波段三维ESR成像系统的研制（Ⅴ）——灵敏度与分辨率实验及系统总性能指标

实验确定了自行研制的L波段三维电子自旋共振成像（3D-ESRI）系统的检测灵敏度及成像分辨率指标. 用Tempo水溶液模型测量灵敏度结果表明： 样品体积为10 mm, 高30 mm，测量浓度1×10^-4 mol/L水溶液的信噪比为S/N=4∶1；加梯度磁场后，样品浓度需>5×10^-4 mol/L，样品体积为19 mm, 高30 mm时，获得的投影谱的信噪比可满足图像重建的需要. 用DPPH固体样品确定的成像分辨率结果<1 mm. 文中还对ESRI系统的
各项总体性能做了归纳总结.     

电子自旋共振准三维图象的重建方法

根据投影切片原理, 设计了一个简单而有效的ESR图象重建算法和程序, 可利用样品的一集ESR谱, 方便地绘制出样品在某截面的自旋密度立体轮廓图、等值图和散点密度分布图等, 为分析和研究自旋密度的分布及其性质, 提供了直观依据。作为应用, 文中给出了石英杜瓦受紫外光辐照后产生的局部晶格缺陷——F心的空间分布图, 图中清楚表明, F心的浓度与辐照方向和辐照强度的密切关系, 与试验结果完全相符。     

本体聚合反应过程中聚甲基丙烯酸甲酯增长自由基的ESR研究

采用TM₁₁₀谐振腔和φ2mm样品管,在17℃室温条件下成功地记录了MMA本体聚合反应过程中增长自由基的ESR谱。当把DMA加入到MMA和BPO中后,立即抽取0.17ml混合液到φ2mm样品管并记谱。以后每隔2分钟记谱一次,波谱从13(5+8)条线逐渐变成9(5+4)条线。我们用阻碍振荡模型和构象重叠模型作了模拟。从全部谱图看,前者似更合理些。ESR实验表明:在聚合过程前期,自由基浓度基本保持不变,但从聚合中期的某一时刻开始,浓度剧增,它正好同步地与本体聚合反应的自加速效应相对应,而且其变化规律和单体转化率相平行。最后,我们用微波功率饱和方法观测到9线谱的协同自旋跳跃所产生的卫线,证明了主导的电子自旋晶格弛豫机理来自电子一核自旋间的偶极偶合角调制。     

MgF2单晶中位错缺陷的ESR谱——含有130多条谱线

在室温条件下的激光晶体MgF2单晶中，实验发现含有130多条峰的电子自旋共振(ESR)波谱。两个样品分别取自MgF2单晶生长放肩的尖锥部位和MgF2:Co晶体.两个样品都没有经过任何辐照处理。两个样品具有相同的各向异性谱，说明掺入的Co2+离子引发了与MgF2单晶放肩部位相同的位错缺陷，产生了相同的多核固体自由基。这些顺磁固体自由基稳定且寿命长，产生的ESR信号是各向异性的。经初步计算拟合，谱线是由三种不同的多核自由基产生的。当磁场方向与晶体的[100]或[010]方向平行时，样品的ESR信号出现在磁场从0.2292特斯拉（T）到0.4654T的0.2362T范围内（相当于能带宽度为0.233eV）。最窄的线宽DH约为0.00128特斯拉，DH相当于相邻的能级差,是非常小的，仅有1.85×10-7eV 或1.46×10-3cm-1。这一事实表明其基态简并度是相当高的，在不太高的直流磁场下几乎是一个由准连续的能级组成的能带。这有可能成为可调谐的固体激光介质的新基点。     

含铁离子的XO/HX体系对糖类分子氧化作用的ESR研究

用自旋俘获方法直接检测含铁的黄嘌呤氧化酶/次黄嘌呤体系中由糖产生的自由基,发现该体系中除了产生羟基自由基外,还产生烷(氧)基自由基,且糖的浓度越高,体系中产生的烷(氧)基自由基也越多.这表明含铁的黄嘌呤氧化酶/次黄嘌呤体系对糖类分子有氧化作用,且糖的浓度越高,氧化作用越强,对机体的损伤越大.应用含硒抗体酶可有效清除烷(氧)基自由基,显示出很强的抗氧化能力.     

谱-空间2D ESR成像

在Bruker ER 200D ESR 谱仪上安装一套自制的谱-空间2D ESR成像系统,这套系统由一对梯度场线圈、电源、微机及图像重建程序组成. 用滤波反投影图像重建方法,实现了两种自由基样品的谱-空间2D ESR成像,由2D 图像得到样品中自由基的自旋密度空间分布及相应的波谱参数. 讨论了成像参数与图像精度的关系.     

玻璃基质中ZnS纳米晶Mn2+的EPR谱

用融熔法制备分散有ZnS:Mn²⁺纳米晶的纳硼硅(Na₂O-B₂O₃-SiO₂)玻璃在不同温度、时间对样品进行退火处理,得到不同尺寸的纳米晶.研究了玻璃基质中ZnS:Mn²⁺纳米晶的EPR谱、微波功率饱和EPR谱及发射光谱,发现Mn²⁺有二种组态,即替位组态和间隙位组态.分析结果表明替位组态Mn²⁺及周围立方晶场的畸变程度直接影响光学发光特性.     

含萘聚芳醚酮共聚物热处理后产生自由基的ESR谱

萘环摩尔含量20%的聚芳醚酮（PANEK）无规共聚物在340 ℃空气条件下发生交联反应，经过不同时间的热处理后，在室温检测热处理后产生的自由基ESR谱. 它们都有一条较强的单峰，随着热处理时间的增长，自由基ESR谱的幅度增强，将微波功率加大到200 mW, 谱线发生明显的变化，出现两条重叠在一起的谱线，说明含萘环聚芳醚酮在热处理过程中产生了两种不同的自由基. 文中模拟、讨论了热处理过程中产生的两种自由基的归属，一种是RO·自由基，另一种是萘自由基，它们都参与交联反应，RO·自由基起主要作用.     

杂多酸盐催化剂中反荷离子对V^4＋离子影响的ESR研究

用ＥＳＲ方法研究了异丁醛一步氧化制甲基丙烯酸杂多酸盐催化剂中过渡金属离子Ｃｕ＾２＋、Ｖ＾４＋的状态，将卷积差方法应用于ＥＳＲ谱增强了过渡金属离子的分辨率，从复杂和重叠谱中检测配位到杂多阴离子上的Ｖ＾４＋波谱参数计算了α＾２和Ｋ值，讨论了反荷离子Ｃｕ＾２＋及各种碱金属对Ｖ＾４＋上电子云密度、未成对电子离域性及Ｖ－Ｏ键性质的影响。