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基于两种化学计量方法的激光诱导击穿光谱植物分类
摘要： 激光诱导击穿光谱（LIBS）在复杂天然有机物分类中的应用相对有限，且其准确度仍有待提高。为研究复杂有机物的分类方法，本研究采用LIBS技术对三种新鲜叶片进行了测量。每种叶片的100个样本各采集了100条光谱，并按7:3的比例划分为训练集和测试集。运用偏最小二乘判别分析（PLS-DA）和主成分分析马氏距离（PCA-MD）两种化学计量学算法对这些叶片进行识别。以16种元素或分子的23条谱线作为输入数据时，这两种方法均能成功实现三类叶片的分类。PCA-MD和PLS-DA对训练集的分类准确率分别达到100%，对测试集的分类准确率分别为93.3%和97.8%。这表明PLS-DA在植物叶片分类方面优于PCA-MD，因其处理过程中的组分比PCA-MD更适用于分类。我们认为本研究可为LIBS技术应用于植物溯源提供参考。
关键词： 复杂有机物的分类、偏最小二乘判别分析、主成分分析马氏距离、激光诱导击穿光谱
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于二氧化碳分解的太阳能滑弧等离子体反应器：设计与表征
摘要： 利用可再生能源（尤其是太阳能）将二氧化碳（CO?）等低价值原料转化为高价值产品，既能满足日益增长的燃料和化学品需求，又可减少环境排放。本文提出一种配备滑动弧放电装置（glidarc）的直接太阳能接收-反应器，有望实现更高效、连续运行的太阳能热化学合成。反应器腔室内的非平衡等离子体可增强气相原料对太阳能的吸收，从而提升化学转化效率。此外，依靠电能维持等离子体的特性可补偿太阳辐射输入的波动。 研究评估了两种常压条件下用于CO?分解的太阳能-滑动弧反应器构型：轴径向流动（AXR）与反向涡流（RVX）。前者能更精准控制停留时间但太阳-等离子体相互作用有限；后者虽增强相互作用，却需更高流速约束等离子体而导致停留时间缩短。通过计算流体动力学（CFD）模型模拟流道与停留时间以指导反应器设计与运行。模拟不同反应器朝向（模拟实地工况）下的等离子体体积显示，AXR构型比RVX设计产生更大等离子体体积。净吸收测试（评估太阳-等离子体相互作用程度）表明：RVX构型太阳能净吸收率达18%，AXR为7%（无等离子体时为0%）。尽管太阳能吸收较低，AXR构型因支持更短停留时间操作，实现了高达4.5%的CO?均相气相分解（无催化剂条件下），表现更优。结果表明太阳能-等离子体直射接收反应器为太阳能热化学合成提供了有效途径。
关键词： 化学合成、辐射吸收、太阳能燃料、大气压非平衡等离子体、太阳能接收器-反应器
更新于2025-09-24 05:57:17
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基于D形光纤的表面等离子体共振传感器，采用Fiberbench旋转波片检测铅离子
摘要： 本文介绍了一种采用FiberBench旋转波片实现传感器应用的D形光纤。该设计传感器利用表面等离子体共振(SPR)技术检测水介质中的铅离子?；诠庀说腟PR传感器采用双层传感芯片设计，将D形光纤抛光区域涂覆还原氧化石墨烯-磁赤铁矿纳米复合材料与1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐/N-羟基琥珀酰亚胺复合传感层。通过波长与强度偏移量研究了不同浓度下的传输响应曲线。结合该传感层后，可通过波长与强度询问法轻松检测Pb2+。传感器在0.3 ppb铅离子浓度下即呈现可识别的强度偏移，基于波长偏移的检测限为1 ppm。铅离子浓度灵敏度达0.116 nm/ppm，准确度为19.1×10?4。利用FiberBench旋转波片通过SPR调控传输曲线的深度与宽度。该传感器在静态水环境中展现出高精度、高灵敏度及实时检测特性。
关键词： 铅离子，纳米复合材料，还原氧化石墨烯，FiberBench，表面等离子体共振，偏振控制器，D型光纤
更新于2025-09-12 10:27:22
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利用船载MAX-DOAS观测获取东海对流层NO?、SO?和HCHO数据并与OMI、OMPS卫星数据对比
摘要： 本研究于2017年6月在东海海域开展了船载多轴差分光学吸收光谱（MAX-DOAS）观测。通过差分光学吸收光谱技术从实测光谱中反演了二氧化氮（NO?）、二氧化硫（SO?）和甲醛（HCHO）的对流层斜柱密度（SCDs）。采用简单几何法将15°仰角观测的各痕量气体SCDs转换为对流层垂直柱密度（VCDs）。航测期间，东海海域海洋环境NO?、SO?和HCHO的平均VCDs分别为6.50×101?分子/cm2、4.28×101?分子/cm2和7.39×101?分子/cm2。船载MAX-DOAS痕量气体VCDs数据与臭氧监测仪（OMI）及臭氧成像和廓线仪套件（OMPS）卫星观测进行了对比：每日OMI NO? VCDs与船测数据相关性良好（相关系数R=0.83）；OMPS卫星与船测的SO?和HCHO VCDs也呈现较好一致性（R值分别为0.76和0.69）。基于不同仰角测量的差分斜柱密度（DSCDs），采用最优估算法获取了这些痕量气体的垂直廓线，其典型分布特征显示：远离长三角大陆区的清洁海洋边界层中，NO?、SO?和HCHO浓度均较低（<3、<3和<2 ppbv）。值得注意的是，船行路线沿线间歇性出现SO?浓度升高现象，MAX-DOAS观测表明这主要源于邻近船舶排放。结合船载臭氧激光雷达测量，通过HCHO/NO?比值垂直廓线（该参数对NO?浓度变化敏感）探讨了臭氧（O?）生成机制。本研究深化了对东海海域海洋边界层主要空气污染物的认知，也为长三角等沿海地区制定船舶排放管控政策提供了科学依据。
关键词： 二氧化氮、二氧化硫、臭氧监测仪、多轴差分吸收光谱仪、臭氧层监测仪、基于船舶的观测、甲醛、东海
更新于2025-09-04 15:30:14