)快速合理地构建地层面三角网、断层面三角网是复杂地层体三维建模基础,通过引入三角网格模板、规则虚拟钻孔概念和提出基于多边形分区思想的含断层地层面的等高线高程插值算法和离散点高程插值算法,给出了构建连续地层面三角网、含断层(正断层、逆断层、多断层)地层面三角网和断层面三角网的完整解决方案.构建出的三角网格具有结构化的特点,为生成虚拟广义三棱柱体元提供了极大的便利.

(3)采用分而治之的思想,基于规则块体网格和四叉树结构,提出了两种实用的建模区地层体空间分块方法,降低了大面积多断层区域三维建模的难度和复杂性,提高了建模结果的合理性、准确性.给出了各子块体三维层次结构模型集成时无缝融合的思路.

(4)分别提出了表达单断层地层体、复杂多断层地层体、含透镜体/侵入体地层体、尖灭地层体和含褶皱地层体的三维层次结构模型,给出了各类模型的建模算法.算法最大限度地减少了用户手工干预工作量,以便有更高的自动化水平.

(5)多面体的四面体变换过程是三维层次结构模型的最基本要求,因而多面体的四面体变换问题在论文算法研究中具有基础性地位.论文分别从多面体几何特性和三维任意域约束Delaunay四面体化两个角度入手,分析当前典型算法,提出了两种高效的多面体到四面体变换算法.

算法已应用于实际煤矿复杂地层体的建模,取得了预期的效果.

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