基于FTIR与UV-Vis的Ce-La/TiO_2光-湿-热复合材料制备机理

为获得具有调温调湿且能够进行光催化降解有害物质的多功能复合材料,利用溶胶-凝胶法制备Ce-La/TiO_2空心微球,以Ce-La/TiO_2空心微球为载体材料,采用真空吸附法将相变材料——癸酸-棕榈酸填充在Ce-La/TiO_2空心微球的空腔中制备具有光-湿-热协同性能的Ce-La/TiO_2复合材料。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)对制备过程中主要阶段的产物进行测试,研究SiO2模板的构建作用,表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的衔接作用,癸酸-棕榈酸的嵌入对Ce-La/TiO_2空心微球的影响,利用紫外-可见分光光谱仪(UV-Vis)对Ce-La/TiO_2复合材料的光响应范围进行测试,研究Ce-La共掺杂对TiO_2空心微球光响应能力的影响,采用扫描电镜(SEM)对Ce-La/TiO_2复合材料的微观形貌进行表征分析,进一步阐明Ce-La/TiO_2复合材料制备机理。结果表明,氨水提供的碱环境有利于正硅酸乙酯缩合反应,在780.00cm-1处生成Si—O—Si基团,搭建SiO2网络骨架,形成内核,作为支撑TiO_2壁材的模板,构建TiO_2的空腔结构;表面活性剂PVP的添加,在1 035.00cm-1处形成—C—N—基团,有利于TiO_2附着在SiO2的表面;高温煅烧能够有效去除PVP避免杂质离子引入到Ce-La/TiO_2复合材料体系中。Ce-La共掺杂使Ce-La/TiO_2复合材料的吸收边带发生红移,提高在可见光下的催化降解能力,同时在1 630.00cm-1处出现—OH基团能够提高CeLa/TiO_2复合材料的亲水性。癸酸-棕榈酸较好的填充于Ce-La/TiO_2空心微球的空腔中,各组分的特征吸收峰没有发生明显变化,能够保持各组分的基本性能不变。     

氮掺杂碳载钴催化剂制备及其TG-FTIR和XRD光谱分析

以三聚氰胺甲醛树脂预聚体为氮源、碳源,以乙酸钴为金属前驱体,制备氮掺杂碳载钴氧还原电催化剂。利用傅里叶变换红外光谱与热重联用(thermogravimetry-fourier transform infrared spectroscopy,TG-FTIR)、X射线衍射光谱分析(X-ray diffraction spectra,XRD)等研究了催化剂的制备过程和结构,采用旋转圆盘电极测试(rotating disc electrode,RDE)考察了制备过程中不同炭化温度对催化剂氧还原催化活性的影响。结果显示,在惰性气氛中,随炭化温度升高,样品中部分有机基团以CO,CO2,HCHO,NH3,NO2等形态随保护气流失,催化剂结构出现明显变化,形成典型的面心立方结构。旋转圆盘电极测试结果表明,所制备的催化剂都具有较好的电催化活性,氮掺杂碳载钴催化剂的氧还原起始电位在0.5V(vs.SCE)左右,炭化温度为700℃时制备的催化剂具有最高电催化氧还原活性。     

辣椒红素分子体外氧化防御反应UV-Vis及FTIR光谱特征分析

采用紫外-可见光谱(UV-Vis)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)法分析辣椒红素在外源活性氧·O-₂,H₂O₂和·OH以及在POD,CAT和LOX防御体系中的结构变化特征。结果表明,外源活性氧处理后辣椒红素最大紫外-可见光吸收峰均出现蓝移现象,其中·O-₂和·OH处理后产物FTIR谱峰数减少,峰强变弱,峰形变宽;与色素分子中的羰基和环外烯基发生氧化反应生成烷基和羟基,·OH对色素分子CC具有加成作用;H₂O₂处理后色素特征峰和强势峰均向低波数位移,产物中含环氧醚基团;在H₂O₂+CAT/POD防御体系中辣椒红素UV-Vis和FTIR光谱特征无明显变化;在亚油酸+LOX体系中色素分子结构发生断裂,产物不含羰基。可见活性氧处理及在LOX底物体系中,辣椒红素分子反应前后UV-Vis和FTIR等光谱特征发生明显变化,色素分子中长烯链断裂,大共轭体系缩短或被破坏,分子中的共轭双键和羰基等发色基团改变,最终生成醇类或醚类等小分子无色物质;而防御酶CAT和POD能减少活性氧对辣椒红素分子的破坏作用。研究结果丰富完善了辣椒色素理论,同时为其开发利用提供了有价值的技术参考依据。     

鸡冠花炒炭前后的XRD及FTIR光谱分析

比较鸡冠花炒炭前后XRD及IR光谱特征,探讨XRD及IR光谱对鸡冠花炒炭前后鉴别的意义。运用XRD光谱及IR二阶导数光谱,对不同产地鸡冠花炒炭前后进行光谱分析。鸡冠花及鸡冠花炭的XRD图比IR二阶导数谱差异更明显。XRD光谱技术可以对鸡冠花及鸡冠花炭进行直接、快速、有效的鉴别,可为鸡冠花及鸡冠花炭鉴别和质量控制提供可靠依据。     

NS-乙酸酐法制备TBSI及其光谱分析

研究采用乙酸酐为溶剂,NS-乙酸酐法制备N-叔丁基-双(2-苯并噻唑)次磺酰胺(TBSI),通过FTIR,XRD,UV-Vis和TG-DTA对其进行检测和表征,揭示出TBSI的微观结构和内在规律性。FTIR揭示了TBSI分子内部各元素之间的化学键键型。XRD从晶胞参数、晶面指数等晶体学数据,变换出TBSI晶体微观结构,完成TBSI物相组成和结构的定性鉴定。UV-Vis检测出了TBSI在228.3,281.3和298.3 nm有三个吸收峰,分别为TBSI分子中的n→σ*,π→π*,n→π*的电子跃迁产生的,为企业TBSI产品质量检测,提供了基础数据。TG-DTA检测出TBSI的质量变化与热效应两种信息,DSC曲线在46.5,188.9和368.5 ℃分别出现了吸收峰,46.5 ℃吸收峰是样品残留少许溶剂的挥发产生的,188.9和368.5 ℃分别为相变峰和分解峰,TBSI分解温度偏高,为采用硫化仪研究TBSI的橡胶硫化性能提供参考。研究为企业选定工作标准品,对TBSI工业化生产进行跟踪检测,评判TBSI的产品性能指标,填报立项TBSI化工行业标准的申报,撰写标准草案提供基础实验数据。     

溶胶-凝胶法制备钼铁催化剂及其XRD、FTIR光谱分析

利用溶胶-凝胶法合成了Mo-Fe催化剂,用对二甲苯的选择性氧化作为探针反应,对其进行了催化剂的活性评价,结果表明：金属原子数的最佳配比为n(Mo)∶n(Fe)∶n(Co)=2.4∶1∶0.02,这时的催化剂活性最高;Mo-Fe系催化剂的活性组分为Fe₂(MoO₄)₃与少量的MoO₃,它们在催化氧化过程中,存在着协同作用,FTIR和XRD均得到了证实。该研究为工业装置的技术改造提供了较好的实验依据。     

XRD和FTIR的掺硅酸钠富水材料强度演化机制

硅酸盐水泥和铝酸盐水泥是广泛应用的无机注浆材料,混合使用这两种材料可制备凝结时间短及强度高的胶凝材料。然而,在富水条件下（水灰比大于1）,添加适量二水石膏所制备的硅酸盐-铝酸盐水泥基材料水化后期发生强度衰减。为了改善硅酸盐-铝酸盐水泥基富水材料的强度性能,将一定量的硅酸钠掺入硅酸盐水泥-铝酸盐水泥-二水石膏三元体系中。采用RMT-150力学试验系统测试含不同硅酸钠掺入量的硅酸盐-铝酸盐水泥基富水材料的强度,分析其强度演化特性及掺入硅酸钠对其强度的影响;采用扫描电镜（SEM）,X射线衍射（XRD）及傅里叶变换红外光谱（FTIR）对不同硅酸钠掺量的富水材料微观结构进行表征,分析其微观形貌、物相的变化规律,进而揭示该富水材料的强度演化机制。强度试验结果显示,不掺硅酸钠的富水材料早期强度低,并且后期强度发生衰减;而硅酸钠的掺入有助于提高硅酸盐-铝酸盐水泥基富水材料的早期强度,并且在一定程度上减少材料固化后的后期强度衰减量,当硅酸钠掺入量高于3%以上时,可以有效控制该富水材料后期强度的衰减。SEM,XRD及FTIR研究结果表明：不掺硅酸钠的硅酸盐-铝酸盐水泥基富水材料水化14 d时,检测到所属六方晶系的物相CAH₁₀ 及C₂AH₈转变为具有立方晶系结构的C₃AH₆,这种晶型转变是导致该富水材料强度衰减的原因。相比不掺硅酸钠的富水材料,当硅酸钠掺入1%时,富水材料水化3 d生成更多的水化硅酸钙（C-S-H）凝胶,这有利于提高富水材料的早期强度;水化14 d后,XRD结果显示,在d=11.75, 6.24 Å出现C₂ASH₈的衍射峰,而直至28 d才检测到C₃AH₆（d=5.16, 3.18 Å）衍射峰,并且C₃AH₆衍射强度较不掺硅酸钠的材料低,FTIR谱3 643 cm-1处出现的振动带证实了这一发现。这说明掺入1%硅酸钠促使六方晶系（CAH₁₀ 及C₂AH₈）转变为C₂ASH₈,进而抑制了CAH₁₀及C₂AH₈向C₃AH₆的转变。但是,添加1%的硅酸钠却不足以完全抑制富水材料水化后期的晶型转变,因此富水材料水化后期仍会发生强度衰减。当硅酸钠掺入量升至4%时,硅酸盐-铝酸盐水泥基富水材料中的C₂ASH₈生成量显著增大,并且水化28 d后未检测到C₃AH₆,表明富水材料内的晶型转变完全得以抑制,材料水化后期强度衰减得到有效控制。     

Pt/C催化剂中纳米Pt颗粒团聚效应的小角X射线散射

应用小角X射线散射(SAXS)技术,对乙二醇合成法、浸渍还原法和微波加热法制备的Pt/C催化剂粉体内纳米Pt颗粒的团聚效应进行了研究,得到了不同方法制备的Pt颗粒及其团聚体的特征尺寸、体积分布、表面积变化、团聚程度等信息,并利用透射电镜（TEM）对3种样品进行了测试。实验结果表明:微波加热法制备的催化剂中,Pt颗粒较好地分散于C载体上,且Pt颗粒具有尺度小、分布范围窄、总表面积大和团聚体较少等特征;常规浸渍和乙二醇还原两种方法制备的催化剂中Pt颗粒大小分布相似,但乙二醇还原法制备的催化剂总表面积和团聚体尺度更大,数量也更多。     

Pt/C催化剂中纳米Pt颗粒团聚效应的小角X射线散射

 应用小角X射线散射(SAXS)技术,对乙二醇合成法、浸渍还原法和微波加热法制备的Pt/C催化剂粉体内纳米Pt颗粒的团聚效应进行了研究,得到了不同方法制备的Pt颗粒及其团聚体的特征尺寸、体积分布、表面积变化、团聚程度等信息,并利用透射电镜（TEM）对3种样品进行了测试。实验结果表明:微波加热法制备的催化剂中,Pt颗粒较好地分散于C载体上,且Pt颗粒具有尺度小、分布范围窄、总表面积大和团聚体较少等特征;常规浸渍和乙二醇还原两种方法制备的催化剂中Pt颗粒大小分布相似,但乙二醇还原法制备的催化剂总表面积和团聚体尺度更大,数量也更多。     

纳米银导电膜的制备及其光谱学分析

为了以温和的化学反应制备纳米银导电膜,在PET薄膜上涂布柠檬酸银乳液,并用抗坏血酸(Vc)还原,用红外光谱仪、紫外-可见光分光光度计、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜、原子力显微镜等,研究柠檬酸银乳液及其还原涂层的微观形貌、晶体结构和导电性能。发现PVP保护的柠檬酸银乳液粒径分布在60～150 nm。银膜的UV-Vis吸收峰位于430 nm,表明其具有纳米结构。XRD分析表明,还原后的涂层形成了不完整的银晶体,水洗比乙醇处理更能促进柠檬酸银的彻底还原和银膜的晶型完善,降低银膜表面电阻。     

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。     

苯甲酰胺对高岭石插层的FTIR和XRD研究

苯甲酰胺在熔融状态下取代前驱体中的DMSO分子插层高岭石,产物经丙酮洗涤,得到纯净的高岭石/苯甲酰胺插层复合物。XRD结果显示高岭石层间距从0.717 nm膨胀到1.437 nm。插层作用使高岭石内表面羟基红外伸缩振动峰由3 696和3 657 cm-1移动至3 701和3 651 cm-1处;苯甲酰胺3 368和3 172 cm-1处NH₂基伸缩振动峰红移至3 474和3 184 cm-1处,1 659 cm-1处羰基峰移至1 640 cm-1处,这些表明原高岭石层间氢键的损失及与苯甲酰胺分子之间氢键的形成。插层反应于30 min迅速达到平衡,插层率随反应温度的增加先增加后减小,180 ℃时有最大插层率;以丙酮作为洗涤剂可以消除表面吸附和残余的苯甲酰胺晶体而不影响复合物的结构。     

XRD和FTIR对沸石合成机制的光谱学解析

以粉煤灰为原料,采用优化的水热晶化一步法合成沸石。比较晶化反应过程沸石产物CEC值及化学成分的变化,推断固液体系中物质转换及元素迁移方式和途径。借助XRD,SEM,FTIR等表征反应过程沸石的晶型变化及成核特性,提出可能存在的沸石生成机制。合成产物主要为NaP1型沸石,反应24h后CEC值最大为135mmol/100g。12h后,产物中初步发现NaP1沸石相特征峰和亚晶结构,48h后出现羟基方钠石的特征弱峰。沸石生成过程涉及到固液体系间的物质流动:碱熔融作用将粉煤灰组分侵蚀进入液相体系,为沸石形成提供了原料组分,而固相体系为沸石生长提供骨架结构,液相体系和固相体系分别为晶化反应的"源"和"汇",这是液相转化机制和固相转化机制的客观反映。     

膨润土有机改性的FTIR和XRD研究

研究内容是制备有机膨润土以提高膨润土与有机相的相容性,同时观察膨润土的层状结构在有机化前后的变化情况。以钠基膨润土为原料,并用十八胺试剂作为有机插层剂取代膨润土层间的Na+,制得有机膨润土,且对其结构进行表征。FTIR和DTA-TG都证明有机插层剂已进入膨润土的层间;XRD表明膨润土的层间距由1.4增大到4.3 nm;从实验结果可知,钠化膨润土在各种指标上都比原钙基膨润土有显著的改善,如吸蓝量、膨胀容、胶质价、阳离子交换容量等。改性后的膨润土使其晶片层间的亲水环境改变为疏水环境以及增大晶片层间距离,从而有利于制备综合性能较好的复合材料。     

利用SEM，XRD和FTIR研究四种化学预处理对楸木木屑酶解的影响

利用 NaOH ,Ca（OH）2,H2 SO4和 HCl 四种溶液对楸木木屑进行化学预处理,发现两种碱预处理均能显著提高楸木木屑的酶解效率。采用扫描电镜（SEM ）,X 射线衍射（XRD）和傅里叶红外光谱（FTIR）对四种化学预处理后的楸木木屑进行观察和分析。SEM 观察发现,四种化学预处理对楸木木屑的纤维表面均有不同程度的破坏与侵蚀,其中 Ca（OH）2的破坏效果最为明显。XRD 谱图表明,碱预处理对楸木木屑纤维素的非晶体结构产生破坏,导致其结晶度升高,而经过酸预处理后楸木木屑纤维素的结晶度没有明显变化。FTIR 谱图显示,酸碱预处理对楸木木屑中半纤维素和木质素的分子结构均有不同程度的破坏,碱预处理过程中木质素的高效溶出可能是楸木木屑酶解效率显著提高的主要原因。     

成都金沙遗址古人类与古动物牙齿的FTIR与XRD分析

利用FTIR与XRD判断成都金沙遗址古人类与古动物牙齿釉质和牙本质中羟基磷灰石受埋藏环境和成岩作用的污染程度。XRD图谱结果反映牙釉质和牙本质样品中最主要成分是羟基磷灰石,但衍射峰宽,且部分重叠,表明羟基磷灰石结晶度差。所有样品FTIR图谱中H₂O和OH-的振动带显著,PO3-₄和CO2-₃主要振动带的特征峰明显,近似现代生物羟基磷灰石。表征羟基磷灰石结晶程度的PCI指数值在2.4至4.0之间,同时利用BPI指数估算的羟基磷灰石中CO2-₃含量较高, 说明样品结晶程度不高。上述结果表明,所取的金沙遗址古人类与古动物牙釉质和牙本质中羟基磷灰石受埋藏和成岩作用的污染小。     

二苄基二硫代氨基甲酸锌制备及其光谱分析

采用一步法制备二苄基二硫代氨基甲酸锌(ZBDC),通过FTIR,UV-Vis,XRD和TG-DSC对其进行检测和表征,揭示出ZBDC的微观结构和内在规律性。FTIR揭示了ZBDC分子内部各元素之间的化学键键型,确定最终产物为ZBDC。UV-Vis检测出ZBDC在209.8和266.1 nm有二个吸收峰,分别由n→σ*和π→π*的电子跃迁产生的,为企业ZBDC产品质量检测,推测ZBDC的结构提供实验依据。XRD从晶胞参数、晶面指数等晶体学数据,变换出ZBDC晶体微观结构,完成ZBDC物相组成和结构的定性鉴定。TG-TG-DSC检测出ZBDC的质量变化与热效应两种信息,在194.5,361.1和433.5 ℃存在三个吸热峰,分别为相变峰和分解峰。ZBDC分解温度偏高,为采用硫化仪研究ZBDC的橡胶硫化性能提供参考。     

N-叔丁基-2-苯骈噻唑次磺酰胺制备及其光谱分析

采用双氧水为氧化剂,一步法制备出N-叔丁基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(TBBS),通过FTIR,UV-Vis,XRD,TG-DSC对其进行检测和表征,揭示出TBBS 的微观结构和内在规律性。FTIR揭示了TBBS 分子内部的各元素之间的化学键键型,确定最终产物为TBBS。UV-Vis检测出TBBS在228.3,281.5,298.3 nm有三个吸收峰,分别由n→σ*,π→π*,n→π*电子跃迁产生的,为企业TBBS产品质量检测,推测TBBS的结构提供实验依据。XRD从晶胞参数、晶面指数等晶体学数据,变换出TBBS晶体微观结构,完成TBBS物相组成和结构的定性鉴定。TG-DSC检测出TBBS的质量变化与热效应两种信息,TBBS的DSC曲线很复杂,53.3 ℃有一个很小的放热峰,由TBBS中所含少量叔丁胺的氧化产生;117.4,269.2,373.7 ℃存在三个吸热峰,分别是TBBS 的相变峰和分解峰,TBBS 分解温度偏高,为采用硫化仪研究TBBS的橡胶硫化性能提供参考。本研究为企业选定工作标准品,对TBBS工业化生产进行跟踪检测,评判TBBS的产品性能指标,填报立项TBBS化工行业标准的申报,撰写标准草案提供基础实验数据。