水稻中的纳米硅及其紫外吸收

为了了解水稻中硅的亚显微结构及其紫外吸收特性,根据强酸不会腐蚀SiO₂玻璃的事实,选择湿消化方法分离水稻中的硅体。以浓硫酸和硝酸混合液分别处理水稻叶片和稻壳,经多级沉降分离出其中的硅体。X射线光电子能谱结果表明硅体距离表面10 nm以内碳相对质量为35.05%,远高于硅体表面(5.88%),说明硅质壁能够阻止强酸进入硅体内部,避免硅体内氧化,保持硅体结构完整和相对独立的理化性质。电镜显示硅体SiO₂结构致密,由1～2 nm的SiO₂凝胶粒子粘聚而成,纳米颗粒相互融合组成排列方向一致的纳米棒,内部还有微米尺度(≤1μm)和纳米尺度(≤1～2 nm)的隙孔。颖壳硅体最大吸收位于285 nm;叶片纳米硅对紫外辐射的吸收极其有限,表明水稻颖壳和叶片硅体对紫外辐射具有不同的抵抗机制。     

茶树叶与根表面的XPS表征

利用X射线光电子能谱(XPS)研究了茶树叶与根的表面化学组成与结构。结果表明,茶树表面主要由C, O, N和Al等四种元素组成,在茶树叶远轴面还有少量的P和F。通过查阅标准图谱数据库、参照木材表面XPS分析结果,对茶树表面测得的C1s结合能采用曲线拟合与分峰,得到三种形态：结合能为285 eV的是C1,来自C—C或C—H,代表角质、蜡质等脂类化合物;C2的结合能在286.35 eV（近轴面）和286.61 eV（远轴面）,是能够与氧形成单键的C—O,主要源于表面的纤维素;C3的结合能为288.04 eV（近轴面）和288.09 eV（远轴面）,为CO基团标志,综合N（1s）的结合能（399～401 eV）和O（1s）的分峰情况,为蛋白质的酰基标志。茶树根表面除含有与叶表面相同的C1(结合能285 eV)、C2（结合能286.49 eV）和C3（结合能288.78 eV）所代表的角质、蜡质、纤维素和蛋白质之外,还出现了结合能为283.32 eV的C5。由于其结合能低于C1,推测为茶树根表面的有机金属形态。茶树叶和根表面没有木材表面具有的羧基C4,说明根系分泌的有机酸游离存在于根表面。对茶树表面O（1s）图谱的拟合结果与C（1s）结果相吻合。计算不同C和O形态所占的比例得知,茶树叶面远轴面含氧基团多于近轴面,呈较高的氧化状态,因此远轴面化学性质较活泼;与叶相比,茶树根的角质和蜡质含量显著降低,含氧基团相对增多,因此化学性质较活泼,适于水分子和其他溶质分子通过。由于蛋白质含量为根表面＞远轴面＞近轴面,表明根表面的湿润度高于叶表面,而远轴面湿润度高于近轴面。存在于茶树表面Al的结合能均大于单质铝72.7 eV,在73.50 eV以上,为Al₂O₃形态,这将增大茶树表面的吸附作用。由于根表面Al₂O₃含量高于叶面,显示根具有更强的吸附能力。