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.     

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。     

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.     

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.     

用于透射电子显微镜表征的单层纳米晶/聚合物复合薄膜的制备

为了提高纳米晶的TEM表征质量, 通过在水/气两相界面上铺展纳米晶/聚合物复合单层膜的方法, 制备了质量较高的TEM样品. 对于水相纳米晶采用表面活性剂再包覆的方法, 将其转移到油相. 与传统制样方法(尤其是水相合成纳米晶)相比, 嵌入聚合物膜中的纳米晶更容易分散(受到空间位阻与分子间弱相互作用等因素的影响), 并且聚合物膜可以自支持在空的铜网上, 从而提高了TEM照片的清晰度. 研究了系统中聚合物、纳米晶、表面活性剂和溶剂的种类及配比关系对于样品和成像质量的影响, 结果表明, 该方法对各种金属及半导体纳米晶的TEM表征具有一定的普适性.     

Au-Ag三角纳米环单层膜的原位转化制备及 SERS效应

利用模板牺牲氧化还原反应将自组装在基片上的三角板银纳米粒子(边长约为79.2 nm)与氯金酸溶液作用进而原位转化形成三角纳米环. 通过紫外-可见(UV-Vis)光谱实时监测基片上银三角板纳米粒子在反应不同阶段的消光特性; 扫描电子显微镜(SEM)显示了银三角板纳米粒子转化过程的形貌变化; 利用X射线光电子能谱(XPS)对其成分进行分析. 表征结果表明, 三角纳米环的成分为Au-Ag合金或复合物; 随着基片与氯金酸溶液作用时间的增加, 自组装膜的表面等离子体共振峰逐渐红移; Au-Ag三角环状纳米粒子的平均壁厚度从29.3 nm缩小至16.2 nm. 以4-巯基苯胺(4-ATP)为探针分子研究了该Au-Ag三角环状纳米粒子单层膜的表面增强拉曼(SERS)活性. 自组装单层膜基底的SERS信号随着Au-Ag三角纳米环平均壁厚度的增加逐渐增强.     

L波段三维ESR成像系统的研制(Ⅵ)--三维ESR成像系统软件

在L波段三维ESR成像系统的研制中,以Matlab 为平台,建立了包括谱数据自动化处理、ESR空间（1D、2D、3D）成像和ESR谱-空间成像为一体的系统应用软件,可方便清晰地显示谱和物体自旋密度分布的各种图像,为深入研究顺磁性物种自旋密度分布的特征及其化学反应过程中氧的扩散过程,提供了很好的可视化信息. 实验表明,该系统软件具有广泛的应用前景.     

ZnO超微粒子的EPR特性和光催化性能

利用XRD,TEM,XPS和EPR等研究了ZnO超微粒子的EPR特性和光催化性能。前驱物碱式碳酸锌在320,430,550和700℃经热处理制得的ZnO超微粒子粒径分别为13.5,19.3,26.1和38.5nm,属六方晶系纤锌矿结构;室温下ZnO超微粒子表现出稳定的单一谱线的EPR信号,其强度随粒径的增大而减小。而在液氮温度下,ZnO超微粒子的EPR谱具有6条强度不等的超精细谱线,在光催化氧化C7H16和SO2过程中,其光催化活性随其EPR信号强度的减小而下降。说明O^2-空位在光催化反应中起重要作用。     

正戊烷与SO2气相光化学反应自由基机理的ESR验证

烷烃与SO2的气相光化学作用为自由基反应[1].Penzhorn等[2]对C4以下的气相烷烃与SO2光化学反应产物的复杂性和多样性进行了推测,此后对该光化学反应机理的研究均以反应产物(特别是凝聚态产物)为基础进行的[3].为验证烷烃与SO2光化学反应体系中确实存在自由基,Makarov等[4]向正戊烷与SOz光化学反应体系中引入NO,通过对反应起始阶段的产物的光谱分析和反应动力学研究,论证了该反应的自由基过程.ESR技术是检测自由基的有效方法,Stokes等[5]利用自旋捕集-ESR技术成功地测得了气相羟基自由基的存在.     

L波段三维ESR成像系统的研制(Ⅰ)——L波段ESR成像的磁场及三维梯度磁场系统

研究并实现了L波段电子自旋共振三维成像（3D-EPRI）专用的三维梯度磁场系统，主磁场及扫描磁场系统以及相应的驱动控制系统. 梯度场线圈采用在铜板上用电切割方法加工的 平板式线圈，避免了用铜导线绕制线圈体积较大的缺点，从而缩小了主磁场的体积和极间距 . 梯度场强度在三维方向上均达到200 mT/m，驱动电流为20 A. 三维空 间线性度均优于5％；线性区域大于直径42 mm的球形空间. 两磁极间距离为63 mm，可以容纳通常体积的L波段谐振腔. 主磁场和扫描场线圈固定在同一轭铁架上. 它们可分别产生1.6～ 96 mT和0.2～16 mT的线性变化磁场. 5组磁场线圈（包括主磁场， 扫描磁场和三维梯度磁场）分别由5台独立的恒流驱动电源控制驱动. 电源通过数据接口由计算机控制. 初步成像实 验证明本工作所建立的磁场和梯度磁场系统可以用于EPRI实验.