低浓度颗粒体系的动态光散射测量研究

来源 :山东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:udbnny
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
动态光散射(DLS)技术是一种广泛应用于纳米及亚微米颗粒测量的有效方法,其准确性受颗粒浓度制约。对于低浓度颗粒体系,布朗运动导致进出散射体的颗粒数量产生波动,该数量波动相对散射颗粒总数而言不容忽视,光强自相关函数(ACF)因此出现畸变,常规反演方法无法反演出准确的颗粒粒度分布(PSD)。本文基于低浓度颗粒体系的DLS特性,通过对粒度反演结果的分析,研究了颗粒数量波动对低浓度颗粒体系DLS测量的影响,主要内容包括:1.基于DLS测量原理,分析了低浓度对DLS测量的制约机制。常规浓度下,电场ACF与光强ACF满足Siegert关系式,常规反演方法通过该式求解电场ACF,反演得到PSD。对于低浓度颗粒体系,由于颗粒数量波动的作用,电场ACF与光强ACF不再满足Siegert关系式。基于Siegert关系式的常规反演方法会将颗粒数量波动引起的散射光变化误认为是颗粒布朗运动引起的散射光变化,从而造成错误的反演结果。2.为去除颗粒波动的作用,重构了常规反演方程中的核函数矩阵。延用Siegert关系式的数量关系,由低浓度光强ACF构建低浓度下的等效电场ACF模型,通过重构核函数直接建立等效ACF与颗粒粒径的关系。从模拟数据中能获得准确的反演结果,但实验结果出现了一定程度的偏差。其原因在于实测光强ACF含有大量噪声,特别是在长延迟时间处,基线噪声淹没了数量波动项。3.为实现与常规反演方法的适配,重置了低浓度光强ACF的基线。分析了低浓度颗粒体系的光强ACF的一阶差分特征,发现布朗运动的衰减范围与数量波动的衰减范围存在明显的分界点。在此点处,重置了光强ACF的基线,对光强ACF进行截断,去除了颗粒数量波动项。截断的光强ACF与电场ACF满足Siegert关系式,按照常规反演方法求取颗粒粒径,模拟和实验结果表明了该方法的准确性。4.为了解散射光信号的低样本数量下数量波动项的变化,采用自回归(AR)模型模拟了低浓度颗粒体系的散射光信号。常规浓度下,散射光信号样本数量不足会导致对光强ACF的估计偏差。低浓度下,光强ACF中颗粒数量波动项的准确估计需要足够样本数量,实验采集的样本数量往往不足以获取准确的颗粒数量波动项。模拟和实验结果表明,样本数量不足导致颗粒数量波动项的幅值升高,数量波动特征时间的估计值小于实际值。随着DLS技术应用领域的不断拓展,低浓度颗粒体系的测量问题已成为纳米及亚微米颗粒体系应用中难以回避的问题。本文通过对光强ACF中颗粒数量波动项对粒度反演的影响的分析以及对削弱反演过程中颗粒数量波动项作用的研究,将有助于DLS测量浓度下限的拓展,对DLS测量技术的进步起到促进作用。
其他文献
<正>科学教育是基础教育的基础,科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程。2023年2月,习近平总书记在中共中央政治局第三次集体学习时做出“要在教育‘双减’中做好科学教育加法”的重要指示。日前,教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》。意见提出,通过3至5年努力,中小学科学教育体系更加完善,科学教育教师规模持续扩大、素质和能力明显增强,大中小学及家校社协同育人机制明显健
期刊
报纸
报纸
<正>习近平总书记在主持中共中央政治局第三次集体学习时要求:要在教育“双减”中做好科学教育加法,激发青少年好奇心、想象力、探求欲,培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。那么,如何理解“双减”的“减”与科学教育的“加”的关系,中小学又如何在“双减”中做好科学教育加法?
期刊
随着经济的发展,能源问题的重要性开始日益凸显,但传统化石燃料面临着资源枯竭和环境污染的问题,因此大力发展可再生能源迫在眉睫。微电网作为一种可再生能源的有效接入形式得到广泛关注,然而单个微电网受其容量限制使得供电可靠性受到一定的影响,毗邻的微电网向着互联运行方向发展,一定区域内的微电网组成多微电网系统运行,提高了经济性和供电可靠性。因此研究多微电网协调优化调度运行有着十分重要的意义,本文就以上问题展
学位
从当代工笔人物画的许多作品中能够看出,其画面效果无论是在视觉特征上还是在表现形式上都呈现出较为明显的设计感和平面性。其原因是平面构成理念及手法的应用,使当代工笔人物画表现形式更加多样,加之平面性表现语言的运用,使画面呈现出新的面貌,给观众带来了新的审美感受和精神需求。本文从平面构成与当代工笔人物画所呈现出的相似视觉特征入手,来分析两者之间的内在联系及工笔人物画创作中平面构成理念的运用,探寻平面构成
学位
随着经济高质量发展政策的不断推行,高新技术企业在国民经济中所占权重也日益增加。高新技术研发能力是高新企业保障核心竞争力与可持续发展能力的关键,相应投入的资金比重也越来越高。研发费用加计扣除作为一项鼓励高新企业发展的财税政策,在助力高新企业发展方面有着极为重要的作用。本文通过整理高新企业研发费用会计核算中存在的风险项与应注意的问题,探讨优化研发费用加计扣除的会计处理措施,旨在使高新企业研发费用加计扣
期刊
人类活动干扰使得大量富含营养、重金属和氨氮等污染水体被排放到湖泊中,引起湖泊生态系统受损。沉水植被在水体系统中发挥着重要的生态功能。这些受污染的水体不但降低光照,还会影响沉水植物的生长。沉水植物在形态、生理和生长上表现出对环境因子不同的适应对策。为了探究营养、重金属、氨氮对沉水植物的生长和光合生理的影响,本论文以轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)为研究对象,结合同生活型的沉水植
学位
党的十九大报告中指出:“中国人民的价值观和精神世界,始终深深根植于中国优秀传统文化沃土之中。”当前,我国历史文化旅游正以自身独有的深厚底蕴和独特展现形式,日渐成为中华优秀传统文化展示和弘扬的重要潮流和重要方向。齐文化是我国优秀传统文化的重要组成部分,齐文化优秀价值观通过创造性转化和创新性发展,被赋予了新的时代内涵和现代表达形式。齐文化旅游资源中蕴含着丰富的齐文化思想精华和价值理念,发挥着重要的价值
学位
随着人类活动的加剧,导致气候变暖和富营养化现象越来越严重,同时加速了生物入侵。近年来,磺胺类抗生素由于使用范围广,用量较大,经由不同途径进入环境,对生态系统和水资源构成较大潜在风险。喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)是我国危害最严重的入侵水生植物之一。为了探究磺胺类抗生素污染在不同温度、富营养化和竞争等背景下对外来入侵种生物量、形态和生理特征的综合影响,本论文以入
学位