Probing nanoscale spatial distribution of plasmonically excited hot carriers

表面等离激元（SP）效应可产生远高于热平衡下费米能级能量的热电子-空穴对（热载流子），从而能够引发和促进相关的光电或者化学过程，为在纳米尺度上高效利用光能实现物质和能量转化提供了极为有效的手段，化学化工学院任斌教授课题组利用前期自主发展的电化学针尖增强拉曼光谱技术，通过调控电位开关SP热载流子催化的反应，实现了有效热载流子催化反应区域的纳米分辨成像，使反应区域在实空间的分布可视化。实验上获得了有效热载流子的输运距离，从而证明了能量越高的热载流子越需要在更短的输运距离范围内收集捕获。 该工作在任斌教授和王翔副教授的共同指导下完成。实验主要由化学化工学院已毕业博士生黄声超完成。理论计算主要由电子科学与技术学院的朱锦峰副教授和已毕业硕士生李察微完成。此外，化学化工学院已毕业硕士生赵庆庆、博后何玉韩和胡树等人也参与了部分研究与课题讨论。【Abstract】Surface plasmons (SPs) of metals enable the tight focusing and strong absorption of light to realize an efficient utilization of photons at nanoscale. In particular, the SP-generated hot carriers have emerged as a promising way to efficiently drive photochemical and photoelectric processes under moderate conditions. In situ measuring of the transport process and spatial distribution of hot carriers in real space is crucial to efficiently capture the hot carriers.Here, we use electrochemical tip-enhanced Raman spectroscopy (EC-TERS) to in situmonitor an SP-driven decarboxylation and resolve the spatial distribution of hot carriers with a nanometer spatial resolution. The transport distance of about 20 nm for the reactive hot carriers is obtained from the TERS imaging result. The hot carriers with a higher energy have a shorter transport distance. These conclusions can be guides for the design and arrangement of reactants and devices to efficiently make use of plasmonic hot carriers.The authors acknowledge the financial supports from MOST of China (2016YFA0200601), NSFC (21633005, 21790354, 21503181, 21711530704, U1830116), Natural Science Foundation of Fujian Province (2016J05046), China Postdoctoral Science Foundation (2017M622062) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (20720190010).本研究工作得到了国家自然科学基金委和科技部等的资助和支持

中国物理海洋学研究70年：发展历程、学术成就概览

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广泛影响力的研究成果,其中包括:提出了被国际广泛采用的"普遍风浪谱"和"涌浪谱",发展了第三代海浪数值模式;提出了"准调和分析方法"和"潮汐潮流永久预报"等潮汐潮流的分析和预报方法;发现并命名了"棉兰老潜流",揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等,系统描述了太平洋西边界流系;提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流);不断完善了中国近海陆架环流系统,在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流,以及陆架波方面均取得了深刻的认识;从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结;发展了浅海水团的研究方法,基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制,在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献;阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制,揭示了中尺度涡的三维结构,定量评估了其全球物质与能量输运能力;基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征,提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制;构建了"南海内波潜标观测网",实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识;发展了湍流的剪切不稳定理论,提出了海流"边缘不稳定"的概念,开发了海洋湍流模式,提出了湍流混合参数化的新方法等;在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识,并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响;研发了全球浪–潮–流耦合模式,推出一系列海洋与气候模式;发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统;建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模型实验平台;发展了ENSO预报的误差分析方法,建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系,揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应;初步建成了中国近海海洋观测网;持续开展南北极调查研究;建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统,为中国气象减灾提供保障;突破了国外的海洋技术封锁,研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器;建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型,为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示,经过70年的发展,中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍,这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军

等离子法制备超细活性氧化锌新工艺研究

本项目基于碱式碳酸锌热力学和等离子体供热能力的研究，用等离子体条件下的瞬时熔解析工艺代替，传统的低温长周期焙解制备活性氧化锌工艺，通过１５０ｔ／ｙ规模的中试以及相应的测试表明，该新工艺基础理论正确，反应器设计合理，焙解效果良好，产品质量达到德国Ｂａｙｅｒ公司同类产品指标，试验还发现等离子体焙解新工艺可以制备出球形和针形两种结构的产品，专利查新表明本工艺属于首例

Studies on the Partial Mineral Elements and Soil Physical and Chemical Properties of Castanopsis kawakamiiForest Lands in Xiaohu,Sanming

分析测定福建三明小湖赤枝栲林部分矿质元素及土壤理化因子 ,结果表明 :该地区土壤 pH值为 4 2 4 ,全N平均含量为 0 0 84 2 % ,全P(P2 O5% )为 0 0 15 5 % ,有机质为 3 7874 %。该地土壤的全N、全P和有机质均不高。该地区土壤Mg元素含量为 6 2 6 0 4 4mg kg-1,Ca为 15 6 5 88mg kg-1,Mn为 80 4 4 4 3mg kg-1,Fe为 2 6 179 6mg kg-1,Co为 3 3335mg kg-1,Ni为12 94 6 7mg kg-1,Cu为 15 2 95 3mg kg-1,Zn为 2 6 9116mg kg-1,Mo为 0 4 6 4 1mg kg-1,Cd为 0 0 4 70mg kg-1,Pb为 9 786 5mg kg-1。土壤矿质元素中 ,Ca、Fe含量偏高 ,Mn含量偏低The results show that the ph value of the soil in this area is 4.24,total N average content is 0.0842%,total P(P 2O 5%)average content is 0.0155%,the organic matter average content is 3.7874%.The total N,total P and organic matter contents of the soil in this area all aren't high. The Mg element content of the soil in the area is 626.044mg/kg,the Ca,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Mo,Cd and Pb contents are 1565.88mg/kg,80.4443mg/kg,26179.6mg/kg, 3.3335mg/kg,12.9467mg/kg,15.2953mg/kg,26.9116mg/kg,0.4641mg/kg,0.0470mg/kg and 9.7865mg/kg respectively. The Ca,Fe contents are relatively high in soil mineral element contents,Mn content is relatively low.福建省自然科学基金 (D9910 0 5 )资

等离子法制备超细活性氧化锌新工艺研究

本项目基于碱式碳酸锌热力学和等离子体供热能力的研究，用等离子体条件下的瞬时焙解新工艺代替．传统的低温长周期培解制备活性氧化锌工艺．通过150t／y规模的中试以及相应的测试表明：该新工艺基础理论正确，反应器设计合理，焙解效果良好，产品质量达到德国Bayer（拜耳）公司同类产品指标.试验还发现等离子体焙解新工艺可以制备出球形和针形两种结构的产品．专利查新表明本工艺属于首创

三氯化铝在氯化法钛白工艺中晶型转化机理的研究

应用SOLGAS软件测算了氯化法钛自工艺中TiCl_4的氧化体系以及不同条件下热化学平衡产物的种类和组成。为验证该计算的结果,对氧化产物TiO_2粒子中元素铝的分布进行了测定,并据此讨论了氧化过程中AlCl_3的晶型转化作用以及AlCl_3加入量与氧化工艺条件的关系

钛白反应器气流混合模化实验

采用TiCl_4气相氧化法制取TiO_2是传质控制的快速反应过程。因此,TiCl_4和 O_2的混合状态对反应过程影响很大。本反应器气流采用同轴对撞的混合方式,影响其混合效果的决定性因素是两股气流单位流通面积的动量比和它们之间的交角。实验结果表明,气流交角α为75°,动量比 H 在0.5—2之间,混合效果最好,混合不均匀度ε只有0.068,仅为未经混合实验的热模装置ε值的1/5。加据结疤的 TiCl_4"附壁现象"随 H 值的增大和α值的减小(即随混合效果变环)而加剧。气流完全混合所需长度仅为1.3 3—3.11D,远小于非同轴对撞完全混合所需长度

碱式碳酸锌制备的研究

研究了以精制硫酸锌和农用碳酸氢氨制备碱式碳酸锌的工艺过程。对制备过程进行了热力学分析，并分析确定了制备产物的主要构成，探索了碳酸氢铵用量等因素对制备过程的影