聚吡咯/聚苯乙烯混合膜/电解质溶液体系的介电谱解析电解质种类和浓度对膜透过性的影响

测量了混入聚吡咯粒子的聚苯乙烯混合膜在不同浓度的氯化钠、氯化钾、氯化钙及氯化镁体系的介电谱, 在40 Hz~11 MHz, 发现了显著的双介电弛豫现象(Double-relaxation phenomena). 基于Maxwell-Wagner理论讨论了弛豫产生的机制, 将体系进行了模型化, 并利用Hanai理论方法对介电谱进行了解析, 从获得的内部参数对混合后的膜荷电性质以及混合膜对离子的透过性进行了详细的讨论, 进而利用Donnan平衡理论推导的膜电位的表达式拟合, 获得了混合膜的固定电荷等参数.     

壳聚糖膜对水杨酸吸附及释放过程的实时介电谱法研究

制备了壳聚糖膜,并且测量了壳聚糖膜/水杨酸溶液、含水杨酸的壳聚糖膜/蒸馏水两个膜/液体系的介电谱,在100～700 kHz频率范围,发现两种体系都存在显著的介电弛豫现象,而且该弛豫的特征参数随壳聚糖膜在相应溶液相中浸泡时间的不同而变化.将该体系介电模型化、并利用在Maxwell-Wagner界面极化理论上建立的公式对介电谱进行解析,得到了体系中两相--壳聚糖膜相和溶液相的介电常数和电导率随时间的变化曲线.通过分析电导变化曲线得知,壳聚糖膜对溶液中的水杨酸有吸附现象,而含有水杨酸的壳聚糖膜在蒸馏水中可以缓慢释放出水杨酸;吸附过程包含的机制有氢键的形成、疏水力和扩散;而水杨酸的脱附过程则包含吸附过程几种机制的逆反应.理论分析和解析结果都验证了介电谱方法对吸附和释放过程实时监测的有效性.     

浓差极化的介电模型——复合膜/溶液体系的数值模拟

提出了具有电导率和介电常数线性分布的介质的介电模型, 并导出了其内部电的和结构性质的参数与宏观测量的电容和电导之间定量关系的理论表达式, 以模拟复合膜中的多孔层部分的介电弛豫行为. 大量的模拟计算描述并解释了多孔层介电谱随介电常数分布、厚度等性质而变化的规律. 进一步对具有层状构造的复合膜以及复合膜和溶液相组成的多层体系的弛豫行为进行了数值模拟, 比较了三个体系(多孔层、复合膜、复合膜/液相层状体系)的介电谱, 结果揭示了介电谱对各层性质的依赖关系. 所提出的电导率和介电常数线性分布的多孔层的介电模型, 也可用于具有其他电导率、介电常数分布规律的体系.     

沸石及核壳结构聚合物粒子分散系的介电解析── 粒子排列模式对体积分数的解释

在40 Hz～110 MHz频率范围对NaA沸石堆积体系和聚苯乙烯-聚吡咯悬浮液进行了介电测量. 两类体系分别在105和107 Hz表现出因界面极化产生的弛豫. 利用Hanai理论解析两类体系的介电谱, 发现解析体积分数与实测体积分数之间存在与体系的浓度相关的明显差异. 通过分析Wagner原始模型阐明了差异的原因, 指出了分散相粒子相互作用力与差异程度间的内在联系, 从介电角度为胶体分散系中粒子统计排列方式的确定提供了判定依据: 当分散系浓度高于临界值时, 其最可取粒子统计排列模式为六方最密型; 低于临界值后, 排列模式随浓度的降低逐渐向简单立方型转变.     

介电失配度对沸石电流变液界面极化的影响

利用介电谱方法研究了NaA沸石/硅油和NaA沸石/煤油两种电流变液的介电行为, 测量发现两体系在10⁵ Hz处均出现明显的弛豫现象. 采用单弛豫Cole-Cole函数拟合各体系的介电参数, 结果表明在相同体积分数条件下硅油体系具有较大的介电增量(?ε), 且两体系的介电增量与体积分数(φ)均服从?ε＝4ε_mφ的函数关系. 通过计算和分析粒子与介质间介电失配程度, 阐明了油介质的介电常数(ε_m)对于沸石电流变液界面极化强度的贡献. 此外研究了吸附水对沸石电流变液界面极化的影响, 结果发现水的吸附对于体系的?ε值没有影响, 但明显降低了弛豫时间, 证明吸附水对沸石电流变液的界面极化率具有增强作用.     

壳聚糖微球悬浊液的介电谱研究:弛豫机制的解释和内部信息的获得

结合DLVO理论和壳聚糖微球的特点, 提出了适合实验数据的电动力学模型, 并分析了浓厚分散系的界面极化弛豫的微观机制. 进而测量了不同粒径壳聚糖微球悬浊液的介电谱, 发现在10～100 MHz频率范围内均出现明显的介电弛豫现象. 利用上述模型合理解释了该弛豫现象以及微球粒径对界面极化弛豫的影响, 结果也证明了我们提出的模型的适当性. 此外, 利用Hanai方法, 通过介电参数准确计算出了各悬浊液的内部信息, 并且分析了这些实时信息的合理性. 研究结果从实验和理论两方面展示了介电谱方法在即时获取壳聚糖内部信息上的独到优势.     

平面结构非均匀体系的介电驰豫─—组成相的数目与电导对弛豫的影响

非均匀体系在０．１ｋＨｚ～１０ＭＨｚ频率范围显示出显著的介电弛豫,为了弄清介电弛豫的原因以及该弛豫与非均匀体系界面数目的关系,本文从介电的观点在理论及实验两方面讨论了典型的非均匀体系的例子：膜／溶液体系。特别地,对频率域的介电弛豫谱与组成相的结构及浓度的关系进行了分析,并在Ｍａｘｗｅｌｌ－Ｗａｇｎｅｒ机理的基础上现象论地解释了弛豫的原因。非均匀体系的介电弛豫性质具有下列特征：（１）介电弛豫数目等于体系内界面种类的数目;（２）特征弛豫频率紧密地依存于溶液相的电导。     

非导电微球悬浊系的介电谱——弛豫机制的考察和界面信息的解析

研究了不同浓度电解质溶液中聚苯乙烯微球悬浊液的介电谱, 发现在40 Hz～110 MHz频率范围内出现了两个明显的弛豫. 在介电模型基础上对弛豫原因的理论分析结果表明, 千赫兹频域出现的弛豫是由粒子附近双电层中对离子的扩散所致, 兆赫兹附近出现的弛豫源于空间电荷在固/液界面的累积. 应用Hanai方法计算出体系内部的相参数, 获得了微球/溶液界面的电信息, 并给出了合理解释. 理论计算结果验证了模型和方法的适用性. 实验采用透析法调制样品, 有效地防止了体系内部粒子二次团聚的发生.     

阴离子表面活性剂SDBS胶束溶液的介电弛豫行为

用射频介电谱方法研究了0.1-80 mmol·L-1浓度的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)水溶液体系的介质弛豫行为. 测量发现频率接近107 Hz时, 在临界胶束浓度(CMC)附近出现显著的介电弛豫现象. 采用Cole-Cole函数拟合SDBS体系介电数据, 其拟合参数具有明显变化规律: 介电增量(△ε)随SDBS摩尔浓度(cs)的增加而增大, 表现为两种线性关系, 并在cs=36 mmol·L-1附近出现拐点; 特征弛豫时间(τ0)却在cs=45 mmol·L-1出现极小值. 利用胶束电模型分析了介电弛豫机制, 认为束缚Na+对离子数量和胶束体积变化是引起介电增量和特征弛豫时间变化的两个重要原因.     

平面结构非均匀体系的介电驰豫—组成相的数目与电导对驰豫的影响

非均匀体系在０．１ｋＨｚ－１０ＭＨｚ频率范围显示出显著的介电驰豫，为了弄清介电驰豫的原因以及该驰豫与非均匀体系界面数目的关系，本文从介电的观点在理论及实验两方面讨论了典型的非均匀体系的例子：膜／溶液体系。特别地，对频率域的介电驰豫谱与组成相的结构及浓度的关系进行了分析，并在Ｍａｘｗｅｌｌ－Ｗａｇｎｅｒ机理的基础上现象论地解释了驰豫的原因，非均匀体系的介电驰豫性质具有下列特征：（１）介电驰豫数目等于