等离子体与催化材料协同作用CO₂甲烷化反应为CO₂再利用提供了可能, 但催化材料的制备方法对其结构和性能有重要影响。本研究以等体积浸渍法制备的Ru/γ-Al₂O₃为催化材料前驱体, 分别采取H₂大气压冷等离子体还原和H₂热还原方法制备Ru/γ-Al₂O₃-P和Ru/γ-Al₂O₃-T催化材料。考察两种方法制备Ru/γ-Al₂O₃催化材料与大气压冷等离子体共同作用下CO₂甲烷化反应中的催化活性, 并采用不同测试方法研究制备方法对Ru/γ-Al₂O₃结构的影响, 分析影响Ru/γ-Al₂O₃催化活性的结构因素, 进而探究了Ru/γ-Al₂O₃-P和Ru/γ-Al₂O₃-T催化材料的制备机理。研究结果表明: 载体γ-Al₂O₃与大气压等离子体共同作用下CO₂转化率为24.8%, 主要产物是CO; Ru/γ-Al₂O₃与大气压等离子体共同作用下的主要产物是甲烷。Ru/γ-Al₂O₃-T和Ru/γ-Al₂O₃-P催化材料的CO₂转化率分别为66.9%和77.3%。Ru/γ-Al₂O₃-P较高的催化活性源于其表面Ru还原程度高、Ru/Al原子比高以及Ru单质在载体γ-Al₂O₃上分散性较好且粒径较小, 说明采用大气压H₂冷等离子体技术可制备高活性的负载型金属催化材料。

基于深度卷积神经网络的人脸识别模型虽然能够取得较高的识别精度,但是模型中存在海量的计算数据并且需要占用大量的内存资源,因此无法满足资源受限和实时性的要求。针对此问题,设计两种轻量化递归残差神经网络,该网络能够有效地融合特征图中各层之间的信息,丰富特征图的语义信息进而提高识别精度。首先对原始数据集采用MTCNN人脸检测算法进行人脸对齐和裁剪;然后将ArcFace损失函数作为监督信号,此损失函数能够使得数据集类内聚合和类间分散,有效提高模型的分类效果;最后在LFW、AgeDB和CFP-FP数据集上对模型进行验证。实验结果表明,设计的网络模型在减少大量参数的情况下可以取得较高的人脸识别精度。

采用发射光谱、 紫外可见吸收光谱、 红外吸收光谱和核磁共振技术分析1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（［Bmim］HSO4）, 1-丁基吡啶硫酸氢盐（［BPy］HSO4）和1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼（［Bmim］BF4）三种离子液体在大气压介质阻挡放电氩等离子体体系中的稳定性, 并分别以上述三种离子液体为辅助液采用大气压介质阻挡放电等离子体技术制备TiO2, 进一步研究三种离子液体在等离子体中的稳定性对所制备的TiO2晶相结构的影响。 结果表明: 向大气压介质阻挡放电氩等离子体中分别引入［Bmim］HSO4, ［BPy］HSO4和［Bmim］BF4离子液体后并未改变氩等离子体放电光谱谱峰的位置和数量且没有新的谱峰生成, 但谱峰强度都明显降低, 说明上述三种离子液体没有在等离子体区蒸发形成激发态物种; ［Bmim］HSO4和［BPy］HSO4放电前后的红外吸收光谱基本一致, 表明离子液体在放电后的化学键未发生改变; ［Bmim］HSO4和［BPy］HSO4的紫外可见吸收光谱显示其吸收峰的位置和强度未发生改变, 说明两种离子液体在等离子体作用后的结构是稳定的; ［Bmim］BF4放电前后的红外吸收光谱各个特征峰并无明显差异, 但其紫外可见吸收光谱图谱吸收峰的位置却发生较大的偏移, 进一步对放电前后的［Bmim］BF4离子液体进行核磁共振分析, 两者的1H NMR峰数相同, 但放电后的离子液体化学位移向高位偏移大约0.2单位, 说明其化学环境发生了变化, 表明有部分［Bmim］BF4结构发生改变。 光谱和核磁共振技术分析表明离子液体［Bmim］BF4在等离子体作用后结构发生了改变。 采用三种离子液体辅助大气压介质阻挡放电等离子体技术制备TiO2样品的X-射线衍射分析结果表明 ［Bmim］HSO4和［BPy］HSO4辅助制备的［BPy］HSO4-TiO2和［Bmim］HSO4-TiO2, 谱图与锐钛矿相TiO2标准谱图基本一致, 表明所制备的TiO2为纯锐钛矿型。 而［Bmim］BF4辅助制备的［Bmim］BF4-TiO2在2θ=24.1°处的衍射峰向小角度偏移, 2θ=48°处的衍射峰向大角度偏移, 说明［Bmim］BF4在辅助制备TiO2过程中, F进入TiO2的晶格, 破坏了TiO2原子间的平衡状态, 生成了F掺杂TiO2光催化材料。 F掺杂TiO2光催化材料的形成也间接证明了离子液体［Bmim］BF4在大气压等离子体中的不稳定性, 此结果与核磁共振及紫外可见光的检测结果相一致。 同时说明离子液体在等离子体的作用下对于纯锐钛矿晶格的形成和促进高活性掺杂型的光催化材料具有重要作用。 为等离子体辅助离子液体制备高性能纳米材料提供重要的实验和理论依据。

黑米花色苷易受外部环境影响发生降解致使局部分子结构破坏而使营养价值和保健功能有所下降。 利用有机酸提供酰基对黑米花色苷进行修饰来提高花色苷结构的稳定性。 利用红外光谱分析经咖啡酸酰化修饰黑米花色苷的结构变化。 结果表明： 黑米花色苷酰化修饰前后于官能团区3 650~3 200和1 680~1 620 cm-1处均有吸收峰， 且其于指纹区1 282.68和1 277.51 cm-1处出现酚羟基吸收峰， 于1 056.07和1 054.03 cm-1处出现醇羟基吸收峰， 719.90和719.71 cm-1处出现苯环上Ｃ—Ｈ面外弯曲振动吸收峰。 由此可见， 黑米花色苷酰化修饰后主要结构框架仍为花色苷的芳环结构。 此外， 黑米花色苷酰化修饰前后于1 900~1 650 cm-1间1 714.28和1 728.13 cm-1处均出现共轭羰基的特征吸收峰， 对应于可直接连接在苯环上的α-羰基结构， 由此说明黑米花色苷结构中存在着酰基基团。 黑米花色苷经酰化修饰后红外图谱于1 517.20 cm-1处出现新吸收峰， 其正好处于1 800~900 cm-1双键（不含氢）伸缩振动区， 指纹区876.65 cm-1处亦出现了苯环上的Ｃ—Ｈ面外弯曲振动吸收峰。 与之相呼应在经二阶导数处理后红外光谱图中在2 500～2 000 cm-1间出现了新的波动， 此波段为累积双键伸缩振动区， 而官能团区3 650~3 200 cm-1间3 370.20 cm-1处的吸收峰正好处于多分子缔合区。 由此可见， 在咖啡酸作为酰基供体， 酰化修饰黑米花色苷时由于分子间的重新缔合于结构中引入了新的酰基基团而呈现出一种双酰化的空间结构。 黑米花色苷酰化结构中有机酸与糖链相连， 将有机酸置于2-苯基苯并吡喃骨架的表面， 这种堆积作用模式可以较好地抵抗水的亲核攻击和其他降解反应进而提高黑米花色苷结构的稳定性。

针对火灾发生时, 火灾图像背景复杂、人工特征提取过程繁琐、对火灾图像的识别泛化能力不强、容易出现精度不高、误报和漏报等问题, 提出了张量对象特征提取的多线性主成分分析(Multilinear Principal Component Analysis, MPCA)深度学习算法的火灾图像识别新方法。利用MPCANet建立火灾图像识别模型, 通过MPCA算法学习滤波器作为深度学习网络卷积层卷积核, 对张量对象的高维图像进行特征提取, 并把蜡烛图像和烟花图像作为干扰。通过仿真实验并与其他火灾图像识别方法对比得到提出的图像识别方法识别精度达到了97.5%、误报率1.5%、漏报率1%。实验表明: 该方法可以有效解决火灾图像识别存在的问题。

采用光谱在线技术(OES)检测了大气压Ar/NH3 DBD等离子体中的主要粒子为NH, N, N+, N2, Ar, Hα, OH。 NH是NH3分解的产物, 激发态Ar*和NH3分子的潘宁碰撞生成激发态中性粒子NH(ｃ１Π)和NH(Ａ ３Π)。 674.5 nm处N原子谱线表明等离子体中产生了N活性原子, 为大气压Ar/NH3同轴介质阻挡放电等离子体合成ε-Fe3N磁性颗粒提供了可能。 研究了各主要粒子谱线强度随NH3流量和外加电压峰峰值的变化规律, 研究结果表明: NH3流量相同时, 随外加电压峰峰值升高, 各粒子谱线强度均逐渐增强; 外加电压峰峰值相同时, 各谱线强度随NH3流量增加先增强后减弱。 外加电压峰峰值相同时, 随NH3流量增加, N活性原子谱线强度先增强后减弱, NH3流量为20 mL·min-1时, N活性原子谱线强度最强。 NH3流量相同时, 随外加电压峰峰值升高, N活性原子谱线强度逐渐减小, 主要是由于大气压Ar/NH3 DBD放电模式由多脉冲大气压辉光放电转变为丝状放电造成。 多脉冲大气压辉光放电的微放电通道之间相互重叠, 各个微放电之间相互影响, 导致随外加电压峰峰值升高各谱线强度的增加速率较快。 当外加电压峰峰值从4 600 V升高到6 400 V时, 大气压Ar/NH3 DBD的放电模式由单脉冲APGD转变为二脉冲APGD, 属于均匀大气压介质阻挡放电, 随外加电压峰峰值升高谱线强度的增加速率较快, 利于合成ε-Fe3N磁性颗粒。

采用自行设计的介质阻挡放电反应器, 以氩气和离子液体为放电介质, 实现大气压下稳定的气(等离子体)-液(离子液体)等离子体放电, 并运用光谱法在线诊断氩等离子体光谱。考察了不同咪唑基离子液体以及放电参数对大气压氩气介质阻挡放电光谱的影响。结果表明, 离子液体的引入降低了氩气放电光谱的强度, 谱峰强度与离子液体阳离子咪唑环上的碳链长度有关, 且随碳链长度增加, 谱峰强度降低; 同时阴离子结构对称性低的离子液体, 谱峰强度较低。加入离子液体后氩谱随放电电压及放电频率变化均呈现峰值变化。

在直流等离子体甲烷转化反应体系中分别引入C6MIMBF4, C6MIMCF3COO, C6MIMHSO4三种离子液体, 采用光谱在线技术检测反应中活性物种的种类和光谱谱峰相对强度的变化, 研究了离子液体在气液等离子体甲烷转化反应中的作用机理。 结果表明: 向甲烷等离子体体系中引入离子液体可得到稳定的气液界面, 并提高了甲烷转化率和C2烃产物收率, C6MIMCF3COO和C6MIMBF4有助于提高C2烃选择性, 而C6MIMHSO4则导致C2烃选择性下降。 在气液等离子体甲烷放电体系中检测到了C, C2, C3, CH, H等活性物种的发射光谱, 与未引入离子液体时相比大多数活性物种的谱线强度均有增加。 核磁共振研究表明反应后离子液体C6MIMBF4结构稳定, 可认为离子液体作为液体导电介质提高了等离子体放电强度, 促进等离子体区气相反应过程, 同时离子液体在气液表面反应过程起催化作用。

采用光谱原位诊断技术在200～900 nm范围内采集并标识了不同CO2添加量时CH4等离子体光谱。 确定了常压下不同CO2添加量时CH4等离子体的活性物种。 CO2添加量不同活性物种谱峰相对强度变化趋势不同， O活性物种谱峰相对强度随CO2添加量增加迅速增加。 C2活性物种谱峰相对强度随CO2添加量增加逐渐降低。 反应体系产生的活性O对CH4转化反应产物具有明显影响， CO2添加量不同， CH4转化反应机理不同。 当CO2添加量小于30%时， CH4转化以偶联反应为主。 CO2添加量大于30%时， CH4转化以重整反应为主。

冷等离子体是甲烷无氧活化制C2烃较为有效的技术手段之一,由于等离子体反应体系的复杂性,甲烷无氧活化制C2烃反应机理及过程尚不十分清楚.本文采用发射光谱原位诊断技术对冷等离子体作用下甲烷无氧活化制C2烃反应中若干激发态物种进行诊断研究,在250nm～670nm波长范围内检测到下列激发态物种:CH、C和C2.依据激发态物种检测结果、气相色谱反应产物分析结果及等离子体特性,推断了等离子体作用下甲烷无氧活化制C2烃的自由基反应历程.