胶体分形聚集体分维数与随时间变化的SERS强度关系研究

由于胶体聚集的动力学过程可用分形理论描述,从而对胶体动力学生长机制有了新的理解。Lin等研究了金胶、硅胶及聚乙烯乳胶的直接光散射后认为,胶体的两种生长机制DLCA和RLCA聚集体具有不依赖于胶体个性的普适分数维。对这一结果用不同方法对不同胶体进行验证十分必要。我们曾研究了吡啶吸附于AgBr胶体随时间变化的SERS规律,本文进一     

重力场和电解质浓度对胶体凝聚体分形结构的影响

运用李航等提出的新方法, 克服了DLVO理论中无法理论计算不同电解质浓度下颗粒的表面电位这一困难, 从而可以直接计算出不同电解质浓度下胶体颗粒间的位能. 同时, 还运用胶体颗粒动能的玻耳兹曼分布原理和蒙特卡罗方法来模拟胶体的运动, 并采用非弹性碰撞理论解决了碰撞后凝聚的有效概率问题. 在改进DDA模型的基础上, 成功地建立了以往的模拟中未能建立的重力场中电解质浓度与碰撞凝聚概率间的联系, 结果发现, (1)重力场作用下的凝聚体分形维数随电解质浓度变化的曲线完全不同于无重力条件下的曲线. 无重力作用下, 凝聚结构体分形维数随电解质浓度的变化比较缓慢, 曲线呈“L”形；而重力作用下的分形维数则呈明显的“S”形曲线. (2) 在重力条件下, 慢凝聚包括两个区域, 对电解质浓度不敏感区域和敏感区域. 在敏感区域存在一个电解质浓度的拐点. (3)无重力条件下,不同大小的胶体颗粒在快凝聚时的分形维数都是在1.86±0.01.当电解质浓度降低,凝聚速率变慢,分形维数增加,最大达到2.01±0.02,但不会形成重力条件下的分形维数接近3的结构体.     

扩散模型和凝聚模型耦合作用下胶体凝聚动力学的Monte Carlo模拟研究

以扩散模型(Ds(γ)=D0×sγ)和凝聚模型(Pij(σ)=P0×(i×j)σ)为基础,对胶体体系随时间的演变、团簇大小分布及其标度关系、团簇的重均大小S(t)的变化规律以及模型对最终分形维数的影响四个角度进行了比较研究,发现扩散指数γ0和凝聚概率指数σ0对胶体的凝聚动力学过程有相似的影响.本文在较宽的γ和σ取值范围内,对胶体的凝聚动力学进行了模拟研究,对慢速凝聚向快速凝聚的转化机理作了定量分析,并进一步分析了在团簇-团簇凝聚(CCA)模型下,得到类似扩散置限凝聚(DLA)模型的凝聚体的物理意义,结果表明:(1)γ0代表了体系中团簇或单粒做"定向运动"而非无规则的布朗运动的情况.这种"定向运动"的推动力可能来自于大团簇产生的强"长程范德华力"、"电场力"等,或来自于体系边界处的外力场的作用.(2)当σ0时,体系成为先快后慢的慢速凝聚,这可能对应大团簇为一排斥中心,即胶体颗粒存在"排斥力场"的现象.(3)证实了团簇的重均大小在凝聚过程的早期按指数规律增长,而后期按幂函数规律增长的实验现象.模拟研究还表明,胶体体系的凝聚动力学过程,在σ0时是一个存在正反馈机制的非线性动力学过程,而在σ0时则体现出负反馈的特征.     

多分形的动态描述和相变研究

本文给出了多分形的动态描述,讨论了多分形的一级、二级相变以及广义熵Kq在多分形中的应用。     

La(OH)3凝聚的形态和粒径分布研究

在形态空间中对La(OH)_3凝聚体系统的形态分布进行了描述。在此基础上, 对La(OH)_3凝聚体的粒径分布进行了模拟, 进而提出了La(OH)_3凝聚体的形成机制。     

Cu掺杂TiO_2作为SERS基底的研究

本文采用溶胶-水热法制备了TiO2及Cu掺杂的TiO2纳米粒子作为表面增强拉曼光谱(SERS)活性基底,观察到当4-巯基苯甲酸吸附在3%Cu掺杂的TiO2表面上时,其SERS信号得到了最大程度的增强.Cu离子掺杂进TiO2晶格时会使TiO2表面的缺陷浓度(表面态)得到增加,一定量的缺陷浓度对TiO2-to-Molecule的电荷转移机理起到促进作用,进一步证明了化学增强机理在SERS现象的贡献.     

分形表面粗糙度与光散射关系的研究

用Weielstxass－Mandelbrot函数产生了一维的分形表面，在几何光学适用的范围内研究了这些表面的光散射特性．发现分形线数D越大，通常被认为越粗糙的表面，其光散射的角分布反而比D小的表面更集中．文章最后解释了这种现象的成因．     

不同电解质体系中土壤胶体凝聚动力学的动态光散射研究

利用动态光散射技术研究在不同浓度的KNO3和Mg(NO3)2中土壤胶体颗粒的凝聚过程动力学. 通过分析凝聚过程中光强和有效粒径随时间的变化得到: (1)根据凝聚过程中光强的稳定与否, 可以判断土壤胶体凝聚过程中碰撞的发生是由布朗运动支配还是由重力作用支配; (2)在不同的电解质体系下土壤胶体凝聚表现为快速凝聚特征或不同的慢速凝聚特征, 并且在慢速凝聚中存在一个对重力敏感的电解质浓度; (3)两种电解质作用下的土壤胶体凝聚特征相似, 但对Mg(NO3)2体系浓度变化的敏感性远远大于KNO3体系. 此外, 通过分析凝聚平均速率随电解质浓度的变化, 找到慢速凝聚与快速凝聚的电解质浓度转折点, 即临界絮凝浓度(CFC), 提供了一个实验测定CFC的可能方法.     

硫脲及其衍生物的SERS和量子化学研究

Adsorption of thiourea (TU) and ethylthiourea(ETU) on roughened silver electrode was investigated using in- situ surface enhanced Raman spectroscopy(SERS). Using quantum chemistry and HSAB theories, the influences of electrode potential and the different substituent groups on SERS were discussed. TU is chemisorbed perpendicularly by Ag-S bond on silver at E=-0.3 V and adsorption of TU turns into a parallel orientation at E=-0.9 V. ETU is always chemisorbed at an angle from Ag. The adsorption of ETU is through C=C and C=O groups at E=-0.3 V, and mainly through C=C at E=-0.9V.     

利用聚合诱导胶体凝聚法制备中孔钛胶的研究

以钛酸丁酯为原料,利用聚合诱导胶体凝聚法(polymerization-induced colloid aggregation, PICA)合成了可供高效液相色谱(HPLC)使用的窄孔径和粒径分布的微米级中孔钛球.探索了以钛酸丁酯为原料制备胶体的方法和条件,考察了温度、溶液pH值、尿素和甲醛浓度对树脂微球成球的影响.同时对树脂微球的煅烧条件进行了考察.最终制备出适用于HPLC的平均粒径为3.5μm,平均孔径为18.9 nm,比表面积为9.6m2/g的二氧化钛填料.     

胶束形成的分形研究

提出了测定胶束质量分维的两种新方法即粘度法和GPC－LALLS联机法，随后从动态光散射数据计算了离子型胶束SDS的分维，这些实验数值之间能互相印证．建立了放束形成过程的Laplace分形理论，计算得分维D＝1.54（二级），作高级计算的分维D＝1.67与前面实测值基本相符，另外，从唯象理论角度，讨论了胶束的多重分形及其热力学行为，发现有两个相变点β_c＝-4和β_c＝-1．并认为这两个转折分别对应着单分子<=>分形胶束<=>经典胶束结构之间的转变．     

长程范德华力导向作用下胶体凝聚的计算机模拟

采用计算机模拟方法研究了长程范德华力在胶体凝聚过程中的作用, 发现由于胶粒间的范德华力是长程力, 它对胶粒或团簇运动将产生导向作用. 与不考虑导向作用的扩散控制团簇凝聚(DLCA)模型比较, 这种导向作用不仅加速了胶体的凝聚过程, 而且形成了更致密、分形维数更大的结构体. 研究还发现, 长程范德华力导向作用对胶粒的初始浓度非常敏感, 不论是在凝聚物的结构还是凝聚速率方面, 只有在胶粒初始浓度较低时, 该导向作用效应才明显. 其可能的原因是,在胶粒初始浓度较高时, 由于胶粒布朗运动的平均自由程很短而且位阻效应大, 从而使导向作用效应未能反映出来.     

金纳米粒子组装体系SERS化学增强的研究

Gold nanoparticles were assembled on gold substrates with the self-assembled monolayer(SAM) of p-minothiophenol(PATP). AFM measurements disclose that gold nanoparticles are scattered over the surface of the substrate with a submonolayer coverage. The Raman signal of the coupling layer, the SAM of PATP, can be well observed. Potential-dependent measurements were performed to study the chemical enhancement in SERS of such a system. Based on the supposition that the direction of charge transfer is from gold nanoparticles to PATP, it is deduced that Herzberg-Teller contribution has ruled in the SERS of such a system.     

SERS技术对聚天冬氨酸缓蚀性能的研究

SERS技术对聚天冬氨酸缓蚀性能的研究;缓蚀作用;表面增强拉曼散射     

基于SERS探针技术的细胞识别、成像与诊疗

表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS),是指吸附在粗糙的金属纳米结构表面的被分析物,在光照射下其拉曼光谱获得显著增强的异常表面光学现象。近年来,SERS技术已广泛地用于物质检测和生物传感等研究,在生物医学领域表现出巨大的应用潜力并取得了令人瞩目的研究成果。本文回顾了SERS探针技术在细胞识别、成像与诊疗等方面的应用及最新研究进展,重点介绍了SERS细胞探针的构建方法与原理,以及基于SERS探针的细胞检测应用策略,并讨论了SERS探针技术在细胞检测中仍有待解决的关键问题。     

AMT在青铜电极表面上吸附的SERS研究

对AMT在青铜上的吸附行为进行激光拉曼电化学研究，通过改变青铜电极的电极电位对在有无Cl－存在条件下各主要拉曼振动峰进行观察.结果表明, AMT垂直吸附在青铜表面，有Cl－存在下， Cl－与AMT分子共吸附在青铜表面上.外加阳极极化电流、加入Cl－将增加AMT在青铜表面上的吸附.     

Ag/SBA-15表面催化过程的现场SERS研究

以三嵌段共聚物P₁₂₃为模板剂, 正硅酸乙酯为硅源, 水热合成了介孔分子筛SBA-15, 通过对SBA-15内外表面修饰, 使用银氨溶液和硝酸银溶液作为金属源合成Ag/SBA-15, 透射电镜(TEM)研究表明在SBA-15孔道内较好地分散了颗粒状和棒状的Ag纳米粒子. 以苯硫酚作为探针分子, 研究了负载Ag纳米粒子的SBA-15的SERS效应, 结果表明Ag/SBA-15具有良好的SERS活性. 另外, 该材料对催化硼氢化钠还原对硝基苯酚具有良好的催化效果, 通过结合现场SERS技术, 研究了该催化过程的机理.     

复合凝聚法制备甲拌磷微胶囊剂的研究

本文报导了制备甲拌磷微胶囊剂的复合凝聚合成方法，研究了多种反应条件对甲拌磷微胶囊化的影响，测定了甲拌磷微胶囊剂在水中的控制释放，并进行了甲拌磷微胶囊剂与常规乳油的药效对比试验。