光电密码锁的实验研究

介绍了以红外为信号的光电密码锁的工作原理,并对其各个器件的性能进行了分析.该实验有利于学生掌握光电器件的特性及使用方法,掌握光电密码锁的基本知识.     

Drawing Out the Structural Information About the First Hydration Layer of the Isolated Cl− Anion Through the FTIR-ATR Difference Spectra

The Fourier transform infrared-attenuated total reflectance (FTIR-ATR) difference spectra of aqueous MgSO₄, Na₂SO₄, NaCl and MgCl₂ solutions against pure water were obtained at various concentrations. The difference spectra of the solutions showed distinct positive bands and negative bands in the O–H stretching region, indicating the influences of salts on structures of hydrogen-bonds between water molecules. Furthermore the difference spectra of MgCl₂ solutions against NaCl solutions and those of MgSO₄ solutions against Na₂SO₄ solutions with the same concentrations of anions (Cl^? or SO ₄ ^2? , respectively) allowed extracting the structural difference of the first hydration layer between Mg²⁺ and Na⁺. Using SO ₄ ^2? as a reference ion, structural information of the first hydration layer of the Cl^? anion was obtained according to the difference spectra of MgCl₂ solutions against MgSO₄ solutions and those of NaCl solutions against Na₂SO₄ solutions containing the same concentrations of cations (Mg²⁺ or Na⁺, respectively). The positive peak at ~3,407 cm^?1 and negative peak at ~3,168 cm^?1 in these spectra indicated that adding Cl^? decreased the strongest hydrogen-bond component and increased the relatively weaker one.     

Zr掺杂对正极材料Li(Ni0.9Co0.05Al0.05)O2的电化学性能影响

通过控制结晶法制备类球形Ni_0.9Co_0.05Al_0.03Zr_0.02（OH）₂前驱体,与LiOH·H₂O均匀混合后,在750℃下于氧气中进行高温焙烧,最终合成正极材料Li（Ni_0.9Co_0.05Al_0.03Zr_0.02）O₂。扫描电子显微镜（SEM）结果显示前驱体及正极材料具有良好的形貌;X射线衍射（XRD）表明材料具有规整的六方单相层状α-NaFeO₂结构;能谱仪（EDXS）分析表明Zr元素在材料颗粒内部呈均匀分布。合成的LiNi_0.9Co_0.05Al_0.03Zr_0.02O₂正极材料具有良好的电化学性能,在25℃,2.8~4.3 V充放电条件下,0.2C首次放电比容量为221.5 mAh·g^-1,充放电效率90.3%,2C倍率充放电条件下容量仍达到192.7 mAh·g^-1,100周循环后的容量保持率为92.2%。在55℃,2.8~4.3 V的高温充放电条件下,该材料的0.2C首次放电比容量可达236.2 mAh·g^-1,2C充放电倍率下循环100周容量保持率为85.1%。     

ZnO/CdS复合材料的合成与可见光催化性能

采用喷雾辅助气相沉积法在水热法合成的ZnO纳米线上沉积CdS纳米颗粒。采用X射线衍射仪（XRD）、激光拉曼仪（Raman）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱分析谱（XPS）和紫外可见漫反射光谱等测试手段对复合光催化剂进行表征。结果表明,3~10 nm的CdS纳米粒子修饰在直径约为100 nm ZnO纳米线的表面。XPS和Raman表明复合材料中ZnO和CdS之间存在化学相互作用。可见光催化降解罗丹明B实验结果表明ZnO/CdS复合材料的催化性能优于单相CdS或ZnO,沉积时间为30 s合成的ZnO/CdS速率常数分别是CdS和ZnO的2.91和4.03倍,且具有较高的稳定性。ZnO/CdS复合材料光催化性能增强的可能原因为光吸收范围的拓展和光生载流子分离效率的提高。     

谷氨酸功能胶束温和催化水解甲基-β-D-纤维二糖苷

合成了一种含有谷氨酸残基的长链烷基表面活性剂N^α-十二烷基-L-谷氨酸. 研究了表面活性剂所形成的胶束体系在较温和条件下催化纤维素模型物甲基-β-D-纤维二糖苷(MCB)水解的反应. 研究表明此功能胶束对MCB水解为葡萄糖的反应在较低的温度(90℃)下就表现出明显的催化作用, 在pH 5.0附近具有最佳的催化水解效果.根据胶束催化的相分离模型获得MCB水解的一级反应速率常数(km).研究了胶束与组氨酸(His)或谷氨酸(Glu)所组成的复配体系对MCB的催化水解作用. 结果表明: 氨基酸小分子的加入极大地促进了水解反应的进行, 而胶束与氨基酸在1:1的摩尔浓度配比时催化效果最好. 温度对水解反应速率以及副产物的产生有明显的影响. 在130℃, pH 5.0的水溶液中, 胶束与谷氨酸的复配体系催化MCB水解反应1.5 h后的葡萄糖收率可达到36.6%. 本文也对此催化体系催化MCB水解反应动力学进行了研究, 获得了催化反应的表观一级速率常数(k_obsd), 计算得到催化水解反应生成葡萄糖的活化能(E_a)为97.18 kJ·mol^-1.     

Sb,Bi,Zr,Si元素微量掺杂对荧光粉YAG∶Ce发光性能的影响

采用高温固相法分别合成了Sb³⁺,Bi³⁺,Zr⁴⁺,Si⁴⁺共掺杂的YAG:Ce黄色荧光粉。研究了YAG:Ce黄色荧光粉的发光强度随元素种类以及微量掺杂浓度的变化情况及相关机理。结果显示,随着元素Sb³⁺,Bi³⁺,Zr⁴⁺,Si⁴⁺掺杂浓度的增加,发射峰强度均表现出先增大后减小的趋势。Sb³⁺,Bi³⁺与Ce³⁺之间存在多极子相互作用的共振传递及晶格修复作用,当Sb³⁺,Bi³⁺掺杂浓度分别为0.5和0.1 mmol时发射峰强度达到最大值,分别提高了35.5%和44.8%。在YAG:Ce中由于Zr⁴⁺,Si⁴⁺的电荷补偿作用,促进Ce⁴⁺→Ce³⁺的转化,从而提高了YAG:Ce的发光强度。Zr⁴⁺,Si⁴⁺掺杂浓度分别在0.3和7 mmol时达到最大值,分别提高了27.4%和31.2%。由荧光粉颗粒形貌可知,Sb³⁺,Bi³⁺,Zr⁴⁺,Si⁴⁺元素的微量掺杂能促使晶粒长大,并且近似球型,导致发光强度有明显的提高。     

刚性1,4-二(4-甲基咪唑)苯配体构筑的两个d10配位聚合物的合成、结构及荧光性质

利用过渡金属镉（锌）盐与1,4-二（4-甲基咪唑）苯、间苯二甲酸分别采用分层和水热法合成了化合物{[Cd（BMIB）（H₂O）₂]（NO₃）₂}_n（1）和{[Zn₂（BMIB）_1.5（OH）（IP）_1.5]·H₂O}_n（2）（BMIB=1,4-二（4-甲基咪唑）苯,IP^2-=间苯二甲酸根）,并对其进行了元素分析、IR及X射线衍射法表征。晶体结构研究表明：配合物1属于三斜晶系,P1空间群。晶胞参数：a=0.382 08（3）nm,b=0.904 72（7）nm,c=1.378 29（10）nm,α=98.581（4）°,β=97.020（3）°,γ=94.398（3）°。配合物2属于单斜晶系,C2/c空间群。晶胞参数：a=3.764 07（9）nm,b=1.017 18（5）nm,c=2.015 31（11）nm,β=120.860（2）°。配合物1是由配体BMIB连接镉离子形成一维链状结构,由氢键连接成二维层结构。而配合物2是由配体IP2-连接锌离子形成一维梯状结构,该一维梯通过羟基和BMIB连接成三维网络结构。此外,配合物1和2具有较好的荧光性能。     

基于3-氨基-1，2，4三唑-5-甲酸的锌(Ⅱ)/锰(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及性质

以3-氨基-1,2,4三唑-5-甲酸（HAtca）为配体,通过水热法和溶液扩散法分别设计合成了2个结构新颖的配合物[Zn（Athy）Br]_n（1,HAthy=3-氨基-5-羟基-1,2,4三唑）和[Mn（Atca）₂（H₂O）₂]（2）。单晶结构分析表明配合物1和2分别属于正交和单斜晶系,结晶于Pbca和P2₁/c空间群。配合物1为2D层状结构,配合物2是单核配合物。在配合物1中不存在氢键,而配合物2中含有丰富的氢键作用,并且通过氢键的作用形成了3D网格结构。在固态下,配合物1和2分别在360,462 nm和382,402 nm处显示有较强的荧光发射,且配合物2较1有60 nm的蓝移。     

SiO2/Co3O4核壳催化剂对AP热分解的催化性能研究

采用改良的Stöber法制备粒径约为200 nm的单分散球形SiO₂颗粒,以此为内核,分别通过液相沉淀法和尿素均匀沉淀法制备包覆形式不同的新型SiO₂/Co₃O₄核壳式纳米催化剂。采用X-射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱分析(IR)、拉曼光谱分析(Raman)、BET比表面积测试等手段对产物进行表征,利用差式扫描量热仪(DSC)考察SiO₂/Co₃O₄复合物对高氯酸铵(AP)热分解反应的催化作用,探讨不同包覆形式对其催化活性的影响。结果表明,两种方法制备得到的SiO₂/Co₃O₄复合物分别为层包覆和粒子包覆,比表面积大,具有明显的核壳结构,且粒子包覆形式的SiO₂/Co₃O₄对AP热分解反应的催化效果最好,使AP的高温分解温度降低了110 ℃,放热量增加了662 J·g^-1。     

大环镍(Ⅱ)配合物与扁桃酸的手性识别

外消旋大环镍(Ⅱ)配合物[Ni (rac-L)](ClO₄)₂分别与l-和d-扁桃酸阴离子在乙腈/水溶液中反应,通过手性识别得到六配位的[Ni (_RR-L)(S-Man)]ClO₄(1)和[Ni (SS-L)(R-Man)]ClO₄(2)对映异构体(L=5,5,7,12,12,14-六甲基-1,4,8,11-四氮杂环十四烷,Man=扁桃酸)。当[Ni (rac-L)](ClO₄)₂与dl-扁桃酸阴离子反应时得到一对对映体等量存在的共聚物,其中大环配体中RR和SS构型分别优先与l-和d-Man^- 配位形成外消旋混合物,反应过程中发生了手性识别现象,每颗晶体均为手性对映体。当[Ni (rac-L)](ClO₄)₂分别与结构类似的dl-2-苯基丙酸和dl-托品酸阴离子反应时,分别得到化合物[Ni (rac-L)(dl-PPA)]ClO₄(3)(PPA=2-苯基丙酸)和[Ni (rac-L)(dl-Tro)]ClO₄(4)(Tro=托品酸)。X射线单晶衍射结果表明,4个配合物中Ni (Ⅱ)离子均与折叠大环配体L的4个氮原子和2个来自羧基与羟基的氧原子(1和2),或羧基氧原子(3和4)顺式配位,形成六配位八面体构型。配合物1和2属于一对对映异构体,分别通过[Ni (_RR-L)(S-Man)]⁺和[Ni (SS-L)(R-Man)]⁺分子间氢键作用形成一维之字形链状结构。配合物1和2的单手性特征与圆二色(CD)谱测定结果一致。