DNA平衡离子凝聚的动态光散射分析

利用动态光散射技术系统地研究了不同化合价的平衡离子氯化钠 (Na⁺)、氯化镁 (Mg²⁺)、三氯六氨络合钴 ([Co(NH₃)₆]³⁺) 和精胺 ([C₁₀N₄H₃₀]⁴⁺) 与DNA之间的相互作用. 实验结果显示, 当缓冲液中只包含Na⁺ 或Mg²⁺, 且浓度c≥ 5 mM时, DNA电泳迁移率之比约为2:1; 当缓冲液单独包含Na⁺或[Co(NH₃)₆]³⁺, 且浓度c≥ 5 mM时, DNA 的电泳迁移率之比约为4.5:1. 而当平衡离子的化合价为4时, 观察到DNA的电泳迁移率由负变正, 意味着发生了电荷反转. 在平衡离子浓度c<5 mM时, 随着离子浓度的增大, 迁移率之比逐渐增大. 对于一价或二价平衡离子情形, 实验结果与Manning的平衡离子凝聚理论的预言相符. 对于三价平衡离子, 实验结果与理论值有明显偏离. 而对于四价离子, 由于发生了DNA电荷逆转, 基于平均场的平衡离子凝聚理论失效. 另外, 通过原子力显微镜观察到当平衡离子的化合价大于等于3 时, DNA分子的构型发生变化. 因此, 自由溶液中的聚电解质的构型和离子关联效应在聚电解质迁移过程中起重要作用. 关键词： 电泳迁移率 平衡离子 动态光散射 DNA     

BaGd2(MoO4)4:Tb3+,Eu3+荧光粉的 发光特性与能量传递机理

利用高温固相法制备了BaGd_2(MoO_4)_4∶Tb~(3+)与BaGd_2(MoO_4)_4∶Tb~(3+),Eu~(3+)荧光粉,并借助于X射线衍射(XRD)、激发光谱、发射光谱及荧光衰减曲线对样品的结构及发光性能进行了表征。在290 nm激发下,BaGd_2(MoO_4)_4∶Tb~(3+)样品在550 nm处具有较强的绿光发射,表明该样品可用作绿色荧光粉。Tb~(3+)离子的最佳掺杂浓度为50%,电偶极间相互作用是引起浓度猝灭效应的主要原因。当在BaGd_2(MoO_4)_4∶Tb~(3+)荧光粉中共掺入Eu~(3+)离子后,可同时观测到Tb~(3+)与Eu~(3+)离子的特征发射峰。随Eu~(3+)掺杂浓度的升高,Tb~(3+)离子的发光强度逐渐下降,而Eu~(3+)离子的发光强度逐渐增加。根据BaGd_2(MoO_4)_4∶Tb~(3+),Eu~(3+)中Tb~(3+)离子的荧光寿命计算了Tb~(3+)与Eu~(3+)离子间的能量传递效率,并根据荧光寿命与激活离子掺杂浓度的关系证实了能量传递机制为电偶极间相互作用。     

Y3+和Gd3+对LaBO3:Eu3+发光粉结构和发光性能的影响

采用溶胶凝胶-燃烧法合成了系列不同掺杂浓度Y³⁺和Gd³⁺的LaBO₃∶Eu³⁺发光粉,对其结构、形貌和发光性能进行了表征。XRD研究结果表明：发光粉的结构与基质掺杂离子的种类和掺杂浓度有关系。荧光光谱结果表明：适量比例Y³⁺和Gd³⁺离子掺杂将提高LaBO₃∶Eu³⁺发光粉的发光强度。Y³⁺和Gd³⁺离子最佳掺杂摩尔分数分别为1.5%和12.5%。⁵D₀→⁷F₂与⁵D₀→⁷F₁跃迁发射的相对强度比值说明：掺杂改变LaBO₃∶Eu³⁺中Eu³⁺局域环境的对称性。发光性能改变主要受晶体结构、掺杂离子电负性影响。Gd³⁺离子掺杂更有利于发光粉结构稳定性和发光性能的改善。     

Gd3+/Y3+共掺对Nd:CaF2晶体光谱性能的影响

通过坩埚下降法生长了系列共掺Nd,Gd:CaF₂和Nd,Y:CaF₂晶体, 研究了Gd³⁺/Y³⁺共掺对Nd³⁺光谱性能以及Nd:CaF₂晶体晶胞参数的影响规律. 对于0.5 at.%Nd, x at.%Gd(x=2,5,8,10):CaF₂系列晶体, 当调控Gd³⁺掺杂浓度为2 at.%时, 具有最大的荧光寿命499 μs; 当Gd³⁺掺杂浓度为5 at.%时, 具有最大的吸收截面1.47×10^-20 cm², 最大的发射截面1.9×10^-20 cm²; 当Gd³⁺掺杂浓度为8 at.%时, 具有最佳的发射带宽29.03 nm. 对于0.6 at.%Nd, xat.%Y(x=2, 5, 8, 10):CaF₂系列晶体, Y³⁺掺杂浓度为5 at.%时, 有最大的吸收截面2.41×10^-20 cm², 最大的发射截面3.17×10^-20 cm²; 当Y³⁺掺杂浓度为10 at.%时, 具有最长的荧光寿命359.4 μs,并且具有最大发射带宽26 nm.     

Er3+,Yb3+共掺杂SrTiO3超细粉末的可见上转换发光

钛酸锶(SrTiO₃)具有高介电常数、良好的绝缘性质、优良的物理化学稳定性和在可见光范围内的优异的透明度等优点,是一种重要的无机功能材料。近年来,Al³⁺,Ga³⁺等离子共掺杂的SrTiO₃:Pr³⁺做为一种优异的红色场发射显示(FED)荧光粉引起了人们的兴趣。另外,SrTiO₃具有相对较小的声子频率,因而它可以作为一种有利于上转换发光的基质材料。以NaCl为助熔剂制备了Er³⁺,Yb³⁺共掺杂的SrTiO₃超细粉末。在980nm激发下,样品发出很强的来自于Er³⁺离子的²H_11/2→⁴I_15/2,⁴S_3/2→⁴I_15/2(绿光)和⁴F_9/2→⁴I_15/2(红光)跃迁的上转换发光。Yb³⁺离子的共掺杂对Er³⁺离子的上转换发光起明显的增强作用。研究了上转换发光强度与稀土离子浓度以及激发光强度之间的依赖关系,表明在Er³⁺单掺杂和Er³⁺,Yb³⁺共掺杂的样品中,绿光和红光都是被双光子激发过程激发的。还对上转换发光的机理做了初步分析。     

荧光体CaSO4：Eu的近紫外发光性质

CaSO₄:Eu是一种人们早已较为熟知的发光材料,由于其优异的热释发光特性而被广泛应用于辐射剂量学方面。近年来由于崭新的光致发光液晶显示模式的出现,人们又对其近紫外发射特性产生了极大兴趣。考察了CaSO₄:Eu的发光特性和材料的各种制备方法,以及制备条件对发光性能的影响,特别是对其近紫外发射性能的影响。实验表明,对于还原彻底、结晶良好的样品,激活剂Eu几乎全部以二价铕离子的形式存在,是一种很好的近紫外发射材料。该材料能被低压汞蒸气放电辐射有效激发,其发射带的峰值在386nm附近,随Eu的掺杂浓度不同而略有差异,半峰全宽约为16nm,基本满足了近紫外发射的要求,可应用于光致发光液晶显示器件的背照明光源中。     

Eu3+激活K2CaP2O7荧光粉的制备和发光性质

采用高温固相法制备了系列不同浓度Eu³⁺离子掺杂的K₂CaP₂O₇红色荧光粉。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱和荧光寿命曲线等手段对荧光粉的物相结构、形貌以及发光性质进行了研究。结果表明所制备的荧光粉均属于单斜结构,Eu³⁺离子掺杂没有引起晶体结构明显变化,荧光粉形貌不规则,颗粒为微米量级且部分发生团聚。在393 nm紫外光激发下,荧光粉显示出红光发射,最强发射峰位于613 nm。Eu³⁺离子掺杂浓度对发光强度有显著影响,最佳掺杂摩尔分数为0.08,由此计算能量传递临界距离为1.61 nm。荧光寿命受掺杂浓度影响较小,当Eu³⁺掺杂摩尔分数为0.005~0.10时,荧光寿命在2.45~2.58 ms范围内。变温发射光谱显示,测试温度为150℃时,荧光粉的发光强度为室温的73%。研究表明,Eu³⁺离子掺杂的K₂CaP₂O₇是性能较好的红色荧光粉。     

Role of vacancy-type defects in magnetism of GaMnN

Role of vacancy-type(N vacancy(VN) and Ga vacancy(VGa)) defects in magnetism of GaMnN is investigated by first-principle calculation.Theoretical results show that both the VNand VGainfluence the ferromagnetic state of a system.The VNcan induce antiferromagnetic state and the VGaindirectly modify the stability of the ferromagnetic state by depopulating the Mn levels in GaMnN.The transfer of electrons between the vacancy defects and Mn ions results in converting Mn~(3+)(d~4) into Mn~(2+)(d5).The introduced VNand the ferromagnetism become stronger and then gradually weaker with Mn concentration increasing,as well as the coexistence of Mn~(3+)(d~4) and Mn~(2+)(d~5) are found in GaMnN films grown by metal–organic chemical vapor deposition.The analysis suggests that a big proportion of Mn~(3+)changing into Mn~(2+)will reduce the exchange interaction and magnetic correlation of Mn atoms and lead to the reduction of ferromagnetism of material.     

共沉淀法制备Y2O2S：Eu3+,Mg2+,Ti4+红色长余辉材料

用共沉淀法制备了Y₂O₂S:Eu³⁺,Mg²⁺,Ti⁴⁺红色长余辉材料。测量了材料的电子显微形貌、晶体结构和发射光谱。通过与固相法制备的Y₂O₂S:Eu³⁺,Mg²⁺,Ti⁴⁺长余辉材料比较,发现两种方法都可以制备粒度基本相同的纯相Y₂O₂S基质晶体,但共沉淀法样品的颗粒结构更松散。研究了Eu³⁺浓度对两种方法制备样品的谱线发射强度的影响,通过比较共沉淀法和高温固相法制备的样品中Eu³⁺的⁵D₁→⁷F₃较高能级跃迁的587.6nm谱线强度随Eu³⁺浓度的变化,发现共沉淀法更有利于Eu³⁺均匀进入Y₂O₂S基质晶格而形成有效的发光中心。     

掺杂晶体材料Al2O3∶Ni2+中顺磁离子N2+局域结构及其电子顺磁共振参量的研究

按照叠加模型和微扰理论,建立了电子顺磁共振（EPR）参量（D, g_∥, g_⊥）与Al_2O3∶Ni²⁺晶体局域结构之间的定量关系. 利用EPR参量决定了Al₂O₃∶N i²⁺晶体的局域结构. 通过考虑适当的晶格畸变,成功地解释了Al₂O₃∶Ni²⁺晶体基态很大的零场分裂和各向异性的g因子. 获得了Ni²⁺ 离子上方最近邻的三个O^2-离子偏向111〕晶轴0.603°, 而Ni²⁺离子下方的三个O^2-离子偏向〔111〕晶轴0.598°.     

尿素用量对燃烧法合成CaAl2O4：Eu2+,Nd3+长余辉材料发光性能的影响

利用金属硝酸盐和尿素的氧化还原反应,通过燃烧法在600℃的炉温下合成了蓝紫色长余辉发光材料CaAl₂O₄:Eu²⁺,Nd³⁺。在金属硝酸盐溶液浓度不变的条件下,通过改变尿素与硝酸根的量的比,合成了多组长余辉材料样品。当尿素用量较少时,Eu³⁺不能完全被还原为Eu²⁺;随尿素用量增加,样品的Eu³⁺特征发射减弱,余辉初始亮度和持续时间均得到改善;当尿素的用量达到理论用量的5倍时,样品余辉特性最好,继续增加尿素用量,余辉亮度和持续时间反而下降。将燃烧法制备的各组样品用活性炭密封,在1000℃条件下反应2h,使Eu³⁺完全被还原为Eu²⁺,同时除去燃烧法反应不完全的杂质,可以一定程度提高材料的余辉发光性能。     

白光LED固态照明光转换荧光体

报道了当前热点固态照明白光LED对所用光转换荧光体的特殊要求,从发光学和晶场理论出发,提出研发白光LED用荧光体的几种方案和原则.依据多年成果,特别阐述在稀土铝镓石榴石体系,氯硅酸钙及某些钨钼酸盐中,Ce³⁺、Pr³⁺、Tb³⁺、Eu³⁺、Eu²⁺及Mn²⁺离子的发光特性,能量传递,Eu²⁺的特征“阶梯状”光谱以及激活剂在晶体中所占据不同晶体学格位与发光性质的关联性.这些材料都可用于白光LED之中.实践证明,这些基础性研究和原理是研制白光LED用荧光体的基础.光转换荧光体与InGaN蓝光芯片结合可以获得符合严格标准的全色温(2700~8000K)的高显色性白光LED光源.白光LED及InGaN蓝光LED的光电性能与正向电流I_F密切相关,器件散热极为重要.提出的在不同I_F下,LED的相关色温差(ρT_c)可用来表征LED色温变化幅度及稳定性.     

KCdF3晶体中Cr3+-Li+中心局域结构研究

利用零场分裂参量与晶体结构之间的定量关系,研究了双掺杂晶体KCdF₃:Cr³⁺,Li⁺的局域结构。指出,对于KCdF₃:Cr³⁺,Li⁺晶体,四角晶场的形成包含两个方面:(1)由于电荷补偿而产生的等效电荷形成的四角对称晶场;(2)Cr³⁺的局域结构发生晶格畸变而产生的四角对称晶场。事实上,当Cr³⁺和Li⁺掺入KCdF₃晶体时,Cr³⁺代替了Cd²⁺离子;由于Cr³⁺离子与Cd²⁺离子的半径不同、电荷不同、质量不同,导致Cr³⁺的局域结构发生晶格畸变,由此而产生四角对称晶场;由于电荷补偿,Li⁺离子取代了[001]方向与Cr³⁺离子邻近的Cd²⁺离子,由此产生的等效电荷而形成的四角晶场。这样,Cr³⁺的局域结构由O_h对称变为C_4v点对称。文中建立了ZFS参量和晶体结构之间的定量关系。在考虑晶格畸变和等效电荷的基础上,研究了KCdF₃:Cr³⁺,Li⁺晶体的ZFS参量,理论结果和实验符合很好。得到了F^-离子向中心离子分别移动为ΔR₁=0.00268nm,ΔR₂=0.001nm,ΔR₃=0.00165nm。     

Zn2 GeO4:Mn2+绿色磷光粉的制备和长余辉性能

采用高温固相反应法合成了Zn_2GeO_4∶xMn~(2+)系列绿色长余辉磷光粉。XRD分析结果表明,掺锰磷光粉的主要衍射峰位与锗酸锌晶体标准卡基本一致,但略有红移。SEM照片显示,相对于Zn_2GeO_4基质平均粒径而言,掺锰磷光粉的颗粒尺寸均增大。在325 nm紫外光激发下,Zn_2GeO_4∶Mn~(2+)发射出强的530 nm绿光,优化掺锰离子浓度为0.5%。同时发现Zn_2GeO_4∶0.2Mn~(2+)磷光粉暗场条件下的余辉时间超过180 min,详细讨论了Zn_2GeO_4∶Mn~(2+)长余辉发光的内在机理。     

Study of influence of metal ions on CdTe/H2O2 chemiluminescence

Water-soluble CdTe nanocrystals (NCs) were synthesized and applied to study the effect of metal ions on chemiluminescence (CL) of the CdTe/H₂O₂ system. The effects of experimental factors, such as pH, particle sizes of CdTe and reagent concentration, on kinetics curve and CL intensity of the CdTe/H₂O₂ system were examined. The results showed that under the optimal conditions Ba²⁺, Ca²⁺, Fe²⁺, Pb²⁺ and Cu²⁺ enhanced the CL intensity, and Cr³⁺, Ni²⁺, Zn²⁺ and Ag⁺ inhibited the CL intensity.     

Photoluminescence of green nanophosphors Sr2MgSi2O7 doped with Tb3+ under 374-nm excitation

A series of Sr₂MgSi₂O₇:Tb³⁺ nanophosphors is prepared using a high-temperature solid-state reaction. The x-ray diffraction patterns show that the crystal structure of the sample is not significantly affected by Tb³⁺ ions. However, the images of the scanning electron microscope illustrate that the average size of nanoparticles becomes larger with the increase of Tb³⁺ concentration. Unlike earlier investigations on down-conversion emission of Tb³⁺ ion excited by deep ultraviolet light, in this work, the photoluminescence characteristics of Sr₂MgSi₂O₇ nanophosphors doped with different Tb³⁺ concentrations are analyzed under 374-nm excitations. The intense green emission at 545 nm is observed at an optimal doping concentration of 1.6 mol%. The main reason for the concentration quenching is due to the electric dipole-electric dipole interaction among Tb³⁺ ions.     

氟哌酸1HNMR的测定及过渡金属离子对其影响

氟哌酸^*[即1-乙基-6-氟-4-氧-7-(1-哌嗪)-3-(1,4-二氢化喹啉甲酸]是一种广谱、安全、有效、可供口服的抗感染药。我们测定了它的¹H自旋-晶格弛豫时间T₁及其在Cr³⁺、Mn²⁺、和Fe³⁺等过渡金属离子存在下的T₁值。实验结果表明,在加入过渡金属离子前后,氟哌酸不同位¹H的T₁值发生了一定的变化。据此可揭示过渡金属离子和氟哌酸形成配合物的配位点,从而可确定所形成配合物的结构。     

用于液体激光介质的Nd~(3+)离子掺杂氟化镧纳米颗粒的制备与性能表征

设计并合成了掺杂不同Nd3+离子浓度的氟化镧纳米颗粒,并用油酸进行了表面修饰,使得这类纳米颗粒可分散于常见的有机溶剂中形成透明、均一、稳定的溶液。对纳米颗粒的结构、晶相以及发光性能进行了表征。固体和溶液材料在1 060 nm都有强的发射峰,说明纳米晶格可有效地保护Nd3+离子免受外界环境对发光的猝灭影响。纳米颗粒有机溶液的吸收损耗和散射损耗测试结果表明,其总损耗系数能够满足激光介质材料的损耗要求,为该材料的实用化打下了基础。     

In situ formed FeS2@CoS cathode for long cycling life lithium-ion battery

Pyrite FeS₂ exhibits an ultrahigh energy density (1671 W·h·kg^-1, for the reaction of FeS₂+4Li=Fe+2Li₂S) in secondary lithium-ion batteries, but its poor cycling stability, huge volume expansion, the shuttle effect of polysulfides, and slow kinetic properties limit its practical application. In this work, we synthesize a composite structure material CoS on FeS₂ surface (FeS_x@CoS, 1 < x ≤ 2) by using a cobalt-containing MOF to improve its cycle stability. It is found that CoS inhibits the side reactions and adsorbs polysulfides. As a result, the modified FeS₂ shows a higher discharge capacity of 577 mA·h·g^-1 (919 W·h·kg^-1) after 60 cycles than 484 mA·h·g^-1 (778 W·h·kg^-1) of bare pyrite FeS₂. This efficient strategy provides a valuable step toward the realization of high cycling stability FeS₂ cathode materials for secondary lithium-ion batteries and enriches the basic understanding of the influence of FeS₂ interfacial stability on its electrochemical performances.     

铕离子对tRNAPhe结构影响的NMR研究

采用NMR波谱方法研究了溶液中铕离子对酵母苯丙氨酸转移核糖核酸(phenylalanine transfer ribonucleic acid,简称tRNA^Phe)结构和构象变化的影响.Eu³⁺离子对tRNA^Phe亚胺质子范围的¹H NMR谱具有特殊的影响,酵母tRNA^Phe亚胺质子谱作为Eu³⁺浓度函数的研究表明位于扩大二氢尿嘧啶螺旋(D-螺旋)的端梢三级碱基对G₁₅·C₄₈明显地受加入Eu³⁺的影响(向低场位移0.85);堆积在G₁₅·C₄₈上的U₈·A₁₄碱基对在存有1~2个Mg²⁺离子下亦受加入Eu³⁺的影响.酵母tRNA^Phe中可能受到Eu³⁺影响的另一亚胺质子为G₁₉·C₅₆三级碱基对,由于G₁₉·C₅₆的亚胺质子共振位于高度叠加的12.6与12.2之间,其归属仅供参考.该碱基对有助于D-环对TΨC环的联接.配位Eu³⁺引起tRNA分子构象的变化并且导致一些谱峰向高场或低场位移.