原位核磁共振技术考察L-缬氨酸导引下合成花状纳米结构聚苯胺形成机理的研究

利用~1H-NMR原位追踪在L-缬氨酸存在下合成花状纳米聚苯胺的形成过程中发现此结构的形成经历3个阶段:首先在苯胺与缬氨酸构成的类胶束结构内聚合成吩嗪类寡聚物;其次通过p-p重叠作用及胶束融合过程成为片状聚集体;最终通过与缬氨酸形成氢键组装成花瓣状纳米聚苯胺.通过改变反应条件,对比形成过程中核磁共振图谱及产物形貌的变化发现花状纳米聚苯胺的形成有如下特征:反应初期L-缬氨酸作为缓冲试剂可以避免苯胺的骤然质子化,有利于生成具有吩嗪结构的寡聚物;反应前苯胺单体与缬氨酸形成稳定的反应环境保证寡聚物始终在其内聚集生长,有效避免了外部环境的影响.     

基于聚乙烯醇/Fe2O3纳米颗粒的纤维素酶固定化

以聚乙烯醇/Fe2O3磁性纳米颗粒为纤维素酶固定化载体, 通过反复冻融的方法成功地实现了纤维素酶固定化. 采用透射电镜、红外光谱仪、振动样品磁强度计对固定化酶复合体进行了表征, 结果显示, 固定化酶复合体为大小约1 μm的微凝胶团, 内含10 nm左右的Fe2O3纳米颗粒. 研究影响固定化因素后发现, 当pH为6, 固定化时间为11 h, 纤维素酶/PVA质量比为4, PVA/Fe质量比为50时, 固定化纤维素酶效果最好. 通过该方法固定后酶活回收率达42%, 酶水解效率显著提高, 经过5次反应后的固定化酶相对酶活力保留50%以上. 因此, 基于聚乙烯醇/Fe2O3纳米颗粒的纤维素酶固定有利于酶的循环使用并显著提高酶的使用效率, 是一种有效固定化纤维素酶的新方法.     

微波消解-ICP-MS测定塑料原料中14种催化剂残留元素

采用微波消解法预处理聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)常用塑料原料,使用压力控制装置对消解过程进行监控并对消解条件进行摸索,考察了消解量、消解体系、消解温度和保持时间对消解结果的影响,优化选择了电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)的测定参数和内标元素。建立了微波消解-电感耦合等离子体-质谱法测定塑料原料中Li、Ca、Mg、Al、Si、Ti、V、Cr、Co、Zn、Ga、Zr、Sb、Hf 14种元素的催化剂残留的检测方法。方法检出限在0.001～10.60μg/L,回收率在82%～120%之间,相对标准偏差小于20%。     

气相色谱-质谱法测定木制品中双三丁基氧化锡

提出了气相色谱-质谱法测定木制品中双三丁基氧化锡(TBTO)含量的方法。样品经甲醇提取,所得提取液用四乙基硼化钠衍生化,产物用气相色谱-质谱法测定,外标法定量。双三丁基氧化锡的质量浓度在0.1～40 mg.L-1范围内与峰面积呈线性关系,方法的检出限(3S/N)为0.05mg.kg-1。在3个标准加入水平下进行了回收率和精密度试验,加标回收率在88.4%～90.4%之间,相对标准偏差(n=6)在2.0%～5.4%之间。     

一种基于荧光信号的海面厚油膜评估方法

油膜厚度是海面溢油污染评估分析的一个重要指标,激光诱导荧光(LIF)技术是目前最有效的海面溢油探测技术之一,基于LIF探测技术的油膜厚度反演算法当下仅有适用于薄油膜(≤10~20 μm)的评估方法,而对于较厚油膜(>20 μm)的评估目前尚无有效的反演算法。鉴于此,提出一种基于LIF技术适用于较厚油膜的反演算法,该算法采用油膜荧光信号反演油膜厚度,推导了油膜厚度反演公式,并给出了基于该反演算法的油膜厚度评估方法。首先采用最大类间方差算法(Otsu)选取合适的荧光光谱波段,然后根据选取波段内每个波长的光谱数据反演油膜厚度,最后采用反演油膜厚度的平均值作为油膜厚度评估结果。研究了该算法的适用范围,给出了该算法有效评估范围最大值与测量相对误差的关系,并结合消光系数给出了在多种测量误差条件下不同消光系数油品有效评估范围的最大值。通过实验对本文方法进行了验证,选用原油和白油的混合油(1∶50)作为实验油品,以波长为405 nm的激光作为激发光源,采集波长范围为420～750 nm,采集了海水背景荧光和拉曼散射光光谱、实验油品的荧光特征光谱和多种不同厚度的较厚油膜的荧光光谱。采用Otsu算法选取420～476 nm波段评估油膜厚度,在实验油品油膜厚度≤800 μm时,该算法对油膜厚度的评估具有较高的精度,平均误差为10.5%;在油膜厚度>800 μm时,平均误差为28.8%,评估误差较大且随油膜厚度的增加快速变大,该实验结果与利用测量相对误差和消光系数的分析结果一致。实验结果表明,该方法可以实现对海面较厚油膜厚度的有效评估,并可以根据测量相对误差和消光系数判断评估结果的有效性。     

PVT法生长4H-SiC晶体及多型夹杂缺陷研究进展

作为第三代半导体材料的典型代表,碳化硅因具备宽的带隙、高的热导率、高的击穿电场以及大的电子迁移速率等性能优势,被认为是制作高温、高频、高功率以及高压器件的理想材料之一,可有效突破传统硅基功率半导体器件的物理极限,并被誉为带动“新能源革命”的绿色能源器件。作为制造功率器件的核心材料,碳化硅单晶衬底的生长是关键,尤其是单一4H-SiC晶型制备。各晶型体结构之间有着良好的结晶学相容性和接近的形成自由能,导致所生长的碳化硅晶体容易形成多型夹杂缺陷并严重影响器件性能。为此,本文首先概述了物理气相传输(PVT)法制备碳化硅晶体的基本原理、生长过程以及存在的问题,然后针对多型夹杂缺陷的产生给出了可能的诱导因素并对相关机理进行解释,进一步介绍了常见的碳化硅晶型结构鉴别方式,最后对碳化硅晶体研究作出展望。     

基于LIF的海面溢油状态识别研究

随着海洋运输业和海洋石油开采业的快速发展,溢油污染日益严重,给海洋环境和海洋生态平衡带来极大威胁。因此海洋溢油污染的治理、改善,成为海洋环境保护工程中刻不容缓的重要工作。而对不同状态溢油的识别则是解决溢油污染问题的基础与关键。海面上的溢油,主要包括未乳化与乳化两个不同阶段。前者以不同厚度的油膜形式存在,后者以不同油水比的溢油乳化物形式存在。不同状态的海面溢油具有不同的元素组成：油膜为纯油分子,乳化溢油为油水混合结构,构建出差异化的荧光基团。在激光作用下具备各自特征的荧光光谱信息,不同状态显示出较为明显的荧光光谱差异。光谱曲线的形状特征是荧光物质物理化学性质的一种外在体现,所以从光谱的特征形状来分析、比较一定的光谱参量可以达到物质分类和物种识别的目的和效果。为了实现海面溢油不同状态的快速分类识别,通过搭建的LIF探测系统,采集了常用成品油不同状态的荧光光谱,光谱曲线对比发现：乳化阶段的光谱会表现出荧光峰个数增多、荧光强度改变、荧光峰位偏移等一系列特征。在此基础上,根据表观统计学原理,提取光谱的均值、标准差、峰度系数、谱线宽度、曲线斜率等特征参量,并将这些特征值进行聚类分析。结果显示: 基于激光诱导荧光光谱的海面溢油聚类分析结果与实际溢油状态是基本一致的。即在已知油种的前提下,该分类方法可较好识别出海面不同的溢油状态。因此该方法可以为海面溢油识别提供一种新思路,也为LIF技术探测质量的提高,应用水平的提升奠定一定的基础。     

用代数-能量自洽法研究双原子分子解析势能函数

基于计算双原子分子完全振动能谱及离解能的代数方法 (algebraic method,AM)和研究双原子分子解析势能函数的能量自洽法(energy consistent method,ECM),建立了计算双核分子体系精确解析势能函数的代数-能量自洽法(AM-ECM).应用AM-ECM方法研究了7Li+2-23Σg,KH-X1Σ+,NaLi-X1Σ+和NaLi-A1Σ+电子态的解析势能表达形式,并与其他方法的研究结果进行了比较,获得了能正确描述这些电子态在渐近区和离解区的精确解析表达结果.     

氢化铁的自旋极化效应及势能函数

B3LYP/6-311++g**水平上预测了FeH2及FeH稳定构型讨论了其自旋极化效应,并与实验结果进行了比较.结果表明其基态分别为FeH2(5A1)和FeH(4?),自旋态对构型和物理性质均有显著影响.FeH2具有C2v对称性.势能与核间距的关系用4参数Murrell-Sorbie函数进行拟合得到其分析势能函数.由此推导出力常数和光谱数据,并由多体项展式理论导出了基态FeH2分子的分析势能函数.用这个分析势能函数分析表明:H+FeH生成FeH2(C2v)分子通道存在一个4.68 eV深的势阱,易生成H—Fe—H络合物分子.反应Fe+H2→HFeH,?H=-0.08305 eV,是放热反应.     

低温区CsI掺杂的12CaO·7Al2O3型发射材料负离子的发射特性

本文利用潮湿浸渍法将碘化铯(CsI)掺杂至12CaO·7Al2O3(C12A7)型负离子存储发射材料的表面并对其的结构与存储特性进行了X射线衍射和电子顺磁共振的表征,与此同时还对该材料的发射特性、离子发射分支比以及温度对发射强度的影响等方面进行了研究和分析。将实验和表征结果与未掺杂的C12A7进行对比后发现,C12A7表面上CsI的掺入很大程度上改善了该材料的发射特性。掺杂CsI后,在800 V·cm-1的引出场下,发射温度由570℃降低至470℃,与此同时,在同样的发射条件下,其发射强度也明显增强。低温区(<500℃)氧负离子O-的发射纯度接近100%。以上结果表明掺杂CsI至C12A7表面是一种在低温下获得氧负离子O-源的有效途径。