单重态氧发生器出口气流中O_2(~1Δ)及水汽绝对浓度的测量

单重态氧发生器是氧碘化学激光器的核心部件 ,O2 (1Δ)和水汽的粒子数密度 (绝对浓度 )是单重态氧发生器的两个重要参量 ,其中O2 (1Δ)是氧碘化学激光器的能源 ,而水汽对氧碘化学激光器的发光介质—I 有强烈的淬灭作用。如何简单准确地测量这两个参量 ,一直是氧碘化学激光器研究中的一个难题。利用体光源模拟标定法 ,得到了O2 (1Δ)和水汽的绝对浓度 ,并且成功地用一套实验装置对射流式单重态氧发生器的上述两个参量进行了实时测量 ,得到了两个参量的变化曲线 ,同时还提供了O2 (1Δ)的产率以及水汽体积浓度等参量的变化曲线 ,通过大量实验结果 ,给出了各参量的变化规律 ,为射流式单重态氧发生器研究提供了有力的参考依据。     

射流式单重态氧发生器理论模型

 射流式单重态氧发生器(JSOG)是化学氧碘激光器十分重要的能源部分，它主要是通过解气相、液相扩散方程来求解发生器出口的氯的利用率和单重态氧的产率。在实际工作中的射流发生器非常复杂，其扩散方程和边界条件为非线性，非齐次边界条件，非齐次泛定方程组，求解难度较大。通过边界条件，采用试探解的方法，解得氯、总氧、单重态氧的气相、液相扩散方程，得到了氯的利用率，及单重态氧产率的解析解，与实验结果基本相符。     

氧碘化学激光器中转盘式单重态氧发生器研究

 通过对单重态氧发生器（SOG）内的传质、传热及化学动力学过程的研究，提出高效SOG的设计原则，并研制出一台可用于高功率超音速氧碘化学激光器（COIL）的SOG， 其Cl₂流量在0.6~1mol/s时，O₂(¹Δ)分压可达333.3~519.9Pa； O₂(¹Δ)浓度达到50%~68%；Cl₂利用率大于90%；混合气中水蒸汽含量小于10%。     

横向射流式单重态氧发生器的性能实验研究

 对氧碘化学激光器的单重态氧发生器（SOG）进行了改进，采用横向射流方式，并对该横向射流式单重态氧发生器的性能进行了检测。实验中过氧化氢碱溶液温度控制在－16℃左右,氯气流量为530mmol/s，He与氯气的流量比为3;采用PS法测量单重态氧分子的产率,吸收法测量氯气的利用率和相对水含量。得出如下结论:在不使用冷阱和分离器的情况下，最高单重态氧分子产率达到58%, 氯气利用率在80%以上,相对水含量小于等于0.5;气体达到最大流量时,发生器仍然能稳定地工作。     

单重态氧的气固化学反应发生体系的热力学分析

 采用Gaussian程序软件包，在RHF/Lanl2dz计算水平上，计算了由4类无机固体反应物(包括碱金属的过氧化物或超氧化物、碱土金属的过氧化物或超氧化物)与3类气体反应物(包括卤素气体、卤化氢气体和卤化氘气体)所组合的12种可产生单重态氧(O2(1Δg))的气固化学反应体系的热力学参数(如反应焓变、Gibbs反应自由能变化值以及化学反应平衡常数)。计算结果结合O2(1Δg)在氧碘化学激光器(COIL)中的实际应用，分析比较了不同固体反应物和不同气体反应物对气固化学反应体系产生O2(1Δg)的影响。分析结果表明：大部分的上述气固化学反应体系的Gibbs反应自由能变化值为负值，反应可自发进行；但在所有的气固化学反应体系组合中，由碱金属超氧化物与F2或Cl2组成的气固化学反应体系的反应生成热是比较少的，这有利于气固化学反应体系产生的O2(1Δg)用于COIL中。分析同时表明由碱金属超氧化物(如LiO2，NaO2或KO2)与卤素气体(如F2或Cl2)所组成的气固化学反应体系能更高效地产生O2(1Δg)，较适合用于COIL中。     

自发拉曼光谱法测量O2(1Δ)产率中氯气荧光干扰的消除

利用自发拉曼光谱法测量O₂(1Δ)产率的过程中发现O₂(1Δ)和O2(³∑)拉曼光谱上叠加有氯气荧光光谱, 严重影响了O₂(1Δ)产率的测量. 为此,利用气体分子的拉曼光谱具有偏振特性,而荧光光谱没有偏振特性的特点对测量O₂(1Δ)产率的自发拉曼光谱法进行了改进. 实验结果表明,这一改进可有效消除氯气荧光干扰,使单重态氧发生器在氯气利用率为88%时的O₂(1Δ)产率可很容易地被确定为(42.4±7.4)%.     

改进的红外辐射-量热法测量O2(1△)绝对浓度

对应用于单重态氧发生器 (SOG)O2 (1 △ )绝对浓度测量的红外辐射 量热法从理论和实验两方面进行了改进 ,修正了过去忽略O2 (1 △ )温度变化所造成的系统误差 .此外 ,还详细介绍了在短时间工作的SOG上进行O2 (1△ )绝对浓度测量所必须的自动平衡电桥装置 ,并通过氧气热容的测量检验了它的可靠性 .最后的误差分析表明 ,O2 (1 △ )绝对浓度的相对误差为± 16% ,误差主要来源于光度池红外信号、压力和温度的测量 .     

喷射型单重态氧发生器性能研究

单重态氧发生器作为氧碘化学激光的核心部件,为化学激光器提供化学能。通过对工业喷射器及旋风分离器的研究,结合产生单重态氧的化学反应环境,进行了大量模拟及设计改进工作,研制了一种新型喷射型单重态氧发生器,并进行了相关实验研究。喷射型单重态氧发生器利用喷嘴能够产生比传统发生器类型更多的气液表面,获得足够的反应效率,可以大幅度降低发生器液体使用量,从而减小发生器辅助系统,提高体积效率。为满足O2（1）停留时间短及分离效率高的要求,利用气液两相喷射的高初速度以旋风分离器完成气液分离。新型发生器氯气利用率可达97%~99%,其O2（1）产率为40%~50%。     

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。     

板条射频放电产生单重态氧实验研究

 通过考察各种放电状态及气流条件下发生器内外物种的自发辐射谱，发现光谱峰值强度与对应物种浓度成正比。分析了主要的等离子体动力学过程，了解了单重态氧及其它物种的浓度变化规律。考察了α放电和γ放电两种不同的放电方式。发现在α放电状态下，体系中有较少氧原子等淬灭性粒子,更有利于O₂(¹Δ)产生。加入He，有效地降低了气体体系的离子化阈能和约化场强，约化场强最小时，产生的O₂(¹Δ)浓度最大，相较于纯氧放电，O₂(¹Δ)浓度提高一倍以上。考察了腔外各物种浓度的变化，O₂(¹Δ)离开放电腔后浓度稳定，沿距离减少较慢，有益于出光。优化了本系统的放电极间距，极间距太大或太小，都不利于单重态氧的产生。     

利用喇曼光谱测量氧碘激光器氧发生器的O2（a^1△）产率

利用自发喇曼成像技术实时监测氧碘激光器O2（a^1△）发生器流场组分，得到了发生器气流中O2（a^1△）和O2（X^3∑）以及N2的自发喇曼散射光谱，由此得到了不同条件下的O2（a^1△）产率。测量误差不超过8%。     

方列管型射流式O2（^1△）发生器的COIL出光研究

方列管型射流式O2(^1△)发生器是一种新型高效的氧碘化学激光器(COIL)化学能源供给装置。描述了采用该发生器在COIL上所做的一系列出光实验,这些实验着重于考察该发生器的性能参数及相应的COIL化学效率。结果在Cl2流量为0．25mol／s、无冷阱、稳定腔条件下获得化学效率高达26％。     

利用喇曼光谱测量氧碘激光器氧发生器的O2（a1Δ）产率

 利用自发喇曼成像技术实时监测氧碘激光器O₂(¹Δ)发生器流场组分，得到了发生器气流中O₂(¹Δ)和 O₂(X³Σ)以及N₂的自发喇曼散射光谱，由此得到了不同条件下的O₂(¹Δ)产率，测量误差不超过8%。     

ROS-generating alginate-coated gold nanorods as biocompatible nanosonosensitisers for effective sonodynamic therapy of cancer

Sonodynamic therapy (SDT) emerges as a promising non-invasive alternative for eradicating malignant tumours. However, its therapeutic efficacy remains limited due to the lack of sonosensitisers with high potency and biosafety. Previously, gold nanorods (AuNRs) have been extensively studied for their applications in photodynamic or photothermal cancer therapy, but their sonosensitising properties are largely unexplored. Here, we reported the applicability of alginate-coated AuNRs (AuNRs^ALG) with improved biocompatibility profiles as promising nanosonosensitisers for SDT for the first time. AuNRs^ALG were found stable under ultrasound irradiation (1.0 W/cm², 5 min) and maintained structural integrity for 3 cycles of irradiation. The exposure of the AuNRs^ALG to ultrasound irradiation (1.0 W/cm², 5 min) was shown to enhance the cavitation effect significantly and generate a 3 to 8-fold higher amount of singlet oxygen (¹O₂) than other reported commercial titanium dioxide nanosonosensitisers. AuNRs^ALG exerted dose-dependent sonotoxicity on human MDA-MB-231 breast cancer cells in vitro, with ∼ 81% cancer cell killing efficacy at a sub-nanomolar level (IC₅₀ was 0.68 nM) predominantly through apoptosis. The protein expression analysis showed significant DNA damage and downregulation of anti-apoptotic Bcl-2, suggesting AuNRs^ALG induced cell death through the mitochondrial pathway. The addition of mannitol, a reactive oxygen species (ROS) scavenger, inhibited cancer-killing effect of AuNRs^ALG-mediated SDT, further verifying that the sonotoxicity of AuNRs^ALG is driven by the production of ROS. Overall, these results highlight the potential application of AuNRs^ALG as an effective nanosonosensitising agent in clinical settings.     

电激励O2（1△g）发生器的理论模拟研究

 建立了基于分子反应动力学的氧等离子体化学反应模型，该模型包括了电子与氧分子，以及氧原子与氧分子的碰撞反应过程。利用反应动力学理论计算并讨论了电激励O₂(¹△)发生器的放电参数，发现电子能量应小于2.5eV。电子浓度对O₂(¹△)产率的影响不大，当放电压力与气体线流速一定时，存在最佳的电子平均能量。     

Radiation-induced processes and defects in alkali and alkaline-earth borate crystals

The paper presents the results of a study of the radiation-induced processes and defects in nonlinear optical crystals Li₂B₄O₇ (LTB), LiB₃O₅ (LBO), CsLiB₆O₁₀, KB₅O₈·4H₂O, β-BaB₂O₄. It was revealed that a pulsed electron beam irradiation at 290 K forms the radiation-induced pairs of the ‘vacancy—interstitial atom’ defects in the cation sublattice of these crystals. This gives rise to a creation of metastable electronic (interstitial atom) and hole (small-radius polaron near the cation vacancy) centers in high concentrations. Optical hole-transitions from the local level of the trapped hole centers to the valence band states are responsible for the transient optical absorptions (TOA) of borates in the visible and UV spectral ranges. A sublattice of the weakly bound mobile lithium cations in LTB and LBO favors a spatial separation of the radiation-induced pair defects ‘hole polaron near Li-vacancy—mobile interstitial Li⁰ atom’. Their decay rated by the electron–hole nonradiative tunnel recombination determines a peculiar feature of the TOA decay kinetics in LTB and LBO.     

两种取代酞菁锌的合成及其光物理性质的研究

文章采用熔融法合成了两种通过不同基团连接的邻苯二甲酰亚胺取代酞菁锌,四-β-(邻苯二甲酰亚胺丁氧基)酞菁锌(1)和四-β-(邻苯二甲酰亚胺甲基)酞菁锌(2)。比较了两种不同的取代基连接方式对酞菁的电子吸收光谱、荧光光谱及荧光量子产率和产生单线态氧的能力的影响。结果表明：与无取代酞菁锌相比,四-β-(邻苯二甲酰亚胺丁氧基)酞菁锌(1)的电子光谱和荧光光谱的红移程度均大于四-β-(邻苯二甲酰亚胺甲基)酞菁锌(2)。由于1的给电子能力比2强,两种锌酞菁的荧光量子产率(Ф_F)的大小顺序为：1＞2,产生1O₂的能力的大小顺序为：2＞1。     

钯酞菁配合物的荧光光谱与单线态氧的生成速率

分别测定了四-α-(2,2,4-三甲基-3-戊氧基)酞菁钯(锌)和四-α-(2,4-二叔丁基苯氧基)酞菁钯(锌)配合物的紫外-可见电子吸收光谱,荧光发射光谱和单线态氧生成速率,结果表明虽然酞菁钯的中心金属离子为开壳层电子结构,但其生成单线态氧(1O₂)的能力与中心金属为闭壳层结构的相应取代酞菁锌相近,这可能是与其荧光发射很弱,系间串跃很强相关。     

O2分子吸附的金属表面的O2(1Δg)猝灭

建立了一套流动装置测量单重态氧O₂(¹Δ_g)在O₂分子吸附的金属Cu、Cr、Ni和Ag表面的猝灭几率. 随实验时间和O₂(¹Δ_g)浓度增加,猝灭几率增加. 当上述金属样品在几帕斯卡的真空度下暴露数小时后猝灭几率会回到原先水平. 提出了一种基于表面吸附位上弱化学吸附的表面吸附氧分子O₂(¹∑_{g相似文献}