CuInS2纳米晶的结构、形貌与光学性能研究

采用A-Pot法, 以乙酰丙酮铜[Cu(acac)₂]为铜源, 硬脂酸铟[In(St)₃]为铟源, 正十二硫醇(DDT)为硫源和稳定剂, 1-十八烯(ODE)为溶剂, 在250 ℃条件下, 反应50 min, 合成了CuInS₂粉体. 用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、能量分散光谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等对粉体的结构、形貌、相组成进行表征. 结果表明: 产物为四角晶系的黄铜矿结构, 棒状CuInS₂纳米晶的直径为2 nm, 长约70 nm. 通过Z-Scan技术对分散在正己烷中CuInS₂纳米棒的三阶光学非线性进行测试, 在入射波长为770 nm的条件下, 得出三阶光学非线性折射率γ、三阶光学非线性吸收系数β以及三阶光学非线性极化率χ⁽³⁾分别为1.76×10^－17 m²/W, 7.95×10^－11 m/W和8.60×10^－12 esu.     

苯并噻唑-嘧啶类新型生色分子的合成及表征

合成了2种性能优异的苯并噻唑-嘧啶类新型生色分子. 用IR、1H NMR、UV-Vis等测试技术对其结构进行了表征,并用超瑞利散射技术测定了其二阶极化率. 结果表明,2种新型嘧啶类生色分子具有优异的光学透明性,最大吸收波长均小于487 nm,截止波长均小于550 nm;同时具有较高的二阶极化率,在波长1 064 nm处,β值分别达到3.70×10-28 esu和3.90×10-28 esu;热分解温度分别为299和302 ℃. 可用于制备综合性能优异的非线性光学材料.     

链缠结对等规聚苯乙烯结晶的影响

在1×10^－3～2×10^－5 g•mL^－1溶液浓度范围内, 用溶液雾化冷冻升华法制备了等规聚苯乙烯(i-PS)的单链、寡链非晶态聚集体. 随着溶液浓度降低, i-PS分子链团间的分离程度增大, 链间缠结随之减少, 因此冷冻升华制备的样品中单、寡链线团数目逐渐增多. DSC研究结果表明随着溶液浓度的降低, 冷冻升华样品的结晶温度逐渐降低; 等温结晶得到的晶粒熔点和结晶度降低. 由浓度为2×10^－5 g•mL^－1溶液制备的i-PS样品在468.3 K熔体结晶60 min后, 得到平均体积约为1.5×10⁴ nm³的单链晶粒. 用SEM观察到晶粒尺寸约为20～50 nm. 采用偏光显微镜(POM)测量了不同温度等温时i-PS单、寡链聚集体球晶的生长速率. 用Hoffmann理论进行了描述, 计算得到了i-PS单链聚集体熔体结晶片晶的端表面能(σ_e)为30.2 erg•cm^－2, 侧表面能(σ)为5.7 erg•cm^－2及单分子链折叠功(q)约为4.5×10^－13 erg•molecule^－1. 与文献值相比, 实验结果表明链缠结对聚合物结晶有很大影响.     

PdYH分子的结构与势能函数

用密度泛函理论的B3LYP方法, 对钯和钇原子采用SDD收缩价基函数, 氢原子采用6-311＋＋G**全电子基函数, 对PdY和PdYH体系的结构进行优化. 计算表明: PdY分子的几何构型为C_∞v, 其基态为X²Σ^＋态, 键长R＝0.24168 nm, 离解能为D_e＝2.8261 eV, 谐振频率ω_e＝254.0656 cm^－1, 并拟合得到Murrell-Sorbie势能函数; PdYH分子最稳态为C_s构型, 电子组态为¹A', 平衡核间距R_PdY＝0.24281 nm, R_YH＝0.19824 nm, 键角∠PdYH＝116.7157°, 离解能D_e＝5.6146 eV, 基态简正振动频率: 对称伸缩振动频率ν₁ (a')＝348.2909 cm^－1, 弯曲振动频率ν₂ (a')＝243.3382 cm^－1, 反对称伸缩振动频率ν₃ (a')＝1442.2695 cm^－1. 由微观过程的可逆性原理分析了分子的可能离解极限. 并用多体项展式理论方法分别导出基态PdY和PdYH分子的势能函数, 其等值势能面图准确地再现了PdY和PdYH分子的结构特征和离解能, 由此讨论了Pd＋Y＋H分子反应的势能面静态特征.     

长春新碱与人血清白蛋白的相互作用研究

利用荧光和圆二色光谱研究了长春新碱(VCR)与人血清白蛋白(HSA)之间的相互作用. 通过荧光猝灭测得在288, 298和308 K时, VCR与HSA的结合常数K分别为2.14×10⁴, 1.73×10⁴ 和1.35×10⁴ L•mol^－1, 表明VCR与HSA间具有较强的结合作用, 属于静态猝灭. 计算出焓变(ΔH)为 －17.38 kJ•mol^－1, 熵变(ΔS)为22.62 J•mol^－1•K^－1, 结合分子模型理论计算的结果, 表明VCR与HSA相互作用时在色氨酸(Trp) 214残基和VCR分子中吲哚基间作用力以疏水作用力为主, 但在 VCR和HSA 分子间以静电引力为主. 圆二色光谱(CD)的数据表明相互作用后HSA的二级结构发生了改变：HSA的α-螺旋的含量从51.7%下降到32.9%, β-折叠的含量增加了9.2%.     

氧化锌纳米线自组装定向生长动力学研究

研究了以极性高分子(如聚丙烯酰胺)长分子链作为自组装网络, 利用高分子软模板控制ZnO纳米点成核和ZnO纳米线定向生长, 从而使ZnO纳米线在半导体硅衬底上自组装生长的过程; 采用差示扫描量热法(DSC)测试了高分子络合-烧结法制备ZnO纳米线的结晶曲线, 对其结晶动力学进行了研究, 推导出结晶动力学方程为: 1－X_t＝exp(－7.475×10^－2t^1.9); 并利用热重(TG)测试结果, 通过热分解反应, 导出了反应动力学方程: dα/dT＝(3.76×10²³/Φ)e^－21340.8/T(1－α) ^2.8, 从而得到了化学反应速度随时间、浓度和温度变化的关系, 并用结果解释了实验现象.     

重组β-木糖苷酶转化人参皂苷Rb3及C-Mx

从Aspergillus niger NG1306菌株中扩增得到β-木糖苷酶基因anxyl, 与pPICZαA连接构建了表达载体pPICZαA-anxyl, 进一步在毕赤酵母KM71H中诱导表达获得了目的酶蛋白重组β-木糖苷酶(Anxyl); 并将其用于人参皂苷Rb₃及C-Mx的生物转化及催化动力学参数表征. 研究结果表明, Anxyl可将人参皂苷Rb₃和C-Mx分别转化为人参皂苷Rd和C-K. 酶学性质研究表明, 该酶最适反应pH=2.5, 最适反应温度为35 ℃; 在pH=2.0~5.0, 20和30 ℃条件下其具有较好的稳定性, Mg²⁺对酶活具有促进作用. Anxyl对葡萄糖和乙醇有较好的耐受性, 其催化对硝基苯基-β-D-吡喃木糖苷(pNPX)、 人参皂苷Rb₃和C-Mx水解的米氏常数(K_m)值分别为3.1, 1.55和1.04 mmol/L, 酶的最大反应速率(V_max)分别为1.9×10², 0.8×10³和8×10³ mmol/min, 酶的转换数(K_cat)值分别为5.55, 0.17和1.85 s^-1, 表明该酶对天然底物Rb₃和C-Mx具有更高的亲和力.     

2,3,4,4'-四羟基脱氧安息香的合成、晶体结构表征及性质研究

合成了2,3,4,4'-四羟基脱氧安息香(THDB), 采用IR, UV, ¹H NMR, MS和元素分析对其结构进行了表征, 并采用X射线单晶衍射仪测定了该化合物的晶体结构, 利用荧光法检测了化合物对羟基自由基的清除作用. 实验结果表明, 晶体[C₁₄H₁₂O₅•2H₂O]属于单斜晶系, 空间群C2/c, a＝1.4346(5) nm, b＝1.3378(5) nm, c＝1.5709(5) nm, α＝90°, β＝110.823(6)°, γ＝90°, V＝2.8181(16) nm³, Z＝8, D_c＝1.397 g/cm³, μ＝0.113 mm^－1, F(000)＝1248, R＝0.0528, wR＝0.1307; THDB具有较好的清除羟基自由基的作用.     

含多甲氧基芳香基双查尔酮的合成、表征及光热性能

通过克莱森-施密特（Claisen-Schmidt）反应合成了一种新型双查尔酮衍生物1,4-二［3-（3,4,5-三甲氧基苯基）-2-丙烯酰基］苯（BTAB）。该化合物的结构通过核磁共振波谱仪（NMR）和质谱等技术手段得到确认。采用热综合分析方法测定了DSC／TG曲线,发现该化合物的熔点为230.6℃,热稳定性良好。测定了该化合物的紫外光谱和荧光光谱,λ_max／UV＝357.5 nm,λ_max／EM＝541 nm,表现出较大的紫外吸收波长和荧光发射波长。采用密度泛函理论方法计算获得了BTAB分子的最高占据轨道与最低空轨道能量和极化率,从前线分子轨道组成图发现存在分子内电荷转移现象。用单光束Z-扫描技术获得了BTAB的非线性光学特性,其三阶非线性吸收系数β＝3.15×10^－14m／W,五阶非线性吸收系数γ＝2.7×10^－28m³／W²,属于双光子吸收诱导激发态吸收。BTAB作为一种有用的非线性光学（NLO）候选材料具有潜在应用前景。     

噻唑类生色分子的电子光谱和非线性光学性质

在B3LYP/6-31+G*水平上对八种噻唑类生色分子的电子光谱与二阶非线性光学性质茁进行计算研究. 结果表明, 含羟乙基、烷氧乙基、氟乙基和氨乙基活性基团的噻唑类分子具有大的β值, 为1.6×10-28 esu左右, 与实验结果基本一致. 气相中的最大吸收波长λmax位于480-488 nm范围内. 含羟乙基活性基团的噻唑分子, 随溶剂极性增大, λmax有红移趋势.     

Study of Linear and Nonlinear Optical Properties of Four Derivatives of Substituted Aryl Hydrazones of 1,8‐Naphthalimide

Four 1,8‐naphthalimide hydrazone molecules with different electron‐donating groups have been applied in the study of linear and nonlinear optical (NLO) properties. These compounds showed strong green emission in solution. Their NLO properties such as two‐photon absorption (TPA) behavior with femtosecond laser pulses ca. 800 nm and excited‐state absorption (ESA) behavior with nanosecond laser pulses at 532 nm were investigated. Compound 4 presented the largest two‐photon cross section (550 GM) among them due to two factors: the conjugated length of compound 4 is the longest and the electron‐donating ability of compound 4 is the strongest. Different from TPA behavior, compound 2 showed the best nonlinear absorption properties at 532 nm and its nonlinear absorption coefficient and third‐order nonlinear optical susceptibilities χ ⁽³⁾ were up to 1.41×10^?10 MKS and 4.65×10^?12 esu, respectively. Through the modification of the structure, the nonlinear optical properties of these compounds at different wavelengths (532 and 800 nm) were well tuned. The great broad‐band nonlinear optical properties indicate hydrazones are good candidates for organic nonlinear optical absorption materials.     

四叔丁基萘酞菁铅化合物的非线性和光限幅特性

合成了四叔丁基萘酞菁铅[(t-Bu)₄NcPb]化合物. 利用元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱等方法, 验证了化合物的分子结构. 应用调Q倍频ns/ps Nd:YAG脉冲激光系统, 在波长为532 nm下, 研究了化合物的非线性和光限幅特性. 测得化合物的非线性折射率n₂和三阶非线性极化率χ⁽³⁾分别为2.42×10^－11和7.91×10^－12 esu, 通过计算得到分子极化率γ'为3.4×10^－29 esu. 在透过率69%时限幅阈值为1522 mJ/cm², 箝位值为553 mJ/cm², 有效激发态与基态吸收截面比为3.16.     

同步-偏振-导数荧光法同时测定三种苯二酚异构体的研究

苯二酚的三种异构体, 由于其吸收光谱和荧光光谱均重叠严重, 不能用常规分光光度法和荧光法进行同时测定. 而以λ＝0 nm进行同步扫描时, 在350～500 nm之间具有相似的荧光光谱特征, 其荧光强度有良好的加和性, 可以对三者进行总量测定. 研究还发现三种苯二酚异构体与Cu^2＋和异烟肼形成1∶1∶2的配位合物时, 用Δλ＝30 nm进行同步扫描并采用偏振和一阶导数法, 间苯二酚的导数荧光峰位于260 nm处, 对苯二酚的导数荧光峰位于320 nm处, 两者能很好分开, 而此时邻苯二酚荧光峰消失, 因此可在三者的混合物中分别测定间、对苯二酚, 然后再从总量中减去间、对苯二酚的含量, 从而测到邻苯二酚的浓度, 因此本工作通过上述方法可对三种苯二酚异构体进行同时测定. 其线性范围均在3×10^－6～5×10^－4 mol/L之内, 间苯二酚和对苯二酚的检出限分别是2.5×10^－7 mol/L和3.1×10^－7 mol/L; 其混和物总量的检出限是4.5×10^－7 mol/L, RSD均在5%以下. 该方法简便快速, 有良好的准确性和重复性, 用于环境水样中三种苯二酚的同时测定, 获得满意结果.     

Mercaptopyridine-substituted indium,zinc, and metal-free phthalocyanines: nonlinear optical studies in solution and on polymer matrices

In this article, the nonlinear optical characterizations and optical limiting properties of metal-free (2), zinc (3), and indium (4) tetra 4-(2-mercaptopyridine) phthalocyanines are discussed. Nonlinear optical properties of the samples were evaluated using Z-scan at 532 nm and 10 ns pulse in CHCl₃, and doped on poly(bisphenol A carbonate) (PBC) thin films. Thin films for 2, 3, and 4 are represented as 2-PBC, 3-PBC, and 4-PBC, respectively. We observed two-photon absorption (2PA) and strong reverse saturable absorption as the dominant mechanisms at nanosecond laser excitation in solution and thin films. By virtue of the magnitude of absorption coefficients and other nonlinear optical parameters estimated in this work, sample 4 was found to exhibit strongest nonlinear optical properties followed by 3, while 2 is the weakest nonlinear absorber of the studied samples. Large third-order susceptibility (1.46 × 10^?9 esu and 7.74 × 10^?10 esu) and hyperpolarizability (2.13 × 10^?28 and 8.37 × 10^?29 esu) were estimated for 4-PBC and 3-PBC, respectively. Our studies show that these molecules are suitable candidates for practical passive optical limiters.     

Diode effect caused by sequence of benzothiazole on optical properties

In this work, two kinds of benzothiazole derivatives were synthesized. The third-order nonlinear optical properties of the benzothiazole derivatives in minimal curative dose (DCM) were analyzed using the Z-scan measurement at 532 nm with a 120 fs pulse laser. The largest third-order nonlinear susceptibility (χ⁽³⁾) and second-order hyperpolarizability of the complexes (γ) were estimated at 1.4 × 10^?13 esu and 0.86 × 10^?30 esu, respectively. The results showed that the sequence of 2- and 6-position in benzothiazole has served as a “diode,” linking to the other groups that had great influence on the optical properties such as fluorescence and nonlinear optical absorption, and the increase of the polarity and the extension of the conjugate structure had benefits to the third-order nonlinearity. The experimental findings were confirmed with the use of DFT, TDDFT, and ZINDO calculations.     

A New Copper(I) Complex Based on Imidazole and Triphenylphosphine Ligands: Synthesis,Structure, Third‐Order NLO,and Fluorescence Properties

A new candidate [Cu(PPh₃)₂Him]Br ( 1 , PPh₃=triphenylphosphine, Him=1‐H‐imidazole) for nonlinear optical (NLO) materials has been synthesized and characterized crystallographically. The third‐order NLO optical properties were measured by the Z‐scan technique with an 8 ns pulsed laser at 532 nm. Compound 1 exhibits strong NLO absorptive abilities [α₂=(61±5)×10^?12] and effective self‐focusing performance [n₂=(15±3)×10^?18 m²·W^?1] in 1.01×10^?4 mol·dm^?3 DMF solution. The compound also exhibits luminescence in DMF solution at room temperature and shows narrow emission with maximum at 382 nm. The electronic structure and photoluminescent process were investigated by means of TD‐DFT calculations. The results suggest that the contribution to the frontier orbitals from the Cu? Br δ bond plays a crucial role in its linear optical properties, and the origin of luminescence is attributable to the π??→n transitions.     

氮掺杂碳纳米管修饰电极的电化学行为

制备了氮掺杂改性的碳纳米管, 并用循环伏安法(CV)测定了多巴胺(DA)和抗坏血酸(AA)在不同氮含量的碳纳米管修饰电极上的电化学行为. 结果表明, 氮掺杂碳纳米管修饰电极对AA和DA有不同的电催化行为, 其中高氮含量修饰电极对AA的催化作用强, 而低氮含量修饰电极对DA的催化作用强. 微分脉冲伏安法(DPV)的结果显示, DA的氧化峰电流与其浓度在5.0×10^－6～2.0×10^－4 mol/L范围内呈良好的线性关系, 检出限达1.64×10^－6 mol/L (S/N＝3); AA氧化峰电流与其浓度在3.0×10^－5～1.0×10^－2 mol/L范围内呈良好的线性关系, 检出限达3.26×10^－6 mol/L (S/N＝3). 该修饰电极在AA大量存在(AA浓度为DA浓度两万倍)时可选择性地实现多巴胺的测定而不造成干扰.     

266 nm光照下水溶液中氯苯与H2O2的反应机理研究

利用瞬态吸收光谱技术研究了不同条件下C₆H₅Cl与H₂O₂水溶液的激光闪光光解情况, 初步考察了其瞬态物种的生长和衰减等行为. 研究表明, •OH自由基和C₆H₅Cl反应生成C₆H₅Cl-OH adduct, 其反应速率常数在近中性、酸性条件下约为(5.89±0.65)×10⁹和(7.07±0.61)×10⁹ L•mol^－1•s^－1; 其衰减则符合双分子二级反应, 速率常数2k/εl＝1.1×10⁶ s^－1, 而在碱性时则为(4.34±0.51)×10⁹ L•mol^－1•s^－1, 衰减呈准一级反应, 速率常数为2.11×10⁵ s^－1. 在有氧条件下, O₂与C₆H₅Cl-OH adduct反应生成C₆H₅Cl-OHO₂ adduct, 其反应速率常数为6.8×10⁸ L•mol^－1•s^－1.     

2-氧代-2-[(2-氯-5-吡啶甲氨基)(芳基)甲基]-4-芳基-5,5-二甲基-1,3,2-二氧膦杂环己烷的合成及其生物活性研究

通过类Mannich 反应“一锅法”合成了10个未见文献报道的含吡啶基的环状α-氨基膦酸酯, 其结构经¹H NMR, ³¹P NMR, IR, MS和元素分析确证. 测定了该系列化合物的杀虫、杀菌和除草活性, 结果表明, 所测化合物的杀虫活性不太好, 但所有化合物在药液浓度为1.0×10^－4 g/mL 时都具有较好的除草活性, 部分化合物在5.0×10^－5 g/mL时显示出良好的杀菌活性.