纳米级聚乙烯和聚丙烯微晶的高分辨透射电子显微学研究

用高分辨电子显微学方法对从极稀的二甲苯溶液中得到的纳米级聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)微晶进行了研究,发现这种纳米级微晶是分子堆砌不完善,但可以独立存在的一种亚稳态结构,其晶格存在着大量的弯曲、分叉、位错等缺陷,经热处理后有序程度大大提高.表明高分辨电子显微学方法是研究PE和PP纳米级微晶的亚稳态结构和稳定性的有效手段.     

研究沸石结构的低剂量高分辨电子显微学方法

介绍了一种研究沸石结构的低剂量高分辨电子显微学方法,该方法可以有效降低电子束对沸石样品的辐照损伤,获得的高分辨像的分辨率优于0．18nm。提出了降低电子辐照损伤的措施,阐述了低剂量高分辨成像技术的技术要点。     

HDPE,LLDPE或LDPE高取向薄膜微结构的电子显微学研究

木工作用透射电子显微术及电子衍射技术研究3种PE(HDPE,LLDPE或LDPE)均聚物高取向薄膜的微结构。定量测定了它们的结晶尺寸。通过倾斜样品电子显微学研究确定了不同种PE纤维结构的对称性。     

ZrO2氧空位显微结构的高分辨电镜研究

基于透射电镜X射线能谱仪得到的微区成分信息及高分辨电子显微结构信息,构建具有氧空位缺陷的ZrO2晶体结构模型,用200 kV透射电子显微镜的参数进行高分辨实验像的多片层法模拟计算,观察分析了ZrO2多晶材料样品的晶格缺陷.沿[001]方向的二维晶格像及相应的傅立叶变换像显示出ZrO2样品的晶格缺陷.将计算机模拟结果与高分辨实验像进行比较,结果表明计算机模拟像的衬度及周期性与实验像之间符合良好.根据晶体结构的缺陷模型和模拟计算,阐明了氧空位缺陷引起的实验像衬度的变化.通过高分辨电子显微观察结果及计算机模拟结果,揭示了陶瓷ZrO2多晶材料样品晶格中氧空位的存在.     

急冷镍铝基催化剂微结构的电子显微学研究

雷尼镍型催化剂以其优越的电、磁、机械及化学等性能而广泛应用于石油化工领域。该类催化剂通常使用急冷法制备,以获得亚稳态均匀的非晶或纳米晶合金结构。例如急冷镍铝合金在一些不饱和有机化合物加氢反应中展现了卓越性能。通过引入杂原子,可调控其活性、抗酸性和磁性等,如铁掺杂可以增加磁性,满足磁分离技术和磁稳定床的需求;耐腐蚀铬的加入能够使催化剂适应酸性反应体系。热稳定性和比表面积调控对提高雷尼镍型催化剂的性能起重要作用,而这些取决于材料的相组成、晶粒尺寸、孔径分布和杂原子引入等微观结构。因此,精细结构解析对急冷镍铝基催化剂活性、选择性和转化率的研究起重要作用。 Devred等通过真空传递样品台在透射和高分辨模式中研究了雷尼镍型催化剂的结构,并与其性能关联。除此,关于此类材料精细结构解析的文献很少。主要原因是此类催化剂在空气中易燃烧,不易得到其真实的微结构特征。此外,磁性对利用透射电子显微镜原子级别探索其微观结构也有很大影响。基于X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对雷尼镍型催化剂的研究,利用先进电子显微学探索其精细结构是非常重要的研究方向。本文借助真空传递样品台,使用电子显微术和电子能量损失谱探索铁铬掺杂急冷镍铝合金催化剂的微结构,揭示了催化剂真实结构,并详细对比分析了原始、燃烧及钝化处理催化剂的结构特征。该工作将为研究急冷镍铝基催化剂“合成-结构-性能”关系提供真实的结构特征信息。利用真空传递样品台,我们通过选区电子衍射(SAED)和XRD确定了铁铬掺杂镍铝合金是由Ni2Al3和Ni组成。扫描透射模式中, X射线能谱(EDS)元素面扫显示Fe, Ni, Cr, Al和O元素均匀分布于催化剂中,并确定了其成分比例。样品中氧的存在是由于存放样品时少量镍被氧化,高分辨解析也进一步证实了样品中有少量氧化镍。高分辨分析也给出催化剂中Ni和Ni2Al3的分布,大部分Ni分布在表面, Ni2Al3在样品中起骨架作用。电子能量损失谱揭示Ni和Fe的存在形式为金属态,而Cr为氧化物。进一步对比分析了原始、燃烧和钝化的铁铬掺杂镍铝催化剂的微结构。结果表明,燃烧后的催化剂结构发生巨大变化,含有大量氧化镍,原始结构完全被破坏。但经过钝化处理样品的体相微结构未发生变化,颗粒尺寸、组成元素分布和体相相组成与原始催化剂相同,表面有一层氧化镍生成。钝化使得表面生成氧化镍层,可保护样品不被进一步氧化。对其微结构解析中发现大颗粒中铝含量高,说明碱提取铝过程中不完全,如果调控合成颗粒尺寸分布均一的催化剂,将会增加催化剂中的活性组分,提高其性能。综上所述,对比分析原始、燃烧和钝化样品的精细结构表明,利用真空传递样品台可以揭示铁铬掺杂急冷镍铝催化剂的真实结构;钝化处理样品的体相结构分析可以代表原始催化剂元素分布、体相相组成及颗粒尺寸分布等特征。这些微结构特征解析将有助于进一步研究催化反应机制和理解反应路径等。本文为分析易氧化和具有磁性的催化剂提供了微结构解析方法,如果能够用此方法对比分析反应前后催化剂的微结构,将对设计合成高性能催化剂提供重要依据。     

交联聚乙烯熔体结晶的晶胞结构及微晶尺寸

用X -衍射方法研究了熔融辐照交联结晶聚乙烯的晶胞结构变化规律 ,并得到了垂直( 110 )晶面方向微晶尺寸随辐射照剂量变化的关系。结果表明晶格尺寸和缺陷随交联度增加而增长。     

介观尺度多孔材料的电子显微学结构解析

孔径在介观尺度的多孔材料由于其规整的孔道结构、大比表面积、特殊的空间限域效应使其在吸附、分离、催化、传感、载药、能源等领域都具有广阔的应用前景. 深入解析材料的结构特征不仅是理解其物理化学性能和应用的关键, 也是研究材料的形成机理及新材料制备的重要反馈和支持. 电子显微学以电子为探针, 通过电子衍射和高分辨像对材料结构展开探索, 可以研究更小尺寸晶体的结构, 揭示局部结构信息如缺陷及共生等, 对介观尺度多孔材料的结构解析至关重要. 对近年来通过电子显微学方法解析的介观尺度多孔材料工作进行了综述, 主要针对有序介孔材料以及有序大孔材料展开, 归纳了不同结构类型的介观尺度多孔材料所适用的电子晶体学方法, 在此基础上提出电子显微学在介观尺度孔材料结构解析上的优势、不足和未来发展的方向, 以及将电子显微学用于其它材料结构解析的可行性.     

聚乙烯基环己烷-聚乙烯-聚乙烯基环己烷三嵌段共聚物溶液的受限结晶研究

嵌段共聚物由于组分间的化学不相容性而发生微相分离,组装成各种有序的纳米结构,如球、圆柱、层及双连续结构等．半晶型嵌段共聚物由于引入了能结晶的组分,使体系中存在两种相互竞争的过程,即微相分离与结晶,所以能形成更为丰富的有序结构．聚乙烯基环己烷-聚乙烯-聚乙烯基环己烷[Poly(Vinylcyclohexane)-b-poly(ethylene)-b-poly(vinylcyclohexane),     

分子动力学方法研究单链聚乙烯的结晶过程

用分子动力学方法（ＭＤ）研究了单链聚乙烯在不同温度（１００Ｋ、２００Ｋ、３００Ｋ、４００Ｋ、５００Ｋ）下的结晶过程,并用能量和结构参数进行了描述．结果表明伸直分子链的结晶过程都经历了三个阶段,首先是伸直链的卷曲与聚集,然后通过链段的排列形成规整的片晶结构,最后是结晶形成的片晶在结构与能量上的涨落变化。研究表明,结晶温度越高,分子链的内聚速度越快．研究发现,分子链在内聚阶段经历一个局部凝聚的中间状态,在结晶温度很低（１００Ｋ）时,局部凝聚的结构是有序的．而在５００Ｋ时,该结构为无规线团．结晶温度的差异,一般来说,将导致得到的片晶厚度的不同．对于模拟的单链,随着结晶温度的降低而形成了较厚的片晶．该行为与聚乙烯本体结晶中片晶厚度对结晶温度的依赖性相反．在有序化阶段和之后的片晶调整运动阶段,分子链线团的回转半径基本保持不变．这与宏观多链体系的结果相同．另外,在模拟中发现,尺寸微小的单链聚乙烯晶片的扭转运动     

失活加氢精制催化剂中硫铁相的高分辨透射电镜研究

利用高分辨透射电镜(HRTEM)结合X射线能谱仪(EDS)和选区电子衍射(SAED)分析,对运转后的加氢精制催化剂中含有的微量未知相的化学组成、晶体结构进行了研究.通过X射线能谱仪确定该未知相主要成分为硫和铁.根据选区电子衍射结果,该硫铁相为单晶结构.采用样品倾转的方法,获得3幅不同取向的选区电子衍射图,根据衍射谱中衍射斑点对应的晶体学信息及3幅电子衍射图取向间的夹角关系,确定该硫铁化合物属于正交晶系的硫化亚铁,分子式为Fe0.91S.该催化剂应用于高温高压下的加氢环境中,其中原料油中的酸性物质,尤其是环烷酸对加氢设备材质的腐蚀是导致硫铁化合物相形成的主要原因,并由此探讨了硫铁化合物相的形成机制.     

Quantitative High Resolution Electron Microscopy

 With the resolution becoming sufficient to reveal individual atoms, HREM is now entering the stage where it can compete with X-ray methods to quantitatively determine atomic structures of materials without much prior knowledge, but with the advantage of being applicable to aperiodic objects such as crystal defects. In our view the future electron microscope will be characterised by a large versatility in experimental settings under computer control such as the illumination conditions (TEM-STEM), CBED, detecting conditions (diffraction, image, ptychography) and many other tunable parameters such as focus (g), voltage, spherical aberration (C _s ), beam tilt, etc. Since modern detectors can detect single electrons, also the counting statistics is known. The only limiting factor in the experiment will be the total number of electrons that interact with the object during the experiment due to the limitations in the exposure time or in the object damage. However, instrumental potentialities will never be exploited fully if not guided by an experimental strategy. Here intuitive guidelines can be very deceptive. For instance an image made with the best electron microscope (C _s  = 0) at the best focus (g = 0) from the best object (phase object) would show no contrast at all. Hence, questions such as what is the best C _s , focus, object thickness, etc. can only be answered properly if done using a method of experiment design.     

基于透射电子显微镜的沸石分子筛结构研究进展

透射电子显微镜是解析沸石分子筛新结构、 分析结构缺陷和研究活性位点等的有力工具. 应用于分子筛研究的透射电子显微术总体上可以分为图像法和衍射法, 包括透射电子显微镜和扫描透射电子显微图像、 选区电子衍射和三维电子衍射, 通常结合其中的几种方法进行分析. 近年来, 随着电子显微镜硬件性能的不断提升, 特别是球差矫正器的广泛应用及各种适用于分子筛等电子束敏感材料的探测器和图像处理技术的不断革新, 在原子尺度观察分子筛的结构已成为可能. 此外, 利用原位电子显微镜技术研究分子筛的生长和催化反应机理也在逐步展开. 本文按电子显微镜方法分类, 综述了近些年基于电子显微镜的分子筛研究, 包括新结构解析、 手性确认和金属负载等的最新进展.     

聚酞菁锗氧烷的电子辐照损伤及高分辨电子显微学研究

利用选区电子衍射观察了聚酞菁锗氧烷晶体的电子辐照损伤规律,结果表明,各晶面损伤次序既与所对应衍射班点的衍射级数有关,又与晶面间距有关。同时用选区电子衍射测量该聚合物晶体的耐电子辐照能力,对比不同加速电压对耐电子辐照能力的影响,讨论了获取晶面间距小于1nm的晶面的晶格像的可能性。最后利用高分辨电子显微技术拍摄了该聚合物的间距为0.66nm的晶格像和二维晶格像。     

钙稀土氟碳酸盐矿物中体衍交生结构的电子显微镜研究

用高分辨电子显微术研究了四川西昌地区钙稀氟碳酸盐矿物中的体衍生复合多晶体超微结构特征，直观地揭示了该类矿物非均匀结构的复杂性。研究表明，该矿物体是由钙稀土氟碳酸盐矿物系列中不同组分的氟碳铈矿与直氟碳钙铈矿结构单元层沿ｃ轴方向无序堆垛而成。     

From an Impurity to the Pure Compound – an Electron Microscopy Study

The power of electron microscopy techniques for the determination of structure and composition of marginal byproducts is demonstrated for rare earth metal cluster compounds. Small amounts of the new phase Gd₄GaI₆ in samples with the nominal composition Gd₇GaI₁₂ could only be identified by a combined approach of EDX, electron diffraction and HRTEM. The structure of Gd₄GaI₆ can be assigned to the Y₄BBr₆‐type containing chains of Gd₆ octahedra which are centered by Ga atoms. The results of the electron microscopy study initiated the synthesis of homogeneous samples of the new compound Gd₄GaI₆ by applying the correct ratio of the starting materials.     

纤维素芳族酯热致液晶对PET结晶成核作用的研究

用自制的热致液晶性纤维素芳族酯(CAE)作聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的成核剂,研究了PET/CAE体系(CAE含量≤1%)在110～200℃温度范围内的等温结晶动力学特性.结果表明,CAE能显著加快PET结晶速率(Z),Z随结晶温度和CAE含量变化均有极大值Z_max(T_C)和Z_max(W_CAE),Z_max(T_C)对应的温度T_max随CAE含量增加而降低,CAE促进PET结晶的作用机理与普通成核剂不同.     

高性能光催化降解聚乙烯薄膜的研究

利用酸性蓝BGA染料敏化的纳米TiO2作为光催化剂, 与低密度聚乙烯(LDPE)树脂复合制备了具有可见光催化降解性能的复合塑料薄膜. 采用SEM、FTIR、VHX-100数码显微镜和高温凝胶渗透色谱(HTGPC)等分析技术系统地研究了该塑料薄膜在紫外光和太阳光照射下的降解性能. 探讨了塑料薄膜在光辐照前后的力学性能、质量和分子量变化规律. 研究结果表明, 该薄膜在经紫外线照射5 d后质量损失达到17.6％, 数均分子量由21800降低为5900; 经太阳光照射48 d后质量损失达到12.5％, 分子量降为8100. 辐照后薄膜拉伸强度和断裂伸长率显著降低, 羰基含量升高.     

Crystal Structure of LiRh-type IrZn Determined by Powder X-ray and Selected Area Electron Diffraction

The LiRh-type crystal structure of the equiatomic intermetallic compound IrZn turns out to be a competitor to the otherwise energetically favored CsCl-type structures of congeneric transition metal zinc phases, thus enlightening the structural impact of element-specific factors beyond the Hume-Rothery concept.