红外光谱分析丙烯酸树脂包膜尿素膜降解特征

采用傅里叶变换红外光谱吸收(FTIR)方法分析丙烯酸树脂包膜尿素及与生化抑制剂结合的四种肥料在棕壤中膜降解特征,尝试利用红外光谱技术分析丙烯酸树脂膜降解特征,为包膜尿素肥料的应用提供科学依据。分析表明,成膜的化学成分,分子结构和膜组成没有因不同种生化抑制剂的加入而受到影响。膜特征峰出现在3 479～3 195,2 993～2 873,1 741～1 564,1 461～925和850～650cm-1之间,主要是CH3,CH2的—C—H,—OH,C—O,C—C,C—O—C,CO,CC的不对称、对称伸缩振动吸收,峰面随时间变化由平到尖,由宽到窄,吸收强度因化学键量变强弱不一。60d前四种肥料膜红外吸收光谱没有明显区别,膜降解缓慢;而60d后降解速度加快,以120d降解速度最快,310d后四种肥料膜主要分子结构没有实质性改变,膜材料主要成分在棕壤中降解十分缓慢,降解速度并没有明显受到不同生化抑制剂的影响。降解特征可以用红外吸收光谱测定与描述,红外光谱能够描绘膜降解动态,物质化学基团变化,降解速度的差别。     

自然光和土培条件下膜材红外吸收光谱变化

新型可降解包膜肥料是目前肥料研究领域中的热点。相关研究主要集中在包膜材料对包膜肥养分释放的作用机制上,而膜材施入土壤后结构是否发生变化的可用信息较少,这些信息是评价膜材是否环境友好的关键。研究分别以聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚碳酸酯(PC)为主要材料配制的膜材为对象,研究它们在自然光照、土培前后红外吸收光谱的变化,来研究这3类物质在自然光照和土培条件下的降解。为期4个月培养后膜材的红外光谱显示：3种膜材在培养期间都有不同程度的结构变化,这说明3种膜材均具有降解性能,且膜材土培降解强度大于自然光照降解。PC的降解性能最强,其次是PLA和PBS。PLA和PC在黑土中的降解性能强于棕壤,而PBS则相反。     

PPC地膜不同覆盖方式下降解特征的红外光谱分析

为解决可降解地膜因降解而发生过早的破裂，研究不同覆盖方式下PPC地膜的稳定性及降解情况。设置了6种田间覆盖方式：单层黑色PPC地膜(SB);单层白色PPC地膜(SW);双层黑色PPC地膜(DB);双层白色PPC地膜(DW);上黑色下白色双层PPC地膜(DBW);上白色下黑色双层PPC地膜(DWB),测定了不同时间段地膜的红外光谱特征、力学性能和分子量，对不同处理下地膜的降解情况做出判断。结果表明，地膜长时间暴露在自然条件下，地膜的韧性变差，分子结构中的主链发生断裂，进而C—H键和C—O键的吸收峰相对强度随时间延长发生下降；由于地膜在水分子和微生物的作用下发生降解进而导致■伸缩振动峰和C—O—C反对称吸收峰相对强度出现不同程度的上升。双层地膜因经阳光照射下分子链活跃出现粘连的现象，稳定性明显高于单层地膜，因此双层地膜DWB和DBW处理的官能团吸收峰强度较单层地膜稳定，降解程度相对更缓慢。各处理的分子量和力学性能都呈现下降的趋势，双层地膜处理的分子量、伸拉力强度和断裂伸长率显著高于单层地膜，其中黑白双层地膜DWB处理和DBW处理在30～150 d内的稳定性强于单层地膜，到150 d时，DW...     

三种膜材喷涂尿素前后红外吸收的研究

包膜肥料是目前肥料研究领域中的热点。相关的研究主要集中在包膜材料对包膜肥养分释放的作用机制上,而膜材在包膜前后结构变化的可用信息则较少,此信息是能否直接用膜材研究包膜肥养分控释机理的关键所在。文章分别用以聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚碳酸酯(PC)为主要材料配制的膜材为对象,研究他们在对尿素包膜前后红外吸收光谱的变化,目的是为利用纯膜材深入研究包膜肥养分控释机理提供理论依据。结果显示PLA和PC在对尿素包膜前后的红外吸收光谱变化较小,而PBS较大。这说明前两种包膜材料能够直接用于研究包膜肥养分释放情况,但PBS不能。     

包膜肥料用改性聚乙烯醇膜材料降解性的研究（英文）

采用自然环境暴露和田间埋土试验,利用质量变化、红外光谱和电镜扫描技术研究自行研发的包膜肥料用改性聚乙烯醇膜材料的降解性。自然暴露和田间埋土试验结果表明,研发的膜材料均具有一定的降解性,且降解率随培养时间增加呈现上升的趋势。两种试验条件下,降解率最高的膜材料可达到35%以上,其中柠檬酸作为改性剂研发的膜材料降解性远远强于环氧树脂作为改性剂研发的膜材料。柠檬酸/聚乙烯醇/硅藻土复合膜材料因硅藻土的添加使得降解性能进一步增强,强于未改性的膜材料。而环氧树脂/聚乙烯醇膜材料虽然有一定的降解性,但是相较于对照差别不显著,添加硅藻土之后也不能明显增加其降解率。红外光谱表征结果显示,膜降解后一些主要基团C=O,C=C,=C—H的数量较对照有所减少,透射率增强,这说明膜发生了一定的降解。电镜扫描结果显示膜降解后表面变粗糙、凹凸不平,也说明该膜材料具有一定的降解性。红外光谱和电镜扫描的结果与质量变化试验的结果相一致,能够更客观地表征膜材料的降解性。研发的聚乙烯醇改性后的膜材料既能有效控制养分释放,又能在自然环境中自行降解,又不对环境造成危害,适合作包膜肥料用的膜材料。     

自然光和紫外光照条件下膜材红外光谱变化

可降解树脂包膜控释肥是目前肥料领域的研究热点之一。研究从可降解包膜材料实际施用环境着手,采用傅里叶衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR),表征包膜肥料膜材自然光和紫外光照条件的降解差异,通过对聚乙烯/疏水纳米二氧化钛、聚乙烯/亲水纳米二氧化钛和纯聚乙烯包膜的谱图来研究膜材在光照前后的结构变化特征,进而对膜材的降解行为做出判断。结果表明,在紫外光和自然光分别照射下,包膜降解过程中的官能团种类没有因光催化剂的加入而受到影响,而光催化剂的加入对官能团的变化程度有显著影响,依次为：聚乙烯/疏水纳米二氧化钛复合包膜>聚乙烯/亲水纳米二氧化钛复合包膜>纯聚乙烯包膜。另外,不同照射光源对包膜的分子结构的影响有所区别。自然光条件照射的降解过程中,包膜的聚乙烯碳链上在形成氢过氧化物的同时发生了交联反应生成含醚键的物质,接着继续氧化生成含羰基的化合物,最终羰基的存在促进包膜的进一步分解;紫外光条件照射下,光照产生的活性氧物种局部浓度大,攻击聚合物碳链的能力强,聚乙烯长链烷基断裂很快氧化生成含有羰基基团的中间产物。紫外光条件的照射实验未能全面反映包膜在自然光条件下的降解行为。     

聚氨酯包裹尿素缓/控释肥膜结构的FTIR研究

制备了聚氨酯包裹尿素缓/控释肥,采用傅里叶变换红外光谱法,研究了润滑剂蜡、尿素基体、异氰酸酯用量对聚氨酯在尿素表面成膜时的影响以及膜层的结构特征.将聚氨酯包裹尿素放入到氨水中浸泡28 d,模拟一种聚氨酯包裹尿素在土壤中所处的环境,发现随着浸泡时间的延长,游离NH振动吸收与脲C=O振动吸收的强度及谱带而积逐渐增加,脲C=O振动吸收位置向高波数移动.而将聚氨酯包裹尿素放入到水中浸泡28 d,这种趋势并不明显,这说明碱性条件埘聚氨酯膜层的破坏比水严重,因此聚氨酯包裹尿素在土中养分释放速度明显比水快,而化学交联密度较高的膜层,结构相对稳定,聚氨酯包裹尿素在水中及土壤中培养时,养分释放速率基本一致.     

柠檬酸和乙二胺改性前后麦秸秆的红外光谱分析比较

对天然麦秸秆(NWS)、柠檬酸改性麦秸秆(CWS)、乙二胺改性麦秸秆(EWS)的红外光谱进行了比较分析.NWS的红外吸收光谱主要由碳水化合物如木质素、纤维素等吸收带组成.NWS表面的羟基吸收峰出现在3405.16cm-1、2916.81cm-1处的吸收峰来自亚甲基中C—H的伸缩振动.1736.02cm-1和1602.21cm-1处的吸收峰是由C=O的伸缩振动引起的;苯环的骨架伸缩振动峰出现在1511.33cm-1;1425.47cm-1处的吸收峰是来自羧基的C—O伸缩振动,1376.19cm-1处为CH2的弯曲振动峰.与NWS的红外光谱图相比,CWS的主要变化为1738.13cm-1和1592.06cm-1处C=O吸收峰强度显著增加;EWS的主要变化为3405.16cm-1处的吸收峰蓝移至3417.43cm-1,且强度增加,1736.02cm-1处的吸收峰消失,CH2的C—H伸缩振动峰(2903.49cm-1)和弯曲振动峰(1382.91cm-1)强度显著增加,结果说明改性后分别引入了羧基和胺基.     

包膜肥料用改性聚乙烯醇膜材料降解性的研究

采用自然环境暴露和田间埋土试验,利用质量变化、红外光谱和电镜扫描技术研究自行研发的包膜肥料用改性聚乙烯醇膜材料的降解性。自然暴露和田间埋土试验结果表明,研发的膜材料均具有一定的降解性,且降解率随培养时间增加呈现上升的趋势。两种试验条件下,降解率最高的膜材料可达到35%以上,其中柠檬酸作为改性剂研发的膜材料降解性远远强于环氧树脂作为改性剂研发的膜材料。柠檬酸/聚乙烯醇/硅藻土复合膜材料因硅藻土的添加使得降解性能进一步增强,强于未改性的膜材料。而环氧树脂/聚乙烯醇膜材料虽然有一定的降解性,但是相较于对照差别不显著,添加硅藻土之后也不能明显增加其降解率。红外光谱表征结果显示,膜降解后一些主要基团CO,CC,CH的数量较对照有所减少,透射率增强,这说明膜发生了一定的降解。电镜扫描结果显示膜降解后表面变粗糙、凹凸不平,也说明该膜材料具有一定的降解性。红外光谱和电镜扫描的结果与质量变化试验的结果相一致,能够更客观地表征膜材料的降解性。研发的聚乙烯醇改性后的膜材料既能有效控制养分释放,又能在自然环境中自行降解,又不对环境造成危害,适合作包膜肥料用的膜材料。     

交联淀粉微球酶降解过程的FTIR和XRD分析

以可溶性淀粉为原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用反相悬浮聚合得到了一种交联淀粉微球(CSM)。为了深入了解交联淀粉微球(CSM)的降解过程,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线粉末衍射(XRD) 等光谱分析手段,对可溶性淀粉、CSM及其CSM在模拟肠液中不同时间的降解产物进行了分析。FTIR和SEM的研究结果表明, CSM在消化液中3 h内可稳定维持其交联结构,降解后3和12 h之间1 090 cm-1处的C—O—C弯曲振动峰减弱,酰胺的Ⅰ带吸收峰和Ⅱ带吸收峰强度的减弱说明了淀粉分子链被降解, 交联结构开始解聚,12 h后酰胺的Ⅰ带吸收峰和Ⅱ带吸收峰完全消失,说明交联结构已完全被除去;XRD结果表明,CSM在消化液中降解12 h后的情况与可溶性淀粉的降解情况相似,非结晶性部分被分解,结晶度随降解过程的进行而提高,但是仍然小于可溶性淀粉的结晶度。     

二维红外相关光谱在鉴别不同配方树脂中的应用

采用红外光谱结合二维相关分析技术,对添加不同固化促进剂的环氧树脂进行了快速鉴别研究.结果表明,二者在一维红外光谱图上没有差别,但是在二维红外相关谱图上却存在明显的差异.在对4000-2500cm-1和1600-730cm-1两个区域的同步和异步光谱进行研究后发现,配方B有甲基自动峰的出现,而配方A则无;配方A中基团变化顺序为：-CH3＞-CH2＞苯环C=C,醚C-O-C＞一CH2＞苯环C=C,环氧C-O-C＞苯环C=C,苯环=CH＞苯环C=C,苯环=CH＞叔丁基C-C;配方B中基团变化顺序为：环氧C-O-C＞苯环C=C,醚C-O-C＞苯环C=C＞叔丁基C-C,-CH3＞苯环C=C＞叔丁基C-C.研究得到两种树脂体系中-OH、苯环C=C、-CH2、-CH3、叔丁基C-C、醚C-O-C、环氧C-O-C、苯环=CH等基团光谱强度的变化相关性.因此,二维相关红外光谱可以用于揭示树脂反应过程中的高分子链段内不同基团的变化规律和相互作用,并用于一维红外谱图无差别的树脂的鉴别.     

近红外光谱结合非线性模式识别方法进行牛奶中掺假物质的判别

以287例上海及上海周边地区牧场的生鲜奶作为真奶样本集组成3个真奶样品集合,配制了526例含有糊精(或淀粉)+三聚氰胺(或尿素、或硝酸铵)的掺假牛奶形成6个不同种类的假奶样品集合,其中糊精、淀粉在掺假奶中的含量为0.15%~0.45%;硝酸铵、尿素和三聚氰胺的含量分别为700~2 100, 524~1 572与365.5~1 096.5 mg·kg-1,以保证掺假奶中凯氏定氮法测得的蛋白含量不低于3%。所有样本的近红外光谱均经过标准正态变换(SNV)预处理。将3个真奶样品集合和6个假奶样品集合进行不同的组合并对其采用改进与简化的K最邻近结点算法(IS-KNN)和改进与简化的支持向量机法(ν-SVM)建立了判别糊精、淀粉、三聚氰胺、尿素、硝酸铵这5类掺假物质的近红外判别模型,探寻掺假物质的浓度与识别正确率之间的关系。结果表明IS-KNN和ν-SVM两种方法对含三聚氰胺、尿素、硝酸铵的掺假牛奶的平均判别正确率分别在49.55%~51.01%,61.78%~68.79%与68.25%~73.51%区间波动,说明在该研究的掺假物浓度范围内,很难用近红外模型良好区分不同类型伪蛋白的掺假奶;IS-KNN和ν-SVM两种方法对含淀粉的掺假牛奶的判别正确率分别为92.33%与93.66%、对含糊精的掺假牛奶的平均判别正确率分别为77.29%与85.08%。从整体结果上来看ν-SVM法进行建模判别的结果大部分优于IS-KNN法进行建模判别的结果。对判别正确率与样品中掺假物质的含量水平分析表明近红外光谱结合非线性模式识别方法能良好地区分掺假奶中含量较高(0.15%~0.45%)的糊精和淀粉,而对含量偏低的三聚氰胺等伪蛋白的判别效果不佳,说明近红外光谱技术不适于鉴别牛奶中含量低于0.1%的掺假物质。     

紫外分光光度法测定控释尿素的透膜扩散速率

使用控释氮肥能提高其利用率,减轻环境污染。(包膜型)控释尿素是近几年发展较快的控释氮肥之一。控释尿素透膜扩散速率是其控释性能的一个重要指标。研究表明, 使用对二甲氨基苯甲醛为显色剂,在酸性水溶液介质中显色络合物的最大紫外吸收峰在λ=426 nm处,尿素浓度在7.5～210 μg·mL-1范围内,其浓度与吸光度呈线性关系。据此, 建立了在此紫外波段测定水溶液中尿素的含量来实现控释尿素透膜扩散速率的测定方法, 其回收率为96.1％～103.9％。     

SiO2 passivation film effects on microwave characteristics of YBa2Cu3O7−x-based resonators

SiO₂ film coated as a passivation layer for YBa₂Cu₃O_7−x (YBCO)-based microwave devices is investigated by measuring the microwave characteristics of microstrip line resonators. The SiO₂ film is deposited with its 0.3 to 0.4 μm thickness by a sputtering method using Ar + 30%O₂ plasma. These deposition conditions do not degrade the microwave characteristics and the critical temperature (T_c). Next, the SiO₂ film coated resonators are compared with the uncoated ones for two kinds of degradation conditions: a 200°C annealing in air, and an exposure to air at 85°C and 85% RH (relative humidity). We find that the SiO₂ passivation film prevents the YBCO thin film from the surface degradation and reacting with water.     

溶胶-凝胶法制备TiO_2纳米薄膜及其光催化性能的研究

本文通过溶胶－凝胶工艺在玻璃表面制得了均匀透明的ＴｉＯ２纳米薄膜，其纳米颗粒的大小在５０～１５０ｎｍ范围内。该镀膜玻璃的透光性较好，在可见光范围内它相对于普通玻璃来说透光率在７２％以上。敌敌畏水溶液的光催化降解实验表明：起光催化作用的ＴｉＯ２晶型主要是锐钛矿型，因此热处理温度控制在５５０℃较好。随着镀膜次数的增加，光催化效率提高，当镀膜达到１０次时，光解率达到最高，再增加镀膜次数，光解率几乎没有提高。随着光催化效率的进一步提高，该类材料可望在环境保护、污水处理、空气净化等方面具有广阔的应用前景。     

Preparation of uniform TiO2 nanostructure film on 316L stainless steel by sol-gel dip coating

Sol was prepared by the mixing of tetra-η-butyle titanat, ethyl aceto acetate, and ethanol in an optimized condition. Polished 316L specimens were coated with the sol by dip-coating method. The influences of drying condition, withdrawal speed, calcination temperature, addition of dispersant, and pH of sol on TiO₂ nanostructure coating were investigated. Choosing of alcohol as drying atmosphere hindered the crack formation. The relation between coating thickness and withdrawal speed was evaluated. The optimum temperature to create a uniform distribution of nanoparticles of anatase was derived as 400 °C. Average roughness of coating was found about 10.61 nm by AFM analysis. Dispersant addition promoted formation of a uniform film as well as prevention of agglomeration. Acidic sol provided smaller particles than neutral sol.