聚乙烯亚胺改性介孔二氧化硅SBA-15微观结构的小角X射线散射及正电子湮没谱学研究

SBA-15由于具有高比表面积、孔容大、孔径可调、热稳定性好和成本相对低廉等优点,在吸附、分离、催化和纳米材料等领域具有广泛的应用前景,而利用有机官能团改性SBA-15已经成为当前材料的热点之一,但有机官能团的引入势必会影响材料的孔结构,进而影响其性能.因此,如何更全面地表征材料的孔结构也成为人们关注的焦点.采用小角X射线散射(SAXS)技术对PEI/SBA-15介孔分子筛的孔结构进行表征,利用相关函数和弦长分布理论得到了聚乙烯亚胺改性介孔二氧化硅(PEI/SBA-15)的孔结构和周期性信息,结合正电子湮没寿命谱(PALS)技术进行比较.结果表明:随着PEI质量分数的增加,PEI/SBA-15介孔分子筛的周期性结构没有发生明显变化,通过弦长分布(CLD)函数得到的孔径尺寸也仅从8.3 nm降至7.6 nm.利用PALS获得了2种长寿命组分τ₃和τ₄,其中τ₃反映了SBA-15基体内部的无规微孔结构,而τ₄反映SBA-15六方孔道的尺寸,与SAXS结果相比,介孔孔径具有相同的变化趋势.通过结合SAXS...     

用正电子湮没技术研究USY沸石的“二次孔”结构

测量了NaY及USY沸石的正电子寿命谱．得到NaY沸石有四个寿命分量：两个短寿命分量和两个长寿命分量．两个长寿命分量中，τ₃，τ₄分别是o-Ps在β笼和超笼中的湮没．USY沸石有五个寿命分量：两个短寿命分量和三个长寿命分量，三个长寿命分量中，τ₃为o-Ps在笼中的湮没，τ₄，τ₅分别为o-Ps在“二次微孔”和“二次中孔”中的湮没．与NaY沸石相比，在真空中，USY的τ₄增加到 关键词：     

有序介孔氧化硅SBA-15/纳米AgI复合材料制备及其物性研究

AgI复合材料因其在电化学器件上的潜在应用而受到越来越多的关注.本文介绍采用浸渍热扩散的方法制备有序介孔氧化硅SBA-15/纳米AgI复合材料,对复合材料进行了XRD、TEM、SEM及交流阻抗谱分析表征.结果发现两相复合后AgI的离子电导率提高了约2个量级、相变温度也有较大改变.我们用界面空间电荷区模型解释了离子电导率...     

小角x射线散射方法研究甲基改性氧化硅干凝胶的孔结构

以正硅酸乙酯［Si(OC2H5)4，TEOS］为前驱体制备SiO2悬浮液，分别以甲基三乙氧基硅烷［CH3Si(OC2H5)3，MTES］和二甲基二乙氧基硅烷［(CH3)2Si(OC2H5)2，DDS］为前驱体制备硅氧烷聚合物溶液，通过混合法得到两种不同的甲基改性氧化硅凝胶-测量了凝胶的散射强度，计算了凝胶的孔径分布、平均孔径DSAXS、界面层厚度E等参数，结合氮气吸附实验，分析了凝胶的孔结构-发现SiO2一次簇团被MTES聚合物或DDS聚合物连接为二次簇团时产生微孔，同时甲基随聚合物连接于凝胶骨架上形成与 关键词： 小角x射线散射 甲基改性氧化硅 干凝胶 孔结构     

用于1053nm高功率脉冲激光的有序介孔减反射膜

以非离子表面活性剂F127为模板,正硅酸乙酯为硅源,在酸性条件下合成胶体通过溶剂蒸发诱导自组装的方式制备了单层薄膜,经氨气预处理和高温煅烧除去模板剂后得到介孔氧化硅薄膜.利用同步辐射掠入射X射线衍射、氮气吸脱附和透射电子显微镜研究了薄膜的介观结构,发现薄膜内部呈现有序的笼型孔道结构,可归属于体心立方排列.通过紫外-可见光谱仪和椭偏仪研究了薄膜的光学性质,在1053 nm波长处光学透射率可达99.9%以上,折射率可依F127/Si摩尔比而变.采用原子力显微镜研究了薄膜的表面性质,薄膜表面平整,平均粗糙度仅为1.2 nm.使用1053 nm激光测试薄膜的激光损伤阈值,所有样品阈值均大于25 J·cm^-2（脉宽为1 ns）.该薄膜制备方法有望成为一种大口径减反射膜制备新方法.     

水分子凝聚体系的介孔结构分形学

透射电镜研究表明，4,40-双硬脂酰胺基二苯醚在水中聚集、自组装成缠绕细纤维状聚集体，进而使整个体系形成三维网络结构．水分子被包囊在这个网络结构中，形成一种新型的凝聚体系(水分子凝胶)．水分子凝胶是一种典型的纳米介孔物质，其复杂的微孔结构可以用分形维数D来表征，通过气体吸附方法(孔度法和比表面积法)计算，求得水分子凝胶体系的微孔结构的分形维数为2.1?2.2．对于纤维状三维网络结构的分形表征，通过粘度法和Cayley分形树模型得出分形维数为1.98．由此推测其分形网络形成的过程是一个初始成核-生长-枝化的循环过程．     

基于空气净化的介孔纳米TiO_2的应用研究

本研究创建连续流动气相光催化实验系统,采用动态配气法生成一定低浓度的甲醛气体,开发利用介孔纳米TiO2为光催化材料,以促进利用光催化技术应用于消除室内有害污染气体更具实际意义和商业价值．研究表明,以非表面活性剂有机小分子三乙醇胺为模板剂制得了介孔TiO2材料,其粒径在20-30 nm之间;通过控制气流速度为7．5 cm／s以消除传质对反应的影响,在相对湿度为28％和反应温度为25℃的条件下,相对具有相近吸光性能和粒度的Degussa P25,介孔纳米TiO2具有更高的光催化降解甲醛的反应效率．     

聚合物纳米复合电解质(PEO)8-ZnO-LiClO4微结构及电导率研究

以聚氧化乙烯(PEO)为基质,成功制备出纳米ZnO掺杂的(PEO)₈-ZnO-LiClO₄离子导电聚合物电解质,并利用多种实验技术,包括扫描电子显微镜、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱和正电子湮没寿命谱(PALS),系统地研究了纳米ZnO与基质间相互作用及其对聚合物链段运动、纳米尺度自由体积、离子输运和复合电解质电导率的影响.实验结果发现,纳米ZnO的掺杂使聚合物电解质的离子电导率得到了大幅度提高,当ZnO与PEO质量比为6%时达到最大,(PEO)₈-ZnO-LiClO₄的电导率为1.82×10^-4 S ·cm^-1,比(PEO)₈-LiClO₄的电导率(6.58×10^-5 S ·cm^-1)提高了大约一个数量级.XRD结果显示,纳米ZnO的加入降低了PEO的结晶性,增加了锂离子传输的非晶相,从而提高了电导率.离散PALS测量结果表明,随着纳米ZnO的加入,复合电解质的自由体积、浓度和相对自由体积分数f_r均增加.连续PALS分析揭示了自由体积的分布由一个峰劈裂成两个峰,表明纳米ZnO的掺杂对聚合物的微结构有很大影响.基于实验测量的f_r和离子电导率,研究了离子导电机理.研究发现, f_r与电导率之间存在一个直接关系,即f_r越大,越有利于锂离子的传输,导致电导率越大.这个结果支持聚合物电解质导电的自由体积理论. 关键词： 正电子湮没寿命谱 聚合物纳米复合电解质 离子电导率 自由体积     

纳米介孔分子筛Sm-MCM的合成与表征

利用有机相-水相界面共沉淀溶胶支持自组装方法制备了颗粒大小约为10~15 nm稀土嵌入纳米介孔分子筛Sm-MCM(1∶10)。其BET比表面积、孔容和孔径分别为621 m2.g-1,1.25 cm3.g-1和8.0 nm。稀土掺杂能改善纳米分子筛的尺寸2。9S i-MAS NMR分析测试出样品的波谱峰-44,-58,-67,-76,-89,-107,-110 ppm,分别对应七个不同化学环境q0,q1,q2,q3,Q2,Q3,Q4[(S iO)4-nS i—(O—Sm—)n(n=4,3,2,1),(S iO)4-mS i—(OH)m(m=2,1,0)]。表明稀土元素已嵌入分子筛的骨架。不同的样品的巨大比表面积和大的孔容比表明分子筛为典型的介孔结构,也说明这些介孔物质材料在800℃的高温下有非常好的热稳定性。把硅胶基质介孔分子筛的红外吸收峰970 cm-1归属为硅羟基的扭曲振动。Sm-MCM的发射光谱归属于Sm3+离子的4L17/2→6Hn/2(n=11,13,15)跃迁发射。     

电子偶素在OMC/SBA-15,OMC@SBA-15及CuO@SBA-15催化剂中的化学猝灭

以P123为结构导向剂、TEOS为硅源制备了有序介孔二氧化硅SBA-15,并以此为模板制备了有序介孔碳(OMC).小角X射线衍射、高分辨透射电子显微镜和N₂吸附/脱附等测试结果均证实SBA-15与OMC具有高度有序的孔结构、相对较高的比表面积,且孔洞平均尺寸分别约为7.5 nm和3.3 nm.分别采用固相反应法和浸渍填充法制备了OMC/SBA-15复合材料和OMC@SBA-15及CuO@SBA-15复合材料.随着OMC和CuO质量分数的增大,3种复合材料中o-Ps寿命τ₄和其强度I₄均减小.o-Ps湮没率λ₄随OMC和CuO质量分数的变化可用一条或两条直线很好地拟合,OMC/SBA-15,OMC@SBA-15及CuO@SBA-15复合材料中反应速率常数k分别为(2.39±0.44)×10~7 s^-1/(6.65±0.94)×10~6 s^-1,(2.28±0.19)×10~7 s^-1和(8.76±0.47)×10~6 s^-1<...     

基于空气争化的介孔纳米TiO2的应用研究

本研究创建连续流动气相光催化实验系统,采用动态配气法生成一定低浓度的甲醛气体,开发利用介孔纳米TiO2为光催化材料,以促进利用光催化技术应用于消除室内有害污染气体更具实际意义和商业价值.研究表明,以非表面活性剂有机小分子三乙醇胺为模板剂制得了介孔TiO2材料,其粒径在20～30 nm之间;通过控制气流速度为7.5 cm/s以消除传质对反应的影响,在相对湿度为28%和反应温度为25℃的条件下,相对具有相近吸光性能和粒度的DegussaP25,介孔纳米TiO2具有更高的光催化降解甲醛的反应效率.     

聚乙烯的多重弛豫与正电子湮没寿命谱

在143～373K用正电子湮没寿命谱(PALS)方法研究了高密度聚乙烯(HDPE)中的自由体积与温度 的关系.对实验谱分别进行了三寿命成分和四寿命成分分析,并对实验拟合结果作了微分的尝试.发现经这种方 法处理后的结果对温度变化十分灵敏,并且从四寿命分析的微分曲线可以完整地观察到HDPE在该温度区间的 三重α弛豫和表观双玻璃化转变过程,而用三寿命分析的微分曲线将难以解释这些转变.这说明对部分结晶的 聚合物而言,用四寿命拟合比三寿命拟合更符合实际的物理过程;讨论了正电子在HDPE中的湮没机制,证实正 电子在HDPE的结晶区和非晶区都可能形成电子偶素(Ps),而且正电子所处的空间大小对Ps产额有影响;最后 根据PALS实验的结果直接估算了HDPE在不同温度下的热膨胀系数.     

Ce-MCM-48立方介孔分子筛结构的光谱表征

在碱性条件下,以混合模板剂pH调节水热合成了掺入铈的介孔分子筛Ce-MCM-48,并采用XRD,DRUV-Vis(紫外-可见漫反射),FTIR,XRF结合BET等测试手段对样品进行表征。实验结果表明,采用本方法所合成的掺铈介孔材料仍保持立方介孔的有序结构,同时适量的铈的掺入和pH调节使分子筛的有序性及吸附性能得到改善,晶胞参数增大,孔径更均一,孔壁增厚。从而可推出Ce-MCM-48的热稳定性、水热稳定性、催化活性及择形选择性可得到提高。掺入的铈以四配位状态高度分散在介孔的有序结构当中。红外光谱表明不同量的铈的掺入对骨架硅的各种振动扰动程度不同。     

纳米介孔ZrO2及其表面修饰的发光性质

水热合成法制备的高度有序多孔ZrO2具有规则六角排列、均匀纳米孔洞(约1．8nm)，并且其蓝、(近)紫外光发射强度比纳米微晶材料高2个数量级。本文研究了纳米介孔ZrO2这种不同于常规体材料与纳米晶材料的特殊发光性质。通过化学方法对纳米介孔ZrO2进行表面修饰后，能进一步提高其光发射聋度约3倍。通过这些发光性质的研究，以期增进对ZrO2发光机理的认识。     

铝纳米晶的正电子湮没研究

采用自悬浮定向流-真空热压法,在不同压强下制得铝纳米晶材料,并利用X射线衍射(XRD)和正电子湮没寿命谱(PALS)分析手段对铝纳米晶的结构和微观缺陷进行表征.XRD分析表明:所制备的铝纳米晶的晶粒度为48 nm.PALS分析表明:铝纳米晶的微观缺陷主要为类空位以及空位团,而微孔洞很少;短寿命τ1,中间寿命τ2以及其对应的强度I1,I2随压强变化而呈现阶段性变化;压制压强(P)低于0.39 GPa时制得的纳米晶空位团随压强的增加而逐渐转变为类空位;0.39 GPa P 0.72 GPa时,各类缺陷发生消除;P 0.72 GPa时,各类缺陷进一步发生消除.随压强的提高,铝纳米晶的密度增加,其显微硬度也明显增高.     

介孔SiO2薄膜孔结构的慢正电子技术表征

通过蒸发诱导自组装技术制备了具有不同有序结构的介孔SiO₂薄膜,并采用同步辐射X射线反射率以及慢正电子束流技术对其进行表征.实验结果表明,随着旋涂速率的增加,介孔结构由三维立方向二维六角结构转变,同时平均孔隙率随转速增加而减小.利用各向同性无机孔收缩模型和Fourier变换红外光谱,探讨了薄膜结构和正电子湮没参数的内在联系. 关键词： 同步辐射 X射线反射率 Doppler展宽 正电子素飞行时间谱     

低分子量聚乙烯亚胺/金纳米棒纳米载体的制备及毒性研究

以表面修饰巯基十一烷酸的金纳米棒 (GNRs/MUA)为骨架, 将低分子量的聚乙烯亚胺(PEI)连接到GNRs/MUA表面, 构建GNRs/MUA/PEI纳米载体.首先采用MUA对GNRs进行表面修饰, 减少由于GNRs表面的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)所造成的生物毒性.然后采用低分子量 PEI 进一步修饰, 同时利用GNRs巨大的比表面积进一步放大 PEI 的携带基因能力, 这样既能够降低阳离子聚合物的毒性, 又能够提高整个体系的转染效率.利用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、Zeta电位等对纳米载体进行了表征.结果显示, MUA与PEI已成功修饰到GNRs表面, 并很好地保留了GNRs的光学性质, 其表面电位发生正负交替变化.采用噻唑蓝(MTT)比色法对纳米载体进行细胞毒性研究, 结果显示GNRs/MUA/PEI(1.8 kDa)非病毒纳米载体, 细胞存活率在控制聚合物浓度为300 μg/mL时仍然稳定在75%以上, 明显高于商品化的PEI(25 kDa).     

希夫碱与介孔分子筛纳米超分子材料的发光

合成了希夫碱N,N′2亚水杨基1,4苯二胺(L1)、4[2羟基1萘甲醛基]苯甲酸(L2)和4[2羟基1苯甲醛基]苯甲酸(L3)。使用1HNMR、IR、UV和元素分析手段对希夫碱的结构进行表征。荧光光谱表明固体粉末希夫碱的L1、L2和L3具有较强的光致发光性能,多个精细特征激发峰,其荧光强度大小顺序为L1>L2>L3。荧光时间分辨实验表明,L1、L2和L3的荧光寿命分别为199,199,214ns。L1、L2和L3在乙醇溶液中荧光强度的顺序则为L3>L2>L1。希夫碱L3、L2和L1的乙醇溶液的荧光量子产率大小分别为0.60,0.56和0.0086。希夫碱L1、L2或L3与(CH3)3Si MCM41超分子材料的发光强度比与MCM41组装的强,说明疏水的分子筛环境有利于客体的发光。客体分子L1、L2和L3的激发光谱存在多个精细的激发峰,最大激发波长皆为468nm。希夫碱L1、L2或L3与分子筛形成的超分子材料的发射峰一般朝短波方向移动;L1、L2与(CH3)3Si MCM41及L2、L3与MCM41组装形成超分子体系后,最大激发峰分别红移到529,507,507,505nm;超分子MCM41L1和(CH3)3Si MCM41L3的最大激发峰波长则保持不变。L1、L2和L3分别与(CH3)3Si MCM41形成的超分子体系的荧光寿命则有较大的变化;而L1、L2和L3分别与MCM41形成超分子体系的荧光寿命几乎没有发生变化。荧光时间分辨实验说明主体对希夫碱客体具有很强的选择性。     

介孔碳材料对蛋白质的吸附行为

用紫外分光光度法,找出介孔碳材料对蛋白质的最佳吸附条件,并测定出该介孔碳材料对溶菌酶的最大吸附量。主要从3方面研究介孔碳材料对蛋白质吸附行为的影响。分别是介孔碳材料对蛋白质吸附行为随接触时间的变化产生的影响,pH值的改变对介孔碳材料吸附蛋白质行为的影响,以及介孔碳材料的量的改变对蛋白质吸附行为随接触时间的变化产生的影响。结果表明,当溶菌酶溶液的初始浓度为210μm ol/L,pH值为11.0,接触时间为96h时介孔碳材料对蛋白质即可达到吸附饱和。该介孔碳材料在最佳条件下对溶菌酶的最大吸附量为27.32μm ol/g,表现出优越的溶菌酶吸附性能。     

蒸发诱导三组分共组装制备有序介孔碳的制备条件对介观结构稳定性的影响

采用蒸发诱导三组分共组装方法制备一系列的有序介孔碳. 并利用X射线衍射仪、透射电镜以及N₂吸附脱附仪探讨了碳含量、老化时间以及酸度对其介观结构稳定性的影响. 结果表明：碳含量由36%增加到46%时,介观结构的稳定性随之增强,继续增加碳含量反而破坏了其结构稳定性;老化时间从0.5 h逐渐增加到5.0 h,其中2.0 h介孔碳的结构稳定性较优且有效减少了介孔碳制备过程中的骨架收缩;0.2～1.2 mol/L的HCl均能制得高度有序的介孔碳,且当酸度接近硅的等电点时,得到的介孔碳具有较稳定