聚(2,5-二丁氧基)对苯乙炔/多壁碳纳米管复合材料的制备和性能研究

通过原位聚合法制备了聚（2,5-二丁氧基）对苯乙炔/多壁碳纳米管（PDBOPV/MWCNTs）复合材料.红外光谱和拉曼光谱证实了在MWCNTs表面的包覆层为PDBOPV.高分辨透射电子显微镜观察发现,PDBOPV/MWCNTs复合材料直径为35—45 nm,其中PDBOPV包覆层厚度约为15 nm.紫外—可见吸收光谱表明随着MWCNTs含量的增加,PDBOPV/MWCNTs的吸收发生红移且强度提高.荧光光谱研究表明随着MWCNTs含量的增加,PDBOPV/MWCNTs的最大发射波长发生蓝移且强度减小,MWCNTs与PDBOPV之间形成了光致电子转移体系,使得π电子离域程度增加,并且导致荧光量子效率降低.根据E_g与入射光子能量hν的关系,拟合了PDBOPV/MWCNTs薄膜的光学禁带宽度,发现随着MWCNTs的增加,E_g逐步减小.采用简并四波混频方法测试它们的三阶非线性极化率χ^（3）,结果发现随着MWCNTs含量的增加,PDBOPV/MWCNTs复合体的非线性光学响应逐渐增强,这说明PDBOPV与MWCNTs之间形成了分子间光致电子转移体系,产生了复杂的分子间π-π电子非线性运动. 关键词： 聚（2 5-二丁氧基）对苯乙炔 多壁碳纳米管 复合材料 光致发光     

聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔/Y_2O_3:Eu~(3+)纳米复合材料的光致电子转移效应

采用原位脱氯化氢缩合聚合法制备了聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔/Y_2O_3:E~(3+)(PMOCOPV/Y_2 O_3:Eu~(3+))纳米复合材料。红外光谱证实了在Y_2O_3:Eu~(3+)表面的包覆层为PMOCOPV。紫外-可见吸收光谱表明与PMOCOPV相比,PMOCOPV/Y_2O_3:Eu~(3+)的最大吸收峰发生红移且强度提高。荧光光谱研究表明PMOCOPV/Y_2O_3:Eu~(3+)的最大发射波长发生红移且强度提高,荧光寿命得到增强,Y_2O_3:Eu~(3+)与PMOCOPV之间形成了光致电子转移体系,使得π电子离域程度增加,并且导致荧光量子效率提高。根据E_g与入射光子能量hv的关系,拟合了PMOCOPV/Y_2O_3:Eu~(3+)薄膜的光学禁带宽度,发现E_g减小。采用简并四波混频方法测试它们的三阶非线性极化率x~((3)),结果发现与PMOCOPV相比,PMOCOPV/Y_2O_3:Eu~(3+)纳米复合体的非线性光学响应逐渐增强,进一步说明PMOCOPV与Y_2O_3:Eu~(3+)之间形成了分子间光致电子转移体系,产生了复杂的分子间离域π电子非线性运动。     

基于多酸与1 ,4 ,5 ,8-萘二酰亚胺衍生物的稀土有机-无机杂化材料的设计与合成

基于有机-无机杂化材料的理念,利用稀土硝酸铽[Tb（NO₃）₃]、有机配体BINDI (BINDI=N,N′-双（5-间苯二甲酸）-1,4,5,8-萘二酰亚胺)及Keggin型多酸H₄SiW₁₂O₄₀·26H₂O在溶剂热的条件下反应,成功合成出多酸基稀土配位聚合物Tb₄[SiW₁₂O₄₀]·[BINDI)]₂·[DMA]₁₆。采用X-射线单晶衍射仪、X-射线粉末衍射仪、红外光谱仪、热重分析仪、紫外-可见吸收光谱仪、元素分析仪、荧光光谱仪和电子顺磁共振仪对稀土聚合物的结构组成、热稳定性、发光性能以及光致变色性能进行了表征。X-射线单晶衍射分析发现该稀土配位聚合物结晶于Tetragonal晶系,空间群为P4₂/n,展现出3D手性双螺旋网络结构特征,其中多酸阴离子SiW₁₂O₄₀(简写为{SiW₁₂})镶嵌在稀土有机基团形成的孔道中;红外及紫外吸收光谱分析发现稀土Tb3+与配体（BINDI）配位成键;荧光光谱表明,在380 nm的激发波长下,配体显示出最强荧光发射峰,位于441 nm处,而化合物的最强发射峰位于471 nm处。由于三价铽离子不易被氧化也很难被还原,所以化合物的荧光发射不能归因于金属与配体之间的电子辐射跃迁,且化合物的发射峰与配体的发射峰比较相近,因此荧光主要是配体BINDI的发光。另外Tb(Ⅲ)离子的特殊跃迁发射带没有出现是因为在荧光测试时由于光照的原因导致样品的颜色发生了突变,即发生了光致变色的现象,导致光诱导电子转移以致荧光猝灭。引起金属配合物荧光猝灭的原因通常是光致电子转移,而电子转移的方向是配体中的电子向金属空轨道转移（LMCT）所致,形成配合物后其最大发射峰红移或蓝移是由电子转移导致分子内电子分布的改变,从而引起HOMO-LUMO能隙的减小或增大所致,与配体荧光光谱相比,化合物的发射峰发生了红移。此外,电子顺磁共振结果表明由于化合物中的BINDI配体在紫外与可见光照射下发生电子转移形成配体自由基,以及多酸在光激发下,发生W5+→W6+的过程进一步促进该化合物发生光致变色现象。因此,该化合物具有极其敏锐光致变色的性质。     

用高压显微光谱系统测量流体静压力对非晶态As2S3光学吸收边的影响

用金刚石对顶砧高压显微光谱系统在0—66kbar的流体静压力范围内测量了a-As₂S₃的光学吸收达随压力的移动特性。发现a-As₂S₃的光学吸收边随压力的增加而迅速红移。在计算机上用最小二乘法对实验点进行了拟合,结果得出吸收边和压力之间的关系为:E_g(P)=E_g(0)-1.31×10^-3P-3.91×10^-4P²+4.04×10^-6P³值得注意的是|dE_g/dP|和压力之间的关系经历了一个先是增大,然后再减小以至于趋于饱和的过程。这和Weinstein等人先前的实验结果是有所不同的。 关键词：     

真空热处理碳纳米管的储氢性能研究

研究了真空热处理对多壁碳纳米管(MWNTs)电化学储氢性能的影响.采用化学气相沉积法(CVD)制备碳纳米管，碳纳米管与LaNi₅储氢合金按质量比1∶10混合，制作成CNTs-LaNi₅电极.电解池采用三电极体系，6mol/L KOH为电解液，Ni(OH)₂为正极，Hg/HgO为参比电极.实验结果表明，在相同的充放电条件下，850℃时CNTs-LaNi₅电极的储氢性能最好，克容量最大为503.6mAh/g，相应的平台电压高达1.18V.从500—850℃随着温度升高，放电量有较大幅度的增加，但到950℃时放电量反而下降.由此可见，碳纳米管的热处理温度对碳纳米管的电化学储氢性能有着较大的影响. 关键词： 碳纳米管(CNTs) 储氢性能 5合金')" href="#">LaNi₅合金 化学气相沉积法(CVD法)     

电场调控的碳纳米管非线性光学开关及其管径效应

本文借助密度泛函理论方法获得了五个不同管径碳纳米管在外电场作用下的最优几何结构和相应的性质,研究了外电场对碳纳米管的结构和性质的调控作用.结果表明外电场导致了碳纳米管内部的电荷转移,引起了碳纳米管第一超极化率(β₀)的急剧增大.例如CNT(6, 3),当电场从0增大到工作电场F_w=80×10^-4 au时,碳纳米管的β₀值从0 au可增大到最大83695 au,导致了极大的β₀对比,因此碳纳米管成为新型的非线性光学(NLO)开关.新型NLO开关的管径效应表明,较大管径的碳纳米管具有更优的NLO开关性质.除此之外,电子吸收光谱表明这些碳纳米管具有小于300 nm和大于2500 nm的光学工作区,因此碳纳米管可成为一类新的灵敏、快速、可逆的紫外兼红外的NLO开关.     

Fe3O4薄膜的电输运及光诱导特性研究

用脉冲激光沉积法在(111)Si衬底上成功制备了高度择优取向的Fe₃O₄薄膜.电阻-温度关系表明Fe₃O₄薄膜的Verwey转变(T_V)约在122 K,低温段(T_V)输运特征满足Mott变程跳跃模型,高温段(T>T_V)为小极化子输运.激光作用下的光电导实验发现,在整个温区表现为光致电阻率减小,而且低温段的电阻变化率比高温段要大很多.分析认为Fe₃O₄薄膜的光致电阻率变化主要与激光激发t_2g电子的转移有关. 关键词： 3O₄薄膜')" href="#">Fe₃O₄薄膜 小极化子 光诱导特性     

碳纳米管的纯化及其在聚乙烯醇中的分散

采用硫酸和硝酸混合酸对多壁碳纳米管(MWNTs)进行纯化,利用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)对MWNTs进行了表征;聚乙烯醇/乙醇(V/V=1:1)溶液分散MWNTs,循环伏安法(CV)测试了碳纳米管/聚乙烯醇膜修饰电极的电化学性能.实验结果表明,混酸处理可以提高碳纳米管的纯度及石墨化程度,并可以在碳纳米管上引入羧基功能团;碳纳米管可以均匀地分散在聚乙烯醇/乙醇溶液中并形成稳定的悬浮液,同时碳纳米管/聚乙烯醇膜修饰电极对苯二酚具有明显电化学催化活性.     

赝配GaAs/In0.2Ga0.8As量子阱导带不连续量的C-V和电容瞬态测量

分别采用二种不同方法测量分子束外延(MBE)生长GaAs/In_0.2Ga_0.8As单量子阱结构的导带不连续量ΔE_c:1) 考虑样品界面电荷修正的电容-电压(C-V)分布；2) 量子阱载流子热发射产生的电容瞬态(DLTS).C-V测得的ΔE_c=0.227eV,大约相当于89% ΔE_g.DLTS测得的ΔE_c=0.229eV,大约相当于89.9% ΔE_g.结果 关键词：     

羧酸型聚芴/二氧化钛杂化材料的制备及其荧光猝灭行为

通过Suzuki偶合反应合成了聚[9,9-二辛基芴-9,9-双(丙酸基)芴](PF8COOH),并采用溶胶-凝胶法制备了羧酸型聚芴/二氧化钛(TiO₂)杂化材料。通过核磁共振氢谱(¹H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)和荧光发射光谱对聚合物及其杂化材料进行了表征,并研究了杂化材料的荧光猝灭行为。结果表明,所合成的PF8COOH数均分子量为19 600,PF8COOH的紫外-可见吸收和荧光发射光谱较聚(9,9-二辛基芴)(PF8)均发生红移。通过溶胶-凝胶法制得了PF8COOH/TiO₂杂化材料,其中TiO₂主要为金红石型。杂化材料出现明显的荧光猝灭现象,TiO₂含量越大则杂化材料的荧光猝灭现象越明显。羧基的引入可使聚芴与TiO₂之间的相互作用增强,电子更容易从聚芴向TiO₂转移,因而PF8COOH/TiO₂杂化材料的荧光猝灭现象比PF8/TiO₂杂化材料更明显。     

一种侧链共轭聚噻吩衍生物薄膜的三阶非线性光学响应

合成了一种侧链共轭的聚噻吩衍生物聚3-（5′辛基-噻吩乙烯基）噻吩（POTVTh）,并通过溶液旋涂制备了聚合物薄膜.吸收光谱显示该聚合物薄膜具有较小的禁带宽度和宽的光谱响应.采用Z扫描技术在800 nm下用飞秒激光器研究了该聚合物薄膜的三阶非线性光学特性,非线性吸收系数为5.63×10^-7cm/W,非线性折射率为-6.38×10^-11 cm²/W,三阶非线性极化率为4.21×10^-9esu,比侧链未共轭的 关键词： 聚噻吩衍生物 侧链共轭 三阶非线性极化率 非线性折射率     

可溶性高聚物-多壁碳纳米管复合物的吸收光谱和光限幅性能研究

合成了三种可溶性高聚物嫁接的多壁碳纳米管复合物,包括聚乙烯基咔唑-多壁碳纳米管复合物(MWNTs-PVK),聚苯乙烯-多壁碳纳米管复合物(MWNTs-PSt)和聚甲基丙烯酸甲酯-多壁碳纳米管复合物(MWNTs-PMMA)。合成样品的TEM图显示出高聚物成功地包裹在碳纳米管外。样品的氯仿溶液UV-Vis 吸收谱显示,复合物的紫外区与纯的多壁碳纳米管不同,有一些复杂的特征吸收峰,反映了高聚物与碳纳米管共价连接的作用。利用Z扫描技术通过527 nm的纳秒激光脉冲激发研究了这三种复合物的非线性光学性质和光限幅性能。这三种复合物的氯仿溶液的光限幅性能很相似,并且优于纯多壁碳纳米管氯仿悬浮液和C60甲苯溶液。为解释观察到的结果,研究了样品的非线性折射,非线性吸收和非线性散射机制。结果显示,非线性吸收是引起样品光限幅的主要机制。     

Supercritical fluid-assisted synthesis of a carbon nanotubes-grafted biocompatible polymer composite

A nanocomposite consisting of multi-wall nanotubes (MWNTs) grafted with a biocompatible polymer poly(2-hydroxyethyl methacrylate) was prepared by in situ polymerization in supercritical carbon dioxide. The surface of the MWNTs was first surface modified with hydroxyl groups in the solution of KMnO₄ and a phase-transfer catalyst. MWNT-OH was then functionalized with vinyl groups using a silane coupling agent, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane. The silane groups can improve the dipersion of MWNTs in supercritical carbon dioxide, while the terminal vinyl groups help fabricate polymer chains on the MWNT surface. The as-synthesized products were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and thermo-gravimetric analysis. The SEM and TEM images showed that the nanotubes were well coated with the polymer shell. The composite had higher thermal stability than the pure polymer and dispersed well in methanol. This biocompatible polymer composite was prepared using a green method and is expected to be useful as a biomaterial composite with potential applications in the biological field.     

等离子体增强脉冲激光沉积o-BN薄膜

利用等离子体增强脉冲激光沉积系统在Si（100）基底上沉积出了高质量的o-BN薄膜,利用红外光谱（FTIR）、X射线衍射谱（XRD）和原子力显微镜照片对o-BN薄膜进行了表征.通过红外光谱（FTIR）得到o-BN薄膜的红外峰特征峰值为1189cm^-1,1585cm^-1和1450cm^-1;由XRD谱得到o-BN薄膜的（111）,（020）,（021）,（310）和（243）各晶面的衍射峰, 特别是（310）和（243）晶面的衍射峰非常强;通过原子力显微镜照片清楚看到BN薄膜具有尖状突起的表面形貌. 关键词： 等离子体增强脉冲激光沉积 氮化硼薄膜 X射线衍射谱     

Er$lt;sup$gt;3+$lt;/sup$gt;：YAlO$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;晶体中Λ型四能级系统的量子相干左手性

用相干量子干涉和电磁感应透明（Electromagnetically induced transparency,EIT） 效应在Er³⁺：YAlO₃晶体中计算得到了Thommen,Mandel和Kastel对原子气提出的Λ型四能级系统的负折射率.计算结果得到的负折射率对应的频带宽度约为1 MHz,比先前报道的10³ Hz量级要宽得多.通常而言对应于折射/吸收比|Re［n］/lm［n］|≈1,而计算所得结果是|Re［n］/lm［n］|为4.6,表明吸收被EIT效应很好地抑制.Im［n］出现的负值可能与Er³⁺的⁴I_13/2→⁴I_15/2跃迁的受激发射有关.由此可知,稀土离子掺杂材料具有丰富的能级和各种不同的电磁跃迁,也是电磁感应负折射率材料中出色的应用材料的候选者. 关键词： 稀土掺杂晶体 量子干涉 电磁感应透明 负折射率材料     

KTN晶体及其熔体结构的高温拉曼光谱研究

测量并研究了不同温度(室温—1573 K)范围内KTN晶体的拉曼光谱及其熔体的高温拉曼光谱,分析了KTN晶体结构随温度变化的规律及其熔体的结构特征.随着温度的升高,KTN晶体的拉曼光谱谱峰都不同程度地向低波数方向移动,同时存在不同程度的展宽,并伴随强度的减弱.观察并解释了温度353 K附近KTN晶体样品的四方—立方转相现象.研究了KTN晶体拉曼光谱中538cm^-1,585cm^-1,835cm^-1和877cm^-1谱峰及其 关键词： 高温拉曼光谱 熔体 KTN晶体     

Investigation of the polyetherketone guest–host DR1/PEK-c polymer films by real-time monitoring of the second-harmonic generation

The real-time monitoring of the second-harmonic generation (SHG) was used to optimize the poling condition and to study the nonlinear optical (NLO) properties of the polyetherketone (PEK-c) guest–host polymer films. The high second-order NLO coefficient χ₃₃⁽²⁾=11.02 pm/v measured at 1.064 μm was achieved when the weight percent of DR1 guest in the polymer system is 20%. The NLO activity of the poled DR1/PEK-c polymer film can maintain more than 80% of its initial value when temperature is under 100°C, and the normalized second-order NLO coefficient can maintain more than 85% after 2400 s at 80°C.     

Electron field emission properties of conducting polymer coated multi walled carbon nanotubes

The present work describes the field emission characteristics of conducting polymer coated multi walled carbon nanotubes (MWNTs) field emitters fabricated over flexible graphitized carbon cloth. Nanocomposites involving the combination of MWNTs and conducting polymers polyaniline (PANI) and polypyrrole (PPy) have been prepared by in-situ polymerization method and have been characterized using scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. Using spin coating method, field emitters based on PANI/MWNTs and PPy/MWNTs over flexible graphitized carbon cloth have been prepared. The field emission characteristics have been studied using an indigenously fabricated set up in a vacuum chamber with a base pressure of 2 × 10⁻⁵ Pa and the results are discussed. Our results display that the field emission performance of the emitters depends strongly on the work function of the emitting material. Low turn on emission field of 2.12 V/μm at 10 μA/cm² and high emission current density of 1 mA/cm² at 3.04 V/μm have been observed for PANI/MWNTs field emitter.     

Thermal transport of oil and polymer composites filled with carbon nanotubes

We studied the thermal transport properties of multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) in polymer and oil matrices. The thermal conductivity of the oils and polymers increased linearly when adding tubes. We observe a particularly high increase in the thermal diffusivity of carbon-nanotube-loaded liquid crystal polymers (6×10⁻⁵ cm²/s wt%), which is due to a spontaneous alignment of the MWNTs. Carbon nanotubes increased the thermal conductivity of oil by a factor of three for 20 wt% loading. We found little or no dependence of the thermal enhancement on the specific flavor of multiwall nanotubes used in the composites. Carbon nanotubes are excellent nanoscale fillers for composites in thermal management application.