利用傅里叶变换红外光谱分析油热处理对木材耐腐性能的影响

木材防腐处理可改善人工林木材易腐朽、虫蛀等缺陷,其中热处理方法不仅环保无污染,还可提高木材耐腐性、尺寸稳定性等。研究以植物油为导热介质对杨木和樟子松进行油浴热处理,对热处理木材进行室内耐腐性能研究,通过傅里叶变换红外光谱分析处理前后木材化学组分的变化,分析热处理对木材耐腐性能的影响及主要作用机制。结果表明:经过油热处理杨木的质量损失率由未处理材的19.37%下降至5%,樟子松的质量损失率由未处理材的8.23%下降至3.15%,油热处理可以有效提高木材的耐腐性能。木材腐朽菌之所以能够在木材中生长繁殖从而败坏木材,是因为木材能够提供木材腐朽菌比较好的生存条件,如营养物质、水分、氧气等,而木材中的纤维素、半纤维素等是木材腐朽菌的主要营养来源。由红外光谱分析可知,热处理后木材中羟基等亲水性基团大量减少,吸水性减弱,减少了木腐菌生长所必需的水分;热处理后木材的纤维素、半纤维素等化学组分发生了降解,减少了木腐菌生长需要的营养物质。油热处理可以减少纤维素、半纤维素等木腐菌的营养物质,从而达到了提高木材耐腐性能的目的。     

应用ATR-FTIR研究铜唑类防腐剂在竹材中的固着机理

以竹材作为试验材料,研究铜唑类防腐剂在竹材中的固着机理。研究的目的在于了解铜唑防腐剂与竹材的相互作用的具体情况,从理论上为防腐剂配方的设计和优化、防腐处理工艺改良提供依据。制备竹材木质素和竹材综纤维素,采用衰减全反射傅里叶红外光谱研究铜唑防腐剂与竹材主要组分的相互作用,结果表明药剂处理后木质素的红外谱图发生了明显的变化,木质素的特征峰(1 510 cm-1附近)变化较大,木素的酚羟基参与了木质素-铜络合物的形成;药剂处理后综纤维素的谱图变化不大,只是半纤维素的羧基以及半纤维素的酰氧键(CO—O)伸缩振动发生变化,说明铜唑类防腐剂在竹材中的固着主要在发生半纤维素和木质素上。     

桑叶不同溶剂提取物对DPPH自由基的清除作用

采用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯4种有机溶剂冷浸提取,分别得到了甲醇提取物(ME)、乙醇提取物(EE)、丙酮提取物(AE)和乙酸乙酯(EAE).然后采用二苯代苦味酰肼自由基(DPPH)法对不同质量浓度的各提取物进行了自由基清除实验.结果表明,4种溶剂提取得到的桑叶提取物对DPPH自由基均有一定的清除作用,不同溶剂所得提取物对自由基的清除作用有差别,其中以丙酮提取物的效果最佳.桑叶可作为抗氧化物质资源开发利用.     

真空热处理人工林落叶松木材吸湿性变化机理研究

热处理是一种环境友好型的木材改性方法,可提高木材的耐腐性和尺寸稳定性。研究以落叶松木材为试验材料,在处理温度200 ℃的条件下,对其进行了不同时间的真空热处理。利用动态水蒸气吸附(DVS)对热处理前后木材吸湿性的变化进行了表征,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)分析了热处理前后木材化学组分和结构变化,通过化学变化分析阐明了热处理木材吸湿性变化的作用机制。结果表明：真空热处理落叶松木材的平衡含水率降低,热处理木材的平衡含水率随热处理时间的延长呈逐渐下降的趋势。结合红外光谱和光电子能谱发现,热处理后木材纤维素和半纤维素等化学成分发生降解,木质素发生交联缩合反应,使得吸湿性基团含量减少,碳元素与氧元素含量发生变化,氧碳比降低,从C原子的结合形式来看,热处理材的C1含量增加,C2和C3含量降低,这些化学变化使得热处理材的吸湿性降低。此外,真空热处理未破坏木材的结晶结构,木材的相对结晶度随真空热处理时间的延长而增大,结晶度的增大减少了纤维素分子链上吸水性基团的数量,从而降低了木材的吸湿性。     

人工降解饱水木材制备方法与光谱研究

考古出土/出水的饱水木质文物保存状态千差万别,内部降解不均匀、差异大,又有取样的限制,造成许多必需的材性定性定量分析和保护效果评价测试难以进行,因此亟需开发实验室可控制备的人工降解饱水木材技术,以获取大量重复性好、性质均匀的样品供研究使用。以健康黄松为原料,探索使用NaOH-真空浸渍-高压水热的联用法制备人工降解饱水木材,取得了初步的成功。制备的人工降解饱水木材的最大含水率（MWC）为260%,340%和575%,分别达到国际上普遍认定的低、中、高度降解饱水考古木材的MWC水平。红外光谱（FTIR）显示制备的人工降解饱水木材纤维素结构保存较为完好,氢键部分断裂;半纤维素显著降解,主链、侧链有断裂现象,1 732 cm-1特征峰消失;木质素有部分降解,1 508 cm-1处木质素芳香环骨架振动等吸收峰相对强度降低并发生偏移。近红外反射光谱（NIR）显示,制得的样品的三大素均发生降解,半纤维素降解程度最高,木质素次之,木质素相对含量升高,表现为C═O相对含量增加。在1 536～1 580 nm区域形成宽峰且峰强度降低,表明纤维素结晶区分子内部、分子间氢键结构均发生断裂。NaOH-真空浸渍-水热联用法与国际上现用的常压高浓度NaOH浸渍法相比,所需NaOH溶液浓度从50%以上降低到1%、处理时间从数月缩短至10 h,制备效率大大提升,所制得的饱水木材的最大含水率显著增大,与考古木材相近,细胞壁化学结构降解程度显著增大。NaOH-真空浸渍-水热联用法有望实现在实验室可控、快速、大量制备不同降解程度的人工降解饱水木材,对饱水木质文物保护水平的提高具有一定的促进意义。     

马尾松木材褐腐降解的红外光谱研究

用傅立叶变换红外光谱(FTIR)研究了马尾松木材被茯苓褐腐菌降解过程中化学成分的变化。测量了木质素和综纤维素的相关红外吸收峰的峰高比值,用湿化学方法测定了未褐腐和不同褐腐时间木材的Klason木质素含量和综纤维素含量,分析了红外吸收峰峰高比值与Klason木质素含量和综纤维素含量的相关性。褐腐15周内,1736和1372cm-1处归属于综纤维素的吸收峰强度逐渐减弱,1510和1225cm-1处归属于木质素的吸收峰强度逐渐增强;但褐腐15周后,1736和1372cm-1处的吸收强度却开始略微增强,1510和1225cm-1处吸收强度略微下降。I1510/I1736,I1510/I1372,I1225/I1736和I1225/I1372与Klason木质素和综纤维素含量之间均存在非常好的线性相关,R2为0.96～0.99。I1736/I1510和I1372/I1510与综纤维素含量之间存在高度线性相关,R2=0.96。结果说明用红外光谱技术可以对木材褐腐过程中的综纤维素含量和Klason木质素含量进行准确分析。     

红外光谱结合热重法对考古木材降解状况的分析

考古木材的保存保护需要基于其主要化学组分的降解状况,制定科学的保护方案,如加固剂的选用、处理时间与温度的控制等。选取徐州万达汉代墓群出土四个棺木作为样品;经鉴定,树种分别为硬松(Pinus subgen. Diploxylon sp.)、楠木(Phoebe sp.)、梓木(Catalpa sp.)和榉木(Zelkova sp.)。采用衰减全反射傅立叶红外光谱及热重分析,快速表征考古木材和对应现代材的化学性质和热解特性。研究结果表明:考古硬松、考古楠木、考古梓木以及考古榉木的红外光谱中1 730 cm~(-1)附近来自于半纤维素乙酰基上CO伸缩振动的吸收峰几乎消失,而1 500 cm~(-1)附近木素苯环骨架伸缩振动吸收峰的相对峰强提高,这反映出古木半纤维素降解严重,而木素留存较好。古木综纤维素样品中均未发现半纤维素中酰氧键(—COO)位于1 238 cm~(-1)附近的特征峰,而除现代楠木综纤维素外,其余现代材综纤维素红外谱图中均检测到此峰,这表明与纤维素相比,古木中半纤维素降解更严重,也说明楠木的半纤维素含有较少的酰氧键。与古木酸不溶木素样品相比,现代健康材酸不溶木素1 459 cm~(-1)附近甲基与亚甲基的C—H弯曲振动的吸收峰强度较高,说明现代健康材酸不溶木素中有更多的甲基与亚甲基,木素大分子中含有更多的侧链。古木酸不溶木素的红外谱中1 028 cm~(-1)附近的木素中仲醇与脂肪醚结构的吸收峰强度低于现代材,说明古木的酸不溶木素含有较少的C—O键。比较不同树种古木和现代材的热解行为,发现古木热解速率均减缓,快速热解段起始温度提前,残炭率提高。古木与现代材热解行为的差异,主要与古木综纤维素大量降解,木素相对含量的提高有关。在4个古木样品中,考古楠木的残炭率最低,这表明考古楠木木素相对含量较低,综纤维素保存较好,其天然耐久性在4个树种中最好。此外,由于古木酸不溶木素中含有较少的侧链以及甲氧基使得其热解速率变慢。以上结果表明,红外光谱与热重分析均可用于分析考古木材的降解状况,能为及时制定文物保护方案提供科学依据。     

基于近红外光谱技术的紫外光老化落叶松木材表面材色变化的定性和定量研究

自然光中的紫外光在木材表面产生复杂的光化学反应,是木材在自然环境中老化降解速度最快,反应最强的化学过程。基于近红外光谱(NIRs)技术探讨了落叶松表面材色在340 nm波长紫外光照射条件下的老化状况。不同时间(180,540,900,1 080 h)试材弦切面经紫外光人工老化后,测量木材表面材色色度学指数,并采集NIRs信息。由NIRs二阶导数及其差谱图反映的信息,定性分析和讨论了木材表面化学组分基团的变化;定量建立基于偏最小二乘法(PLS)结合留一交叉验证的木材表面材色预测模型。结果表明：(1) 随着人工老化时间延长,木材表面明度值L*降低,红绿指数a*与黄蓝指数b*出现先增加后缓慢降低的趋势,表明发色基团的形成随着紫外光照射时间的延长而减少,在辐射时间540 h达到最大值,此外,色差值ΔE*与紫外光照射时间成正相关。(2) NIRs二阶导数在6 996,6 773以及6 287 cm-1等分别反映木材中纤维素非结晶区、半结晶区和结晶区的光谱吸光度随着老化时间的延长而增加,而5 986 cm-1反映木质素特征性谱带吸收峰随着紫外光老化时间的延长而降低,表明木质素出现降解。通过紫外光照射1 080 h与对照材的差谱分析发现,纤维素和半纤维素基团的特征峰差谱值为正,表明紫外光辐射后木材表面的纤维素和半纤维素相对含量增加,而木质素基团特征峰差谱值为负,表明经紫外光辐射后,木质素的降解导致其相对含量减少。这些结果与色度值测量结果相一致。(3) 基于NIRs建立的紫外光照射落叶松表面材色预测模型中,L*交叉验证模型决定系数(R2)为0.949,相对分析误差(RPD)为4.42;a*交叉验证模型R2是0.928,RPD是3.73;b*的交叉验证模型R2是0.831,RPD为2.43,建立的材色预测模型满足预测要求。     

葡萄藤材的微纤丝角与结晶度研究

为了解葡萄藤材的基本材性,提高我国非木材类植物资源高附加值加工利用水平,应用X射线衍射法测定了葡萄藤材的微纤丝角和结晶度。结果表明:微纤丝角变化范围在38.4—50.0°之间,平均值约为44.1°,与木材的微纤丝角相比偏大;纤维素结晶度变化范围在32.6%—41.0%之间,平均值约为37.4%,与木材的结晶度相比偏小。实验为葡萄藤材的加工利用提供了理论依据。     

SPE逐步分离技术应用于常用果蔬防腐保鲜剂残留量检测的研究

建立固相萃取逐步分离-紫外分光光度法测定果蔬中残留的噻苯咪唑、邻苯基苯酚、联苯的检测方法。样品经高速涡轮旋转石油醚∶乙酸乙酯(2∶1)提取,30%甲醇溶液上样,C18固相萃取柱富集、净化、分离三种残留防腐剂,分别采用30%乙醇(酸,pH 2.5)溶液、55%甲醇(碱,pH 11.5)溶液、75%乙醇(酸,pH2.5)溶液依次洗脱分离固相柱中被保留的噻苯咪唑、邻苯基苯酚、联苯,对洗脱液进行紫外分光光度法检测。结果表明:三种防腐剂在1～10μg.mL-1的范围内呈良好线性关系,相关系数r>0.999 8。样品加标回收率为72.1%～103.5%,相对标准偏差在1.2%～7.7%,样品最低检测限分别为0.09,0.5和0.1μg.mL-1。该方法简便、灵敏、快速,能够满足同时测定果蔬中防腐剂残留量的要求。     

Interactions of the solar neutrinos with the deuterons

The beta decay of ³¹Cl has been studied with a silicon detector array and a HPGe detector at the IGISOL facility. Previously controversial proton peaks have been confirmed to belong to ³¹Cl and a new proton group with an energy of 762(14) keV has been found. Proton captures to this state at 6921(15) keV in ³¹S can have an effect on the reaction rate of ³⁰P(p,γ) in ONe novae. Gamma rays of 1249.1(14) keV and 2234.5(8) keV corresponding to the de-excitations of the first two excited states in ³¹S have been measured. No beta-delayed protons from the IAS have been observed.     

Study of the Interaction of Potassium Atoms with the Sapphire Surface with the Use of an Ultrathin Spectroscopic Cell

JETP Letters - The effect of the dielectric surface on the 39K D1 line (Fg = 1, 2 → Fe = 1, 2 transitions) at nanometer distances has been experimentally studied for the first time. A...     

Investigation of the Possibility of Measuring the Radius of Mirrors with Instruments Equipped with Wavefront Sensors

Optics and Spectroscopy - A technique has been developed for measuring the radii of curvature of optical parts. A scheme of the device based on a wavefront sensor is proposed, which is...     

Production of hypernuclei with the reaction

We present results on the production of bound states of Θ⁺ in nuclei using the (K⁺,π⁺) reaction. By taking into account the states obtained within a wide range of strength of the Θ⁺ nucleus optical potential, plus the possibility to replace different nucleons of the nucleus, we obtain an excitation spectra with clearly differentiated peaks. The magnitude of the calculated cross sections is well within reachable range.     

The Cross Section of the Inelastic Interaction of Protons with the Tungsten Obtained with the PAMELA Space Experiment

We present the energy dependence of the cross section for the inelastic interaction of protons with tungsten in the energy range from an order of 1 to hundred GeV using the data of the PAMELA space experiment. It was intended for the precision measurements of the cosmic ray fluxes of different nature and include a set of detectors for the reliable determination of the particle characteristics. We present the comparison of the obtained results with the measurements at accelerators and with existing theoretical models. The results of the work can be demanded for the development of numerical models describing particles’ interactions.

     

具有带头鼓掌者的掌声同步

研究了具有带头鼓掌者的掌声同步问题,在掌声传播的时滞对观众有无明显影响的两种情形下给出了掌声同步的充分条件.理论结果不仅说明了人们日常生活中观察到的现象:在上座率高的剧场内更容易听到有节奏的掌声,而且也得到了一个与人们直觉不同的结论:即使在很大的剧场内一位带头鼓掌者就足以带领所有观众以相同的节奏鼓掌.仿真示例验证了理论结果的正确性. 关键词： 同步 时滞 稳定性     

光谱法研究聚赖氨酸与纤维蛋白原的相互作用

聚赖氨酸是一种重要的聚阳离子,在生物医药领域具有广泛的应用前景。但是,目前其血液相容性的相关报道较少,特别是通过光谱法研究其与血液中重要蛋白的相互作用。因此,通过多种光谱法研究聚赖氨酸与纤维蛋白原的相互作用,进一步评价其血液相容性具有一定的创新性。本实验通过荧光、紫外和圆二色谱研究聚赖氨酸对纤维蛋白原结构的影响。其中,聚赖氨酸的正电性随着浓度增大而增大;复合实验显示,0.01 mg·mL-1的聚赖氨酸对纤维蛋白原的功能影响较小,随着浓度增大,相互作用增强;荧光光谱显示,纤维蛋白原在λ_em=341 nm处出现浓度依赖性的荧光猝灭;紫外光谱显示,聚赖氨酸对纤维蛋白原吸收强度(200～240和278 nm处)的影响在0.025 mg·mL-1时较小,并出现浓度依赖性的减少;圆二色光谱显示,随着聚赖氨酸浓度增大,纤维蛋白原的α-螺旋含量减少,β-折叠、β-转角和无规卷曲含量增加。结果表明,聚赖氨酸会与纤维蛋白原发生静电相互作用,对其结构造成浓度依赖性的影响。当浓度为0.01和0.025 mg·mL-1时,聚赖氨酸对纤维蛋白原结构的影响较小;而浓度过大时,影响较大,势必破坏纤维蛋白原的生理功能。因此,研发和应用聚赖氨酸时必须充分考虑浓度因素。本实验提供了一种简便而系统的方法来研究材料与蛋白的作用,有利于充分评价材料的血液相容性。此外,上述研究结果对聚赖氨酸的生物医学应用具有重要的指导意义。     

影像变形公式与教材的分歧

把正方体切成无数平行断面，每个断面均有一个光锥，在无数个光锥内观察断面截面与投影截面及断面和断面投影的变化，可得出以下结论：(1)X线影像变形是光锥作用的结果；(2)无论物体投影面是否成角，光锥中心线直射或斜射作用不变；(3)各断面截面的椭圆离心率反映物体空间歪斜程度，是真正的变形因素；(4)投影截面椭圆离心率分别大于、等于或小于断面截面椭圆离心率，则断面正中纵径投影／实长分别大于、等于或小于通过该投影中点的横径投影／实长；(5)若物体投影面成角，将会产生断面投影不均等放大现象；(6)变形程度与物体厚度成正比，且变形的程度与点光源至物体的距离成逆向变化，而与物体投影面距离无关；(7)教材中的论述是错误的。