新型PES微孔材料的制备及性能研究

合成了新型双烯丙基聚醚砜(PES), 采用超临界CO2作为物理发泡试剂制备微孔材料, 研究了不同发泡温度、饱和压力、发泡时间和放气时间等因素对微孔形貌的影响. 结果表明, 发泡温度在110~170 ℃之间, 随着温度的升高, 泡孔直径增加, 泡孔密度在140 ℃达到一个最大值; 随着饱和压力的升高, 泡孔直径减小, 泡孔密度增大; 发泡时间和放气时间对微孔直径和密度影响不大; 研究了在不同辐照剂量下微孔材料的交联性能, 结果表明, 在600 kGy辐照剂量以下, 交联效果不明显, 在800 kGy以上, 随着辐照剂量的增大, 凝胶含量增加, 辐照后的样品在265 ℃热处理10 min, 仍能保持完好的微孔结构.     

低功率超声增强碘帕醇氯氧化的效果和路径

研究了低功率超声(US, <38 W)对NaClO氧化非离子型碘代X射线造影剂—碘帕醇(IPM)的增强作用及机理, 考察了NaClO添加浓度和超声功率的影响, 分析并计算了体系中的主要活性物种及其贡献. 采用高效液相色谱/串联质谱(HPLC/MS/MS)对降解产物进行分析, 推测IPM的降解路径. 结果表明, 低功率US显著增强了NaClO对IPM的氧化效果, 在25 ℃, pH=5.8, NaClO浓度为0.12 mmol/L条件下, 10 mg/L IPM在60 min的降解率达到85.8%. 其中NaClO氧化、 HO·和活性氯自由基(RCSs)是US/NaClO增强IPM降解的主要原因, 自由基分析计算它们的贡献率分别为15.82%, 4.65%和79.53%. NaClO浓度在0~0.24 mmol/L范围内, IPM的降解率随NaClO浓度升高而增加, 60 min后降解率由4.75%增加到91.12%; 超声功率为28.5 W, 降解率达到最高. 在 15~45 ℃温度范围内, IPM的降解过程符合表观一级反应动力学, 反应活化能(E_a)为59.03 kJ/mol. HPLC/MS/MS共检测出5种中间产物, 结合密度泛函理论(DFT)计算结果, 初步推测了IPM在US/NaClO体系中的降解途径和机理.     

常见阳离子分部分析法的再研究

为了改革沿用百余年的硫化氢系统分析法,我们曾研究出一套适用于完全分析的“常见阳离子分部分析法。这套方法能较紧密地结合元素周期系、将常见阳离子分为四个分析组,各组离子可按任意顺序自样品中以溶液状     

Metallic nanowires for subwavelength waveguiding and nanophotonic devices

Plasmonics is a rapidly developing field concerning light manipulation at the nanoscale with many potential applications, of which plasmonic circuits are promising for future information technology. Plasmonic waveguides are fundamental elements for constructing plasmonic integrated circuits. Among the proposed different plasmonic waveguides, metallic nanowires have drawn much attention due to the highly confined electromagnetic waves and relatively low propagation loss. Here we review the recent research progress in the waveguiding characteristics of metallic nanowires and nanowire-based nanophotonic devices. Plasmon modes of both cylindrical and pentagonal metallic nanowires with and without substrate are discussed. Typical methods for exciting and detecting the plasmons in metallic nanowires are briefly summarized. Because of the multimode characteristic, the plasmon propagation and emission in the nanowire have many unique properties, benefiting the design of plasmonic devices. A few nanowire-based devices are highlighted, including quarter-wave plate, Fabry-Prot resonator, router and logic gates.     

含羧基交联型质子交换膜的制备及其性能

合成了一种含酯基的磺化聚合物,利用后水解的方法得到了含有羧基侧基的聚合物;将磺化聚合物与聚乙烯醇通过溶液共混,热处理后得到交联型的共混膜材料。 研究结果表明,膜材料的玻璃化转变温度(Tg)有明显的上升,证明了交联反应的发生;同时,膜的吸水率和溶胀率有一定的下降,力学性能和热稳定性也有一定的提升。 通过共价交联的方法,制备了综合性能优异的磺化聚芳醚质子交换膜材料。 在100 ℃,交联膜的质子传导率为0.072~0.065 S/cm,吸水率为51%~89%,溶胀率为19%~30%。     

Remote excitation and remote detection of a single quantum dot using propagating surface plasmons on silver nanowire

Using propagating surface plasmons(SPs) on a silver nanowire(NW), we demonstrate that a focused laser light at the end of the silver NW can excite a single quantum dot(QD) microns away from the excitation spot. The QD–NW interaction allows the excited QD convert part of its energy into propagating SPs, which then can be detected at remote sites.Simultaneous multi-QD remote excitation and remote detection can also be realized. Furthermore, the tight confinement of the propagating SPs around the NW surface enables the selective excitation of QDs very close in space, which cannot be realized under the conventional excitation condition. This remote excitation and remote detection approach may find applications in optical imaging and the sensing of chemical and biological systems.     

单个等离激元纳米颗粒和纳米间隙结构与量子发光体的强耦合

在腔量子电动力学中,如果量子发光体与腔模式的耦合强度超过二者的平均损耗,就进入了强耦合区域,此时会形成部分光部分物质的新量子态—极化激元态.强耦合在室温玻色-爱因斯坦凝聚、极化激元激光、单光子非线性、量子信息等领域有重要的应用价值.基于单个金属纳米颗粒的结构可以支持局域表面等离激元共振,拥有极小的模式体积,非常有利于强耦合现象的发生.本文主要介绍了强耦合的理论背景、单个金属纳米颗粒和纳米间隙结构与量子发光体的强耦合、以及强耦合的动态调控,并展望了该领域的研究前景.     

基于Pt/GaN/AlGaN异质结高响应度双波段紫外探测器

提出一种在AlGaN基PIN器件的p-GaN表面上沉积Pt,形成肖特基势垒(SB)-PIN异质结器件,器件的能带和载流子的输运发生了变化,这种新型光电探测器实现了双波段紫外探测,可分别工作在光伏和光电导模式下。器件在275 nm波长的紫外光照射的负偏置电压下,工作模式为光伏探测,当入射光功率密度为100μW/cm²,偏置电压为-10 V时,器件得到最大响应度(0.12 A/W);当偏置电压为-0.5 V时,器件得到最大探测率(1.0×10¹³ cm·Hz^1/2·W^-1)。器件在正偏置电压工作模式下可作为高响应、高增益的光电导探测器,当偏置电压为+10 V时,用275 nm和365 nm波长的紫外光照射(光功率密度为100μW/cm²),器件的响应度分别为10 A/W和14 A/W,外量子效率分别为4500%和4890%。所设计的双波段多功能器件将极大地扩展基于AlGaN的紫外探测器的用途。     

侧链含萘可交联聚芳醚酮的合成及性能

以4,4'-二羟基苯基正戊酸和4,4'-二氟二苯酮为原料, 二甲基亚砜(DMSO)为溶剂, 采用亲核取代反应合成侧基含羧基的聚芳醚酮均聚物, 进一步与1-萘酚和2-萘酚接枝制备新型含萘可交联聚芳醚酮. 用核磁共振(NMR)、红外光谱(FTIR)、示差扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)表征其结构和性能, 含萘聚芳醚酮在常用有机溶剂如N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、DMSO, 四氢呋喃(THF)中有良好的溶解性, 并具有很好的成膜性. DSC测试结果显示, 在170℃热处理2 h的交联聚合物的玻璃化转变温度(T_g)提高40℃. TGA数据显示接枝后的聚合物的5%热失重温度提高40~50℃, 证明其发生交联反应. 结果表明, 新型含萘可交联聚芳醚酮具有热固性树脂的耐溶剂和耐高温特性, 进一步拓宽了聚芳醚酮的应用前景.