Salt crystallization as damage mechanism in porous building materials--a nuclear magnetic resonance study

Salts can damage building materials by chemical reactions or crystallization, which is a serious threat to cultural heritage. In order to develop better conservation techniques, more knowledge of the crystallization processes is needed. In a porous material, the size of a salt crystal is limited by the sizes of the pores. It has been predicted that as a consequence, the solubility of a salt increases with decreasing pore size. This increase seems to be related to an increase of the stress generated by a crystal on the pore wall. It has been suggested that the resulting stress could become high enough to induce failure. We have studied the crystallization of salts in porous materials with well-defined pore sizes. Samples were saturated at 40 degrees C with saturated Na2SO4 and Na2CO3 solutions. Next we have cooled the samples to 0 degrees C and waited for nucleation. After nucleation occurred, the solubility in the porous material was measured with nuclear magnetic resonance (NMR) as a function of the temperature. The measurements on Na2CO3 indeed show an increase in solubility with a decrease in pore size. For Na2SO4, we did not observe a pore size-dependent solubility. However, we have to remark that these results show a metastable crystal phase. The results can be used to calculate the actual pressure exerted by the crystals onto the pore wall.     

(H2O)n (n=1-3)和H2SO4作用下H2CO3气相分解反应机理的理论研究

本文利用CCSD(T)/6-311++(3df,3pd)//B3LYP-D3/6-311++G(3df,3pd)+ 0.9686×ZPE理论方法对(H2O)n (n=1-3)和H2SO4存在与不存在的情况下,H2CO3气相分解反应机理进行了理论研究。计算结果表明(H2O)n (n=1-3)和H2SO4都能使H2CO3气相分解反应的能垒显著地降低,其催化能力按由强到弱的顺序是H2SO4>(H2O)2>(H2O)3>H2O。     

Co9S8纳米晶聚集体的水热合成及其光谱研究

以七水合硫酸亚钴(CoSO4·7H2O)和无水亚硫酸钠(Na2SO3)为主要原料,以水合肼(N2H4·H2O)为还原剂,利用水热法合成了Co9S8纳米晶聚集体.运用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)对产物进行了表征,并利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对产物的红外光谱进行了测定和初步分析.实验结果表明,产物主要为Co9S8纳米晶聚集体,其中含有平均粒度约为2.5 nm Co9S8晶粒.聚集体的形貌呈六角片状,其平均直径约为2.1μm,厚度约为200 nm.     

绿色助溶剂三乙二醇在乙炔电化学氧化过程中的作用机制

建立在常温、常压条件下准确定量测定溶解乙炔含量的紫外-可见分光光度法,并对乙炔在丙酮、三乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的溶解特性进行系统考察;采用循环伏安法研究助溶剂丙酮、三乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜对乙炔电化学氧化过程的影响以及绿色溶剂TEG对该过程影响的作用机制。实验结果表明在常温、常压条件下,溶解乙炔的含量可采用紫外-可见分光光度法通过紫红色的乙炔铜进行准确测定,N,N-二甲基甲酰胺溶解乙炔的能力最强;在乙炔电化学氧化过程中,水分子和三乙二醇之间强烈的氢键作用是提高乙炔在Na₂SO₄溶液中溶解度的决定性因素;在含体积分数为9%TEG的0.5 mol·L-1 Na₂SO₄溶液中,乙炔电化学氧化过程的表观活化能为13.20 kJ·mol-1,属于受吸附控制的不可逆过程。该研究以期寻找一种乙炔的良好溶剂,为乙炔电化学氧化过程的研究、乙炔传感器(尤其是乙炔的电化学传感器)、绿色化学以及乙炔化工等的发展提供理论依据和实验指导。     

巯基棉分离富集—火焰原子吸收光谱法测定钠盐试剂中的痕量镉

偏硼酸钠，无水乙酸钠，无水碳酸钠，磷酸氢二钠等试剂中的痕量镉，经巯基棉分离和富集后，以火焰原子吸收光谱法进行测定。方法简便，快速，测定的相对标准偏差均小于４．６１％。     

Pretransition Phenomena Near First-Order Phase Transitions in Ion-Molecular Crystals

Physics of the Solid State - Processes of molecular relaxation in Li2SO4, Na2SO4, and K2SO4 sulfates; Li2CO3, Na2CO3, and K2CO3 carbonates; NaClO4 and KClO4 perchlorates; and Ca(NO3)2, Sr(NO3)2,...     

熔融盐循环热载体无烟燃烧体系的选择

介绍了一种全新的燃烧系统-熔融盐循环热载体无烟燃烧技术。本技术将燃料与助燃空气的燃烧分为氧化剂的生成和燃料与氧化剂接触反应两个过程。并且这两个阶段通常在两个反应室中进行,在氧化剂生成室,空气中的氧全部被氧载体吸收,剩余的高纯度氮气则被回收利用;在燃烧室,氧载体把自身的一部分或全部氧传递给燃料,完成燃烧过程。在燃烧室中,若燃料完全反应,那么只有高纯度的CO2生成,也可以直接回收用作化工原料。因为N2从燃烧系统中分离出去,且硫和重金属元素被熔融盐吸收而不被烧掉,所以燃烧过程没有NOx、 CO2、和SO2等污染物的排放。本文对几个典型的无烟燃烧系统进行了分析,并与传统燃烧过程进行了比较,对熔融盐循环热载体无烟燃烧体系的选择具有指导意义。     

不同酸催化条件下Ta2O5气凝胶的制备

采用溶胶-凝胶技术,以乙醇钽为前躯体,乙醇为溶剂,分别以盐酸、硝酸、硫酸为催化剂,结合CO2超临界干燥技术制备了Ta2O5气凝胶。研究发现:硫酸作催化剂的体系,其胶凝时间远远小于其他体系,且溶剂交换及超临界干燥过程中的收缩开裂现象明显改善;扫描电镜分析结果显示,硫酸为催化剂制备的Ta2O5气凝胶骨架颗粒间存在较严重的团簇现象,比表面积约167 m2/g,明显低于以盐酸、硝酸为催化剂的体系。X射线光电子能谱测试结果显示,Ta2O5气凝胶中无相应的Cl元素或N元素残留,而S元素则基本上滞留在Ta2O5气凝胶中。说明S元素进入了Ta-O-Ta交联结构,正是因为这种结构的引入,Ta2O5气凝胶的收缩龟裂现象得以明显改善并呈现出相对较高的力学性能。     

Dy3+激活无水芒硝在真空紫外光激发下的发光性质

在空气中900℃温度下,将纯天然无水芒硝( Na2 SO4)和DyF3的混合粉末加热25 min,制备了Na2SO4:Dy3+新型发光材料.通过同步辐射研究了NaSO4:Dy3+的发光性质.并测量了在室温中真空紫外-紫外光下的发射和激发光谱.根据发射光谱得到了不同Dy3+掺杂浓度和不同激发下发光的黄蓝比(Y/B)是不同的.通过监测黄色发光得到的激发光谱,分别由Dy3+,4f9→4f85d跃迁(172 nm)、O2--Tm3+之间的电荷转移带(165 nm)引起的强激发谱和基质吸收(138,245 nm)、对应Dy3+,6 H15/2→4 D7/2,6H15/2→6 P3/2,6 H15/2→6P7/2跃迁(299,325,351nm)引起的弱激发谱组成.     

P2O5和H2SO4射流脱除单重态氧气流中的水汽

为提高化学氧碘激光的性能,用五氧化二磷(P2O5)和硫酸(H2SO4)射流进行了单重态氧气流中的水汽脱除实验。实验结果表明:在约4 kPa压力、20 m/s流速和5 ms停留时间的气流状态下,P2O5和H2SO4射流可将水汽含量分别降低至原来的约1/5和1/16,发烟硫酸甚至可降至约原来的1/90,而且对单重态氧的猝灭很小。P2O5和H2SO4都是极佳的常温射流除水剂。     

Influence of adding salt on ultrasonic atomization in an ethanol-water solution

Ethanol was enriched by ultrasonic atomization. Enrichment ratios were increased by adding salt to the ethanol solution. Different enrichment ratios were observed for different types of salts in a range of low ethanol concentrations. The enrichment ratio was significantly improved by adding K(2)CO(3) or (NH(4))(2)SO(4). It is concluded that this is due to enhanced interfacial adsorption of the ethanol. Addition of Na(2)CO(3) to the ethanol solution also enhanced the interfacial adsorption of the ethanol, but the effect was relatively small. Addition of NaCl to the ethanol solution did not enhance the interfacial adsorption of the ethanol.     

几种盐水溶液拉曼工作曲线的绘制

用激光拉曼光谱对几种常见盐水溶液进行测定 ,并采用了两种不同的方法对数据进行分析 ,结果表明强度比值法对Na2 CO3、NaHCO3、Na2 SO4 等具有强拉曼特征峰的盐水溶液适用 ,而频移参数法对NaCl溶液效果较好。同时观察到 ,当水溶液中盐度越大时 ,水拉曼峰的不对称性越明显。     

三种不同的钒氧簇合物的合成和光谱研究

利用水热法合成了三种钒氧簇合物：[{Ni(phen)₂}₂V₄O₁₂]H₂O (Ⅰ),[N(CH₂CH₂)₃NH]Na(H₂O)₆{K₄(H₂O)₄ [V₁₀O₂₈]}(H₂O)₄ (Ⅱ)和[(CH₃)₄N]₆[V₁₅O₃₆Cl] (Ⅲ)。通过用FTIR, UV-Vis DRS和荧光光谱研究了它们的结构和性能的关系。FTIR研究表明,化合物的相关基团的特征振动吸收峰和其结构相关。化合物Ⅰ的固体紫外漫反射光谱在200, 230, 260和350 nm出现四个宽峰,分别对应O_t→V, O_μ→Ni,O_μ→V荷移和phen的π-π*跃迁。文章还对这三个钒氧簇合物的荧光光谱进行了研究。最后,应用Gaussian98的量子化学计算,说明化合物Ⅰ的结构特点。     

一维硫酸镉-双咪唑配合物的合成、结构及谱学性质研究

采用水热合成的方法,得到一种新颖镉的配合物{[Cd(H2biim)2(SO4)].3H2O}n(1,H2biim=2,2’-biimidazole)。通过X-ray单晶衍射分析可知,在该化合物中,SO24-桥连Cd(Ⅱ)离子在c轴上形成"之"字形一维无机CdSO4链。双咪唑配体通过与镉的配位作为支链悬挂在链的两侧,链与链之间分别通过π—π堆积和氢键作用,拓展为三维超分子网络。二维红外相关光谱分析表明SO24-的对称伸缩振动及咪唑环上的N—C伸缩和反伸缩振动,以及NC伸缩振动对热微扰均有响应。稳态荧光分析显示,配合物在397nm光激发下,在498nm处出现了强的蓝光,该发射带归属为配体到金属的荷移跃迁。     

Relaxation of Vibrationally Excited States in Solid Binary Carbonate-Sulfate Systems

Physics of the Solid State - The processes of molecular relaxation in solid binary carbonate-sulfate systems, such as Li2CO3-Li2SO4, Na2CO3-Na2SO4, K2CO3-K2SO4, have been studied by Raman...     

Synthesis of mono- and bis-spirooxindole derivatives “on water” using double salt of aluminum sulfate–sulfuric acid as a reusable catalyst

Molecular Diversity - The preparation of double salt of aluminum sulfate–sulfuric acid (Al4(SO4)6·(H2SO4)·24H2O) by the reaction of aluminum sulfate and sulfuric acid in water is...     

一个简便快速测定CO的纳米金表面等离子体共振吸收光谱法

CO主要由火焰或烤炉等碳的不完全燃烧所产生,是一种常温下为无色、无臭的有毒气体,人们受一氧化碳的污染在慢性中毒时完全意识不到它,有时甚至有舒适的感觉,这些特性更增加了它的危害性。因此,探索简便快速灵敏的CO检测方法具有重要意义。研究表明,在pH 7.2 磷酸盐缓冲溶液中,一氧化碳还原HAuCl₄ 生成近似球形的金纳米粒子(NG),其平均粒径为45 nm,在1.70, 2.20和9.70 keV处产生3个金元素的能谱峰,在540 nm处产生一个表面等离子体共振(SPR) 吸收峰。采用分光光度法优化了分析条件,选择磷酸盐缓冲缓冲溶液的pH为7.2,磷酸盐缓冲浓度为40 mmoL·L-1,HAuCl₄浓度为40.0 μg·mL-1,反应时间为5 min。在选定条件下,CO浓度在0.2～8.75 μg·mL-1范围内与其SPR吸收峰峰值成线性关系,检出限为0.1 μg·mL-1 CO。考察了共存物质对测定1.0 μg·mL-1 CO的影响。结果表明, 当相对误差在±5%之内,200倍的SO2-₃, PO3-₄, SO2-₄、CO2-₃, NO-₃;100倍的Zn2+, K+, BrO-₃, Na₂S, 乙醇, 甲醇;80倍的Ni2+,Cr3+,Co2+,Ca2+, Mg2+, Fe3+, 葡萄糖, Pb2+, Al3+, SeO2-₃, Na₂S₂O₃,甲醛;50倍的Mn2+不干扰测定。这表明该SPR光度法具有较好的选择性。采用本法测定了空气样品中CO含量,结果与气相色谱法一致,相对误差在1.8%～4.2%之间。     

Ba_2B_2P_2O_(10):Eu~(3+)材料的光谱特性

采用高温固相法合成了Ba2B2P2O10:Eu3+材料,并研究了材料的光谱特性。在400nm近紫外光激发下,材料的发射光谱由4组线状峰组成,峰值分别为600,618,627和660nm,分别对应Eu3+的5D0→7F1,7F2,7F3和7F4跃迁。研究了Eu3+掺杂浓度及电荷补偿剂对材料发射强度的影响,结果显示,随Eu3+掺杂浓度的增大,材料的发射强度增大,并未出现浓度猝灭效应,同时,添加电荷补偿剂可增强材料的发射强度。     

灭多威的超声降解研究

研究了灭多威模拟废水在超声作用下的降解反应动力学、降解产物、降解途径、以及影响降解速率的因素等问题.结果表明,灭多威经超声作用35min,可被完全转换为无机物,其降解过程为假一级反应;浓度增加时,降解减慢;Fe     

Ce~(3+)、Tb~(3+)在SrZnP_2O_7材料中的发光及能量传递

采用高温固相法制备了Ce3+、Tb3+激活的SrZnP2O7材料,并研究了材料的发光性质。在290 nm紫外光激发下,SrZnP2O7∶Ce3+材料的发射光谱为双峰宽谱,主峰位于329 nm。SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射光谱由420,443,491,545,587,625 nm六个峰组成,分别对应Tb3+的5D3→7F5、5D3→7F4、5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4和5D4→7F3特征发射;监测545 nm最强发射峰,所得激发光谱覆盖200~400 nm,主峰为380 nm。研究了Ce3+、Tb3+在SrZnP2O7材料中的能量传递过程,发现,Ce3+对Tb3+具有很强的敏化作用,提高了SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度,当Ce3+摩尔分数为3%时,SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度提高了近2倍。引入电荷补偿剂可提高SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度,其中以掺入Li+和Cl-时效果最明显。