拉曼光谱测试技术在可充电铝离子电池储能机理的研究进展

拉曼光谱是一种无损的分析技术,可以提供样品化学结构和分子相互作用的详细信息。由光谱学方法与常规电化学方法相结合产生的电化学原位光谱是一种动态探测电极材料结构和相组成的强大技术,能够方便地提供电极界面分子的微观结构信息,这使得其在储能领域中有广阔的应用前景。拉曼光谱能够有效地原位表征可充电铝离子电池氯化铝基电解液中络合离子、不同正极材料在充放电过程中的变化规律。结合X射线衍射技术（XRD）或X射线光电子能谱技术（XPS）等表征技术,拉曼光谱能够有效地揭示可充电铝离子电池的储能机理,包括对电池电解液和电极材料的研究以及电极表面反应的原位监测,对电池材料和界面结构性质的研究可以为电池材料和微观结构的优化设计提供指导,对电极表面反应的原位监测,有助于对电极界面反应的机理进行深入的研究,从而指导正极材料结构改进,促进可充电铝离子电池的发展。     

TiO2-SA纳米光催化材料接枝动力学、结构及性能

采用后处理表面改性法在纳米TiO₂表面接枝水杨酸(SA)(TiO₂-SA), 分别考察了超声搅拌、溶剂、物料比、pH值及温度等因素对接枝过程及光催化材料性能的影响, 并研究了接枝反应动力学. 通过傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)等对TiO₂-SA纳米光催化材料进行了结构表征, 并提出了结构模型. 通过接触角测定、同步热分析(热重-差示扫描量热法(TG-DSC))、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)、扫描电子显微镜(SEM)对光催化材料进行了性能表征. 结果表明, 水杨酸改性纳米TiO₂可以提高疏水性及分散性, 减缓在溶剂中的沉降速度, 并能稳定吸附在油-水界面, 实现了光谱响应范围向可见光的拓展. 在紫外光照射下, TiO₂-SA表现出优异的光催化降解硝基苯性能.     

不锈钢基底上TiO2薄膜型光催化剂的制备和化学结构

采用钛酸正丁酯作为前驱体,通过溶胶-凝胶法在不锈钢基片上制备了TiO2纳米薄膜。利用俄歇电子能谱(AES)和紫外反射光谱等研究手段,对TIO2薄膜的化学结构及基底材料界面相互作用进行了系统研究。结果发现,在不锈钢基底上形成的TiO2薄膜与基底材料发生了明显的界面扩散反应。在TiO2薄膜的形成过程中,不锈钢中Fe元素向TiO2薄膜层扩散,并与从大气氛中扩散到界面的氧发生化学反应,形成铁氧化物界面过渡层。界面氧化过程,导致了Fe向样品表面的偏析和扩散。在高温热处理过程中,Fe可以扩散到TiO2薄膜的表面。薄膜催化剂的紫外反射光谱表明,界面扩散反应导致了Fe扩散进入TiO2薄膜的晶格,从而改变了薄膜催化剂的光吸收性能。     

尼龙-聚乙烯共混物的界面相互作用

本文通过扫描电子显微镜、Molau试验、DSC、红外光谱和ESCA能谱研完了尼龙-聚乙烯共混物的界面相互作用机理。结果表明,界面相容剂的化学偶联对促进两相之间的界面结合和改善共混物的微观结构形态起着重要作用。     

链状Salen型高分子席夫碱金属配合物的合成及表征

以对苯二甲酰氯为交联剂,利用界面聚合法合成了链状Salen型高分子席夫碱金属配合物PLSBM(M:CoⅡ,MnⅡ,ZnⅡ,CuⅡ),通过元素分析、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、电感耦合等离子原子发射光谱(ICP-AES)和X射线光电子能谱(XPS)对结构进行了表征,发现PLSBM呈不规则的链状结构,配位金属离子与配体形成了稳定的配合物后金属离子的结合能增加了0.5～2.1eV。     

X射线光电子能谱和聚焦离子束法研究FeCrAl合金元素含量对涂层抗氧化行为的影响

利用X射线光电子能谱(XPS)和聚焦离子束(FIB)技术,实现对FeCrAl合金涂层在1200℃水蒸气环境下氧化行为的研究.XPS和FIB法可以检测和观测到材料随深度变化的界面层、化学态和真实结构等信息,具有直观、且信息丰富(含量、化学态及形貌)等优点.为方法在更广泛的材料体系内的应用提供理论和实践基础.     

用Raman光谱研究碳纤维/聚醚醚酮复合材料的界面结构

用Ｒａｍａｎ光谱研究碳纤维／聚醚醚酮复合材料的界面结构李铁骑章明秋曾汉民（中山大学材料科学研究所聚合物复合材料及功能材料国家教委开放研究实验室广州５１０２７５）关键词界面结构，Ｒａｍａｎ光谱，碳纤维／聚醚醚酮复合材料随着近年来热塑性聚合物的加工...     

多巴胺表面改性碳纤维对PVDF/CF复合材料性能的影响

对碳纤维(CF)进行去浆处理,再利用多巴胺对CF改性,得到多巴胺改性CF(DARCF),添加马来酸酐接枝聚偏氟乙烯(PVDF-g-MAH),制备了DARCF增强PVDF-g-MAH复合材料(PVDF-g-MAH/DARCF)。采用原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对CF表面的粗糙度、结构和官能团进行表征。采用扫描电镜(SEM)、界面接触角测试和力学性能测试对复合材料的界面、力学性能进行测试。结果表明:改性之后,DARCF表面粗糙度增加,与树脂的界面结合强度提高,PVDF-g-MAH/DARCF的弯曲强度和模量比未改性的PVDF/CF分别提高了71.3%和36.9%。     

新型聚酰亚胺-氨酯反渗透复合膜的结构与性能

通过界面聚合方法, 将功能单体N,N′-二甲基间苯二胺(DMMPD)与多元酰氯5-氯甲酰氧基-异肽酰氯(CFIC)聚合, 制得一种耐氧化的聚酰亚胺-氨酯反渗透复合膜. 采用全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析了膜活性层的化学结构, 考察了膜的耐氧化性能, 并探讨了膜活性层化学结构与膜抗氧化性能之间的关系.     

新型聚(酰胺-脲-酰亚胺)反渗透复合膜的稳定性

通过二次界面聚合法制备了一种新型的聚(酰胺-脲-酰亚胺)反渗透复合膜.将常规二元胺——间苯二胺(MPD)与关键功能单体5-异氰酸酯基-异肽酰氯(ICIC)通过界面聚合得到MPD-ICIC初生态基膜,再与关键功能单体N,N'-二甲基间苯二胺(DMMPD)经二次界面聚合制得聚(酰胺-脲-酰亚胺)反渗透复合膜.采用傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析膜活性层的化学结构,评价膜的分离性能,在此基础上采用分子动力学模拟方法从微观角度分析二次聚合膜的稳定性.     

固/液界面现场光谱电化学

固/液界面现场光谱电化学的方法包括各种电磁波透射和反射谱(紫外可见、拉曼、红外、X-光等)、磁共振谱(ESR、NMR)以及80年代发展起来的扫描显微谱(STM等)和非线性反射光谱(SHG)等等。固/液界面现场光谱电化学已渗透到固/液界面和电极表面结构,分子水平上的吸脱附和反应机理,电催化和反应动力学等许多研究领域。本文结合文献对上述几个方面以及固/液界面现场光谱电化学的发展方向进行综述。     

拉曼光谱技术在聚合物研究中的应用进展

拉曼光谱可以提供分子的振动信息,对于聚合物分子链的构象和链间的相互作用非常敏感,能够提供聚合物固体、薄膜或溶液的物理化学特性信息,如聚合物的结构单元、空间构型、晶态结构、分子链的物理构象或分子链子链和侧基在界面间或在各向异性材料中的排列等链取向信息等。因此拉曼光谱作为一种原位无损检测技术,其衍生出的表面增强拉曼光谱技术(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)、变温拉曼光谱技术、共焦显微拉曼光谱技术(Confocal Raman Microscopy,CRM)、拉曼Mapping成像技术和共振拉曼散射技术(Resonance Raman scattering,RRS)等,广泛应用于物理、化学和生物医学等领域。本文从拉曼光谱的基本理论基础、拉曼光谱技术及其在聚合物研究中的最新应用进展等方面进行综述,以探索扩展拉曼光谱技术在高分子物理与化学领域中许多问题,如分子链的构象结构、分子链的结晶行为、分子链的扩散运动和共混体系相态结构变化等方面的应用。     

掺钛熔石英TiO2—SiO2缺陷的ESCA研究

高纯熔石英中掺杂TiO_2可使其具有低热膨胀或无膨胀性及特殊的紫外吸收,以实现能量转换,提高红外发射率,因而对其结构研究已受到关注,我们曾用Raman光谱研究了其结构与光谱特性,本文用光电子能谱(ESCA)探讨不同TiO_2含量的熔石英中网络缺陷与钛的配位结构变化。     

真空加热活化法提高内嵌钴粒子的碳纳米管的水裂解产氢催化活性

采用真空加热活化法制备出高催化活性的内嵌金属钴纳米粒子的碳纳米管材料.通过增加碳纳米管材料的本征碳缺陷位点,显著提升了材料的催化活性(7倍).高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼(Raman)光谱表征结果显示,真空加热活化增加了碳纳米管的本征碳缺陷,并减少了碳纳米管碳层的杂原子含量.电化学表征和电催化水裂解实验结果表明,增加碳纳米管的本征碳缺陷位既可以在碳纳米管上产生更多的催化位点,又可以提高碳纳米管界面的电荷迁移能力,进而提高对水裂解的催化性能.     

5,10,15,20-四(对-十四酰亚胺基苯基)卟啉及其锰、锌配合物的合成及性质

合成了5,10,15,20-四(对-十四酰亚胺基苯基)卟啉配体(TMPPH2)及其锰、锌金属配合物(TMPPMnCl, TMPPZn), 并通过紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振氢谱、元素分析等技术对化合物的结构加以确认, 研究了配体和配合物的拉曼光谱、光电子能谱和荧光光谱的变化及电化学性质. 结果表明, 配体和配合物的紫外光谱、红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱及光电子能谱都有很大区别, 锰配合物的循环伏安曲线与配体和锌配合物不同, 除了卟啉环发生氧化还原外, 还发生了金属离子的氧化还原反应.     

聚酰亚胺侵蚀机理及防护效应的研究

在微波电离型原子氧(AO)源地面模拟设备中对空间材料聚酰亚胺(Kapton)及有机硅防护层进行原子氧剥蚀效应试验.用光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对试验前后试样的表面形貌、质量及化学结构进行表征研究.AO对Kapton表现了较严重的侵蚀作用,原来平整的表面形貌变为毛毯状;而所施用的有机硅涂层的表面形貌则变化甚少,表明该涂层具有较明显的防护效果.     

隐藏高分子界面及生物界面分子结构的和频振动光谱研究

界面的分子结构决定界面的性质.为了以优化界面的结构来改进材料的性质,原位实时地研究界面的分子结构是很重要的.近年来和频振动光谱已发展成为一个很有效及独特的手段来研究隐藏界面的分子结构,例如液/液界面、固/液界面及固/固界面等.这篇综述讨论了和频振动光谱在研究高分子界面及生物界面等复杂界面的分子结构上的应用.具体说来,本文论述了高分子表面在水里的分子结构变化,高分子及模型粘合促进剂硅烷在界面相互作用的分子机理和隐藏的高分子/高分子及高分子/金属界面的结构.另外,此文还将介绍不同二级结构的多肽及几个有代表性的蛋白分子在界面的结构.界面在诸如化学、生物、物理、材料科学及工程和纳米技术等许多领域都很重要.发展一个独特的能原位研究隐藏界面的分子结构的技术会有力地促进这些领域的研究及跨学科研究的发展.     

非晶态ZnO纳米笼的显著表面增强拉曼散射效应

正表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering,SERS)光谱技术作为一种具有超高灵敏度的分子"指纹谱"识别技术,已被广泛应用于表面、界面研究、吸附物界面的物化性质研究、生物大分子的界面取向及构型、构象研究和结构     

偏压控制Cu2O和Cu在TiO2表面的生长及其光电化学性质

基于TiO2/Ti电极在含Cu2+溶液中的循环伏安图,调节电沉积的沉积电压,我们在TiO2平整表面制备出Cu2O和/或Cu颗粒.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征,发现Cu2O和Cu有不同的生长机制:Cu2O颗粒在TiO2表面分散结晶,而Cu颗粒是在已生长的颗粒上成核,从而形成堆积颗粒结构.这是由于在Cu2O/TiO2界面和Cu/TiO2界面形成不同的能带结构,使得电子的转移方式不同.与纯TiO2光阳极比较,可以观察到Cu2O/TiO2和Cu/TiO2异质结构的光电流均有显著增强.特别地,存在一个电压区间使得Cu2O和Cu同时生长在TiO2表面,此时对应的光电流比较稳定并且能达到最大.紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱、电化学阻抗谱(EIS)和光电流—电压特性曲线均显示,Cu2O和Cu明显有助于光的可见光吸收,同时Cu/TiO2在光电转换过程中显示更宽波段的可见光利用率.此外,开路电压的增加、有效的电荷分离和电极/电解质界面上载流子的快速迁移也增强了材料的光电化学性质.     

偏压控制Cu2O和Cu在TiO2表面的生长及其光电化学性质

基于TiO2/Ti电极在含Cu2+溶液中的循环伏安图,调节电沉积的沉积电压,我们在TiO2平整表面制备出Cu2O和/或Cu颗粒.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征,发现Cu2O和Cu有不同的生长机制:Cu2O颗粒在TiO2表面分散结晶,而Cu颗粒是在已生长的颗粒上成核,从而形成堆积颗粒结构.这是由于在Cu2O/TiO2界面和Cu/TiO2界面形成不同的能带结构,使得电子的转移方式不同.与纯TiO2光阳极比较,可以观察到Cu2O/TiO2和Cu/TiO2异质结构的光电流均有显著增强.特别地,存在一个电压区间使得Cu2O和Cu同时生长在TiO2表面,此时对应的光电流比较稳定并且能达到最大.紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱、电化学阻抗谱(EIS)和光电流-电压特性曲线均显示,Cu2O和Cu明显有助于光的可见光吸收,同时Cu/TiO2在光电转换过程中显示更宽波段的可见光利用率.此外,开路电压的增加、有效的电荷分离和电极/电解质界面上载流子的快速迁移也增强了材料的光电化学性质.