单轴拉伸对Nafion 结构及性能的影响

²H NMR 和PFG-NMR 用于研究拉伸过程中Nafion 结构的改变以及对溶剂分子运动性质的影响．²H 谱表明单轴拉伸Nafion 膜在拉伸比率较低情况下（L < 5），通道排列取向程度随着拉伸比率变大而增大，同时扩散实验表明水分子的运动能力也得到增强，表明取向化的通道网络有助于增强材料取向方向质子的导电能力，可以用于提高质子膜材料性能．在取向达到最大值后（L≥5）继续拉伸，膜内水分子的移动能力相比略有降低．溶胀实验表明取向膜的溶胀行为呈各向异性,拉伸作用致使膜内通道沿拉伸方向取向排列，通道的取向效应使得其在垂直拉伸方向（Y）和膜厚度方向（Z）溶胀更为显著．拉伸Nafion 膜对甲醇的吸附能力随着拉伸比率的增加而增强，同时甲醇的扩散数据显示，甲醇的运动能力在该通道网络中也随着拉伸比率的变大而不断增强，甲醇燃料在该类质子膜内的渗透效
应得以增强，不利于其在直接甲醇燃料电池中的应用．     

结晶型PEO_8∶NaPF_6聚电解质中晶区链段的运动

利用固体NMR研究了高度结晶的聚氧乙烯(PEO)/六氟磷酸钠(Na PF6)(按照氧钠摩尔比8∶1描述为PEO8∶Na PF6,分子量Mw=1 000和6 000 g/mol)固体聚电解质晶区链段的结构和运动.对于纯PEO来说,晶区链段的构象交换或大角度再取向促使其13C粉末线形从低温的非轴对称(δ33δ22δ11)变成高温的轴对称线形(δ11=δ22δ33).通过变温的13C粉末线形和243 K下的二维交换谱,PEO8∶Na PF6晶区链段同样存在大角度再取向,且开启温度也很低(~243 K)与PEO接近.这种长程的运动使得PEO8∶Na PF6从低温的类轴对称(33δ22δ11)变成高温的轴对称线形(δ33δ22=δ11),高温线形是PEO高温线形的翻转.与其它PEO/Na(Li)固体聚电解质不同,PEO8∶Na PF6中晶区链段与Na+络合后仍具有很高的运动性(与纯PEO链段的运动性相当),这种高分子链段和Na+协同运动促使Na+沿PEO分子链轴向迁移,提高电导率.     

金属纳米颗粒制备中的还原剂与修饰剂

金属纳米颗粒由于其独特的光学、电学、化学性质以及各种潜在的应用价值,受到不少研究人员的广泛关注。实现金属纳米粒子尺寸、形貌可控,改善粒子分散性和稳定性,提高产率及纯度已成为具有挑战性的研究课题,不断发展和完善金属纳米粒子的合成方法则显得尤为重要。本文总结了目前制备金属纳米材料的几种化学方法:化学试剂还原法、电化学还原法、辐射还原法等,分类介绍了化学试剂还原法中常用的无机、有机还原剂,以及含氮、磷、羧基、巯基小分子有机化合物和高分子聚合物等修饰剂并重点总结了其还原和修饰机理。     

Heusler型X_2RuPb(X=Lu,Y)合金的反带结构和拓扑绝缘性

采用第一性原理的计算方法,在不同条件下对Heusler型X2RuPb(X=Lu,Y)体系的电子结构展开研究.计算结果表明,这些合金在适当晶格变形或掺杂条件下,能够具有真正的拓扑绝缘体特性.杂化作用和自旋-轨道耦合作用都对材料产生"反带"结构发挥作用.但是针对不同成分所构成的材料,它们各自所起作用的程度有所不同,二者可以相辅相成.利用替换掺杂和四角变形双重调控方式可以更理想地进行"反带"结构调控进而获得理想的拓扑绝缘体,这对于材料的实际制备具有重要意义.     

CuHg_2Ti型Ti_2Cr基合金的电子结构、能隙起源和磁性研究

利用第一性原理计算方法,研究了CuHg2Ti结构下Ti2CrK(K=Sb,Ge,Sn,Sb,Bi)系列合金的电子结构、能隙起源和磁性.研究发现:Ti2CrK(K=Si,Ge)合金是普通半导体材料;Ti2CrK(K=Si,Bi)合金是亚铁磁性半金属材料,其半金属性能隙受到Sb和Bi原子s态的直接影响;Ti2CrSn合金是完全补偿的亚铁磁性半导体.基于Ti2CrSn合金两个自旋方向上的能隙起源不同,通过Si和Ge替换掺杂同族Sn元素调制能隙的宽度,获得了完全补偿亚铁磁性自旋无能隙材料;通过Fe和Mn替换掺杂过渡族Cr元素获得了一系列半金属材料.Ti2Cr1-xFexSn和Ti2Cr1-xMnxSn合金都具有亚铁磁性.所研究的这些半金属性合金的分子磁矩Mtotal与总的价电子数Zt服从Mtotal=Zt-18规则.     

高分子软物质动力学与NMR

高分子熔体或浓溶液中链段扩散和链的弛豫模式满足普适的物理定律,这些定律代表了高分子链动力学的普遍特征.核磁共振(NMR)则为我们直接验证这些物理定律或揭示高分子运动的基本规律提供了强有力的实验手段.本文介绍三个基本的高分子动力学模型(即Rouse模型,蛇行/管道模型和重整化Rouse模型)和以这三个理论模型为基础的NMR实验原理和技术.最后对相关的NMR实验结果进行了综述,并着重与理论模型所期待的结果进行了比较.     

PNIPAM线性链与凝胶在二元溶剂中相变的变温NMR研究

通过对聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)水溶液和凝胶在水和甲醇混合溶剂中的1HNMR谱图以及弛豫时间(T1与T2)等多种NMR参数随温度变化的研究,发现PNIPAM大分子的基团质子NMR信号、溶剂的弛豫时间都可以用来灵敏表征PNIPAM在二元溶剂中的相变行为.在PNIPAM凝胶中,温度升到LSCT以上,溶剂峰由单峰变为双峰,分别对应于受限在大分子网络内的受限溶剂和排除到大分子网络外的自由溶剂,两者的弛豫时间存在明显差异.在PNIPAM溶液中,溶剂峰在相变前后并没有显著变化.通过PNIPAM溶胀在wa-ter/alcohol混合溶剂中的相变研究进一步证实了PNIPAM与不同溶剂之间的相互作用强弱.