电子束敏感材料的原子尺度结构研究

分子筛和金属有机骨架(MOF)材料以其独特的孔道和骨架结构在催化、 储能、 干燥及净化和吸附分离等领域有着广泛应用, 对其结构的原子尺度表征对于深入理解其构效关系具有重要意义. 但其大孔道结构和有机骨架使得它们对电子束辐照极为敏感, 在常规透射电镜成像模式下结构会很快被破坏变为非晶, 从而无法获得孔道和骨架的原子排列信息. 最近发展起来的基于积分差分相位衬度扫描透射电子显微(iDPC-STEM)技术在电子敏感材料和轻元素组分成像方面展现出明显优势, 使得对多孔骨架材料及烃池物种的表征成为了可能. 本文综述了本课题组近期利用该技术对分子筛和MOF材料原子尺度结构方面的研究. 将iDPC-STEM技术应用到ZSM-5分子筛催化剂中, 实现了对该分子筛的原子级骨架结构的成像分析. 在MOF体系中, 利用该技术观察到MIL-101骨架内部有机连接体与金属节点的配位方式, 在此基础上解析了MIL-101结构中有机配体的连接和金属节点的苯环结构, 并观察了MOF的原子级表面、 界面和缺陷等局域结构特征. 最后对iDPC-STEM技术在原子尺度成像方面的应用潜力进行了总结与展望.     

一维纳米材料Cs0.2WO3和W18O49长度与红外吸收关联性的Mie散射理论推导及实验验证

研究表明二元、三元钨基氧化物的红外吸收性能具有尺寸和形貌依赖性,但还没有普适性的物理学机理及计算方法。本工作基于Mie散射理论,推导了一维材料的长度与光吸收性能之间的关系,通过理论推导计算和实验验证,探究了纳米钨基氧化物的红外吸收性能与颗粒长度的关联性。首先,基于Mie散射理论的推演和计算,揭示了增加纳米Cs_(0.2)WO_3和W_(18)O_(49)材料长度可适度提高其近红外吸收性能的规律。其次,测试了合成的不同长度Cs_(0.2)WO_3纳米棒和W_(18)O_(49)纳米线的红外吸收性能,结果与理论计算及模拟相吻合。其中在2 500～20 000 nm波长范围内Cs_(0.2)WO_3纳米棒和W_(18)O_(49)纳米线随长度的变化趋势不同,Cs_(0.2)WO_3纳米棒的红外吸收性能随长度的增加而增加,而W_(18)O_(49)纳米线的红外吸收性能随长度的增加而减弱。Cs_(0.2)WO_3纳米棒和W_(18)0O_9纳米线的光热效应均随长度的增加而增加,增幅分别达18.5%和12.7%,再次验证了长度效应。     

超光滑加工精磨过程中损伤层与余量匹配的研究

对超光滑加工散粒研磨工序中采用的三级精磨法,进行了实验研究,通过改进差分化学刻蚀实验测出各级损伤层的厚度,利用损伤层厚度对加工余量匹配进行了优化。研究表明损伤层厚度与砂粒的粒径和压载之积成线性关系,与研磨时长无关;实验测得W28、W10、W5号磨料在实验条件下研磨加工产生的损伤层厚度分别为12.4μm、8.2μm、5.8μm;并根据损伤层厚度提出了加工余量的匹配建议方案。损伤层的相关研究为超光滑加工中提高生产效率以及减少麻点产生几率的研究提供了参考。     

扩散模型和凝聚模型耦合作用下胶体凝聚动力学的Monte Carlo模拟研究

以扩散模型(Ds(γ)=D0×sγ)和凝聚模型(Pij(σ)=P0×(i×j)σ)为基础,对胶体体系随时间的演变、团簇大小分布及其标度关系、团簇的重均大小S(t)的变化规律以及模型对最终分形维数的影响四个角度进行了比较研究,发现扩散指数γ0和凝聚概率指数σ0对胶体的凝聚动力学过程有相似的影响.本文在较宽的γ和σ取值范围内,对胶体的凝聚动力学进行了模拟研究,对慢速凝聚向快速凝聚的转化机理作了定量分析,并进一步分析了在团簇-团簇凝聚(CCA)模型下,得到类似扩散置限凝聚(DLA)模型的凝聚体的物理意义,结果表明:(1)γ0代表了体系中团簇或单粒做"定向运动"而非无规则的布朗运动的情况.这种"定向运动"的推动力可能来自于大团簇产生的强"长程范德华力"、"电场力"等,或来自于体系边界处的外力场的作用.(2)当σ0时,体系成为先快后慢的慢速凝聚,这可能对应大团簇为一排斥中心,即胶体颗粒存在"排斥力场"的现象.(3)证实了团簇的重均大小在凝聚过程的早期按指数规律增长,而后期按幂函数规律增长的实验现象.模拟研究还表明,胶体体系的凝聚动力学过程,在σ0时是一个存在正反馈机制的非线性动力学过程,而在σ0时则体现出负反馈的特征.     

高效液相色谱-串联质谱法测定比格犬血浆中的莫诺苷浓度及其药代动力学

运用高效液相色谱-串联质谱联用技术,建立了简单、快速、灵敏的比格犬灌胃莫诺苷后血药浓度的检测方法。血浆样品采用蛋白质沉淀法处理,以芍药苷作为内标,色谱柱为Inertsil ODS-SP色谱柱(50 mm×2.1 mm,5μm),流动相为水(含1 mmol/L甲酸钠)-乙腈,梯度洗脱,流速0.4 mL/min。采用电喷雾离子源(ESI),正离子多反应监测(MRM)模式。绘制血药浓度-时间曲线,并采用DAS 2.0软件计算药代动力学参数。方法学实验结果表明内源性杂质不干扰莫诺苷和内标的测定,线性范围为2~5 000μg/L(r=0.996 6),定量限为2μg/L。方法精密度、准确度、回收率和基质效应均符合生物样品测定的要求,适合比格犬血浆中莫诺苷浓度的测定,可以应用该方法进行莫诺苷的药代动力学研究。比格犬灌胃莫诺苷3个剂量(5、15、45 mg/kg)后的血药浓度-时间曲线下面积(AUC(0-∞))分别为(1 631.20±238.50)、(3 984.05±750.38)、(10 397.64±3 156.34)μg/L·h,与给药剂量之间呈现良好的线性关系。     

两个基于4-(1H-1,2,4-三氮唑)苯甲酸的稀土配位聚合物的合成、晶体结构及荧光性质(英文)

以4-(1H-1,2,4-三氮唑)苯甲酸为配体,采用水热法合成了2种稀土配位聚合物[Tb(tbc3)(H2O)3]n(1)和{[Nd(tbc3)(H2O)3]·H2O}n(2)(Htbc=4-(1H-1,2,4-三氮唑)苯甲酸)。运用X-射线单晶衍射法对该配位聚合物进行了结构测定,并对其进行了元素分析、红外光谱、TG及荧光光谱表征。单晶结构表明,配位聚合物1为三斜晶系,空间群P1,配位聚合物2属于单斜晶系,空间群为P21/c。配位聚合物1和2均为一维链结构,均通过非共价键作用形成三维超分子构造。     

5-甲基苯并三唑-1-乙酸铕三元配合物的合成及表征

以5-甲基-苯并三唑-1-乙酸和1,10-邻菲啰啉为配体,采用溶液法合成了一种铕配合物。通过元素分析、配位滴定、摩尔电导率、红外光谱和紫外光谱对其进行表征。其组成可能为Eu(L)3phen·3.5H2O(HL=5-甲基-苯并三唑-1-乙酸,5-mbtaa;phen=1,10-邻菲啰啉)。使用热分析和荧光光谱研究了配合物的性质。热分析结果显示:铕配合物具有较好的热稳定性。荧光光谱显示:该配合物发出Eu(Ⅲ)特征荧光,并且5-甲基-苯并三唑-1-乙酸是较好的敏化剂。     

PPDO/PLLA共混物的制备及其相容性

通过溶液共沉淀法制备了一系列不同组份比例的PPDO/PLLA共混物(Pw)。通过溶度参数、扫描电镜及差式扫描量热仪(DSC)研究了Pw的相容性。结果表明:PPDO与PLLA相容性差;Pw的脆断面扫描电镜图片显示,在不同共混比例下,PLLA在基体PPDO中成典型"海-岛"式分布,且当PLLA含量超过30%时,Pw中出现部分PLLA连续相。     

基于石墨烯和金纳米笼修饰的无标记型微囊藻毒素免疫传感器的研制

利用石墨烯及中空结构的金纳米笼构建了无标记型电化学免疫传感器,并用于微囊藻毒素的检测。利用多元醇还原法合成制备了导电性好、催化性强、生物相容性好的金纳米笼;再利用高分散的石墨烯将其固定于玻碳电极表面,进一步吸附固定微囊藻毒素抗体。在无微囊藻毒素存在时,电化学探针[Fe(CN)6]3!/4!在传感器界面上能获得较高的电流响应信号。当培育了微囊藻毒素后,抗体与微囊藻毒素形成免疫结合物,增加了电极表面的电荷密度和传质阻力,阻碍[Fe(CN)6]3!/4!扩散到电极表面,导致[Fe(CN)6]3!/4!的电流响应信号明显降低,电流减小的程度间接地与微囊藻毒素的浓度成比例,可实现对微囊藻毒素的检测。实验考察了抗原培育时间,抗体浓度等条件对该传感器响应性能的影响。结果表明,此传感器对微囊藻毒素的线性响应范围为0.05~1000μg/L,检出限为0.017μg/L,优于文献报道。此传感器操作简单,并且具有良好的稳定性,将其用于实际水样中微囊藻毒素的检测,平均加标回收率为94.1%。     

基于摩擦磨损的KDP晶体固结磨料抛光垫优化

本文通过固结磨料球与KDP晶体对磨的单因素试验探究固结磨料球中反应物种类、磨粒浓度、反应物浓度、基体硬度对摩擦系数、磨痕截面积和磨痕处粗糙度的影响,试验结果表明:KHCO₃固结磨料球对磨后磨痕对称性好,磨痕处的粗糙度值低;磨痕截面积随磨粒和反应物浓度的增加而增大,随基体硬度的增大而降低;磨痕处粗糙度随磨粒和反应物浓度的增加先降低后上升,随基体硬度的增大先上升后降低;摩擦系数受磨粒和反应物浓度影响不明显,随基体硬度的增大而降低。选择KHCO₃作为反应物,Ⅰ基体,磨粒浓度为基体质量的100%,反应物浓度为15%制备固结磨料球与KDP晶体对磨后的磨痕轮廓对称度好且磨痕处粗糙度值低,以该组分制备固结磨料垫干式抛光KDP晶体,可实现晶体表面粗糙度Sa值为18.50 nm,材料去除率为130 nm/min的高效精密加工。