有机改性TiO2光催化剂的制备及可见光催化性能

以染料黄叱精(Chrysoidine G)和TiO₂ (Degussa P25)为原料, 利用甲苯二异氰酸酯为桥连体, 成功合成了一种有机改性的TiO₂光催化剂. 采用XRD, TEM, FT-IR, UV-Vis对所得催化剂进行了表征, 以亚甲基蓝降解为探针反应, 考察其可见光催化性能. 结果表明: 甲苯二异氰酸酯在黄叱精和TiO₂之间形成了稳定的化学键, 从而实现了对TiO₂的表面有机改性; 改性后的TiO₂在可见光区(400～550 nm)有明显的吸收; 与未改性TiO₂相比, 有机改性的TiO₂催化剂在可见光照射下表现出了很好的光催化性能.     

多重分形谱研究溶胶-凝胶SiO2疏水减反膜的激光预处理作用

采用溶胶-凝胶提拉技术制备了SiO2疏水减反膜.使用Nd:YAG激光(波长为1064 nm,脉宽为7.5ns)采用"R on 1"方式对所得膜层进行了激光预处理.在预处理前后采用"1 on 1"方式考察了薄膜的激光损伤阈值的变化,使用原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌的变化,并使用多重分形谱(MFS)方法分析了薄膜分形结构的变化.结果 表明经过激光预处理后薄膜的抗激光损伤阈值有了明显提高,均方根表面粗糙度(Rq)稍有减小,膜面变平整,多重分形谱宽度收缩,分形区间的分布均匀性改善.这说明经过激光预处理后薄膜表面微结构趋向规整,使之能够承受更强的激光的辐照.同时也说明借助多重分形谱可以获得更多薄膜表面结构变化的信息,多重分形谱是探索强激光对光学薄膜辐照作用机理的一个十分有用的方法.     

氨基酸在固体表面的吸附*

介绍了氨基酸在固体表面吸附的常见吸附模式和吸附等温线类型。在常见的等温式中Sips等温式能处理液相中吸附质浓度从低到高、吸附剂表面从均匀到不均匀等各种情形下的固/液吸附体系,得到的等温线一般归属4类：S型、L型、H型和C型;总结和讨论了各吸附参数对氨基酸吸附的影响,具体考察了氨基酸种类、固体表面的性质、溶剂种类、介质的pH、介质离子强度和温度等因素对氨基酸吸附的影响,指出通过优化各吸附参数,可以调整氨基酸和固体吸附剂之间的静电吸引力或疏水作用,达到最好的吸附效果;对氨基酸的固体吸附剂进行了分类阐述。     

红石河堰塞湖漫顶溃坝风险评估

四川省青川县红石河堰塞湖是2008年5月12日汶川大地震形成的34座大型堰塞湖之一,是由东河口滑坡堵塞红石河形成的。该堰塞体高度约50 m、宽度约250 m、顺河向长度约500 m、形成的最大库容约400万m3。本文作者对红石河堰塞体做了较详尽的现场试验,包括土的冲蚀试验、土的基本物性试验等。基于现场试验数据,对土的冲蚀性和漫顶溃坝风险做了详细的分析。结果显示,从土的抗冲蚀性角度考虑,只要有水溢出就会有土体被冲蚀,这说明红石河堰塞体的漫顶溃决可能性较高。本文还提出经验公式来预测红石河堰塞体漫顶的溃决时间,大约为4.5d,如果考虑到大石块对抗冲蚀稳定性的有利影响,这一数值会增大。此外,还研究了溃决深度随时间的变化规律。     

小角x射线散射法研究甲基改性氧化硅凝胶的双分形结构

以正硅酸乙酯［Si(OC2H5)4,TEOS］和甲基三乙氧基硅烷［CH3Si(OC2H5)3,MTES］为前驱体，通过共水解法和两步法制备出两种不同的甲基改性氧化硅凝胶，在北京同步辐射光源(BSRF)小角x射线散射(SAXS)站测量了凝胶的散射强度，计算了凝胶的平均粒径、两相间比表面积等参数，在此基础上分析了凝胶的分形特征，发现存在两个尺度上的分形结构，分别对应于从SiO2原生颗粒到一次团聚体和从一次团聚体到簇团两种尺度.辅以透射电子显微镜(TEM)观测，证实由两种方法获得的凝胶具有非常不同的微观结构.实验证明，利用SAXS技术研究甲基改性凝胶的分形特征是获得凝胶微观结构的有力工具. 关键词： 甲基改性凝胶 氧化硅 小角x射线散射(SAXS) 分形结构     

PEG和PVP改性溶胶-凝胶二氧化硅减反膜的对比

聚乙二醇(PEG)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对溶胶-凝胶二氧化硅减反膜的结构和激光损伤阈值(LIDT)有不同的影响.动态光散射、透射电镜(TEM)以及小角X射线散射实验表明:PEG能够促进二氧化硅颗粒的生长并增加团簇生长的一致性.然而,在PVP改性的溶胶中,Si―OH与PVP之间氢键作用制约了二氧化硅颗粒的生长.此外,多重分形谱(MFS)分析表明,PEG可以提高氧化硅薄膜的均匀性,PVP却降低了薄膜的均匀性,因此,PEG改性的氧化硅薄膜的抗激光损伤性能增强,而PVP改性的氧化硅薄膜的抗激光损伤性能被削弱.固体29Si魔角旋转核磁共振(MASNMR)结果表明,PEG能够提高Si―O四面体缩聚程度并改善薄膜的表面分形结构,PVP则相反,导致了PEG改性的氧化硅薄膜与PVP改性的氧化硅薄膜具有不同的抗激光损伤性能.     

溶胶-凝胶法MgF2紫外增透膜的制备和性能研究

 采用溶胶-凝胶法,以醋酸镁和氟化氢为原料,以甲醇为溶剂制备了MgF₂溶胶,利用浸渍提拉法在洁净石英基片上镀膜,考察了反应温度对溶胶微结构、薄膜结构和性能的影响。样品采用激光动态光散射、透射电镜、X射线粉体衍射仪、紫外-可见光谱仪、原子力显微镜进行表征。结果表明：通过该方法制备的表面平整的低折射率MgF₂薄膜,在紫外区具有很好的增透性能,同时在紫外波长355 nm激光的辐照下（脉宽6 ns）,薄膜具有较高的抗激光损伤性能,激光损伤阈值达10.85 J·cm^-2。     

用于KDP晶体的桥式聚倍半硅氧烷防潮膜

 以间苯亚甲基二异氰酸酯与氨丙基三乙氧基硅烷反应制备了具有长桥链结构的聚倍半硅氧烷前驱体,利用制备的前驱体在碱性条件下水解缩聚制备了桥式聚倍半硅氧烷溶胶,并采用提拉浸涂法对磷酸二氢钾（KDP）晶体镀膜。通过1H NMR 对前驱体进行结构定性,利用²⁹Si MAS NMR和N₂吸附-脱附表征对凝胶结构进行了分析,用AFM对薄膜的表面形貌进行了研究,通过湿度为60%时KDP晶体光学性质的变化考察了薄膜的防潮性能。利用三倍频和基频激光测试了薄膜的抗激光损伤性能。结果表明:这种桥式聚倍半硅氧烷薄膜对KDP晶体具有很好的防潮保护作用,并显示了较好的抗激光损伤性能。     

用于NSH紫外滤光片的长桥式聚倍半硅氧烷防潮膜

以双环己基甲烷4,4’-二异氰酸酯与3-氨丙基三乙氧基硅烷反应制备了具有长桥链结构的聚倍半硅氧烷前驱体. 利用制备的前驱体在碱性条件下水解缩聚制备了桥式聚倍半硅氧烷溶胶, 并对硫酸镍(NSH)紫外滤光片镀膜. 通过FT-IR, 29Si MAS NMR和N2吸附-脱附表征对凝胶结构进行了分析, 用SEM和AFM对薄膜的表面形貌进行了研究, 通过一定湿度(70%)下NSH滤光片光学性质的变化观察了薄膜的防潮性能. 结果表明, 这种桥式聚倍半硅氧烷薄膜是致密无孔的, 能够对NSH滤光片起到很好的防潮保护.     

29Si NMR研究St(o)iber反应的化学动力学

Stoiber反应以低分子量的醇为溶剂,由正硅酸乙酯(TEOS)在氨催化下水解缩聚形成高度分散的尺寸为5～2000 nm的球形SiO2颗粒,是溶胶-凝胶过程的典型反应.通过液体29Si NMR研究Stoiber反应水解和缩聚的动力学过程,确定了反应过程的中间体是Q10,而不是文献所说的Q61.得到了TEOS碱性条件下决速步的水解速率方程r=kh[TEOS][NH3]0.457·[H2O]0.051,其速率常数为kh＝7.32×10-3 mol-0.5·dm1.5·min-1 (T=25 ℃),利用过渡态理论得到决速步以外的反应方程的速率常数.同时得到了反应活化能Ea和指前因子A的值.结果表明,温度升高,所有反应的速率均增大,决速步的反应速率增大得较多,说明升高温度更有利于Q10的生成;水量的改变对所有反应速率几乎没有影响;催化剂的用量对其水解和缩聚速率影响较大.