阴离子表面活性剂SDBS胶束溶液的介电弛豫行为

用射频介电谱方法研究了0.1-80 mmol·L-1浓度的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)水溶液体系的介质弛豫行为. 测量发现频率接近107 Hz时, 在临界胶束浓度(CMC)附近出现显著的介电弛豫现象. 采用Cole-Cole函数拟合SDBS体系介电数据, 其拟合参数具有明显变化规律: 介电增量(△ε)随SDBS摩尔浓度(cs)的增加而增大, 表现为两种线性关系, 并在cs=36 mmol·L-1附近出现拐点; 特征弛豫时间(τ0)却在cs=45 mmol·L-1出现极小值. 利用胶束电模型分析了介电弛豫机制, 认为束缚Na+对离子数量和胶束体积变化是引起介电增量和特征弛豫时间变化的两个重要原因.     

汽油辛烷值的介电谱技术测定

利用介电谱仪采集汽油样品介电谱数据,基于已知辛烷值(研究法和马达法测定)的校正集样品,采用偏最小二乘法(partial least squares, PLS)建立校正模型,然后利用所建模型定量预测验证集汽油样品辛烷值(研究法和马达法测定).所建定量模型对验证集样品预测结果的绝对误差:研究法辛烷值不超过0.7个单位,马达法辛烷值不超过0.5个单位.并对介电谱技术的相关关键技术问题进行了讨论分析.研究结果表明:介电谱技术作为一种新的汽油辛烷值快速测定方法可行并具有较好的应用前景.     

浓差极化的介电模型——复合膜/溶液体系的数值模拟

提出了具有电导率和介电常数线性分布的介质的介电模型, 并导出了其内部电的和结构性质的参数与宏观测量的电容和电导之间定量关系的理论表达式, 以模拟复合膜中的多孔层部分的介电弛豫行为. 大量的模拟计算描述并解释了多孔层介电谱随介电常数分布、厚度等性质而变化的规律. 进一步对具有层状构造的复合膜以及复合膜和溶液相组成的多层体系的弛豫行为进行了数值模拟, 比较了三个体系(多孔层、复合膜、复合膜/液相层状体系)的介电谱, 结果揭示了介电谱对各层性质的依赖关系. 所提出的电导率和介电常数线性分布的多孔层的介电模型, 也可用于具有其他电导率、介电常数分布规律的体系.     

压力驱动膜过程中浓差极化的介电模型

提出了电导率呈指数型分布的浓差极化层的介电模型. 利用传递方程研究了压力驱动膜过程的介电谱, 并导出层内电导率分布与宏观测量的电容和电导之间定量关系的理论表达式, 得到介电谱高低频特征值与浓差极化模数之间的关系. 计算结果表明, 较之线性分布电导率, 指数型分布电导率能更好地描述浓差极化层的介电谱. 研究表明, 介电谱及其特征值和弛豫强度随浓差极化模数和层厚度显著变化. 对由分离膜、主体溶液和浓差极化层组成的复合体系的介电谱进行了数值模拟, 发现电导较之电容其频率依存关系对浓差极化模数的变化更为敏感, 上述研究为利用介电谱在线监测膜分离过程提供了有价值的理论参考.     

陶瓷/VDF-TrFE 0-3型铁电复合物的三阶非线性介电系数

在自建的非线性介电测试装置上测得了PT,BT、PZT和VDF-TrFE共聚物形成的0-3型铁电复合物厚片的三阶非线性介电系数ε3.研究发现,三种复合物的ε3都随陶瓷组分含量的上升而增大.测试场强升高,测得的ε3值减小,但对高陶瓷含量(φ＞0.4)的BT/VDF-TrFE和PZT/VDF-TrFE复合物则在6MV/m场强下出现极小值.二相都被预极化的复合物小于仅陶瓷相被预极化的ε3值.PZT/VDF-TrFE复合物的温度依赖关系显示了与(-阶)介电系数类似的表观热滞后现象.高PZT含量的复合物在相变区出现较大的ε3值.     

CeO2陶瓷的介电频响研究

研究了CeO_2陶瓷室温下低频和射频的介电谱,并给出了介电常数和介质损耗及其与温度的关系。测量结果表明,此种陶瓷存在弛豫极化,其偶极子的弛豫时间约为5×10~(-9)S。在330℃以下,CeO_2陶瓷的介电常数和介质损耗具有良好的温度特性。在室温下,CeO_2陶瓷在500kHz～50MHz频率范围内具有良好的介电特性。     

非晶态聚对苯二甲酸乙二酯等温结晶的介电研究

非晶态PET的介电性质温度谱除α_a松弛和β松弛外,在120—130℃之间由于在升温过程中试样的结晶出现一个损耗峰。比较非晶态试样与结晶后试样介电常数ε′和介电损耗ε″的差别,可在97—113℃温度下用ε′和ε″来表征非晶态PET的等温结晶过程。在结晶的初期,ε′随时间的变化符合Avrami方程,即(ε′(t)-ε′(∞))/(ε′(0)-ε′(∞))=exp(-Kt~n)。在结晶的后期,由介电性质的频率谱Cole-Cole图观察介电松弛强度△ε和β参数在结晶过程的变化。     

PS-PBA粒子分散系的介电弛豫谱解析——同、反离子对弛豫的影响及表界面电参数的计算

制备了近纳米级的聚苯乙烯-丙烯酸丁酯(PS-PBA)复合微球粒子,并在40Hz～110×106Hz的宽频范围测量了该粒子分散在9种电解质中时的介电弛豫谱,发现了与PS微球粒子分散系不同的特异介电弛豫:低频弛豫对反离子种类具有敏感性而高频弛豫则与电解质种类几乎无关;根据Shilov-Dukhin模型和M-W-O模型分别分析了高、低频率的弛豫机制,并通过对介电谱的Cole-Cole拟合获得了各体系的介电参数.进一步利用Hanai方法由介电参数计算获得了所有体系的相参数;详细分析了体系的内部参数受PS-PBA微球自身结构以及电解质种类影响的原因;讨论了离子扩散系数对介电参数的影响,从而得出了低、高频的弛豫特征时间分别由同离子的扩散系数和反离子的扩散系数所决定之结论.最后,结合Grosse宽频介电理论计算了粒子表面的以及双电层的主要电参数,并分析了电解质种类差异对这些电参数的影响.     

碱性水溶液中ABEI的电致化学发光的研究

研究了6-[N-(4-氨基丁基-N-乙基)-N-乙基]-氨基-2,3-二氢吩噻嗪1,4-二酮(ABEI)的电致化学发光的各种条件,发现最佳的电脉冲参数为:占空比0.45,脉冲周期20ms,脉冲幅值+1.6V(相对饱和甘汞电极);最佳介质是0.12mol/L KOH-0.080mol/L H_3BO_(3-)0.080 mol/L KCI(pH12.0).在这些条件下,ABEI的发光强度与浓度在1.0×10~(-8)～9.0×10~(-5)mol/L范围内呈线性关系.研究表明,溶液中的Cl~-先被氧化为CIO~-,CIO~-再与ABEI作用并使其发光.     

介电失配度对沸石电流变液界面极化的影响

利用介电谱方法研究了NaA沸石/硅油和NaA沸石/煤油两种电流变液的介电行为, 测量发现两体系在10⁵ Hz处均出现明显的弛豫现象. 采用单弛豫Cole-Cole函数拟合各体系的介电参数, 结果表明在相同体积分数条件下硅油体系具有较大的介电增量(?ε), 且两体系的介电增量与体积分数(φ)均服从?ε＝4ε_mφ的函数关系. 通过计算和分析粒子与介质间介电失配程度, 阐明了油介质的介电常数(ε_m)对于沸石电流变液界面极化强度的贡献. 此外研究了吸附水对沸石电流变液界面极化的影响, 结果发现水的吸附对于体系的?ε值没有影响, 但明显降低了弛豫时间, 证明吸附水对沸石电流变液的界面极化率具有增强作用.     

P[MMA-IL]修饰石墨烯协同调控PVDF复合物结晶与介电行为

为改善石墨烯(Gra)在聚偏氟乙烯(PVDF)中的分散性和界面性质,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐(IL)为单体合成P[MMA-IL]共聚物,用于修饰石墨烯(Gra),并通过溶液共混、热压法制备PVDF/PMMA、PVDF/P[MMA-IL]、PVDF/PMMA/Gra和PVDF/P[MMA-IL]/Gra复合薄膜.采用Raman光谱、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅里叶变换反射红外光谱分析仪(FTIR-ATR)、X射线衍射仪(XRD)、偏光显微镜(POM)、示差扫描量热仪(DSC)和电感电容电阻测试仪(LCR)对复合薄膜的结构形态、结晶与介电行为进行表征和分析.Raman光谱表明P[MMA-IL]与Gra之间存在强相互作用;FESEM照片显示P[MMAIL]能够促进Gra在基体中的分散;DSC、XRD和FTIR-ATR数据表明PMMA降低PVDF的结晶温度,PMMA和Gra未能诱导出?-PVDF极性晶体,而单独的P[MMA-IL]会通过咪唑阳离子-偶极子作用诱导?-PVDF晶体;通过咪唑阳离子-π强相互作用,P[MMA-IL]在模板剂Gra表面进行修饰,协同诱导作用增强.POM照片表明?-PVDF晶体在生长过程中,MMA链段会嵌入到球晶的晶片空隙中,引起结构疏松;离子-偶极子和IL成核作用导致?-PVDF晶体尺寸较小,结晶较快.介电行为研究表明PMMA及其修饰Gra降低PVDF的结晶度和链浓度,导致界面极化和取向极化较弱,介电响应较弱;而P[MMA-IL]修饰Gra诱导的?-PVDF晶体、以及IL链段在界面的离子极化使得界面极化作用增强,介电响应增强.     

球壳粒子悬浮系模型化研究——内部相参数对介电谱影响的数值模拟

在Hanai理论基础上对球壳粒子悬浮系的介电模型进行了模拟研究,通过用C++的复数类对理论公式的程序化,建立了介电谱的介电参数与体系内部相参数的关系.所得的解析解可方便地模拟介电弛豫谱依不同相参数的变化曲线,计算并分析了内部参数对介电谱的模式以及介电参数的影响因素.     

链结构及频率对嵌段聚醚氨酯介电谱的影响

不少研究者用介电驰豫的方法对聚合物进行了广泛的研究^[1-5].对多嵌段的两相体系,介电驰豫的方法很灵敏.我们曾用此法研究了不同扩链剂及软段为聚四亚甲基醚二醇(PTMG)嵌段聚醚氨酯(SPEU)的分子运动,观察到软段结晶的α_c峰^[6].本文用介电驰豫方法进一步考察软段链结构不同对温度谱的影响,以及不同驰豫单元的活化能.     

膜对物质吸附和释放的介电谱研究——弛豫机制和扩散动力学

对壳聚糖膜吸附和缓释水杨酸过程的介电监测显示: 伴随着吸附或释放的进行, 相应膜/溶液体系的介电谱也发生规律性变化. 通过对这一变化的系统分析, 对介电弛豫产生的机制提出了新的看法, 确认了吸附或缓释行为引起的溶液中的浓差极化是介电弛豫产生的根本原因, 进而由浓差极化层电导率梯度、厚度与介电谱弛豫强度之间的理论关系解释了体系介电谱随时间等因素变化的原因. 这一弛豫机制的确立, 有望为建立获得吸附或释放过程体系各相的动态变化参数的理论方法、从而实现介电谱方法对药物控制释放过程的实时监测开辟一个新的途径.     

用氧化偶联聚合法合成新型电活性聚酰胺及其结构表征

使用氧化偶联聚合的方法, 合成了一种新的电活性聚酰胺, 使其同时具有聚酰胺和聚苯胺性质. 该反应操作简便易行, 室温下即可进行. 通过红外光谱和核磁共振谱对其结构进行了表征, 用紫外-可见光谱和循环伏安法研究了氧化还原性质和电活性, 并测试了导电率.     

新型结构规整的三联苯桥基四官能度化合物的合成与表征

以对-溴甲苯、对苯二酚、1-溴己烷、1,4-对苯二异氰酸酯等为原料, 通过Williamson反应、溴化反应、格氏反应、氧化反应、Suzuki反应等一系列反应合成了用于合成梯形聚合物的两种重要单体: 2,5-二[4′-N-(1,1-二羟甲基)丙胺基甲酰苯基]-1,4二己氧基苯和2,5-二｛4′-N-[1,1-二(对异氰酸酯基苯胺甲酸酯基)丙胺基甲酰苯基]｝-1,4二己氧基苯, 并利用元素分析、红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(¹H NMR)和质谱(MS)等手段对其进行了结构表征.     

介电松弛谱法用于高分子链动力学行为的研究

介电松弛谱法是研究高分子链松弛运动的一种有效方法.它可反映出分子的特征结构信息,对揭示高分子链动力学行为的本质及规律、调控其凝聚态结构意义重大.本文从介电松弛谱理论出发,总结出几种常用的介电特征参数以及用于解析这些参数的数学模型.通过介电松弛谱中高分子链的弛豫过程的解析,可得出与高分子链运动相关的特征参数,如介电常数、介电松弛强度以及链运动的特征松弛时间,从而判断链松弛运动的尺寸小大,松弛的基团以及链运动的协同过程;还可与Arrenius方程、Vogel-Tammann-Fulcher（VFT）方程、统计学模型建立联系,获得界面构造、分子内部组成、链动力学行为同环境的依存性等信息,为高分子材料的分子设计、开发与应用奠定高分子物理理论基础.     

基于代表性频率的介电谱解析形式

基于电介质复折射率的实验数据,采用晟小二乘法结合选取的代表频率拟合得到了电介质的介电谱解析表达式,可以得到电介质在全频段的光频常数和介电常数．研究了三个典型液态电介质,水、乙醇和甲苯的介电谱．在实验数据可以获取的频率范围内,采用解析表达式得到的光频常数与采用Kramers—Kronig转换得到的折射率实部和实验得到的折射率虚部吻合得很好．基于介电谱解析表达式可以预测目前实验无法测量的区域的介电谱．     

Pt纳米晶上CO电吸附及电氧化的表面增强红外吸收光谱研究

为理解Pt 纳米晶(NCs)表面上吸附与反应的结构效应, 本文利用电化学衰减全反射-表面增强红外吸收光谱(ATR-SEIRAS)初步研究了{100}优先取向的Pt 纳米晶表面CO电吸附和电氧化. 合成并清洗过的Pt 纳米晶在硫酸溶液中的循环伏安图出现了四对氧化还原峰, 其中位于0.26和0.36 V的峰分别对应于短程有序和长程有序Pt{100}上的氢吸脱附. 利用Bi、Ge 不可逆吸附法估算出Pt{100}和Pt{111}纳米晶筹分别占34% 和17%. 在原位红外光谱研究中, 首次分辨出线性吸附的CO (CO_L)物种在Pt 纳米晶的三个基础小晶面上的振动谱峰. 动电位光谱分析结果表明Pt{110}上吸附的CO_L优先电氧化, 其次{111}上的CO_L发生氧化, 而Pt{100}上CO_L氧化过电位最高.     

几种姜黄素类1,4-戊二烯-3-酮衍生物的合成及结构表征

以芳香醛和酮为原料,合成了3类姜黄素类1,5-二芳基-1,4-戊二烯-3-酮衍生物:1,5-二噻吩基-1,4-戊二烯-3-酮(Ⅰ)、1,5-二苯基-1,4-戊二烯-3-酮类(Ⅱ)和1,5-二呋喃基-1,4-戊二烯-3-酮(Ⅲ);利用元素分析、红外光谱、核磁共振谱(1 H NMR及13 C NMR)分析了产物的组成和结构,初步探讨了其反应条件和反应机理.结果表明,以无水乙醇为溶剂、8%的NaOH溶液为催化剂,反应温度为30⁵0℃时,反应产率较高.