物理系吴惠桢课题组在半导体量子结构的光、电特性研究中取得的新进展

<正>半导体量子点是半导体照明工程、太阳能电池、量子通信等领域的重要基础材料.最近,物理系博士生胡炼等在导师吴惠桢教授的指导下完成了对半导体量子点-金属纳米结构等离激元耦合态的精确调控,应用该耦合态可实现单一尺寸半导体量子点的白光发光,并可应用于LED器件中[Small,DOI:10.1002/smll.201400094].     

电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定锡铅焊料中11种微量元素

根据目前市场上常见锡铅焊料中主元素的特性(锡含量范围0.X%~95%,铅含量范围X%~99%),合理选择了有效的样品前处理方法。参考铸造锡铅焊料牌号及化学成分和仪器工作条件,确定了待测元素的测定范围。应用电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定锡铅焊料中锑、铋、铁、砷、铜、银、锌、铝、镉、磷、金11种元素的含量,方法操作简单。选择了合适的分析谱线,进行了基体元素对待测元素以及各待测元素之间的干扰研究,基体效应小,各待测元素之间基本无干扰,11次独立的测定数据相对标准偏差为1.0%~11.3%,方法的加标回收率为90.2%~105%。完全能满足现实生产中对锡铅焊料杂质元素的测定要求。     

焦油模型化合物与铁基氧载体的反应特性研究

本研究以生物质/煤的焦油模型化合物(TMCs)为研究对象,在两阶段固定床实验上探究了铁基氧载体(70%Fe₂O₃/30%Al₂O₃)对TMCs的转化特性,考察了不同TMCs的反应性及其转化的影响因素。研究发现,TMCs与氧载体的反应活性为：苯酚>蒽>萘,且苯酚转化生成积炭的比例最多(64%),而萘转化生成积炭的比例最少(40%);氧载体与萘的反应程度相对较高,但容易导致氧载体的烧结。此外,积炭表征显示萘生成的积炭在三种TMCs中具有最高的稳定性。增加氧载体的用量和提高反应温度不仅有利于萘和蒽的进一步转化,而且能够增加气相产物中CO₂的分率。由于苯酚分子具有较高的反应活性及较强的裂解效果导致其转化率随氧载体用量和反应温度的增加变化较小,然而,较高的反应温度(1000℃)导致焦油发生严重的裂解现象并产生大量积炭。三次循环实验结果表明与萘反应的氧载体失活最为严重。     

碳量子点的荧光发射机制

碳量子点(CQDs)一般是指粒径小于10 nm的零维碳材料,因其具有优良的光学特性而在生物成像、光学器件、生物复合材料和生物传感等领域得到广泛应用,并有望成为未来应用最广泛的一种碳材料。CQDs的光学特性受粒径、表面官能团及合成的条件(如温度、溶剂的种类和pH等)的影响,为了精准调控其光学性能以及进一步扩大其应用范围,需对其光致发光(Photoluminescence,PL)机制进行详细研究。然而,CQDs的PL机制尚不完全明确,目前,已提出的PL机制有量子限域效应、表面态发射、碳核和荧光分子、多环芳烃分子发射、自陷激子模型、表面偶极子发射中心、聚集发射中心、多发射中心、缓慢的溶剂弛豫和溶剂化效应等。但这些发光机制都只能在一定程度上解释CQDs的部分PL现象,还没有一种机制能解释CQDs的所有PL现象,严重制约了对CQDs光学特性的调控。本文对CQDs不同的PL机制进行分类和总结,希望为进一步阐明其PL机制及实现CQDs 光学特性的可控调节提供参考。     

碳点的性质及其在生物传感器领域的应用

碳点(carbon dots,CDs)作为一种具有优良生物相容性、低毒性和表面功能可调的新型碳基纳米材料,在生物传感领域具有极大的应用潜力.本文对碳点的生物效应、发光性质及其发光机理进行了简述,并根据传感机制的不同,将CDs在生物传感领域的应用分为荧光(fluorescence,FL)传感器、电致发光(electrochemiluminescence,ECL)传感器以及化学发光(chemiluminescence,CL)传感器三类进行综述.最后分析了CDs目前在生物传感器领域应用中存在的问题,并对其发展进行了展望.     

准东高碱煤气化过程中碱金属迁移与结渣特性实验研究

利用循环流化床对天池木垒高碱煤进行了气化实验研究,获得了天池木垒高碱煤在循环流化床上的结渣特性及碱金属迁移规律,并对实验中出现的床内颗粒聚团现象进行了分析。结果表明,不同存在形态的碱金属在煤气化过程中的迁移规律不同,水溶钠和醋酸铵溶钠在煤气化过程中以气态形式析出,不溶钠主要存在半焦中;随着气化温度升高,底渣和煤气中钠含量增加,飞灰中钠含量减少;尾部管道温度降低过程中,煤气中钠的冷凝速率明显高于钾;天池木垒高碱煤气化过程中容易引起床内颗粒聚团,床温越高,颗粒聚团现象越明显,床温波动越大;碱金属与灰分中矿物成分及床料中SiO₂反应生成黏性低温共熔物是导致颗粒聚团的关键。     

柠檬酸镧的合成及其对SBR橡胶硫化性能的影响

以氯化镧和柠檬酸为原料,合成柠檬酸镧,探究反应条件对柠檬酸镧产率的影响,得到反应体系p H值4~5之间,柠檬酸与氯化镧的摩尔比1.2∶1,反应体系温度50℃为较优的反应条件。并将合成的柠檬酸镧添加到SBR混炼胶中,研究其对混炼胶的硫化特性和硫化胶物理机械性能的影响;结果表明,添加2.5%的柠檬酸镧可使混炼胶的硫化速率t90达到943 s,比未添加柠檬酸镧的快了31 s,当添加量为7.5%时硫化胶的物理机械性能达到最佳,比未添加相比提高了将近50%。通过红外光谱表征产物结构,并采用硫化仪、万能试验机对混炼胶进行硫化性能及物理机械性能测试,研究结果表明,柠檬酸镧可提高混炼胶的硫化性能、硫化胶物理机械性能及抗硫化还原性。因此,柠檬酸镧可以作为SBR橡胶硫化剂的一种补充。     

纳米镍钴铁氧体空心微球的制备与性能

以乙二醇为溶剂,氯化铁、氯化钴、氯化镍和醋酸铵为反应试剂,采用溶剂热法制备纳米Ni_xCo_1-xFe₂O₄(x=0、0.3、0.5、0.7、1)铁氧体空心微球,研究镍含量对铁氧体空心球的磁性与吸波性能的影响。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和网络分析仪对试样的物相组成、微观形貌和电磁特性进行表征。结果表明制备的镍钴铁氧体为尖晶石结构,且形貌为空心球,粒径在200nm左右。当x=0时,镍钴铁氧体空心球饱和磁化强度最大为81.7emu·g^-1,反射损耗在1658.8MHz有最小值为-16.9dB。     

1,3-双[3-(1-甲氧基-2-羟基丙氧基)丙基]封端聚硅氧烷的合成

以1,3-双[3-(1-甲氧基-2-羟基丙氧基)丙基]四甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷(D4)为原料,通过阳离子催化开环聚合制备了1,3-双(3-(1-甲氧基-2-羟基丙氧基)丙基)封端聚硅氧烷,研究了反应温度,反应时间,催化剂种类及加入量对于聚合反应的影响,结果表明,最佳反应条件为:反应温度65℃,反应时间24h,浓硫酸作为催化剂加入量为反应物质量的0.3%,此时反应拥有最高的转化率。通过红外光谱与核磁共振光谱对产物进行了表征。     

不同微波膨胀烟梗的化学感官特性研究

研究不同来源包括产地、部位、年份、品种的烟梗原料经相同的微波膨胀工艺处理后的常规化学成分、致香成分、主流烟气(主要包括抽吸口数、焦油、烟碱及一氧化碳释放量)及感官特性差异,指导微波膨胀梗丝在产品中的配伍应用,为建立不同来源微波膨胀梗原料的品质特征评价体系及微波膨胀梗丝的工业应用提供依据。结果表明:不同产地来源的微波膨胀梗丝常规化学成分、致香成分、主流烟气存在差异。不同年份的微波膨胀梗丝间感官质量无明显差异,不同产地、品种、部位来源的微波膨胀梗丝总体感官质量存在差异。