一、几种非光学显微镜介绍（论文文献综述）
卢锦胜[1]（2021）在《微纳尺度几种光致力驱动及其机理研究》文中认为光力作为最重要的非接触式操纵微纳物体的手段之一,被广泛应用于原子物理、化学、生物学等领域,而光泳力在操纵和运送空气环境中的吸光物体方面具有更大的优势。物体对光的散射和吸收很常见,绝大多数情况下,这两种力同时存在并作用于物体,但是通常是其中一种力占主导。比如在空气环境中,吸光物体由于光热效应产生比较大的温度梯度,导致的光泳力通常能比光力大几个数量级,此时光泳力占主导。而在液体环境中,由于散热较快,难以形成可观的温度梯度,此时光力占主导。因而,很少有研究发现或者讨论这两种光致力的共同效应。另一方面,目前绝大多数光操纵基本都是在液体环境中实现。当颗粒物体在非液体环境时,颗粒与接触物体表面存在巨大的范德华粘附力,对于微米级的颗粒或者结构,其粘附力能达到μN量级。而光力通常只能达到pN量级,因而光力在非液体环境无法克服范德华粘附阻力驱动物体。之前的研究基本都是利用液体的浸润来消除范德华粘附阻力,或者将物体悬浮在空气中,不与其他物体表面接触,来实现光力驱动与操纵。如何提高光致力驱动能力以克服表面粘附阻力从而在非液体环境实现驱动成为亟需解决的难题。此外,传统的光操纵系统依赖复杂的高数值孔径透镜组,体积庞大,造价昂贵,一定程度上限制了光致力操纵的广泛使用。如何将传统光镊微型化集成化,在片上实现光力操纵,是一个很有研究意义的课题。针对第一个问题,通过采用锥形光纤结构,巧妙地将光力和光泳力联合起来作用于微米金片,使得微米金片在锥形光纤上做往复运动。光力主要表现为推力将金片推向锥形光纤尖端,而光泳力则表现为拉力将金片拉回使其离开光纤尖端,由此反复推拉金片使其在光纤上来回振荡,速度可达28μm/s。针对第二个问题,利用脉冲光激发的表面声波驱动物体,使得光驱动物体的能力大幅提高并达到μN量级,从而能够在非液体环境包括空气和真空环境中在物体表面克服巨大的表面粘附力驱动物体运动,实现了驱动微米金片绕微纳光纤转动、摆动、以及螺旋运动等。金片能在一串脉冲光驱动下做步进运动,运动精度达到亚纳米级别,旋转角度的精度可达千分之一度。利用旋转金片作为微反射镜,实现了光束的精确偏转扫描。针对第三个问题,设计并验证两种片上集成光镊方案,可实现对微球全三维捕获和操纵。第一种方案为单光束光镊,在波导上制备超表面结构（即会聚光栅）,将光从波导中散射出来并强会聚在器件表面上方,具有非常高的数值孔径。设计的横向和纵向的势阱深度分别达到250和96kBT/mW,能够满足对微球的3D捕获。第二种方案为交叉双光束光镊,在聚合物波导端面3D打印自由曲面微器件,使得从波导出来的光能够反射并会聚在器件上方,虽然双光束本身并没有像单光束那样被很好地会聚,但是交叉光束对微球的捕获能力与高数值孔径的单光束相当,设计的三个维度势阱深度分别达到519,574和330kBT/mW。实验上使用交叉双光束光镊实现了单个悬浮微球的3D捕获。此外还采用了相向传播的双光束光镊实现多个微球的捕获并研究了微球之间的相互作用。
刘文杰[2]（2021）在《基于宽场照明调制的快速三维超分辨荧光显微成像方法和系统研究》文中研究指明细胞是一切生命活动的基本结构和功能单位,但其活动大都发生在纳米尺度的各细胞器中。虽然电子显微镜和原子力显微镜等技术已经将分辨率推进到单纳米量级,但是这些技术存在着对样品破坏性大、难以区分不同结构、无法观测动态样品等缺点,并不适用于对生物样品,尤其是对活细胞进行三维快速观测。而光学显微镜则具有损伤小、特异性强、成像速度快以及可实现三维成像等潜在优点,是唯一有可能用于对活细胞样品进行三维快速观测的成像技术。但是由于光学衍射极限的存在,传统光学显微镜的横向分辨率一般被限制在半波长量级,轴向分辨率则更低,只能达到横向分辨率的三分之一左右。超分辨光学显微成像理念的出现大大提升了普通光学显微镜的分辨率,也因此被授予2014年诺贝尔化学奖。但现有的超分辨成像技术仍然存在着各自的不足,主要体现在难以平衡横向分辨率、轴向分辨率、成像速度和成像深度等参数,进而实现对亚细胞结构的大深度和快速三维超分辨观测。本论文正是围绕着这一核心科学问题开展研究工作。考虑到三维时空超分辨的要求,研究以宽场照明光场调制为手段,提出了基于变角度倏逝场照明的新型轴向和三维超分辨成像理论,发展了基于结构光照明调制的横向和三维超分辨成像技术。为了在实验上验证这些理论和方法,本文也全新设计并搭建了一套基于复合扫描振镜的多模态多维度超分辨显微成像系统和平台,并提出了相应的仪器和实验定量化校准和优化方案,最终在不同技术中实现了多色、大深度（数微米全细胞尺度）、长时程（大于一小时）、快速（大于每秒十帧）和三维超分辨（百纳米以下）成像。具体而言,每章包括以下研究内容:第一章首先介绍了与本文相关的一些成像概念,然后总结和比较了超分辨光学显微镜领域在提升横向和轴向分辨率方面所做的一些工作,最后指出现有技术的局限以及本文所做的改进和创新。第二章提出了一种基于快速扫描振镜的环状照明全内反射荧光显微镜系统,并进行了定量化的系统标定,包括扫描环校正、入射角测量和偏振控制。第三章提出了两种基于变角度倏逝场照明进一步提升全内反射荧光显微镜轴向分辨率的方法,并进行了相应的仿真和实验验证。第四章提出了将变角度倏逝场照明和结构光照明进行结合提升三维空间和时间分辨率的方案,并在第二章的基础上设计了相应的基于复合扫描振镜的三维快速超分辨显微成像系统。第五章在第四章系统的基础上进一步开发了一套多模态超分辨显微成像平台,可通过三维结构光照明调制实现大深度下的三维快速超分辨成像。第六章提出了一种结合三维结构光照明和单分子定位成像技术进行关联数据分析的思路和方案,同时对影响重构结果质量的各参数进行了全面综合分析。
武刚[3]（2021）在《光通信系统中亚波长光栅分束器及屋形谐振腔的研究》文中指出伴随着5G、云计算、大数据和人工智等IT技术的迅速发展,作为其主要支撑的光通信技术也迎来了新的变革与挑战。为了实现更高的数据传输速率,光通信系统中各类光模块和光器件性能大幅提升,并逐渐向小型化、高速化、集成化的方向发展。其中,硅基亚波长光栅因其卓越的光学衍射特性,被广泛应用于激光器、光探测器、耦合器、滤波器、传感器等光电子器件中,并可利用它们实现更为复杂的光子集成电路。此外,基于高品质因子微腔的多种功能器件的出现,极大地推动了光子集成和光子芯片等领域的发展。本文主要围绕亚波长光栅分束器及一种屋形光学谐振腔展开理论分析及实验研究,主要的创新点和研究成果如下:1.研究了非周期亚波长光栅的衍射光波前相位控制特性,提出了透射光为平行光束的一维亚波长光栅功率分束器,设计了偏转角分别为15°和30°、功率比为1:2的1×2功率分束器,仿真得到分束后两光束的偏转角分别为14.4°和29.5°,功率比约为1:1.87,与设计值基本相符。此外,还提出了一维亚波长光栅合束器、透射光为会聚光束的一维亚波长光栅功率分束器、一维亚波长光栅双焦透镜等结构,并对这些器件的性能进行仿真验证。2.提出了基于双层结构一维条形亚波长光栅的偏振分束器,设计了焦距40μm,能够实现波长1.55μm、垂直入射的TM偏振光反射会聚、TE偏振光透射会聚的偏振分束器。仿真得到的TM反射光束焦距为40 μm,焦点处光场强度的半高全宽约1.88 μm,总反射率为90.8%;TE透射光束焦距为38.3 μm,焦点处光场强度的半高全宽约1.7 μm,总透射率为82.4%。该器件能够很好地实现两种正交偏振态的分离,并使分束后的光束各自会聚。3.提出了基于二维块状亚波长光栅的1×N功率分束器,理论分析中,设计了焦距为10 μm的透射型1×3和1×4功率分束器,仿真得到二者的焦距分别为9.5 μm和9.7 μm,总透射率分别为89%和87.2%,焦平面上各会聚点光场强度的半高全宽均小于2 μm。实际使用中,在SOI晶片上制备了焦距为150μm、半径为216 μm的圆形1×3功率分束器和边长为370 μm的方形1×4功率分束器,测量得到两功率分束器的焦距约为170 μm,焦平面上会聚光斑轮廓清晰。4.提出了基于二维块状亚波长光栅的柱面透镜、柱面反射镜和柱面分束透镜。理论分析中,设计了焦距为6 μm的凸柱面透镜和凹柱面反射镜,仿真得到二者的焦距分别为5.85 μm和5.6μm,两线状会聚光斑光场强度的半高全宽分别为0.82μm和1.08 μm。实际使用中,制备了周期为0.6 μm、焦距为250μm、面积为400 μm×400 μμm的亚波长光栅凸柱面透镜,在600 μm处测得透射光束的线状远场图像,两正交方向光斑光场强度的半高全宽分别为250 μm和680 μm。当改变入射光的偏振方向时,线状光斑的归一化强度保持不变,表明基于二维亚波长光栅的柱面透镜具有低的偏振敏感性。此外,还制备了 1×2柱面分束透镜,并对其衍射特性进行测试。5.提出了基于二维块状亚波长光栅的光束偏转器,理论分析中,设计了面积为7.8μm×7.8 μm、偏转角分量为α=30°（光束在光栅平面内投影与χ轴的夹角）、β=30°（光束与z轴夹角）的光束偏转器,仿真得到光束偏转角α和β分别为31.4°和29.5°。实际使用中,制备了面积为400μm×400 μm、两偏转角分量均为30°的光束偏转器,测量得到两偏转角分量分别为α测=29.5°、β测=29.6°,实现了对平行光束精确的偏转控制。6.与他人合作提出并实现了与亚波长光栅功率分束器混合集成、对称分布的三单元/四单元单行载流子光探测器阵列。在-2V偏压下,测量得到与1×3光栅功率分束器集成的三单元光探测器阵列的最大射频输出功率为11.5 dBm@15 GHz,饱和光电流为70 mA@15 GHz;与1×4光栅功率分束器集成的四单元光探测器阵列的最大射频输出功率为13.1 dBm@15 GHz,饱和光电流为91 mA@15 GHz。和相同结构的单个单行载流子光探测器相比,饱和特性有较大的提升。7.提出了一种由非平行反射镜构成的屋形光学谐振腔,分析了不同区域入射光束的谐振条件,仿真得到顶部反射镜倾角为1°、高度为4.468μm、宽度为14.976μm的屋形谐振腔TE20,1模线宽小于0.008 nm,品质因子不小于1.938×105。与具有相同尺寸参数的平行平面腔相比,屋形谐振腔能够将光场限制在更小的区域,实现了更小的光谱线宽、更高的品质因子和更小的模式体积。此外,还提出一种扩展结构的锥顶形光学谐振腔,并对其谐振特性进行了理论分析。
李金凤[4]（2021）在《非晶合金与纳秒脉冲激光相互作用机理及工艺研究》文中研究指明非晶合金,因为具有独特的长程无序原子结构而具有高强度、高硬度、大弹性应变极限、耐磨耐腐蚀、铁基成分软磁性能优异等诸多优点,在航天航空、国防军工、生物医药、消费电子、体育器械和珠宝首饰等领域具有广泛的应用或应用潜力,是一种迅速发展的新材料。另一方面,激光作为一种先进技术已被广泛应用于医疗、汽车、航天、科研等众多领域。激光技术经过几十年的发展,已经在氧化物玻璃、陶瓷、钛铝合金、不锈钢等材料上取得了广泛应用,在非晶合金上也有许多激光应用研究案例,例如非晶合金的激光焊接、激光涂层、激光熔覆、激光表面处理、激光增材制造等。尽管如此,有关非晶合金与激光相互作用的论述目前甚少,亟需对非晶物理和激光物理这一交叉方向进行系统研究。因此,阐明非晶合金与激光作用机理对非晶合金的加工和应用具有重要的指导意义。本论文研究了非晶合金与激光的相互作用,开发了激光在非晶合金材料上的多种研究途径。脉冲激光作为一种重要的激光工作模式,因为激光与材料的相互作用时间短,有利于避免激光处理导致的非晶合金的晶化行为,所以适合应用于非晶合金的激光加工。因此本论文使用纳秒脉冲激光以不同的处理方式处理不同体系的非晶合金,从而产生不同的作用效果。本论文的第一部分工作是研究纳秒脉冲激光对非晶合金条带焊接作用及机理。非晶合金条带在激光焊接后可以实现复杂结构成型,如手环、莫比乌斯环。通过优化离焦量和激光功率因子,非晶合金焊接接头的断裂强度可以达到非晶合金条带样品断裂强度的70%-90%。非晶合金激光加工的工艺相图的建立有助于理解激光在非晶合金上的作用机理和理解激光处理非晶合金晶化与非晶化的机制,并通过对不同厚度的非晶合金条带进行焊接分析,可以得到最优激光加工功率的体密度参数(104-105 W mm-3)。第二部分工作是利用纳秒脉冲激光在Fe78Si9B13非晶合金条带上通过自屈曲机制实现自成型。利用激光自成型,可以在金属条带上实现类含羞草或风车的结构和功能,使其在外力或外场条件下改变形态,实现非晶合金独特的仿生功能特性。通过改变激光工艺参数,可以控制条带在自屈曲处的曲率半径。利用磁光克尔显微镜可以观察到Fe基非晶合金条带在激光线周围的磁畴分布,阐明激光线方向存在周期性变化的拉应力和压应力机制。用能量最小化原理解释了激光自屈曲现象。第三部分工作是利用纳秒脉冲激光处理Zr基非晶合金表面实现激光着色,研究了激光与非晶合金相互作用产生结构色机理。阐明了由于激光在非晶合金表面诱导产生的纳米多孔结构,发生表面等离激元共振,从而产丰富多彩的结构色。通过调节离焦量、扫描次数、激光线间距、功率因子、重复频率、扫描速度等激光处理参数,可有效控制非晶合金表面的颜色。对激光着色后非晶合金的微观结构、反射率、反射谱、结构稳定性、耐腐蚀性和疏水性也进行了系统地表征。实验结果表明,激光对非晶合金处理产生的表面等离激元结构色是一种混合色,且颜色种类多。这种结构色具有分辨率高、稳定性好、耐腐蚀、抗氧化、疏水性能好、着色面积大、无污染、无角度依赖性、着色速度快和着色成本低等优点。与晶态合金的纳秒激光氧化色相比,非晶合金的纳秒激光等离激元结构色具有颜色种类更丰富、稳定性更好、分辨率更高和可控性更强等特点。本论文在研究激光与非晶合金的相互作用机制及激光加工非晶合金工艺方面具有创新和指导意义。
缪鑫[5]（2021）在《大面积高质量过渡金属硫属化物的CVD可控制备及其表征》文中提出作为二维材料大家族里重要的成员之一,过渡金属硫属化物（TMDCs）由于非凡的电子和光学特性,吸引了研究者的兴趣,二维TMDCs凭借其单层直接带隙、量子自旋效应、原子级厚度和可柔展性等诸多优势,展现出巨大的应用前景,在众多TMDCs制备方法中,化学气相沉积（CVD）已经被广泛证明可以通过使用不同的前驱体来合成高质量大面积TMDCs及其异质结。目前,对前驱体进行高精度、高稳定性的定量控制仍然存在挑战性,而且制备大面积图案化TMDCs的过程很复杂并且缺乏深入的研究。本文通过使用低成本的商业化喷墨打印机,实现了对喷墨打印前驱体皮克(10-12 g)数量级的控制,并且通过精确调整打印参数和生长参数,实现了厘米级别尺寸的图案化TMDCs薄膜的制备,并且具有良好的厚度可控性,此外通过这种制备方法可以在钠钙玻璃上30秒内快速合成毫米尺寸的单晶单层TMDCs,所制备的单层Mo S2和Mo Se2表现出优异的电子性能,载流子迁移率分别高达21和54 cm2V-1s-1。此研究为高质量大面积的TMDCs原位超快、图案化生长开创了一种简单而稳定的方式,并且具有可观的工业化前景,而且这种超快生长的方法稍微调整参数可以用于其他二维材料的合成。本文具体研究内容如下:首先,选取水溶性钼酸铵（钨酸铵）粉末作为前驱体配制成前驱体水溶液,由于喷墨打印墨水的Z值在15左右,因此在前驱体水溶液中加入丙二醇增加粘度系数并加入曲拉通降低表面张力,从而使溶液Z值从40降低至20以此满足打印要求,调控打印参数,使水溶性前驱体墨水精确可控地打印在衬底上,通过理论估算与参数对比,打印参数设置为分辨率（DPI）为1440*720或1440*1440,前驱体墨水浓度为0.1 mg/m L,,此参数为最佳打印参数;其次,在CVD生长过程中,选取300 nm Si O2和钠钙玻璃为衬底,第一通过调控生长参数,生长温度为750℃,Ar为5 sccm,生长时间为5 min,在Si O2衬底上实现了厘米尺寸的图案化TMDCs薄膜生长制备,第二由于钠钙玻璃高温熔融下的各项同性和均匀性,并且能有效降低成核中心,生长温度为1050℃,生长时间为30秒,在钠钙玻璃上实现了毫米尺寸的单晶单层TMDCs的制备,生长速率可达36.4μm/s;随后,通过光学显微镜（OM）、原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱（Raman）、光致发光光谱（PL）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征手段,对制备的样品进行表征,证明了制备的大面积TMDCs的样品具有高质量属性;最后通过标准光刻工艺制备了TMDCs基场效应晶体管（FET）,通过转移特性和输出特性的测试,表明所制备的单层Mo S2和Mo Se2具有优异的电子性能,载流子迁移率分别高达21 cm2V-1s-1和54 cm2V-1s-1,此外制备了Mo Se2和Mo Se2-Graphene光电器件,通过测试发现器件具有良好的光响应性能,为TMDCs的器件应用奠定基础。
吴赟琨[6]（2021）在《新型表面等离激元探针在量子光学中的应用》文中提出表面等离激元在最近吸引了越来越广泛的关注和研究,这主要是得益于其能突破光学衍射极限,将能量束缚在亚波长尺寸内的独特性质。而近年来高速发展的光子器件则由于受到光学衍射极限限制导致尺寸难以缩小,集成度难以进一步提高,表面等离激元的这一特点刚好为目前这一困局提供了一个可能的解决方法。另一方面来说,表面等离激元这种很强的电磁场压缩或电磁场局域能力极大地提高了光学态密度,从而也能够同时解决光与物质相互作用较弱的缺陷,产生显着的场增强和相互作用增强效应。在过去的工作中,表面等离激元已经在集成光学,量子信息传输,强耦合等等应用中都得到了大量的研究。本人在博士期间的主要研究工作,是根据表面等离激元的这两个天然优势设计和制备了一种光纤锥-银纳米线耦合的表面等离激元探针,并将其应用在近场光学和量子光学领域。本文介绍的主要内容包括:1.光纤锥-银纳米线近场探针的参数设计,工艺选择和制备过程。我们在考虑到耦合效率,制备成本和应用场景等因素后,选择了用手工拉制的光纤锥,锥角约6°至7°,和半径约160nm至250nm的包裹二氧化硅的银纳米线,并给出了具体的制作步骤。2.对光纤锥-银纳米线近场探针上激发模式的分析和控制。我们利用金属纳米线上表面等离激元基模和二阶模不同的远场辐射图样,提出了一种简易的垂直双方向远场测量散射强度的方法,可以无需任何精密仪器及复杂操作对一根悬空的金属纳米线上被激发的表面等离激元模式进行测量,配合仿真模拟结果加以分析,银纳米线主要被激发基模和二阶模的情况在实验上能够得以区分。进一步的,在研究过程中我们发现通过改变光纤锥-银纳米线的耦合长度即可以选择性对其中某一种模式实现较好激发,从而为该探针控制SPP模式实现不同应用奠定了基础。3.研究了该表面等离激元探针与单光子发射点的相互作用。我们利用不同的单光子源材料实现了该探针对于不同偏振单发射点的不同寿命调控分析:对于垂直于基底偏振的单光子源,我们实验实现了高效收集和近场扫描成像,并得到寿命明显下降的辐射增强调控结果;对于平行于基底偏振的单光子源,我们通过改变两者相对位置实验分别实现了使其寿命增加和减少的控制。结果表明该探针可实现对单个光子源的高效局域调控,并表现出强烈的偏振依赖性。4.分析并提出了用光纤锥-银纳米线探针进行近场光学扫描成像时提高成像灵敏度和分辨率的可行方案,并在实验上分别实现。灵敏度方面引入量子光学,以后选择的单光子源为光源照明,在相同亮度下超越了激光的成像信噪比;分辨率方面探讨了在近场光学扫描显微镜的不同工作模式下规避银纳米线高阶模式带来的分辨率下降影响,并在808nm激光的入射下实现了超分辨光学成像。5.实验实现了对薄膜铌酸锂二次谐波的高效增益。我们利用导模谐振腔和布拉格反射器相结合的结构,将入射光场束缚在谐振腔内并得到增益,通过调节几何参数和品质因子等,最终得到了超过1000倍的二次谐波信号增强。这种结构也可以用于增益薄膜材料的其他低转换效率的非线性过程,如三倍频,自发参量下转换,四波混频等等。我们制备的这种新型表面等离激元未来可在荧光超分辨,拉曼成像超分辨等纳米识别术方面有极大的应用,同时将其与单个量子点或其他单光子发射点相集成可以实现可移动单光子源。对该探针的形貌等进行更细致的设计后,通过利用中空结构的SPP模式等,可能可以实现更多超分辨成像方案,应用潜力巨大。
王国印[7]（2021）在《离子自组装法构筑萘二酰亚胺基超分子材料》文中认为超分子自组装材料是分子通过不同层级的自组装所形成的多级结构体系。萘二酰亚胺衍生物（naphthalenediimides,NDIs）有着较大的共轭体系、较好的共平面性以及优异的光电性能,是超分子材料的重要构筑基元,得到的NDIs超分子功能材料在能源转换、光电器件以及生物技术等领域体现出了极大的应用价值。然而,如何确立该类材料微观结构与宏观性能之间的“构效关系”,并对其进行精确有效地调控仍是当前研究的热点和难点。本文以阴离子萘二酰亚胺衍生物与阳离子表面活性剂为构筑单元,通过离子自组装法简易构筑了一系列萘二酰亚胺超分子材料,通过分子结构微调以及改变外界环境等因素,对其微观形貌进行调控,并对其组装机理及光电性能进行了研究。1.将以甘氨酸修饰的萘二酰亚胺衍生物中和,得到阴离子萘二酰亚胺衍生物（anionic naphthalenediimide,ANDI）,在水相中,与带相反电荷的阳离子表面活性剂进行离子自组装。通过改变构筑单元的浓度、阴阳离子比例、阴阳离子单元的种类、溶剂以及p H等,对组装体进行调控,得到了一系列具有不同微观形貌的NDIs超分子自组装材料。对组装材料的形成机制以及电化学性能进行了进一步研究。2.单元的亲疏水性对于组装行为具有重要的影响。在此,我们以ANDI与不同链长的季铵盐阳离子表面活性剂CnTAB（n=8、10、12、14、16、18）复配,通过改变链长来研究超分子体系自组装行为的变化。随着阳离子表面活性剂链长的变化,超分子材料呈现出片状、棒状以及螺旋状等不同的微观聚集结构。光致变色行为以及电化学阻抗研究表明,超分子材料的宏观性能与其微观结构是相关的。因而,我们可以通过调控超分子材料的微观结构,以得到特定光电性能的功能材料。本研究以离子自组装法,通过有机小分子简易构筑了萘二酰亚胺超分子材料,原料易合成且成本低、制备方法简便、构筑单元可设计性强,能够通过改变表面活性剂的链长与外界条件,对材料的微观结构与宏观性能进行设计与调控。该研究为萘二酰亚胺功能超分子材料的制备提供了新的思路与方法。
陈旭旭[8]（2021）在《非织造材料三维点云重建与纤网结构表征》文中研究表明在2020年初,一场疫情突如其来,截止于目前2020年11月为止全球已经有3000多万人感染了新冠病毒,同时全球又有100多万人死于新冠肺炎,这一事实令人感到恐惧。为了更快地战胜新冠病毒,目前已经有许多专家进行了疫苗的研发,除此之外,在日常生活中我们的卫生防护也尤为重要。本课题的主要研究内容是非织造材料的三维点云重建与纤网结构表征,利用光学显微镜采集非织造材料的多焦面序列图像,利用聚焦测距与卷积神经网络技术,最终得到了效果优异的三维点云模型,并通过对重建出来的非织造材料三维点云模型对其进行三维结构表征,计算得到材料的外围体积轮廓、静态厚度、表面平整度与纤维体积比。本文利用了多焦面序列图像的特点,分别采用了不同的重建方法对非织造材料进行了三维点云重建,具体所做的研究内容如下:（1）多焦面序列图像采集系统设计:本文编写了一套可以便捷操控的多焦面序列图像全自动采集系统,用户可以在图形界面上简单控制显微镜载物台的三轴移动以及调整不同的光源强度采集不同的非织造材料图像。除此之外,本文还测量了显微镜载物台的三轴移动距离并确定了光源强度;选取了面密度分别为10g/m2、30g/m2、60g/m2、90g/m2的非织造材料作为实验样本。（2）基于聚焦测距技术（DFF）的非织造材料三维点云重建:在传统的DFF方法中,一般是重建较为密实的物体表面深度,比如织物的毛羽,但是对于非织造材料来说,由于其具有许多联通曲折的孔洞,所以在提取深度信息时,孔洞区域的深度是不确定的,又或者说该块区域的深度值应该是无穷大的,因此在三维重建时如果采用传统的DFF方法就会在非织造材料的孔洞处产生许多背景噪声。本文改进了传统的DFF方法,先将图像序列进行融合分割,分离出图像中的纤维与背景部分,然后根据分割图进行深度计算获得三维点云模型,其得到的最终效果远远超过传统的DFF方法。通过该方法,使得非织造材料的相关研究人员能够较为直观地观察非织造材料的三维结构信息,而无需花费高额的测试费与漫长的时间去拍摄工业CT。（3）基于卷积神经网络的非织造材料三维点云重建:为了解决使用DFF方法重建较为密实的非织造材料效果不佳的问题,本文提出了一种基于卷积神经网络的非织造材料三维点云重建方法。在该方法中本文提出了一种基于卷积神经网络的非织造材料多焦面图像聚焦点检测模型IPDNet（In-Focus Point Detection Network）,并且通过和其他提取图像聚焦区域的算法进行比较,结果证明IPDNet比起其他算法具有更好的效果,另外IPDNet对于面密度较大、纤网结构排列紧密的非织造材料也具有较好的重建效果。除此之外,对于传统的深度信息提取算法加以了改进,利用了一维高斯卷积核对多焦面序列图像中每个点的清晰度变化曲线进行了平滑,消除了噪声带来的误差,并且最后使用了二分查找算法求取其最优深度值。（4）非织造材料三维点云模型纤网结构表征:在论文最后,本文提出了非织造材料的外围体积轮廓、静态厚度、表面平整度与纤维体积比的表征方法,并且将计算结果与工业CT扫描法得到的结果进行比较。结果证明,利用本文重建出来的三维点云模型测得的结构参数与工业CT扫描法结果相近。本文对非织造材料的三维重建进行了研究,并且结合卷积神经网络技术与聚集测距技术（DFF）得到了较为不错的结果,且最终测得的纤网结构信息准确,为探究非织造材料三维结构的研究者们提供了一种新的思路与方法。
王利鹏[9]（2021）在《水溶性聚酰胺的合成及其自组装行为研究》文中指出大分子自组装是构筑功能化微纳米材料的重要手段之一,基于大分子自组装制备的材料已经被证实在药物载体、微纳马达、光电材料、微电子器材等方面具有广泛的应用前景。目前大分子自组装的研究对象集中在线性嵌段共聚物和支化嵌段共聚物上。事实上,广泛的氢键作用、分子内易引入功能化单体、结构单元交替链接和超强的结晶性等特征使得聚酰胺有望成为一种非常有潜力的自组装基元。然而迄今为止,关于聚酰胺自组装的研究报道还非常少。基于此,本文合成了一系列水溶性聚酰胺,通过直接水合法制备了它们的组装体,并研究了聚酰胺组装体的独特性能和自组装机理。首先以戊二酸和不同数均分子量的聚醚胺为原料合成了两亲性聚酰胺PAGAPs。利用FT-IR、1H-NMR、DSC和TGA证实了两亲性聚酰胺的成功合成。采用直接水合法制备了PAGAPs两亲性聚酰胺的组装体,TEM和DLS的结果表明,PAGAP.230和PAGAP.400可以在7天内分别自组装成纳米囊泡和纳米管,而PAGAP.2000可以在水中迅速自组装成粒径为1.25μm的巨型复合胶束。冷冻电镜、粒度测试和微量热DSC的结果表明巨型复合胶束是由初始胶束在疏水作用和氢键作用驱动下二次聚集而来。PAGAP.2000巨型复合胶束具有特殊的酸敏性,概括为随着酸浓度的增加,粒径先减小后增大,然后再减小至完全解体。其酸敏性的本质是由不同浓度氢离子对聚酰胺间氢键以及PAGAP.2000分子亲水性的改变造成的。为了进一步探究聚酰胺的自组装行为,以间苯二甲酸-5-磺酸钠和聚醚胺D400为原料合成了强水溶性聚酰胺PASIP.400,通过FT-IR、1H-NMR、DSC和TGA证实了强水溶酰胺的成功合成。OM、TEM、SEM和AFM的结果证明PASIP.400可以在水相中自组装为长度达毫米级,直径达2.65μm的巨型微米管,该微米管的壁厚随水化时间的延长而增加,在14周后可超过250nm。PASIP.400巨型微米管可以在极性溶剂和强酸以及在湿热（121oC,1.2atm,1h）和干热（200oC,30min）的条件下保持形貌稳定,展现出优异的耐化学溶剂和热稳定性。广角XRD和zeta电位测试表明聚酰胺微米管是多层膜紧密堆积形成的结构,DSC、红外和TGA的结果证明多重的氢键作用是PASIP.400自组装的驱动力,同时也是其保持超高稳定性的原因,水分子参与到了PASIP.400的自组装过程中。随后,为了更深入研究聚酰胺的自组装特征,以间苯二甲酸-5-磺酸钠、α,ω-二羧基聚乙二醇、间苯二甲胺、1,12-十二烷二胺和聚醚胺D2000为原料,两两组合制备了结构不同的水溶性聚酰胺,并利用微观显微技术跟踪观察了它们在大尺度时间范围内的自组装行为,发现了含有醚键聚酰胺具有一个共同的组装体转变行为,即微米管-含细颈微米管-珍珠项链-囊泡的转变过程。本文以水溶性聚酰胺为前驱体,通过逐步改变聚酰胺的分子结构特征,制备了具有独特性能的巨型胶束、微米管和厚壁囊泡组装体。为后续聚合物自组装研究领域的学者们提供了一个新的思路,具有很大的借鉴意义。
王哲[10]（2021）在《基于大孔树脂制备功能化介孔碳催化氧化乙苯的性能研究》文中研究指明烷基苯的直接氧化产物醇、醛、酮及酸是工业上重要化学品的中间体,在工业上和实验室都具有重要的价值。早期使用一些强氧化剂进行烷基苯的氧化反应存在腐蚀性强、高毒性、选择性差、不经济和处理困难等诸多问题。为了满足生产和生活上可持续发展的需要,基于宏观三维大孔树脂的无模板法开发多种环境友好、高稳定性、低成本、高选择性又可重复使用的介孔碳基材料用来催化乙苯到苯乙酮反应是本论文研究重点。主要包括以下三个部分:第一部分利用草酸高铁酸根离子交换的IRA-900大孔树脂通过一步热解制备了一系列宏观三维Fe3C/Fe/C复合材料CIPC-T（T表示热解温度）。CIPC-T材料中三维介-大孔无定形碳骨架内部嵌入了大量高度分散的纳米颗粒,这些纳米颗粒具有Fe3C/Fe表面包覆着石墨壳层（CI@GC）的核壳结构。根据XRD、SEM、TEM、TGA及定量相分析的结果,提出了复合材料的形成过程同时也确定了材料中Fe3C与Fe的含量。CIPC-T中Fe3C/Fe的质量比可以通过热解温度很容易地调节,进而获得了不同饱和磁化强度的磁性材料。在叔丁基过氧化氢存在下CIPC-750催化剂能有效地将乙苯氧化成苯乙酮并表现出58.7%的转化率并且证实了Fe3C在反应中的活性作用。球径为200～400μm的CIPC-T催化剂的宏观球形形貌和出色的磁学性能也有利于从反应溶液中分离和回收。此外,CIPC-T复合材料中铁位点的高稳定性是由于CI@GC的外石墨壳层保护使反应过程中不易发生铁物种的浸出,也使催化剂表现出很好的循环利用性。第二部分利用二氰二胺与IRA-900大孔树脂在不同比例下一步热解制备了一系列的三维尺寸为600～900μm的多级孔氮掺杂碳球x-DIRA-T（其中x表示二氰二胺与IRA-900的用量比和T表示热解温度）。二氰二胺作为一种氮掺杂剂和抗收缩剂的加入可以有效控制树脂在热解过程中的收缩,这有利于保留原始大孔树脂中的三维互联孔道和创造丰富的氮掺杂位点。这也有效地解决了第一部分有大孔树脂热解骨架收缩的问题。当二氰二胺与树脂比例达到1:1时催化剂可以高选择性的将乙苯转化为苯乙酮,显着超过了直接煅烧树脂表现的活性（乙苯转化率分别为83.5%和12.1%）。结构表征和反应动力学研究表明催化剂较大的孔体积和更多的介-大孔结构可以暴露更多的活性位点和较低的扩散限制,这能够明显加快初始反应速率从而提高催化性能。x-DIRA-T催化剂更大的宏观三维尺度可以更有效发挥反应中分离和回收的优势。这部分工作提出了一种在直接一步热解过程中保持碳有机前体孔隙尺度多样性的新策略,使其作为宏观三维载体能更有效地应用于多相催化领域。第三部分继续研究氮掺杂碳材料对乙苯氧化到苯乙酮活性的影响。根据第二部分二氰二胺与大孔树脂混合热解后二氰二胺残留的现象为启发,进一步讨论石墨相氮化碳及其前驱体与有机物共热解时热稳定性的问题。石墨相氮化碳（GCN）通常被认为是一种自牺牲的氮源,常常与多种有机化合物一起通过混合共热解过程获得氮掺杂碳材料。但通过热重分析、热重-质谱联用分析和X射线光电子能谱分析,我们发现含有丰富氢键的GCN可以不可逆地被各种有机物质释放出的碳质气体片段锚定,进一步促使氮化碳转化成氮掺杂石墨烯,表明GCN在与有机物供热解时不再在是一个自牺牲的氮源,而这些残留的氮化碳对整体氮掺杂碳材料的孔隙度和可接近活性中心数量都起到了关键作用。所以设计了一种CVD的策略,利用固体碳源AB-8树脂与基底物质GCN一步热解获得了超高介孔隙度和超薄形态的ABCNS-900催化剂,得益于催化剂优异的介孔结构,比表面积和孔容分别为1650 m2 g-1和8.26 cm3 g-1,以低剂量就能高选择性将乙苯氧化为苯乙酮,表现了极好的催化活性,乙苯转化率和苯乙酮选择性分别达到99.8%和96.2%。我们的研究结果为高介孔体积的超薄氮掺杂石墨烯提供了一种绿色经济的合成策略,进一步促进了氮掺杂碳材料在多相催化工业中的应用。
二、几种非光学显微镜介绍（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、几种非光学显微镜介绍（论文提纲范文）
（1）微纳尺度几种光致力驱动及其机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 本课题研究目的与意义 |
| 1.2 光致力发展历史 |
| 1.3 光与物质直接作用力 |
| 1.3.1 光镊 |
| 1.3.2 光推力与光拉力 |
| 1.3.3 光侧向力 |
| 1.3.4 光旋转扭矩 |
| 1.4 光与物质间接作用力 |
| 1.4.1 光泳力 |
| 1.4.2 光热电泳力 |
| 1.4.3 光敏聚合物弹性力 |
| 1.4.4 光致喷射推进力 |
| 1.5 光致力应用发展 |
| 1.6 本论文研究内容 |
| 2 微纳尺度光致力研究方法 |
| 2.1 电磁学仿真计算以及光力计算方法 |
| 2.1.1 微纳结构电磁学仿真计算 |
| 2.1.2 光力计算方法 |
| 2.2 热学仿真计算以及光泳力计算方法 |
| 2.3 结构力学仿真计算以及机械弹性波计算方法 |
| 2.4 微纳光纤以及微米金片制备 |
| 2.5 光镊中光力实验测量方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 微纳光纤上光泳拉力以及光推力协同效应 |
| 3.1 空气环境锥形光纤上光致微米金片往复运动 |
| 3.1.1 锥形光纤制备与特性以及微米金片合成 |
| 3.1.2 锥形光纤上微米金片光驱动实验 |
| 3.2 微米金片推拉效应机理 |
| 3.2.1 微米金片光推力以及光拉力 |
| 3.2.2 微米金片光泳拉力 |
| 3.2.3 微米金片光推力与光泳拉力协同作用 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 微纳光纤上光致兰姆波驱动马达 |
| 4.1 微纳光纤上微米金片光热膨胀与收缩运动 |
| 4.1.1 电子显微镜实时观察微米金片光热膨胀运动 |
| 4.1.2 微纳尺度金热膨胀系数测定 |
| 4.2 微纳光纤上光致微米金片步进旋转运动 |
| 4.2.1 空气环境以及真空环境金片周期旋转 |
| 4.2.2 金片以亚纳米精度步进运动 |
| 4.2.3 旋转微镜实现光束偏转扫描 |
| 4.2.4 微米金片与微纳光纤间粘附力 |
| 4.3 微米金片旋转运动机理 |
| 4.3.1 微米金片等离子增强光热效应 |
| 4.3.2 脉冲激光激发金片表面声波 |
| 4.3.3 表面声波联合范德华粘附力实现金片步进旋转运动 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 片上微型光镊 |
| 5.1 基于高数值孔径会聚光栅单光束片上光镊 |
| 5.1.1 高数值孔径会聚光栅片上光镊芯片设计 |
| 5.1.2 高数值孔径会聚光栅片上光镊芯片加工 |
| 5.1.3 高数值孔径会聚光栅片上光镊芯片测试 |
| 5.1.4 基于会聚光栅片上光镊光力与光阱势能计算 |
| 5.2 基于自由曲面光学双光束片上光镊 |
| 5.2.1 集成会聚反射镜交叉双光束片上光镊 |
| 5.2.2 片上光镊实验表征 |
| 5.2.3 单个微球捕获 |
| 5.2.4 双微球捕获以及微球间相互作用研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 攻读博士期间所取得的科研成果 |
（2）基于宽场照明调制的快速三维超分辨荧光显微成像方法和系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 从衍射受限到超分辨 |
| 1.1.1 衍射极限、分辨率、点扩散函数和光学传递函数 |
| 1.1.2 点扫描、宽场和全内反射荧光显微镜 |
| 1.1.3 景深和焦深 |
| 1.1.4 光学层切 |
| 1.2 横向超分辨光学显微镜 |
| 1.2.1 基于确定坐标分辨的横向超分辨光学显微镜 |
| 1.2.2 基于随机坐标定位的横向超分辨光学显微镜 |
| 1.2.3 基于频谱扩展的横向超分辨光学显微镜 |
| 1.3 轴向和三维超分辨光学显微镜 |
| 1.3.1 基于PSF工程的轴向超分辨光学显微镜 |
| 1.3.2 基于干涉的轴向超分辨光学显微镜 |
| 1.3.3 基于倏逝场的轴向超分辨光学显微镜 |
| 1.4 现有技术局限 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 1.6 本文创新点 |
| 2 定量化环状照明全内反射荧光显微镜系统 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 硬件系统 |
| 2.3 系统标定 |
| 2.3.1 扫描环校正 |
| 2.3.2 入射角测量 |
| 2.3.3 偏振控制 |
| 2.4 系统测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于变角度倏逝场照明的轴向超分辨光学显微镜 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 基于逆问题求解的多角度轴向超分辨全内反射荧光显微镜 |
| 3.2.1 重构原理 |
| 3.2.2 仿真结果 |
| 3.3 基于数值求解的双角度轴向超分辨全内反射荧光显微镜 |
| 3.3.1 重构原理 |
| 3.3.2 仿真结果 |
| 3.3.3 实验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于变角度干涉倏逝场照明的三维超分辨光学显微镜 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 重构流程 |
| 4.2.1 MA-TIRF-SIM |
| 4.2.2 STARII-SIM |
| 4.3 硬件系统 |
| 4.4 实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于三维结构光照明的大深度三维超分辨成像 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 硬件系统 |
| 5.3 重构原理 |
| 5.4 实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于结构光照明和单分子定位的关联三维超分辨光学显微镜 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 SMLM实验优化 |
| 6.2.1 样品制备参数优化 |
| 6.2.2 图像获取参数优化 |
| 6.2.3 后期重构参数优化 |
| 6.2.4 基于普通PSF的3D SMLM重构 |
| 6.3 关联3D SIM-SMLM |
| 6.3.1 硬件系统 |
| 6.3.2 工作流程 |
| 6.3.3 实验结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 攻读博士学位期间主要科研成果 |
（3）光通信系统中亚波长光栅分束器及屋形谐振腔的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 论文研究的意义 |
| 1.3 论文结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 亚波长光栅的研究进展及应用 |
| 2.1 基于亚波长光栅的高反射镜 |
| 2.2 基于亚波长光栅的抗反射表面 |
| 2.3 基于亚波长光栅的光波导 |
| 2.4 基于亚波长光栅的偏振控制器件 |
| 2.5 基于亚波长光栅的相位控制器件 |
| 2.6 基于亚波长光栅的耦合器 |
| 2.7 基于亚波长光栅的滤波器 |
| 2.8 亚波长光栅的应用前景 |
| 2.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 亚波长光栅的严格耦合波分析法及器件设计方法 |
| 3.1 周期结构亚波长光栅的严格耦合波分析法 |
| 3.1.1 一维条形周期结构亚波长光栅的严格耦合波分析 |
| 3.1.2 二维块状周期结构亚波长光栅的严格耦合波分析 |
| 3.2 基于亚波长光栅的光学器件设计方法 |
| 3.2.1 基于一维条形亚波长光栅的器件设计 |
| 3.2.2 基于二维块状亚波长光栅的器件设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 一维亚波长光栅分束器的研究 |
| 4.1 基于一维亚波长光栅的功率分束器 |
| 4.1.1 透射光为平行光束的功率分束器 |
| 4.1.2 基于一维亚波长光栅的合束器 |
| 4.1.3 透射光为会聚光束的功率分束器 |
| 4.1.4 一维条形亚波长光栅双焦透镜 |
| 4.2 基于一维亚波长光栅的偏振分束器 |
| 4.2.1 偏振分束器模型 |
| 4.2.2 偏振分束器的结构设计 |
| 4.2.3 偏振分束器的仿真验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 二维亚波长光栅分束器的研究 |
| 5.1 基于二维亚波长光栅的1×N功率分束器 |
| 5.1.1 具有会聚功能的透射型1×N功率分束器模型 |
| 5.1.2 1×N功率分束器的结构设计 |
| 5.1.3 1×N功率分束器的仿真验证 |
| 5.1.4 一种1×9功率分束器 |
| 5.2 基于二维亚波长光栅的柱面透镜、柱面反射镜 |
| 5.2.1 柱面透镜和柱面反射镜模型 |
| 5.2.2 柱面透镜和柱面反射镜的设计与仿真 |
| 5.2.3 柱面透镜的实验验证 |
| 5.3 基于二维亚波长光栅的柱面分束透镜 |
| 5.4 基于二维亚波长光栅的光束偏转器 |
| 5.4.1 光束偏转器模型及光束控制机理 |
| 5.4.2 光束偏转器的性能仿真 |
| 5.4.3 光束偏转器的实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 光栅功率分束器与光探测器阵列集成的研究 |
| 6.1 单行载流子光探测器原理 |
| 6.2 与亚波长光栅功率分束器集成的光探测器阵列结构 |
| 6.3 1×N光栅功率分束器的设计与制备 |
| 6.4 集成光探测器阵列的设计与制备 |
| 6.5 集成光探测器阵列的性能测试 |
| 6.5.1 暗电流测试 |
| 6.5.2 频率响应特性测试 |
| 6.5.3 交流饱和特性测试 |
| 6.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 屋形光学谐振腔的研究 |
| 7.1 一种屋形光学谐振腔 |
| 7.1.1 屋形谐振腔的结构及分析 |
| 7.1.2 屋形谐振腔的模式特性 |
| 7.2 一种锥顶形光学谐振腔 |
| 7.2.1 锥顶形谐振腔结构及分析 |
| 7.2.2 锥顶形谐振腔的模式特性 |
| 7.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及申请的专利 |
| 学术论文 |
| 申请专利 |
（4）非晶合金与纳秒脉冲激光相互作用机理及工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 非晶合金简介 |
| 1.2.1 非晶合金的形成 |
| 1.2.2 非晶合金的结构、性能及应用 |
| 1.2.3 非晶合金的形成能力、晶化行为和弛豫行为 |
| 1.3 材料的激光加工技术 |
| 1.3.1 激光的产生和发展 |
| 1.3.2 激光加工技术的特点和应用 |
| 1.3.3 激光工艺参数介绍 |
| 1.4 激光与材料相互作用的基本理论 |
| 1.4.1 激光与材料相互作用的物理过程 |
| 1.4.2 金属材料对激光的吸收率 |
| 1.4.3 激光与材料相互作用时材料表面的温度分布 |
| 1.5 非晶合金激光加工的研究进展 |
| 1.5.1 激光焊接非晶合金的研究进展 |
| 1.5.2 激光处理非晶合金表面的研究进展 |
| 1.5.3 非晶合金激光增材制造的研究进展 |
| 1.6 本论文的科学问题、研究意义和内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 非晶合金的制备 |
| 2.2 非晶合金的激光处理 |
| 2.2.1 纳秒脉冲激光处理系统 |
| 2.2.2 皮秒和飞秒脉冲激光处理系统 |
| 2.3 非晶合金的结构与物性表征 |
| 2.3.1 X射线衍射仪和同步辐射X射线 |
| 2.3.2 差式扫描量热仪 |
| 2.3.3 显微结构表征 |
| 2.3.4 微纳力学测试 |
| 2.3.5 磁学表征 |
| 2.3.6 光学表征 |
| 2.3.7 其它表征 |
| 第3章 非晶合金纳秒脉冲激光焊接作用及机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非晶合金条带的基本表征 |
| 3.3 非晶合金条带的激光焊接作用 |
| 3.4 非晶合金搭接焊接头分析 |
| 3.4.1 接头的表面形貌分析 |
| 3.4.2 接头的熔融区和热影响区尺寸分析 |
| 3.4.3 接头的力学强度分析 |
| 3.5 非晶合金对接焊接头分析 |
| 3.5.1 接头的表面形貌分析 |
| 3.5.2 接头的熔融区和热影响区尺寸分析 |
| 3.5.3 接头的力学强度分析 |
| 3.6 一种测量激光处理中非晶合金临界晶化时间的简单方法 |
| 3.7 讨论 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 非晶合金纳秒脉冲激光成型作用及机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非晶合金条带激光自屈曲成型作用 |
| 4.3 工艺参数对非晶合金条带激光自屈曲成型的影响 |
| 4.3.1 激光线长度和激光线方向影响 |
| 4.3.2 激光线间距的影响 |
| 4.3.3 扫描速度的影响 |
| 4.4 激光自屈曲的结构模型 |
| 4.5 激光自屈曲克尔显微镜分析 |
| 4.6 激光自屈曲非晶合金软磁性能分析 |
| 4.7 讨论 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 非晶合金纳秒脉冲激光着色作用及机理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非晶合金激光着色作用 |
| 5.3 激光工艺参数对非晶合金表面着色的影响 |
| 5.3.1 离焦量和扫描次数 |
| 5.3.2 激光线间距 |
| 5.3.3 功率因子 |
| 5.3.4 重复频率 |
| 5.3.5 扫描速度 |
| 5.4 非晶合金激光着色薄膜的光学性质分析 |
| 5.4.1 反射率曲线 |
| 5.4.2 连续白光反射谱线 |
| 5.5 非晶合金激光着色性能分析 |
| 5.5.1 非晶合金激光着色薄膜颜色稳定性分析 |
| 5.5.2 非晶合金激光着色薄板颜色的耐腐蚀性分析 |
| 5.5.3 非晶合金激光着色薄膜的疏水性分析 |
| 5.6 讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）大面积高质量过渡金属硫属化物的CVD可控制备及其表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 二维TMDCs的物理性质 |
| 1.2.1 晶格结构 |
| 1.2.2 能带结构 |
| 1.3 二维TMDCs的研究现状 |
| 1.3.1 制备方法 |
| 1.3.2 器件应用 |
| 1.4 论文的主要内容与组织架构 |
| 第二章 实验设备与表征方法 |
| 2.1 实验设备与原料 |
| 2.1.1 化学气相沉积(CVD)系统 |
| 2.1.2 实验原料 |
| 2.2 样品的表征与分析 |
| 2.2.1 粘度系数和表面张力表征 |
| 2.2.2 光学显微镜(OM)表征 |
| 2.2.3 拉曼光谱(Raman)表征 |
| 2.2.4 光致发光光谱(PL)表征 |
| 2.2.5 原子力显微镜(AFM)表征 |
| 2.2.6 扫描电子显微镜(SEM)表征 |
| 2.2.7 透射电子显微镜(TEM)表征 |
| 2.3 器件制备与测试 |
| 2.3.1 制备工艺 |
| 2.3.2 电学与光电性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 喷墨打印前驱体实现TMDCs制备 |
| 3.1 前驱体墨水的配制 |
| 3.1.1 前驱体溶液的流变参数调控 |
| 3.1.2 前驱体墨水量的理论估算 |
| 3.2 前驱体墨水的打印 |
| 3.2.1 衬底的处理 |
| 3.2.2 喷墨打印系统的设计 |
| 3.2.3 打印参数的调控 |
| 3.3 钠钙玻璃上TMDCs的制备 |
| 3.3.1 不同温度下MoSe_2制备 |
| 3.3.2 不同前驱体浓度下MoSe_2制备 |
| 3.3.3 不同DPI和前驱体浓度下MoS_2制备 |
| 3.4 图案化TMDCs及其异质结的制备 |
| 3.4.1 二氧化硅上图案化TMDCs制备 |
| 3.4.2 其他TMDCs及其异质结制备 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 TMDCs的转移与表征 |
| 4.1 TMDCs制备与转移 |
| 4.1.1 毫米尺寸单晶单层的TMDCs制备 |
| 4.1.2 湿法转移 |
| 4.2 拉曼(Raman)光谱表征 |
| 4.2.1 点区域的拉曼表征 |
| 4.2.2 面区域的拉曼Mapping表征 |
| 4.2.3 拉曼的半峰宽统计 |
| 4.3 光致发光(PL)光谱表征 |
| 4.3.1 点区域的光致发光表征 |
| 4.3.2 面区域的光致发光Mapping表征 |
| 4.3.3 光致发光的半峰宽统计 |
| 4.4 电镜表征 |
| 4.4.1 原子力显微镜(AFM)表征 |
| 4.4.2 扫描电子显微镜(SEM)表征 |
| 4.4.3 透射电子显微镜(TEM)表征 |
| 4.5 TMDCs的电学性能表征 |
| 4.5.1 场效应晶体管性能表征 |
| 4.5.2 光电器件性能表征 |
| 4.6 其他TMDCs及其异质结的表征 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（6）新型表面等离激元探针在量子光学中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 表面等离激元 |
| 1.1.1 表面等离激元的研究契机 |
| 1.1.2 表面等离激元简介 |
| 1.1.3 表面等离激元的色散关系和特征长度 |
| 1.1.4 量子表面等离激元 |
| 1.2 近场光学扫描显微镜 |
| 1.2.1 光学衍射极限 |
| 1.2.2 近场光学扫描显微镜的发展 |
| 1.3 近场光学探针 |
| 1.3.1 近场光学探针基本分类 |
| 1.3.2 新颖近场光学探针 |
| 1.4 表面等离激元在近场光学中的应用 |
| 1.4.1 表面等离激元在纳米识别术的应用 |
| 1.4.2 表面等离激元在矢量光场探测的应用 |
| 1.4.3 表面等离激元探针调制发光点 |
| 1.5 论文基本框架 |
| 第2章 光纤锥-银纳米线杂化近场探针的设计和制备 |
| 2.1 反馈系统的选择 |
| 2.2 表面等离激元载体的选择 |
| 2.3 光纤锥的选择 |
| 2.3.1 机械研磨法 |
| 2.3.2 化学腐蚀法 |
| 2.3.3 熔融拉伸法 |
| 2.4 探针制备过程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 光纤锥-银纳米线杂化近场探针的模式控制 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.1.1 光纤锥模式和银纳米线模式 |
| 3.1.2 银纳米线不同模式的应用和研究 |
| 3.2 探针基本导光性质检测 |
| 3.3 实验设计和实验装置 |
| 3.4 数值模拟 |
| 3.5 实验结果和分析 |
| 3.6 本章总结 |
| 第4章 表面等离激元探针与单光子发射点的相互作用 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.1.1 单光子源 |
| 4.1.2 HBT测量 |
| 4.1.3 常用的调制单光子源方法 |
| 4.2 表面等离激元探针收集和调控单量子点 |
| 4.2.1 量子点简介 |
| 4.2.2 实验装置和量子点基本性质表征 |
| 4.2.3 实验结果 |
| 4.2.4 数值模拟 |
| 4.2.5 本节小结 |
| 4.3 表面等离激元探针对不同偏振单光子源的调控 |
| 4.3.1 数值模拟 |
| 4.3.2 实验结果和分析 |
| 4.3.3 本节小结 |
| 4.4 本章总结 |
| 第5章 光纤锥-银纳米线探针提高成像质量的研究 |
| 5.1 提高成像灵敏度的研究 |
| 5.1.1 理论介绍 |
| 5.1.2 实验结果 |
| 5.1.3 本节小结 |
| 5.2 提高成像分辨率的研究 |
| 5.2.1 探针激发模式 |
| 5.2.2 探针收集模式 |
| 5.2.3 其他因素的影响 |
| 5.3 本章总结 |
| 第6章 薄膜铌酸锂二次谐波的高效增益 |
| 6.1 背景介绍 |
| 6.2 结构设计和样品制备 |
| 6.3 不同参数影响 |
| 6.4 实验结果 |
| 6.4.1 二次谐波增益测量 |
| 6.4.2 偏振依赖关系及二倍频转换效率测量 |
| 6.5 本章总结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（7）离子自组装法构筑萘二酰亚胺基超分子材料（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超分子化学概述 |
| 1.2 超分子自组装的原理 |
| 1.2.1 主客体作用 |
| 1.2.2 氢键 |
| 1.2.3 π相互作用 |
| 1.2.4 静电相互作用 |
| 1.3 离子自组装法构筑超分子材料 |
| 1.3.1 离子自组装的概述 |
| 1.3.2 两亲性表面活性剂在离子自组装过程中所承载的作用 |
| 1.3.2.1 与无机分子之间的相互作用 |
| 1.3.2.2 与有机分子之间的相互作用 |
| 1.3.2.3 与高分子之间的相互作用 |
| 1.3.3 离子自组装法构筑纳米结构的多样性 |
| 1.3.4 离子自组装法在超分子材料中的应用 |
| 1.4 萘二酰亚胺基超分子材料 |
| 1.4.1 萘二酰亚胺类衍生物介绍 |
| 1.4.1.1 萘二酰亚胺衍生物的功能性 |
| 1.4.1.2 酰亚胺位置取代的合成方法 |
| 1.4.2 萘二酰亚胺基纳米结构的多样性 |
| 1.4.2.1 分子结构对聚集体微观形貌的调控 |
| 1.4.2.2 溶剂对微观聚集体形貌的调控 |
| 1.4.2.3 外界环境对微观聚集体形貌的调控 |
| 1.4.3 基于NDI衍生物的光电传感器 |
| 1.4.3.1 光学响应性 |
| 1.4.3.2 半导体效应 |
| 1.5 选题意义和本论文的研究内容 |
| 第二章 ANDI/C_(16)TAB复配体系的离子自组装行为研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 测试与表征方法 |
| 2.2.2.1 紫外-可见(UV-Vis)光谱表征 |
| 2.2.2.2 光学显微镜(OM)表征 |
| 2.2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)表征 |
| 2.2.2.4 X射线广角衍射(XRD)表征 |
| 2.2.2.5 X射线小角散射(SAXS)表征 |
| 2.2.2.6 核磁共振氢谱(~1H NMR)表征 |
| 2.2.2.7 循环伏安(CV)表征 |
| 2.2.3 原料的合成 |
| 2.2.4 实验过程中所用到的试剂配制 |
| 2.2.5 实验过程中相关器材的处理 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 不同浓度ANDI/C_(16)TAB组装聚集体的结构形貌 |
| 2.3.2 ANDI/C_(16)TAB复配溶液的紫外光谱 |
| 2.3.3 ANDI/C_(16)TAB组装体的X射线衍射光谱 |
| 2.3.4 pH对 ANDI/C_(16)TAB自组装行为的影响 |
| 2.3.5 光照对自组装行为的影响 |
| 2.3.6 配料比对复配体系组装的影响 |
| 2.3.7 阳离子头基对自组装行为的影响 |
| 2.3.8 溶剂对自组装行为的影响 |
| 2.3.9 ANDI/C_(16)TAB超分子材料的生长历程 |
| 2.3.10 ANDI/C_(16)TAB组分的伏安法曲线 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 ANDI/C_nTAB复配体系的离子自组装行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 测试与表征方法 |
| 3.2.2.1 紫外可见(UV-Vis)光谱 |
| 3.2.2.2 光学显微镜(OM) |
| 3.2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)表征 |
| 3.2.2.4 X射线衍射(XRD)表征 |
| 3.2.2.5 X射线小角散射(SAXS)表征 |
| 3.2.2.6 红外光谱(IR)表征 |
| 3.2.2.7 固体紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表征 |
| 3.2.2.8 电化学阻抗谱(EIS)表征 |
| 3.2.3 样品制备 |
| 3.2.4 复配体系的配制 |
| 3.2.5 实验过程中相关器材的处理 |
| 3.2.5.1 载玻片的清洗与载样制备 |
| 3.2.5.2 ITO电极的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 不同疏水链长的表面活性剂与ANDI的复配 |
| 3.3.2 自组装机理的研究 |
| 3.3.3 NDI自组装的光致变色性能 |
| 3.3.4 聚集体的电化学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（8）非织造材料三维点云重建与纤网结构表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 DFF技术研究进展 |
| 1.2.2 基于卷积神经网络的图像聚焦点提取研究进展 |
| 1.2.3 三维重建研究进展 |
| 1.3 研究目标、研究内容及创新点 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 创新点 |
| 2 多焦面序列图像采集系统设计 |
| 2.1 多焦面序列图像形成原理 |
| 2.2 多焦面序列图像采集系统整体架构 |
| 2.2.1 图像采集照明光源 |
| 2.2.2 图像采集设备 |
| 2.2.3 全自动光学显微镜 |
| 2.2.4 多焦面序列图像采集系统 |
| 2.3 多焦面序列图像采集参数测量 |
| 2.3.1 显微镜载物台移动参数测量 |
| 2.3.2 显微镜光源参数测量 |
| 2.4 多焦面序列图像采集实例 |
| 2.5 本章总结 |
| 3 基于DFF的非织造材料三维点云重建 |
| 3.1 DFF原理介绍 |
| 3.2 传统DFF方法重建非织造材料深度 |
| 3.2.1 多焦面序列图像预处理 |
| 3.2.2 清晰度评价函数 |
| 3.2.3 三维点云数据获取 |
| 3.3 利用改进的DFF方法重建非织造材料三维点云 |
| 3.3.1 多焦面图像融合 |
| 3.3.2 非织造材料纤维背景分割 |
| 3.3.3 背景深度信息剔除 |
| 3.3.4 改进后DFF的三维点云模型实例 |
| 3.4 本章总结 |
| 4 基于卷积神经网络的非织造材料三维点云重建 |
| 4.1 基于卷积神经网络的非织造材料多焦面图像清晰点检测 |
| 4.1.1 卷积神经网络原理介绍 |
| 4.1.2 多焦面图像清晰点检测网络结构设计 |
| 4.1.3 类间平衡交叉熵损失函数 |
| 4.1.4 数据集构建 |
| 4.1.5 卷积神经网络训练与结果 |
| 4.2 非织造材料三维点云模型重建 |
| 4.2.1 非织造材料深度信息提取 |
| 4.2.2 非织造材料深度信息客观评价 |
| 4.2.3 非织造材料三维点云重建模型实例 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 非织造材料纤网结构表征 |
| 5.1 非织造材料的外围体积轮廓计算 |
| 5.2 非织造材料静态厚度与表面平整度计算 |
| 5.2.1 非织造材料静态厚度计算 |
| 5.2.2 表面平整度计算 |
| 5.3 非织造材料的纤维体积比计算 |
| 5.3.1 角点检测 |
| 5.3.2 纤维片段配对与直径计算 |
| 5.3.3 边缘片段填充算法 |
| 5.3.4 纤维体积比计算 |
| 5.4 本章总结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 研究内容总结 |
| 6.2 课题未来展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（9）水溶性聚酰胺的合成及其自组装行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 聚合物自组装研究进展 |
| 1.2.1 线性嵌段共聚物的自组装 |
| 1.2.2 支化嵌段共聚物的自组装 |
| 1.2.3 交替共聚物的自组装 |
| 1.3 聚酰胺的合成及其自组装研究进展 |
| 1.3.1 聚酰胺的合成研究进展 |
| 1.3.2 聚酰胺自组装研究进展 |
| 1.4 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与实验方法 |
| 2.1 实验用品与仪器设备 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 主要仪器设备 |
| 2.2 水溶性聚酰胺的合成及表征 |
| 2.2.1 水溶性聚酰胺的合成 |
| 2.2.2 水溶性聚酰胺的表征 |
| 2.3 水溶性聚酰胺组装体的制备及表征 |
| 2.3.1 水溶性聚酰胺组装体的制备 |
| 2.3.2 水溶性聚酰胺组装体的表征 |
| 第3章 由两亲性聚酰胺自组装的巨型胶束的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 两亲性聚酰胺PAGAPS的表征 |
| 3.2.1 两亲性聚酰胺PAGAPs红外光谱分析 |
| 3.2.2 两亲性聚酰胺PAGAPs的核磁氢谱分析 |
| 3.2.3 两亲性聚酰胺PAGAPs的凝胶渗透色谱分析 |
| 3.2.4 两亲性聚酰胺PAGAPs的热性能分析 |
| 3.3 两亲性聚酰胺PAGAPS的自组装 |
| 3.3.1 两亲性聚酰胺PAGAPs的组装体形貌表征 |
| 3.3.2 PAGAP.2000 组装体稳定性 |
| 3.4 两亲性聚酰胺PAGAP巨型胶束的自组装机理分析 |
| 3.4.1 微量热分析 |
| 3.4.2 低浓度聚酰胺溶液粒径分布 |
| 3.4.3 低浓度PAGAP.2000 组装体冷冻电镜分析 |
| 3.4.4 两亲性聚酰胺PAGAP.2000 的核磁表征 |
| 3.4.5 PAGAP.2000 组装体的形成机理 |
| 3.5 两亲性聚酰胺巨型胶束的特殊酸敏性 |
| 3.5.1 聚酰胺巨型胶束不同酸性条件下的粒径分布 |
| 3.5.2 聚酰胺巨型胶束不同碱性条件下的粒径分布 |
| 3.5.3 聚酰胺巨型胶束不同浓度氯化钠溶液中的粒径分布 |
| 3.5.4 PEGAP.2000 聚酯溶液在盐酸溶液中的粒径分布 |
| 3.5.5 聚酰胺胶束对酸特殊敏感性的形成机理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 由强水溶性聚酰胺自组装超厚微米管的研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 强水溶性聚酰胺PAGAP.400 的表征 |
| 4.2.1 强水溶性聚酰胺的红外光谱分析 |
| 4.2.2 强水溶性聚酰胺的核磁氢谱分析 |
| 4.2.3 强水溶性聚酰胺的热性能分析 |
| 4.3 强水溶性聚酰胺的水相自组装 |
| 4.3.1 强水溶性聚酰胺PASIP.400 的自组装形貌表征 |
| 4.3.2 强水溶性聚酰胺PASIP.400 组装体的壁厚 |
| 4.4 强水溶性聚酰胺组装体的化学和热稳定性 |
| 4.4.1 强水溶性聚酰胺组装体在有机溶剂中的形貌稳定性 |
| 4.4.2 强水溶性聚酰胺组装体的热稳定性 |
| 4.5 强水溶性聚酰胺的自组装机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 由聚酰胺管转变而来的厚壁囊泡的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 聚酰胺前驱体的分析表征 |
| 5.2.1 聚酰胺PASIP.2000 的表征 |
| 5.2.2 聚酰胺PAMAX的表征 |
| 5.2.3 聚酰胺PAP.12 的表征 |
| 5.2.4 聚酰胺PAS.12 的表征 |
| 5.3 聚酰胺PASIP.2000 组装体形貌表征 |
| 5.3.1 聚酰胺PASIP.2000 水化三周后的组装体形貌表征 |
| 5.3.2 聚酰胺PASIP.2000 水化一年后的形貌表征 |
| 5.4 聚酰胺PASIP.2000 组装体形貌转变机理 |
| 5.4.1 聚酰胺PASIP.2000 组装体转变过程形貌分析 |
| 5.4.2 分子结构对聚酰胺组装体形貌转变的影响分析 |
| 5.4.3 聚酰胺PASIP.2000 组装体形貌转变的本质 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）基于大孔树脂制备功能化介孔碳催化氧化乙苯的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 多孔碳基催化剂的研究现状 |
| 1.2.1 多维度多孔碳基材料合成的研究现状 |
| 1.2.2 过渡金属碳化物多孔碳基材料合成的概述 |
| 1.2.3 氮原子掺杂的多孔碳基材料合成的概述 |
| 1.3 有机大孔树脂作为碳前体的研究现状 |
| 1.3.1 有机大孔树脂的分类与应用 |
| 1.3.2 有机大孔树脂作为碳前体的优势和局限性 |
| 1.3.3 有机大孔树脂热裂解产生气体片段的损失与利用 |
| 1.4 烷基苯氧化反应的研究现状 |
| 1.4.1 无催化剂和均相催化剂在烷基苯氧化反应中的局限性 |
| 1.4.2 非均相催化剂在烷基苯氧化反应中的优势 |
| 1.4.3 烷基苯氧化反应中氧化剂的选择 |
| 1.5 目前研究存在的问题 |
| 1.6 本文的主要内容 |
| 第2章 实验原料与研究方法 |
| 2.1 实验原料与仪器设备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 仪器设备 |
| 2.2 催化剂的制备 |
| 2.2.1 磁性多孔碳球(CIPC-T)催化剂的制备 |
| 2.2.2 氮掺杂多孔碳球(x-DIRA-T)催化剂的制备 |
| 2.2.3 氮掺杂多孔石墨烯(ABCNS-T)催化剂的制备 |
| 2.3 催化反应活性的测定 |
| 2.3.1 乙腈为溶剂相的乙苯氧化反应 |
| 2.3.2 无溶剂的乙苯氧化反应 |
| 2.4 实验仪器及方法分析 |
| 2.4.1 X射线粉末衍射分析(XRD) |
| 2.4.2 元素含量分析(EA) |
| 2.4.3 比表面积分析(BET) |
| 2.4.4 场发射扫描电子显微分析(SEM) |
| 2.4.5 透射电子显微分析(TEM) |
| 2.4.6 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 2.4.7 差热-热重分析(TGA-DSC) |
| 2.4.8 拉曼光谱分析(Raman spectroscopy) |
| 2.4.9 原子力显微镜分析(AFM) |
| 2.4.10 热重-差热-质谱联用仪分析(TG-DTA-MS) |
| 2.4.11 气相色谱分析(GC) |
| 第3章 基于IRA-900大孔树脂制备介大孔Fe_3C/Fe碳球催化乙苯氧化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多孔Fe_3C/Fe碳球(CIPC-T)催化剂的合成路线 |
| 3.3 定量分析CIPC-T催化剂中各晶相的含量 |
| 3.3.1 不同热解温度合成CIPC-T催化剂的晶相组成与结构精修 |
| 3.3.2 计算CIPC-T催化剂中碳化铁与铁的质量比 |
| 3.3.3 拉曼光谱分析与石墨化度计算 |
| 3.3.4 CIPC-T催化剂中各物种的含量的计算 |
| 3.4 CIPC-T的形貌表征 |
| 3.4.1 IRA-900大孔树脂热解时骨架的收缩 |
| 3.4.2 CIPC-T催化剂中各晶相分布位置 |
| 3.4.3 CIPC-T催化剂可能的形成过程 |
| 3.5 CIPC-T催化剂的孔隙结构及磁学性质 |
| 3.5.1 CIPC-T催化剂的氮气吸-脱附测试 |
| 3.5.2 CIPC-T催化剂的饱和磁化强度的测定 |
| 3.6 乙苯氧化反应活性的测定 |
| 3.6.1 反应活性相的确定 |
| 3.6.2 反应物与活性相 |
| 3.6.3 催化剂的重复利用性 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于IRA-900大孔树脂制备多级孔氮掺杂碳球催化乙苯氧化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 氮掺杂多孔碳球(x-DIRA-T)催化剂的合成路线 |
| 4.3 三维球形x-DIRA-T催化剂的体积与孔隙结构的关系 |
| 4.3.1 球型IRA-900大孔树脂碳前体不同热解温度下体积收缩的讨论 |
| 4.3.2 热不稳定的二氰二胺作为氮前体的双重效用 |
| 4.3.3 二氰二胺用量对x-DIRA-T催化剂体积和孔隙结构的影响 |
| 4.3.4 催化剂孔道的连通性 |
| 4.4 IRA-900树脂热解时防止骨架收缩的策略分析 |
| 4.4.1 二氰二胺和氨气分别作为氮前体 |
| 4.4.2 二氰二胺热解的关键作用 |
| 4.4.3 x-DIRA-T催化剂可调的宏观尺度 |
| 4.4.4 二氰二胺防止骨架收缩作用的局限性和抗收缩剂的探索 |
| 4.5 x-DIRA-T催化剂的碳基本质和缺陷程度 |
| 4.5.1 XRD的测试与拉曼光谱表征 |
| 4.5.2 孔结构缺陷和氮掺杂的点缺陷对拉曼光谱结果的影响 |
| 4.6 乙苯氧化反应活性的测定 |
| 4.6.1 催化剂表面的润湿性和无溶剂反应系统制备 |
| 4.6.2 催化剂合成条件与反应条件的优化 |
| 4.6.3 x-DIRA-900催化活性与石墨相氮含量及微孔占有率的关系 |
| 4.6.4 反应的表观速率常数与表观活化能 |
| 4.6.5 宏观三维多孔催化剂在反应系统中扩散限制 |
| 4.6.6 反应自由基机理的验证和催化剂的循环利用性 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于AB-8大孔树脂制备双介孔氮掺杂石墨烯催化乙苯氧化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多孔氮掺杂石墨烯(ABCNS-T)催化剂的合成路线 |
| 5.3 ABCNS-T催化剂的制备 |
| 5.3.1 碳前体与氮前体的选择 |
| 5.3.2 分离共热解的优势及制备条件的优化 |
| 5.3.3 石墨相氮化碳(GCN)的晶体结构 |
| 5.4 ABCNS-T催化剂的形貌及孔隙结构 |
| 5.4.1 ABCNS-T催化剂的形貌 |
| 5.4.2 ABCNS-T催化剂的孔隙结构与多孔碳材料的分类 |
| 5.5 石墨相氮化碳转变成氮掺杂石墨烯的探究 |
| 5.5.1 热解单独GCN的结构变化 |
| 5.5.2 AB-8树脂热解对GCN结构的影响 |
| 5.5.3 ABCNS-T催化剂中碳物种与氮物种含量及结构的变化 |
| 5.5.4 IRA-900树脂与AB-8树脂热分解时对氮化碳的影响 |
| 5.5.5 有机分子与GCN混合供热解反应机理的新见解 |
| 5.6 乙苯氧化反应活性的测定 |
| 5.6.1 催化剂中活性位点充分利用情况 |
| 5.6.2 氮掺杂碳材料中总氮含量及各种结构氮含量对反应活性的影响 |
| 5.6.3 讨论氮掺杂碳材料对乙苯氧化反应的催化机理 |
| 5.6.4 催化剂的循环利用性 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、几种非光学显微镜介绍（论文参考文献）
- [1]微纳尺度几种光致力驱动及其机理研究[D]. 卢锦胜. 浙江大学, 2021(01)
- [2]基于宽场照明调制的快速三维超分辨荧光显微成像方法和系统研究[D]. 刘文杰. 浙江大学, 2021(01)
- [3]光通信系统中亚波长光栅分束器及屋形谐振腔的研究[D]. 武刚. 北京邮电大学, 2021(01)
- [4]非晶合金与纳秒脉冲激光相互作用机理及工艺研究[D]. 李金凤. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2021(02)
- [5]大面积高质量过渡金属硫属化物的CVD可控制备及其表征[D]. 缪鑫. 江南大学, 2021(01)
- [6]新型表面等离激元探针在量子光学中的应用[D]. 吴赟琨. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [7]离子自组装法构筑萘二酰亚胺基超分子材料[D]. 王国印. 青岛科技大学, 2021(02)
- [8]非织造材料三维点云重建与纤网结构表征[D]. 陈旭旭. 东华大学, 2021(09)
- [9]水溶性聚酰胺的合成及其自组装行为研究[D]. 王利鹏. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [10]基于大孔树脂制备功能化介孔碳催化氧化乙苯的性能研究[D]. 王哲. 哈尔滨工业大学, 2021(02)