人造金刚石合成中黑色低磁金刚石的研究

 通过对合成金刚石的原材料和合成产物——石墨、Ni₇₀Mn₂₅Co₅触媒、普通人造金刚石、黑色人造金刚石、NiMnCoC熔体的磁化率测试,以及对黑色人造金刚石和普通人造金刚石破碎断面扫描电镜的对比分析,认为黑色人造金刚石形成低磁性的原因是由于合成过程中温度偏高、压力偏低,生长的金刚石质量差、裂纹多。晶体内夹杂了很多石墨与触媒包裹体,同时金刚石表面与金刚石晶体内的触媒包裹体之间形成贯穿性的裂纹。在金刚石化学提纯处理过程中,金刚石晶体内的铁磁性触媒包裹体杂质被通过裂纹进入的酸除去。因而在检测金刚石磁性时,黑色金刚石的磁性很小,呈弱磁性。     

分子印迹比率荧光传感器研究进展

荧光传感器具有灵敏度高、响应快、操作简便等优点;然而,在使用单发射荧光传感器时,背景信号、温度、p H值等因素都会对检测结果产生干扰.为使检测结果更灵敏、准确,具有自校正特性的比率荧光传感器应运而生.将模拟抗原抗体特异性结合作用的分子印迹技术引入到比率荧光体系中,即分子印迹比率荧光(molecular imprinting ratiometric fluorescence, MI-RFL)传感器,具有高选择、高灵敏及便捷性等特点,广受关注.本文梳理了2017年以来MI-RFL传感器构建与应用的研究进展.首先介绍了MI-RFL传感器的荧光源和工作机理,然后重点综述了能够提高传感器性能的印迹策略、荧光双/三发射类型,讨论了传感器的微型设计及在现场检测中的应用,最后,尝试提出了MI-RFL传感器面临的挑战,并展望了其发展前景.     

原位同步辐射红外关联谱学技术研究界面电化学反应过程

电化学界面动力学决定了所有电化学反应性质.从原子和分子水平上多维度原位观察电极的表界面电化学反应动态过程对于典型的电化学储能技术(电解槽、燃料电池)中催化剂的结构设计、合成和筛选具有重要意义,但是复杂的电化学界面以及微量、快速的反应中间态信号给界面电化学反应动态过程研究带来了极大的挑战.同步辐射傅里叶变换红外光谱(SR-FTIR)具有独特的分子指纹识别功能,可以用来确定电化学界面的活性物质,结合对纳米材料的局部原子结构高度敏感的同步辐射X射线吸收精细结构(SR-XAFS)光谱可以开展界面电化学反应过程的实时动态研究,有助于指导设计用于高效高能量密度能源系统的先进电催化剂.本文基于近年来本课题组的研究工作,系统地介绍了获得高质量的电化学反应过程中同步辐射红外关联谱学实验结果的策略,及其应用于电催化反应动态过程研究成果,其中主要选用当前热门的金属有机框架(MOF)纳米材料以及金属单原子催化剂(SACs)作为研究对象.最后,对原位同步辐射实验方法发展及其针对电化学反应动态过程的研究进行了展望,旨在通过揭示电化学反应的动态机理来指导和合成高效稳定的催化材料.     

测量光纤外腔Fabry-Perot干涉仪的白光干涉术

提出了一种基于白光干涉术测量低锐度光纤外腔Fabry Perot干涉仪（EFPI）的方法用宽带光源注入F P腔,在接收端用一高锐度的可调谐光纤F P滤波器对EFPI的反射光谱进行扫描,获得了周期性变化的光谱输出为了测量出EFPI的腔长,对光谱信号进行傅里叶变换,得到光谱的周期,由此求出EFPI的绝对腔长证明了用低锐度EFPI的测量准确度由腔长决定F P腔越长,测量准确度越高在腔长分别是200 μm,400 μm和600 μm时,测量的腔长与实际腔长相同.     

环形光纤声发射传感器的相位调制特性研究

提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的环形传感器,用于固体表面传播的超声波的检测.这种传感器的特点是能够精确地检测由固体表面传播的超声波产生的微弱振动.当超声波信号通过光纤传感器的两个臂到达探测器时,干涉仪的输出光强度受到了超声信号的调制.通过检测干涉仪的输出光强度并利用Fourier变换,测得了超声信号的振幅和频率.而且对传感系统的位相调制特性进行了仿真,并对实验结果进行了分析,结果表明该系统可用于固体表面传播的超声波频率特征的识别.     

SnS2气敏材料研究进展

气体传感器能够有效检测浓度低于人类嗅觉极限的有毒有害及易燃易爆等气体,在军事国防、环境安全、医疗诊断等领域具有重大的研究意义。其中电阻式气体传感器因其成本低廉,普遍适用于民用气体检测而受到广泛应用。气敏材料是气体传感器的核心,设计合成合适的气敏材料对发展高性能气体传感器至关重要。本文在简单介绍气体传感器、电阻式气体传感器以及电阻式气体传感器常用的几种传感材料的基础上,聚焦于n型半导体SnS₂气敏材料,归纳了该材料的结构与性质,重点阐述了提升SnS₂气敏材料传感性能的方法,包括空位工程、热激活工程、光激活工程和异质结工程,并对SnS₂气敏材料的研究趋势进行了展望。     

离子型聚合物修饰电极的电化学发光特性

通过静电相互吸引作用对导电玻璃电极表面进行聚乙烯亚胺和聚丙烯酸分子层修饰,比较了修饰电极对中性介质中鲁米诺电化学发光的影响.结果表明,聚乙烯亚胺修饰层对电极反应的影响相对较小,而对鲁米诺分子的电化学发光具有极大的增强效应.荷正电的聚乙烯亚胺修饰分子与鲁米诺激发态3-氨基邻苯二甲酸阴离子间静电相互作用而导致的激发态稳定性增加,对鲁米诺分子的电化学发光的增强起着关键作用.     

基于SPR光谱分析的液体折射率测量研究

文章从电磁场理论和射线理论的角度,详细讨论了光纤表面等离子体波传感器工作原理,分析了表面等离子体共振(SPR)光谱共振波长与液体介质折射率之间的对应关系。采用相关光谱检测技术,获得八种不同类型分析醇所对应的SPR光谱曲线族,其共振波长随液体折射率的增大而逐渐向长波长方向偏移。通过对乙醇与乙二醇混合液体所对应的共振光谱分析,实现对两者配比浓度的测定。整个传感系统结构简单,测量光路部分实现全光纤化,不仅能够对目标测量介质的实时、快速、精确测量,还可用于特殊测量场合,实现远程遥测功能。     

一种在弱酸性介质中有电化学发光性能的鲁米诺衍生物

报道了一种鲁米诺的衍生物-3-(1-乙酰丙酮偶氮)苯二甲酰肼在酸性介质中的电化学发光行为,该化合物与鲁米诺类似,发生两步电化学氧化反应,但其氧化电位较鲁米诺低约0.5V,在氧化铟锡玻璃电极上具有良好的电化学发光性能,有效地避免了氧化铟锡玻璃电极本身的发光干扰.不仅在碱性介质中具有较高的电化学发光效率,而且在酸性介质中也产生较稳定的电化学发光,在1.0×10-6mol/L以上浓度,电化学发光强度与浓度有良好的线性关系.     

水稻中的纳米硅及其紫外吸收

为了了解水稻中硅的亚显微结构及其紫外吸收特性,根据强酸不会腐蚀SiO₂玻璃的事实,选择湿消化方法分离水稻中的硅体。以浓硫酸和硝酸混合液分别处理水稻叶片和稻壳,经多级沉降分离出其中的硅体。X射线光电子能谱结果表明硅体距离表面10 nm以内碳相对质量为35.05%,远高于硅体表面(5.88%),说明硅质壁能够阻止强酸进入硅体内部,避免硅体内氧化,保持硅体结构完整和相对独立的理化性质。电镜显示硅体SiO₂结构致密,由1～2 nm的SiO₂凝胶粒子粘聚而成,纳米颗粒相互融合组成排列方向一致的纳米棒,内部还有微米尺度(≤1μm)和纳米尺度(≤1～2 nm)的隙孔。颖壳硅体最大吸收位于285 nm;叶片纳米硅对紫外辐射的吸收极其有限,表明水稻颖壳和叶片硅体对紫外辐射具有不同的抵抗机制。