基于K-means聚类算法优化方法的研究

针对传统K-means聚类中存在的一系列问题,文中提出了一种基于K-means聚类的改进算法。该算法首先利用K-means++聚类从数据中选择K个距离尽可能远的对象作为初始聚类中心,然后利用K-mediods聚类选择数据样本的中位数作为聚类中心的对象,最后与两步聚类结合。通过对几个常用UCI标准数据集进行仿真实验,结果表明该算法比传统算法更优。     

共沉淀法及水热法制备BaTiO3陶瓷的介电特性

本文选用共沉淀法和水热法制备的ＢａＴｉＯ３粉体，在１２００￣１３２０℃／１小时的条件下吉ＢａＴｉＯ３陶瓷。测定了ＢａＴｉＯ３陶瓷的密度、ε￣Ｔ特性等，并用ＳＥＭ或ＴＥＭ电镜观察ＢａＴｉＯ３粉体的特征和讨论了两种ＢａＴｉＯ３陶瓷的介电特性。     

氧化镨纳米材料的制备及其对环己酮的气敏性能

采用水热法制备了氧化镨(Pr₆O₁₁)纳米材料,通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对所制备微结构的形貌、化学组分和晶体结构进行了表征。分析结果表明,制备的Pr₆O₁₁颗粒多为边长(280±42.9) nm的正四面体纯相纳米结构。制备了基于Pr₆O₁₁纳米材料的气体传感器,并测试了其对环己酮的气敏性能。测试结果表明,在最佳工作温度(约240℃)下,Pr₆O₁₁气体传感器对体积分数为5×10^-5的环己酮的响应度可达10.5,响应和恢复时间分别为35和74 s。同时,随着检测环境相对湿度的增加,Pr₆O₁₁气体传感器的响应度有所下降,但仍然具备良好的环己酮检测能力,证明其在复杂环境中低浓度环己酮检测领域具有巨大的潜力。     

测试参数对掺As ZnO微米线光致发光谱的影响

光致发光谱是发光材料在特定光源照射下发出的不同波长光的强度分布,可广泛应用于材料的光学及掺杂特性研究领域,是一种非破坏性的测试技术。利用水热法生长了ZnO微米线,用闭管热扩散方法进行了掺As处理,获得掺As的ZnO微米线,并对掺As的ZnO微米线进行光致发光谱测试。通过改变两个测试参数:CCD探测器的曝光时间及光入射狭缝的宽度,研究这两个参数的变化对测试谱线的影响。测试结果表明只有在适合的曝光时间及狭缝宽度时才能较充分地反映材料的特性。     

低温微波水热法制备氧化钇稳定氧化锆

微波水热合成法是新型的纳米粉体材料制备方法,它与常规水热法相比,反应时间更短、反应温度更低,并且微波的非热效应影响产物晶型的形成。立方相氧化钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷材料是制作氧传感器、固体氧化物燃料电池及高温湿度传感器等多种功能元器件的核心原材料。采用可程序化控制的MARS-5微波消解仪实现了微波水热合成,反应温度100~120℃,反应时间1~5h,在强碱环境下制备氧化钇稳定氧化锆纳米粉体,而常规水热法制备氧化锆的温度一般为190~250℃。采用X射线衍射、热分析等方法,研究了温度、时间、pH和Y2O3含量对产物粒度和晶型的影响,使用了Rietveld方法进行定量分析、粒度计算。结果显示,与常规水热法相比,微波水热法不仅缩短了反应时间,并且影响产物的结构组成。分析表明,微波加速反应的机理可以用晶粒旋转驱动的晶粒聚合解释,而微波的介电加热效应,微波离子传导损耗等是加速化学反应的主要原因。     

小粒径锐钛矿/金红石混相TiO2的可控合成及光催化性能研究

本文利用水热法成功合成了小粒径（~ 5 nm）锐钛矿/金红石混相TiO2,通过XRD,TEM表征研究了水热反应前的熟化温度和熟化时间对TiO2的晶相、相组成和颗粒尺寸的影响。我们发现通过简单地改变熟化温度及时间能够可控调节样品中锐钛矿与金红石的含量。更重要的是,合成的混相TiO2样品中,锐钛矿与金红石的粒径都很小。以对罗丹明B的光催化降解为目标反应,评价混相TiO2粉体的光催化活性。通过表面光电压谱的分析可以发现,TiO2样品中锐钛矿与金红石异相结的形成增强了光生电子与空穴的分离效率,从而使混相样品的光催化活性明显优于纯相锐钛矿。此外,我们发现,锐钛矿含量为83%、金红石含量17%的TiO2样品展现了最高的光催化活性。     

水热法制备一维钛酸锶钡晶体

用钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法制备钛酸锶钡前驱体,进行水热处理,得到钛酸锶钡纳米粉体;在凝胶前驱体中加入10%的纳米锐钛矿TiO2,再进行水热处理,水热产物中有大量的一维钛酸锶钡晶体生成。用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)以及电子衍射(SAED)对前驱体和其对应的水热产物进行物相和形貌的表征,并对一维钛酸锶钡的生长机理进行探讨。结果表明一维钛酸锶钡晶体的生长机理是原位生长。     

SrTiO_3枝杈晶的水热法制备与表征

无机材料纳米枝杈晶的合成成为最近几年纳米材料合成的热点之一。以Ti(SO4)2和Sr(NO3)2为原料,以KOH为矿化剂,在没有采用任何模板和表面活性剂的条件下,首次采用水热法在0.1mol/LKOH200℃保温4h条件下成功制备出了SrTiO3枝杈晶。用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对制备出的产物结构和形貌进行了表征。结果表明,在水热反应初期,首先生成了大量的直径约为5nm的TiO2纳米球形颗粒,随着反应的继续进行,TiO2纳米颗粒逐渐减少直至消失,最终得到SrTiO3枝杈晶。所采用的水热合成方法可以用来合成其他钙钛矿氧化物,是一种非常有前途的纳米枝杈晶的制备方法。     

单模微波水热控制合成PbS纳米晶

以Pb(NO3)2、生物小分子L-半胱氨酸为原料,在室温下生成前驱体,然后采用单模微波水热法在150℃下反应1h,制备出四方形的PbS纳米晶,考察了Pb(NO3)2与L-半胱氨酸的物质的量比对产物形貌的影响。采用XRD和TEM对产物的结构和形貌进行了表征。结果表明,随着Pb2+与L-半胱氨酸的物质的量比增大,纳米PbS颗粒变小,四方形结构越来越明显。初步讨论了PbS纳米粒子的形成机理。形成机理可能为:首先L-半胱氨酸通过巯基直接和Pb2+结合形成白色前驱沉淀,然后该前驱沉淀在一定温度和时间内热分解形成四方形PbS纳米晶,增大L-半胱氨酸在前驱体中的比例,由于存在阻碍作用,导致PbS小晶粒不能快速聚集而结晶生长,而有利形成四方形的纳米PbS。     

两步法合成桐油酸缩水甘油酯

研究了两步法合成桐油酸缩水甘油酯的主要反应条件,并用傅里叶变换红外光谱对目标产物进行了鉴定。结果表明:40 g桐油在KOH用量为8.5 g、采用90%甲醇为溶剂反应2 h的条件下,桐油酸钾的收率达到81%;在桐油酸钾与环氧氯丙烷摩尔比1∶4、反应时间4 h的条件下,桐油酸缩水甘油酯的收率可达92%,环氧值为4.7,接近理论环氧值4.8。