红外光谱法研究成核剂对聚丙烯光氧化降解的影响

采用红外光谱和显微红外光谱,对添加两种α成核剂(TM-1、TM-3)和一种β成核剂(TMB-5)的聚丙烯(PP)的自然光氧化降解行为及机理进行了研究。结果表明,添加成核剂前后,PP的光氧化降解产物均含有酮、羧酸、酯、醇和不饱和烃等。三种成核剂的加入并没有改变PP的光氧化降解机理和降解产物,但都对PP的光氧化反应起了一定的加速作用。各体系的光氧化速率依次为：PP/TMB-5>PP/TM-3>PP/TM-1>PP。PP与添加成核剂的PP中的光氧化程度沿深度的分布表现出相似的规律：表面处的羰基指数最高,自曝晒表面向内部,羰基指数逐渐降低,到约250 μm处减小到约为0,这个范围称之为表面氧化层。表面氧化层的厚度不随曝晒时间的不同而不同,而是由紫外光的穿透能力、氧气的扩散、尤其是加工时样品中的温度梯度所决定的。     

显微红外光谱法研究聚乙烯复合材料光氧化的深度分布

采用显微红外光谱法结合表面形貌分析研究了分别填充碳酸钙、绢英粉、云母、高岭土和硅藻土的高密度聚乙烯(HDPE)的自然光氧化随深度的分布。研究结果表明无机填料对HDPE光氧化的深度分布有很大的影响。填充碳酸钙的HDPE从表面到内部都没有明显氧化发生。而填充绢英粉、云母、高岭土和硅藻土的HDPE从表面到内部羰基指数逐渐减小,氧化深度都在150 μm以上。HDPE复合材料沿深度方向的氧化情况与其断面裂纹的产生情况吻合。结合无机填料的紫外吸收特性讨论了它们对HDPE光氧化的影响机理。     

银/二氧化硅复合材料对硝酸钠红外吸收光谱特性影响

对海洋营养盐进行快速检测是海洋污染监控中的一项重要任务。测量了硝酸钠溶液蒸发过程中的红外光谱,发现表面增强红外光谱法在营养盐的快速检测中有重要的应用价值。采用Stober方法制备了二氧化硅纳米颗粒,然后采用银氨溶液与二氧化硅溶液混合的方法制备银/二氧化硅(Ag/SiO₂)复合材料,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及紫外-可见(UV-Visible)吸收光谱对其进行表征。研究了硝酸钠水溶液干燥过程中Ag/SiO₂复合材料对硝酸钠红外吸收光谱的影响,结果表明硝酸根反对称伸缩振动吸收峰的吸收强度得到增强,这可能来自Ag/SiO₂薄膜材料的界面效应。     

聚丙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的光氧化降解研究

研究了聚丙烯/有机改性蒙脱土(OMMT)纳米复合材料在365 nm紫外光辐照下的光氧化降解过程中的结构变化。主要利用红外光谱方法进行表征。在辐照初期(紫外光辐照时间小于11 h),复合体系的光氧化降解速率大于纯聚丙烯体系;随着辐照时间的延长(大于11 h),复合体系的光氧化降解速率小于纯聚丙烯体系。主要原因是蒙脱土既有光屏蔽作用,又有加速光氧化降解的作用,这两种作用共存,但在辐照初期,催化光降解作用占主导地位,随着辐照时间延长,光屏蔽作用占主导。蒙脱土的含量对聚丙烯的光氧化降解速率也存在影响。另外,蒙脱土的加入对聚丙烯光氧化降解产物也产生影响,羧酸类及酸酐类产物增多,酯类产物减少。     

表面修饰纳米碳管复合二氧化硅凝胶玻璃的制备研究

采用羧基化、酰氯化和酰胺化等三步化学反应实现了r-氨基丙基三乙氧基硅烷(NH₂(CH₂)₃Si(OC₂H₅)₃,APTES)对纳米碳管(CNTs)的表面修饰。在此基础上,采用溶胶-凝胶工艺将其引入到二氧化硅凝胶玻璃中,并通过红外IR光谱、扫描电子显微镜SEM分析测试方法对所得样品的组成和结构进行表征。结果表明,经过一系列的化学处理,成功实现了CNTs与APTES的共价键合而达到表面修饰的效果。溶胶-凝胶过程中,先驱液中正硅酸乙酯(Si(OC₂H₅)₄,TEOS)、r-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(CH₂OCHCH₂O(CH2)₃Si(OCH₃)₃,GPTMS)、CNTs-APTES分别发生水解,并经过共同聚合反应形成二氧化硅三维网络结构,而CNTs也借助于APTES而被化学键合到二氧化硅网络中,实现了在二氧化硅凝胶玻璃基质中的均匀分散,从根本上克服了CNTs在固相基质中团聚的问题。     

控制氧化层对双势垒纳米硅浮栅存储结构性能的影响

在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中,利用逐层淀积非晶硅(a-Si)和等离子体氧化相结合的方法制备二氧化硅(SiO₂)介质层.电容电压(C-V)和电导电压(G-V)测量结果表明：利用该方法在低温(250 ℃)条件下制备的SiO₂介质层均匀致密,其固定氧化物电荷和界面态密度分别为9×10¹¹cm^-2和2×10¹¹cm^-2·eV^-1,击穿场强达4.6 MV/cm,与热氧化形成的SiO₂介质层的性质相当.将该SiO₂介质层作为控制氧化层应用在双势垒纳米硅(nc-Si)浮栅存储结构中,通过调节控制氧化层的厚度,有效阻止栅电极与nc-Si之间的电荷交换,延长存储时间,使存储性能得到明显改善. 关键词： 等离子体氧化 二氧化硅 纳米硅 控制氧化层     

镁合金阳极氧化膜腐蚀特性的红外显微成像分析

采用显微红外成像技术对镁合金阳极氧化膜表面的腐蚀特性进行了研究。镁合金在7.3 Wt% Na₂SO₄溶液中浸泡后,表面氧化层中的部分MgO逐渐转化为Mg(OH)₂,进而发生溶解和脱落,使得镁合金失去保护作用。当浸泡时间达到2 h时,显微红外成像结果表明阳极氧化膜中Mg(OH)₂的红外吸收信号最强,Mg(OH)₂的含量最多。而4 h后Mg(OH)₂的红外吸收信号开始减弱,Mg(OH)₂开始减少,镁合金不断被腐蚀。氧化膜中另一成分Al₂O₃随浸泡时间的显微红外成像信息与Mg(OH)₂的变化规律相同。采用电化学阻抗谱技术对阳极氧化膜的阻抗进行测试,其阻抗随时间的变化特点基本符合氧化膜腐蚀规律。本研究对于镁合金阳极氧化膜的表征具有很好的指导作用和推广应用价值。     

NiCoP/rGO复合材料的合成及其性能研究

以六水合氯化镍、七水合硫酸钴、氧化石墨烯(GO)和赤磷为原料,利用原位水热法,在不添加任何表面活性剂的情况下,合成了磷化钴镍/还原氧化石墨烯(NiCoP/rGO)纳米复合材料,并通过XRD、SEM、TEM、IR、Raman等对该复合材料进行了表征.结果表明,所得复合材料由NiCoP纳米颗粒和还原氧化石墨烯片层结构组成,NiCoP纳米颗粒尺寸大约为20 nm,均匀分布在rGO片层结构表面上,同时探讨了复合材料的形成过程.另外,复合材料的吸附脱除实验表明,所得复合材料对多种染料都具有非常好的吸附作用,因此,在污水处理方面有较大的应用价值.     

氧化铝、金和氧化锌构成的类“法国梧桐树”坚果球表面上氧化锌针的生长和特性

复杂的氧化锌复合材料在光电设备方面有着很大的潜在应用。报道一种特殊 “果球”的模拟生长——由Al₂O₃,Au和ZnO制成的天然 “法国梧桐悬铃坚果”。这种“法国梧桐悬铃坚果”表面有许多小的、溅射在Al₂O₃表面上的金纳米粒子层。通过电沉积技术合成的ZnO针型在金纳米粒子层上可以很好的生长。单色散针(或者六角形纳米柱)的获得有着有不同的分布密度。所制备的样品在扫描电子显微镜(SEM)下观看,像组合起来的“法国梧桐悬铃坚果”。还研究了6 000 ℃下样品的光致发光(PL)和其他特征。尖锐的束缚激子(BE)的和纵光学声子LO-phonon 的光谱线意味着ZnO微纳结构有着高品质的光学特性。     

红外光谱法测定杉木/聚丙烯复合材料中木粉和塑料含量

木塑复合材料(wood plastic composites, WPCs)中木材和塑料的配比影响其性能和价格,传统的热化学方法尚不能快速准确地测定WPCs中木塑配比。为探究红外光谱法定量分析WPCs中木粉和塑料的可行性,以杉木、聚丙烯(PP)以及各种添加剂为原料,经过木粉改性、混料和挤出造粒制备出13种不同杉木含量(9.8%～61.5%)的WPCs。采用KBr压片法对制得的样品进行红外光谱分析,通过对比WPCs、杉木、PP以及其他添加剂的红外谱图,确定杉木特征吸收峰为1 059,1 033和1 740 cm-1,1 377,2 839和841 cm-1表征PP特征峰。建立木粉含量、PP含量和二者特征吸收峰峰高比之间的相关关系,结果表明,木粉含量与I_{1 059}/I_{1 377}和I_{1 033}/I_{1 377}之间均存在极强的线性相关,R2分别为0.992和0.993,PP含量与I_{1 377}/I_{1 740}和I_{2 839}/I_{1 740}之间存在高度线性相关,R2分别为0.985和0.981,形成了杉木/PP复合材料中木粉和PP含量的红外光谱定量分析方法,木粉含量预测方程依次为y=53.297x-9.107和y=55.922x-10.238,PP含量预测方程依次为y=6.828 5x+5.403 6和y=8.719 7x+3.295 8。方法精密性和准确性检验表明,方法可重复性强、准确度高,木粉与塑料含量预测平均相对误差约为5%,与传统热化学方法相比,预测精度有较大提高,更重要的是红外光谱法操作更为简便。该研究为杉木/PP复合材料中木粉及塑料含量的测定提供了一种简便、快速、准确的方法。     

珊瑚化石的红外光谱及XRD研究

通过红外吸收光谱和X射线粉晶衍射分析对不同颜色及质地且表面具放射状纹理的珊瑚化石的结构特征及组成物相进行了研究。结果表明,此类珊瑚化石主要由SiO₂组成,内部仍保留了钙质型珊瑚横断面所特有的放射状显微结构,成因属SiO₂交代作用。不同颜色和质地的珊瑚化石红外吸收光谱基本一致,均显示典型的石英质玉的红外吸收光谱特征。XRD分析表明不同颜色和质地的珊瑚化石主要组成物相一致,为SiO₂,其他矿物极微量,且不含CaCO₃。     

NaYF4∶Yb,Er/氧化石墨烯纳米复合材料的制备、表征及上转换发光性能

采用“一锅”和直接混合两种制备过程,制得了NaYF₄∶Yb, Er/氧化石墨烯（rGO）和SiO₂包覆NaYF₄∶Yb, Er/rGO两系列纳米复合材料。各种测试结果表明,NaYF₄∶Yb, Er是以α型立方结构和纳米粒子形状存在于复合材料中,粒径主要在30～70 nm间,而rGO则较好地分散在其中,但“一锅”法制得的rGO呈现更好的分散性。Raman光谱证实,在这两种纳米材料之间存在表面耦合相互作用,且随着rGO相对含量增大,它们之间接触面积逐渐增多,相互作用也逐渐增强。上转换发光测试结果表明,rGO具有很好的发光猝灭效应和光限幅现象,尤其是对NaYF₄∶Yb, Er的红光带影响更加显著。随着rGO相对含量逐渐增加,红光带发光强度逐渐降低,而绿光带变化不大。对于使用不同方法制备的样品,在具有相似含量情况下,由于团聚rGO具有更强的吸光作用,SiO₂包覆样品的红光带发光强度受到rGO影响更大。     

固态阴极射线器件复合加速层的研究

固态阴极射线器件的加速层,是提高固态阴极射线性能的重要部分,它能够加大电子能量,倍增电子数量。其中增加注入电子从而提高过热电子的数量,是提高固态阴极射线器件性能的关键。为此 ,文章尝试将加速层复合,兼顾加速与电子注入性能。首先将SiO₂,ZnS和ZnO分别与有机聚合物MEH-PPV组合,确定较适合的复合加速层的组合：SiO₂/ZnS和 ZnO/SiO₂。然后将这两种复合加速层的性能对比,发现SiO₂/ZnS的性能更优越,因为电子注入性能ZnS和ZnO相当,而电子加速倍增性能ZnS明显优于ZnO,其中 SiO₂为主要的加速层,而ZnS起到降低注入势垒变成阶梯势垒的作用。最后又将复合加速层结构的固态阴极射线器件和传统的SiO₂夹层固态阴极射线器件对比,发现这种复合 加速层结构,尤其在高场下,可提高固态阴极射线的初电子源和过热电子的数目,从而提高其发光效率具有促进作用。     

银/二氧化硅薄膜对硝酸钠红外吸收特性的影响

采用银氨溶液与二氧化硅溶液混合的方法制备银/二氧化硅(Ag/SiO₂)薄膜材料,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及紫外—可见吸收光谱进行了表征。研究了Ag/SiO₂薄膜对硝酸钠水溶液的红外吸收光谱特性的影响。结果表明硝酸根的反对称振动吸收峰随着硝酸钠的浓度提高而变化,这可能与Ag/SiO₂薄膜材料的表面等离子体增强效应和有效表面积增大效应有关。     

喷雾热解法制备红色发光粉LiEu(SiO2)1/6W2O8的研究

采用喷雾热解法制备红色荧光粉LiEu(SiO₂)_1/6W₂O₈。研究了反应温度、前驱体溶液浓度、载气流速对实验结果的影响。通过扫描电镜、X射线衍射、激发和发射光谱对所制样品进行了研究,发现样品颗粒呈实心类球形、结晶度好、表面光滑、发光强度较高、粒径平均1.5μm左右且分布较窄。该类荧光粉激发主峰位于396nm,发射主峰位于615nm。LiEu(SiO₂)_1/6W₂O₈发光的色坐标为:x=0.667 9,y=0.3310,与NTSC的红色标准基本一致,该荧光粉色纯度非常高,适用于制造紫光芯片激发的白光LED。用喷雾热解法制备红色荧光粉LiEu(SiO₂)_1/6W₂O₈的研究尚未见报道。     

快重离子辐照金红石型TiO2的肿胀效应及化学蚀刻行为研究

二氧化钛（Titatium Dioxide,简称TiO₂）晶体在中能重离子辐照时表面会出现肿胀效应, 肿胀高度与入射离子的电子能损和辐照注量有关。 辐照后的TiO₂在一定条件下能够被氢氟酸溶液化学蚀刻,化学蚀刻的电子能损阈值为8.2keV/nm,未辐照TiO₂呈现几乎零蚀刻率。要达到饱和蚀刻深度,辐照离子的注量必须大于或等于1×1013ions/cm2。采用离子辐照的潜径迹理论分析研究了辐照损伤及对化学蚀刻的影响, 快重离子辐照结合化学蚀刻是制备TiO₂微结构的有效方法。 There appears volume swelling on the surface of the irradiated rutile TiO₂ crystal and the volume swelling is affected by the ion fluence and the electronic stopping power. To induce adequate irradiation damage for the chemical etching, the irradiation parameters must fulfill some requirement. There is minimum electronic stopping power for the chemical etching of the irradiated region in TiO₂ crystal, which is about 8. 2 keV/nm. If the ion fluence is below 1×1013ions/cm2, the saturated etching depth of the irradiated region in TiO₂crystal cannot be reached. The irradiation damage based on latent track formation frame and the theoretical linkage to the etching technique is investigated. It is hopeful to fabricate micro and nano scale structurce in rutile TiO₂ crystal by using the ion irradiation and chemical etching technique.      

应用X射线荧光光谱法测定过磷酸钙中主量元素

磷肥是农业生产中最常用的肥料之一。文章通过X射线荧光分析技术测定了过磷酸钙中九种成分的含量,各元素的测定精度都在0.20%～0.005%之间,所以X射线荧光光谱法是一种测定过磷酸钙肥料有效成分和其他元素的快速、有效的方法。通过磷肥中各种成分的含量分析可以得出如下结论：(1)选用的过磷酸钙中有效P₂O₅≥16%(18.101%),不是假磷肥;所以X射线荧光光谱分析技术可以识别磷肥真假;(2)所测定磷肥中SiO₂,TFe₂O₃,MgO, CaO和K₂O含量比较高,分别是16.954%, 1.495%, 1.580%, 21.428%和1.585%,所以以过磷酸钙作为肥料时可以起到微肥的作用,但是研究磷元素作用时应当注意这几种成分对磷肥效果的干扰作用;(3)Al₂O₃的含量为3.225%,长期使用磷肥应当注意Al毒的发生。