聚合物及其混合物的太赫兹介电性质测定与分析方法

聚合物材料因其对太赫兹波的高透过率以及良好的塑形能力在太赫兹研究中扮演了重要的角色,由于材料的介电特性直接关系着折射率、极化率等重要性质,不同的应用场合通常需要材料呈现出特殊的太赫兹介电响应,一方面可以选取不同的聚合物材料,另一方面可以通过多种聚合物的混合实现材料介电性质的调制。聚合物材料合理的选取和设计建立在材料太赫兹介电精确表征之上,然而利用太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)对聚合物材料进行透射式太赫兹介电表征时,材料内部空气孔隙的存在会影响表征结果的复现性,同时也会影响共混聚合物介电性质的分析和预测。因此以Landau, Lifshitz, Looyenga(LLL)模型为基础提出了考虑空气影响的介电分析模型,并选取了在太赫兹研究中广泛使用的聚合物材料聚乙烯(PE)和聚四氟乙烯(PTFE)对模型的有效性和稳定性加以验证,展开了两种材料单质和混合物两方面的介电分析。在太赫兹波透射样品之后的相位变化信息中提取出样品的介电常数,同一种物质制备的样片间太赫兹介电谱存在明显差异,使用包含气隙影响的LLL模型处理实验数据后,样品介电常数中空气的介电影响被移除,从而得到了两种材料的本征介电常数,在此基础上,使用测得的本征介电常数和混合物样品中两种材料的体积占比信息代入包含气隙影响的LLL模型计算得到了不同配比混合物的太赫兹介电常数的模拟值,并与THz-TDS实验获取的实验值进行了对比。利用所提出的有效介质模型,聚乙烯和聚四氟乙烯在10～40 cm-1波段内移除空气影响后的平均介电常数为2.315±0.003（±0.13%）和2.109±0.003（±0.14%）,在不同重量、不同厚度的单组份样品间模型测定的聚合物介电常数保持了良好的重复性,在对混合物的太赫兹介电性质测定与分析中,利用模型计算的混合物介电常数模拟值与THz-TDS测定的介电常数实验值保持了高度线性相关,其相关系数为0.964 3,全局相对误差为1.08%,体现了模型的可靠性。提出的介电分析模型可以扩展到更多的高分子材料单质及其混合物的太赫兹介电性质表征中,对太赫兹波段的共混聚合物材料设计具有参考价值。     

碳纳米管网络导电特征的导电型原子力显微镜研究

利用导电型原子力显微镜对大范围碳纳米管（CNT）网络的导电性能进行成像观察.研究发现：在几十微米的成像范围内,每根CNT本身的电阻远小于CNT之间的接触电阻,以致于在电压偏置的网络中不同的CNT呈现电位不同的等位体;CNT的导电性能虽不因与其他CNT的交叠接触而改变,但是如果缠绕成束,则半导体性CNT趋于呈现金属性CNT的导电特征. 关键词： 导电型原子力显微镜 碳纳米管网络 碳管纳米电导     

超高效液相色谱-串联质谱法同时测定牛奶和奶粉中的二氰二胺、三聚氰胺和三聚氰酸

建立了一种超高效液相色谱-串联质谱法测定牛奶和奶粉中二氰二胺(DCD)、三聚氰胺(MEL)和三聚氰酸(CY)的分析方法。样品用5%(质量分数)三氯乙酸水溶液提取,无需净化和浓缩,用Acquity UPLC HSS T3色谱柱(50 mm×2.1 mm, 1.8 μm)分离,以乙腈和乙酸铵作为流动相进行梯度洗脱,电喷雾正、负离子(ESI^±)模式同时电离,多反应监测模式进行检测。结果表明:在5.0～200.0 μg/L范围内线性关系良好(r≥0.995)。牛奶中3种化合物在0.02、0.10、0.20 mg/kg的添加回收率为60.0%～105.8%,相对标准偏差(RSD, n=6)为4.2%～13.6%;奶粉中3种化合物在0.05、0.10、0.20 mg/kg的添加回收率为78.0%～115.0%, RSD (n=6)为2.7%～7.5%。牛奶中方法的定量限(信噪比为10)为0.02 mg/kg,奶粉中方法的定量限为0.05 mg/kg。该方法简单、快速、灵敏、准确,适合于牛奶、奶粉等乳及乳制品中DCD、MEL和CY的快速、高灵敏的分析检测。     

多壁碳纳米管表面对硝基苯酚印迹复合材料的制备与吸附性能

以多壁碳纳米管表面接枝的L-苯丙氨酸为结合位点, 甲基丙烯酸为功能单体, 乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂, 采用沉淀聚合技术, 在碳纳米管表面制备了对硝基苯酚印迹复合材料. 采用红外光谱和扫描电镜研究了该印迹复合材料的结构和形貌, 结果表明, 在碳纳米管表面接枝了一层稳定的印迹材料. 采用高效液相色谱研究了该印迹材料的等温吸附性能, 结果表明, 该印迹材料对模板分子具有较大的吸附容量(Qmax=80.5 μmol/g)和良好的选择吸附性能(选择因子达2.5). 以该印迹材料作为固相萃取吸附剂, 研究了它对对硝基苯酚和其它结构类似物混合溶液的动态吸附性能, 结果表明, 印迹复合材料对对硝基苯酚的吸附容量不受结构类似物浓度的影响, 能较好地应用于对硝基苯酚的分离富集检测.     

L-组氨酸手性识别印迹固定相的制备及表征

以L-组氨酸为模板分子, 甲基丙烯酸为功能单体, 乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂, 偶氮二异丁腈为引发剂, 在水-乙腈微乳体系中采用沉淀聚合方法制备了具有手性识别L-组氨酸功能的印迹微球. 采用静态平衡吸附实验及色谱分析探讨聚合微球对模板分子的选择识别吸附性能. 结果表明, 该印迹聚合物微球对模板分子存在两种结合位点, 最大表观结合量分别为33.04和24.16 μmol/g. 相对于常规的C18柱, 该印迹聚合物填充柱能够完全分离L-组氨酸和D-组氨酸, 分离度R为2.23, 选择因子为2.14. 利用差热分析、红外光谱及X射线衍射等技术表征聚合物微球的热性能及结构. 结果表明, 聚合物微球具有良好的热稳定性, 是一种具有部分晶体结构的聚合物.     

散斑剪切干涉条纹特性的实验研究

本文通过位移位相存在的真实性实验、小孔滤波的必要性实验、位移梯度的解相关性实验,证实了散斑剪切于涉术的条纹是由物体变形所引起的“位移位相”和“位移微分位相”以及由位移和位移微分共同决定的“附加位相”之和的余弦条纹。实验证实这种余弦条纹的分布,随着滤波孔的位置而变化,它的衬比随着位移和位移梯度的增大而下降。特别是,当在象面上一点相遇的两个物点的象面散斑位移之差的模值大于散斑的直径时,两者相遇的象点上的条纹消失。     

迈克耳孙干涉仪与光学自相关测量

“迈克耳孙干涉仪与光学自相关测量”是北京大学基础物理实验教学中心开设“综合物理实验”课程中的实验项目.作为该项目的教学辅助材料,本文旨在引导学生在熟悉教学型迈克耳孙干涉仪及其实验的基础上,尝试理解迈克耳孙干涉原理在现代科技中的应用,深入研究基于迈克耳孙干涉仪器的光学自相关测量机制,搭建基于教学型迈克耳孙干涉仪的傅里叶变换光谱仪或者光学相干层析成像的实验系统,探究相关的物理与技术问题.文中插入了一些“思考与练习”的题目,希望学生能以问题为导向来具体理解相关的物理内容和实验技术.最后的“教学要求”明确了实验的基本内容、面谈环节重点讨论的具体问题和后续深入研究的主要方向.     

核-壳型白藜芦醇分子印迹微球研制及应用

以表面修饰乙烯基团的SiO2微球为基体,白藜芦醇为模板分子,丙烯酰胺(AA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,采用表面印迹技术制备核-壳型白藜芦醇印迹微球。采用红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)对该分子印迹微球进行表征,结果表明,SiO2表面成功接枝一层厚度为200nm的印迹聚合物,该印迹微球颗粒分散均匀。采用高效液相色谱技术对印迹微球的吸附性进行研究表明,此印迹微球具有良好的识别性能,利用Scatchard模型分析得出印迹微球的最大吸附量分别为Qmax1=9.087mg/g和Qmax2=13.80mg/g。此印迹微球成功用于分离虎杖提取液中白藜芦醇。     

钪(Ⅲ)-氯代磺酚-S络合吸附波及其分析应用

在含少量水杨酸的NaAc-HAc-HCl(pH 2)介质中,钪(Ⅲ)和氯代磺酚-S(CSP-S)形成有电活性的络合物,于-0.39V(vs.SCE)处出现一灵敏的二次导数极谱电流峰.电流峰高(i_p)和抗(Ⅲ)浓度在4.5×10~-8～5.3×10~-6 mol/L范围内呈线性关系,相关系数(r)为0.9992,检出限为2.5×10~-8mol/L Se(Ⅲ).方法用于高温合金中微量钪的测定,结果满意.[SE(Ⅲ)]:[CSP-S]=1:1,表观稳定常数(k)为 3.2×10~6.至少稳定36h.较详细研究了络合物存在形态、电流特性、电极过程可逆性、电极反应机理,探讨进一步增敏的可能性.     

碳点基荧光印迹聚合物选择性检测牛血红蛋白

以荧光碳点为载体,3-氨丙基三乙氧基硅烷为功能单体,正硅酸乙酯为交联剂,牛血红蛋白为模板分子,采用溶胶-凝胶法制备出对牛血红蛋白具有高选择性识别性能的新型荧光印迹聚合复合材料(CDs@MIP)。采用红外光谱(IR)和扫描电子显微镜(SEM)对聚合物进行表征,结果表明,分子印迹聚合物包覆在荧光碳点表面,印迹因子为4.60。此CDs@MIP对牛血红蛋白具有高选择性,相对于卵清蛋白、牛血清蛋白、人血清蛋白的选择因子分别为4.38、4.73和3.66。在最佳条件下,此CDs@MIP对牛血红蛋白的响应线性范围为0.1～10.0μmol/L,检出限为23.0 nmol/L。将此CDs@MIP用于牛血液样品中牛血红蛋白的测定,回收率为99.0%～102.5%。