XRD与NMR的热处理竹材结晶性能研究

木质纤维素的结晶度研究方法较多,但目前观点不一。采用三种不同的热处理方法(稀酸,碱及甘油高温处理)并基于X射线衍射(XRD)和固体核磁共振技术(CP/MAS 13 NMR),综合研究竹材结晶度变化规律,通过X射线衍射参数及高斯函数曲线分析结晶纤维素C-4区域的信号面积分析,获得不同的化学热处理介入下竹材化学成分及结晶度变化机理。结果表明:经过化学热处理后,竹材的结晶度指数总体增加,碱处理002峰尖锐程度增大,并向大角度方向偏移明显,002晶面宽度变大,结晶区层间距尺度变小。CP/MAS 13 NMR与XRD结果基本一致,但是计算值偏小。未处理竹材在84.6ppm信号处分裂成两个峰顶,88.7和83.1ppm,,表明C-4在热处理过程中发生了从纤维素Ⅰ~Ⅱ的化学转换,从化学结构变化的角度证明了碱处理可以有效破坏竹子纤维之间的内结合阻力,并产生高度活性纤维素,对于实现木质纤维素原料的高效生物转化利用提供指导。     

氨基膦酸螯合纤维合成和吸附性能的红外光谱研究

在氨基膦酸螯合纤维的制备过程中,用红外光谱法对聚丙烯接枝苯乙烯、乙酰基和多胺系列和氨基膦酸螯合纤维进行了定性研究,用半定量的红外光谱法对氨基膦酸纤维的功能化程度进行了考察,还对氨基膦酸螯合纤维吸附铟和铜后的红外光谱进行了研究。研究表明：(1)钠型氨基膦酸螯合纤维在1 116 cm-1出现了—P(ONa)₂的新峰,验证了基的有效膦酸化。(2)制备过程中,通过红外光谱中1 056和1 110 cm-1峰的变化可以反映出膦酸化的程度。(3)氨基膦酸螯合纤维吸In3+后形成新的N—In配位键,在1 107 cm-1处出现强而宽大的吸收峰,同时在699和617 cm-1出现两个强吸收峰; 氨基膦酸螯合纤维吸附Cu2+形成配合物后,在1 110和618 cm-1处出现两个强而宽的新峰。(4)通过对光谱中1 200～900 cm-1和600 cm-1之间的峰的变化和峰面积的比较,可以反映出氨基膦酸螯合纤维对铟和铜的吸附性能。     

交联淀粉微球酶降解过程的FTIR和XRD分析

以可溶性淀粉为原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用反相悬浮聚合得到了一种交联淀粉微球(CSM)。为了深入了解交联淀粉微球(CSM)的降解过程,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线粉末衍射(XRD) 等光谱分析手段,对可溶性淀粉、CSM及其CSM在模拟肠液中不同时间的降解产物进行了分析。FTIR和SEM的研究结果表明, CSM在消化液中3 h内可稳定维持其交联结构,降解后3和12 h之间1 090 cm-1处的C—O—C弯曲振动峰减弱,酰胺的Ⅰ带吸收峰和Ⅱ带吸收峰强度的减弱说明了淀粉分子链被降解, 交联结构开始解聚,12 h后酰胺的Ⅰ带吸收峰和Ⅱ带吸收峰完全消失,说明交联结构已完全被除去;XRD结果表明,CSM在消化液中降解12 h后的情况与可溶性淀粉的降解情况相似,非结晶性部分被分解,结晶度随降解过程的进行而提高,但是仍然小于可溶性淀粉的结晶度。     

不同类型紫胶的红外光谱鉴别

利用傅里叶红外光谱分别对紫胶原胶、漂白紫胶、掺有松香的紫胶、接枝共聚紫胶进行了鉴别研究。结果表明：紫胶原胶和掺有松香的紫胶, 红外光谱较为相似, 只要根据3 500～2 500 cm-1之间吸收峰的位置和峰形、1 700 cm-1附近CO振动峰的不同,以及1 200～1 400 cm-1之间松香的特征峰、其他振动峰的数目和位置的变化即可将它们区分开来;而漂白紫胶和接枝共聚紫胶是经过化学处理的改性紫胶,接枝共聚紫胶是在漂白紫胶的基础上,采用高锰酸钾为引发剂,接枝甲基丙烯酸甲脂制取的接枝共聚物,所以它们的区别主要是： 1 700 cm-1附近CO振动峰的变化、1 558 cm-1出现一个尖锐的小峰,681 cm-1出现一个中等强度的峰,以及1 151 cm-1分裂为两个小峰。实践证明,红外光谱法比传统的鉴别法科学、省时。     

Kevlar纤维表面接枝改性及其稳定化

文章试图通过化学处理方法在Kevlar纤维表面引入活性基团,从而达到对Kevlar纤维进行表面接枝改性的目的。采用红外光谱分析甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)接枝kevlar纤维的表面组成,用己内酰胺及聚乙二醇PEG(400)对接枝物进行封端稳定化处理;分析了不同n_TDI∶n_PEG值对其产物表面组成的影响。实验结果表明,当n_TDI∶n_PEG=1∶3时, 接枝后红外谱图在3 300 cm-1处的吸收峰强度有所减弱,而在1 700～1 720 cm-1处得到加强;当n_TDI∶n_PEG=1∶1和1∶2时,接枝后红外谱图在3 300及1 700～1 720 cm-1处的吸收峰强度基本相同。n_TDI∶n_PEG=1∶3时稳定化效果最佳。     

利用红外光谱评价文物微环境中有机酸对蚕丝纤维化学结构影响

研究文物微环境污染因素对文物材料影响是分析文物老化原因和妥善保存文物的重要基础。利用红外光谱(FTIR/ATR)剖析了文物微环境中甲酸、乙酸气体对蚕丝纤维结构影响。结果表明:低浓度甲酸气体能减弱纤维分子内氢键,使酰胺Ⅰ(1 617cm-1)谱峰减弱、酰胺Ⅱ谱峰(1 515cm-1)变窄、无规线团构象的酰胺Ⅲ谱峰(1 230cm-1)增强、纤维结晶度下降;当浓度高于8.1mg.m-3时,呈β-折叠构象的肽链段(GlyAla)n特征谱峰(1 000,975cm-1)增强、纤维结晶度提高。分析认为呈无规线团构象的短肽链发生β-折叠构象转变。乙酸气体对酰胺Ⅰ和酰胺Ⅱ谱峰影响不明显,但能引起无规线团构象增加和纤维结晶度降低,其作用弱于甲酸气体。本研究为进一步分析丝织品保存环境污染物的危害作用提供基础数据。     

基于TG-FTIR分析的柳桉热解特性研究

以柳桉生物质为原料,利用红外光谱(FTIR)对其结构进行表征,获得主要官能团的分布信息。随后利用热重红外联用技术(TG-FTIR)研究柳桉的热解行为。柳桉主热解阶段存在由纤维素热解造成的主失重峰以及半纤维素和木质素热解引起的两个肩状峰。同时引入双高斯分布活化能模型(DG-DAEM)对柳桉的热解动力学参数进行计算,结果表明其表观活化能主要分布在第一高斯区间。此外通过在线FTIR分析进一步探讨了典型小分子气体产物的生成和演变机理。     

FTIR原位研究PCL薄膜的结晶过程

利用带热台的傅里叶变换红外光谱仪 (FTIR) ,原位跟踪了聚ε 己内酯 (PCL)在硅基片及KBr单晶基片上的结晶和熔融过程。发现在结晶过程中 ,由于结晶后分子间的自由体积缩小 ,分子间相互作用增强而导致了CO峰位的漂移及C—O—C ,C—H结晶峰的出现。并通过结晶峰与非晶峰对比计算出了相对结晶度。对不同浓度的PCL/THF溶液成膜的FTIR测试表明 ,薄膜厚度越小 ,结晶度越低。这可能是由于基板及几何维数的限制导致。另外发现 ,相同条件下 ,PCL在KBr基板上成膜后的结晶度要大于在硅片上成膜的结晶度。     

尼龙6结晶和动力学的固体高分辨^13C NMR研究

用MSL—400核磁共振(NMR)波谱仪记录了尼龙6的~(13)C交叉极化魔角旋转(CP/MAS)NMR谱,发现固态下ω碳原子有两个峰,尼龙6记为ω_1和ω_2。在同一样品的~(13)C NMR溶液谱中,这两个峰合并成一个峰,证明固态尼龙6中两种晶区是共存的。在固态,ω_2峰比ω_1峰向高场偏移2.2ppm。测量了尼龙6—系列不同接触时间的CP/MAS NMR谱以研究动态行为。用SIMPLEX非线性最小二乘法拟合技术计算了交叉极化速率和质子T_(1ρ)~H用Ngai公式计算了固态尼龙6的运动参数。     

丙烯酰氯改性木质素模型物制备丙烯酸单体及聚合活性分析

以木质素模型化合物二氢丁香酚(DH)为原料,利用丙烯酰氯(AC)进行接枝改性制备丙烯酸二氢丁香酚酯(DH-AC)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和凝胶色谱(GPC)等分析手段研究了丙烯酸二氢丁香酚酯的结构以及聚合活性。FTIR结果表明二氢丁香酚经过丙烯酰氯改性后,3 495 cm-1为酚羟基伸缩振动吸收峰完全消失,在1 762 cm-1处有新的酯基峰生成,同时在1 631和981 cm-1出现CC的特征吸收峰,表明丙烯酸酯官能团已成功接枝到二氢丁香酚上。1H-NMR分析结果显示DH-AC在δ=5.6的酚羟基质子峰完全消失,同时在δ=6.0,6.4和6.7出现了三个不同的质子峰,这主要是由于乙烯基CHCH₂结构的引入,该结果进一步证明目标产物丙烯酸二氢丁香酚酯结构的正确性。GC-MS结果表明目标产物丙烯酸二氢丁香酚酯的纯度为98.63%。GPC结果显示DH-AC在偶氮二异丁氰(AIBN)作为引发剂的存在下,DH-AC可以发生聚合反应,均聚物相对分子质量结果为：Mw(37400),Mn(23400),Mw/Mn=1.60,表明丙烯酸二氢丁香酚酯单体具有高的聚合活性。丙烯酸二氢丁香酚酯(DH-AC)的制备和性能研究为开发新型木质素基高分子材料奠定了理论基础。     

CP MAS 13C spectral editing and relative quantitation of a soil sample

A hydrofluoric acid (HF)-treated soil sample was studied by 13C NMR spectroscopy. Cross polarization (CP) Magic Angle Spinning (MAS) 13C spectral editing and relative CP peak quantitation, obtained through variable-contact-time experiments, were used to aid the interpretation of the spectrum. The combination of these two types of experiment allowed to obtain a higher degree of detail on the composition of the sample with respect to a standard CP MAS experiment.     

Enhancing the properties of wood through chemical modification with palmitoyl chloride

Hevea brassiliensis (rubber wood) was esterified with palmitoyl chloride, prepared from the reaction of palmitic acid with thionyl chloride. The weight gain of the wood increased with increasing reaction time and temperature, the esterified wood were evaluated for their photostability and dimensional stability. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), solid-state cross-polarization/magic angle spinning ¹³C nuclear magnetic resonance spectroscopy (CP/MAS ¹³C NMR) were used to elucidate the characteristics of wood after esterification. The dimensional stability and photostability of the wood was improved by esterification. This is an important observation since chemical modification of wood with fatty acid chlorides has been found to induce thermo-plasticity into wood.     

Kinetics of solid-state NMR cross-polarization from protons to carbon-13 in surgical sutures

Commercial Dexon surgical sutures, made of polyglycolide (PGA), were examined using ¹³C CP/MAS NMR. The study shows that detailed analysis of the cross-polarization (CP) process is useful in the peak assignments and in the assessment of molecular mobility in the polymer domains. Crystallinity of PGA in the sutures was estimated at ca. 55%.     

HR/MAS高分辨魔角微量探头用于天然橡胶固体1H、13C NMR测试及其与液体BBO探头、固体CP/MAS探头测试的比较

采用BRUKER高分辨魔角微量探头（HR/MAS），液相宽带BBO探头和固体CP/MAS探头，对天然橡胶固体、乳液以及天然橡胶溶于氘代苯的溶液进行了¹H、¹³C 1D和2D NMR谱的测试和比较. 发现HR/MAS探头用于天然橡胶固体和乳液时可以得到高分辨的¹H、¹³C谱，克服了CP/MAS探头测试固体¹³C NMR谱或者是固体¹H NMR谱时，谱图存在S/N值可能较小、谱峰可能宽化的弱点.     

Observation of nitrogen-14, carbon-13 indirect spin-spin coupling in high-resolution 13C CP/MAS spectra of solids.

The 13C CP/MAS NMR spectrum of [(n-C3H7)4N][Cd(SCN)3], 1, indicates the presence of three non-equivalent thiocyanate ligands, in agreement with the results of a recent single-crystal X-ray diffraction study. Examination of the 13C MAS line shapes allows direct measurement of the indirect spin-spin coupling constants, 1J(14N, 13C) = 16 +/- 1 Hz and 2J(111/113Cd, 13C) = 75 +/- 5 Hz, for the unique N-bonded thiocyanate ligand. This is the first reported measurement of 1J(14N, 13C) and 2J(111/113Cd, 13C) in the solid state. Possible reasons for the failure to observe 1J(14N, 13C) values in previous high-resolution 13C CP/MAS NMR studies are summarized.     

聚乙烯结晶区的交叉极化动力学研究

研究了单轴拉伸的聚乙烯（PE）纤维结晶区的¹H-¹³C交叉极化（CP）动力学,发现在魔角旋转(MAS)条件下,质子的同核偶极相互作用变弱,其CP动力学可以用I-I*-S模型描述. 沿MAS转轴整齐排列的纤维样品CP动力学曲线随接触时间的增加振荡上升,与斜方晶相比,单斜晶曲线的振荡更为明显, 而非取向样品的CP动力学曲线则单调上升. 说明经过单轴拉伸的PE样品中斜方晶和单斜晶都在一定程度上沿着拉伸方向排列,而单斜晶的取向度高于斜方晶,上述结果表明测量在MAS条件下的CP动力学可以成为表征分子取向度的一种新方法.     

“海纹石”的矿物学及谱学特征研究

“海纹石”是具有蓝色条带的针钠钙石,是一种稀有的宝石材料,具有较好的市场前景。为查明其矿物学特征及成因,采用常规宝石学测试并结合X射线衍射(XRD)、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)及紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等现代测试方法,对“海纹石”不同颜色部分的矿物成分及特征进行了深入分析。XRD,FTIR,Raman分析结果表明,“海纹石”的主要组成矿物为针钠钙石,并含有少量的方解石,与SEM分析结果较为一致。FTIR分析显示,“海纹石”白色部分在1 500 cm-1处出现一个明显的宽吸收带并伴有883和710 cm-1的吸收峰,表明含有少量方解石,而蓝色部分在该处没有此吸收。紫外可见吸收光谱分析显示蓝色部分在可见光区有640 nm宽吸收峰,表明可能含有微量元素Cu。“海纹石”白色和蓝色部分矿物组分的差异,表明两者可能形成于不同的地质环境。     

二维Rh-C60聚合相的制备和表征

 利用高压合成装置在6 GPa压力、700 ℃温度条件下合成了二维C₆₀聚合相,并用X射线衍射（XRD）和高分辨核磁共振（NMR）等方法对样品进行了表征。XRD分析结果表明,C₆₀分子在高温高压下发生了聚合反应,晶体结构由面心立方结构变为菱形结构,通过［2+2］加环反应在邻近分子间形成sp³杂化共价键。¹³C核磁共振魔角谱 （¹³C MAS NMR）在δ145和δ72处出现了两个共振峰,其中在δ145附近的峰展宽并有两个边带。δ145附近的峰的展宽与分裂主要是由于C₆₀分子上出现了不等价的sp²杂化碳和高温高压条件下产生的结构无序,边带的形成说明了其结构的各向异性;位置为δ72附近的峰证明了聚合物内C₆₀分子之间出现了sp³杂化键。