Water absorption kinetics in different wettability conditions studied at pore and sample scales in porous media by NMR with portable single-sided and laboratory imaging devices

NMR relaxation time distributions of water (1)H obtained by a portable single-sided surface device have been compared with MRI internal images obtained with a laboratory imaging apparatus on the same biocalcarenite (Lecce Stone) samples during capillary water uptake. The aim of this work was to check the ability of NMR methods to quantitatively follow the absorption phenomenon under different wettability conditions of the internal pore surfaces. Stone wettability changes were obtained by capillary absorption of a chloroform solution of Paraloid PB72, a hydrophobic acrylic resin frequently used to protect monuments and buildings, through one face of each sample. Both relaxation and imaging data have been found in good quantitative agreement each other and with masses of water determined by weighing the samples. In particular the Washburn model of water capillary rise applied to the imaging data allowed us to quantify the sorptivity in both treated and untreated samples. Combining relaxation and imaging data, a synergetic improvement of our understanding of the water absorption kinetics at both pore and sample scales is obtained. Since relaxation data have been taken over the course of time without interrupting the absorption process, simply by keeping the portable device on the surface opposite to the absorption, the results show that the single-sided NMR technique is a powerful tool for in situ evaluation of water-repellent treatments frequently used for consolidation and/or protection of stone artifacts.     

Two-Dimensional Rossby Waves: Exact Solutions to Petviashvili Equation

The two-dimensional (2D) nonlinear Rossby waves described by the Petviashvili equation, which has been invoked as an ageostrophic extension of the barotropic quasi-geostrophic potential vorticity equation, can be investigated through the exact periodic-wave solutions for the Petviashvili equation, while the exact analytical periodic-wave solutions to the Petviashvili equation are obtained by using the Jacobi elliptic function expansion method. It is shown that periodic-wave 2D Rossby solutions can be obtained by this method, and in the limit cases, the 2D Rossby soliton solutions are also obtained.     

C72,La2@C72几何结构和电子性质的计算研究

采用密度泛涵理论(density functional theory,DFT)中的广义梯度近似(generally gradient approximation,GGA)对富勒烯C72和内掺金属La富勒烯La2@C72三种同分异构体的几何结构和电子结构进行研究.发现在C72的三种同分异构体中,满足独立五边形规则(isolated-pentagon-rule,IPR)的C72(D6d)结构最为稳定;在La2@C72三种同分异构体中,有着两对两两相邻五元环(twofused-pentagon)的La2@C72(#10611)结构最为稳定,而满足IPR的La2@C72(D6d)的结构变成了最不稳定结构.从能级图和态密度图分析得知,笼子稳定性的变化与La原子的原子轨道与C72原子轨道之间的杂化有关.Mulliken电荷分析得知,La2@C72(#10611)的两个La原子共转移了约3个电子给C72,并且,它们几乎分布在整个C笼上,形成的电子结构为La23+@C3-72.净自旋分析得知,La2@C72(#10611)中La原子磁性完全淬灭.     

Si／SiNx／SiO2多层膜的光致发光

采用射频磁控溅射法,制备了具有强光致可见发光的纳米Si/SiNx/SiO2多层膜,利用傅立叶红外吸收(FTIR)谱,光致发光(PL)谱对其进行了研究。用260nm光激发得到的PL谱中观察到高强度的392nm(3.2eV)和670nm(1.9eV)光致发光峰,分析认为它们分别来自于缺陷态≡Si-到价带顶和从导带底到缺陷态≡Si-的辐射跃迁而产生的光致激发辐射复合发光。PL谱中只有370nm(3.4eV)处发光峰的峰位会受退火温度的影响,结合FTIR谱认为370nm发光与低价氧化物—SiOx(x<2.0)结合体有密不可分的关系。当SiO2层的厚度增大时,发光强度有所增强,800℃退火后出现最强发光,认为具有较大SiO2层厚度的Si/SiNx/SiO2结构多层膜更有利于退火后形成Si—N网络,能够得到更高效的光致发光。用量子限制-发光中心(QCLC)模型解释了可能的发光机制,并建立了发光的能隙态(EGS)模型。     

S掺杂对锐钛矿相TiO2电子结构与光催化性能的影响

采用基于第一性原理的平面波超软赝势方法研究了掺杂不同价态S的锐钛矿相TiO₂的晶体结构、杂质形成能、电子结构及光学性质.计算结果表明硫在掺杂体系中的存在形态与实验中的制备条件有关;掺杂后晶格发生畸变、原子间的键长及原子的电荷量也发生了变化,导致晶体中的八面体偶极矩增大; S 3p态与O 2p态、Ti 3d态杂化而使导带位置下移、价带位置上移及价带宽化,从而导致TiO₂的禁带宽度变窄、光吸收曲线红移到可见光区.这些结果很好地解释了S掺杂锐钛矿相TiO₂在可见光下具有优良的光催化性能的内在原因.根据计算结果分析比较了硫以不同离子价态掺杂对锐钛矿相TiO₂电子结构和光催化性能影响的差别. 关键词： 2')" href="#">锐钛矿相TiO₂ S掺杂 第一性原理 光催化性能     

Cr3+：MgAl2O4晶体EPR参量及其电子精细光谱的研究

考虑了SS(Spin-Spin)作用和SOO(Spin-Other-Orbit)作用，采用完全对角化方法，结合自旋Hamiltonian理论，研究了Cr³⁺∶MgAl₂O₄晶体EPR参量及其吸收光谱，理论与实验符合甚好. 在此基础上，进一步研究了⁴A₂(3d³)离子EPR参量的微观起源. 研究表明，EPR参量起源于四种微观机制：(1) SO(Spin-Orbit) 耦合机制；(2) SS耦合机制；(3)SOO耦合机制；(4) SO～SS～SOO总联合作用机制. 在这些机制中，SO机制是最主要的.     

用电化学沉积法制备ZnO/Cu2O异质p-n结

由于P型ZnO的制备仍然存在一定的困难,限制了ZnO在光电方面的应用,尤其是在发光二极管和激光器的实际应用,目前利用P型的透明半导体氧化物与n型ZnO制备异质p-n结,成为新的研究热点。选择P型导电Cu2O与ZnO制备出异质p-n结。Cu2O是一种典型的P型半导体材料,禁带宽度为2．1eV,可见光范围的吸收系数较高。首次利用电化学沉积的方法制备了ZnO／Cu2O异质p-n结,研究了电沉积ZnO,Cu2O的生长机制和ZnO／Cu2O异质结的结构、光学和电学特性。     

2-噻吩乙醛酸-邻菲罗啉-铕配合物的合成、结构表征及荧光性能的研究

合成了铕与 2 噻吩乙醛酸 (HL)和邻菲罗啉 (phen)的配合物 ,用元素分析、电导率、红外光谱和核磁共振谱测定了配合物的分子式为 [EuL2 phen·(H2 O) 3 ]NO3 ;配合物中的Eu(Ⅲ )离子与 2 噻吩乙醛酸和水分子中的O原子以及邻菲罗啉中的N原子配位。在室温下测定了配合物的激发和发射光谱 ,配合物中Eu(Ⅲ )离子的5D0 7F1和5D0 7F2 跃迁分别位于 5 92和 6 18nm。该固体配合物于室温下被紫外光激发可以发出强的特征红色荧光。IR光谱中 ,2 噻吩乙醛酸的特征吸收峰νCO (1719cm-1) ,νC—O(12 32cm-1) ,δO—H(90 9cm-1)在形成配合物后消失。在配合物中出现—COO-的反对称νas(16 4 2cm-1)和对称νs(14 0 8cm-1)伸缩振动吸收峰。在1HNMR谱图中 ,2 噻吩乙醛酸环上的 3个氢原子的化学位移形成配合物后移向高场 ,邻菲罗啉环上 4种不同环境的质子峰的化学位移形成配合物后向低场移动。从TG曲线可以看出 ,此配合物在常温至 2 5 0℃以下是稳定的。     

八丁氧基-2,3-萘酞菁铜(Ⅱ)的合成与UV光谱研究

采用分子碎片法合成了5,9,14,18,23,27,32,36-八丁氧基-2,3-萘酞菁铜,利用元素分析、红外及紫外可见光谱进行了表征。配合物的电子吸收光谱表明:新配制的氯仿溶液中萘酞菁铜的Q带H聚集体和单体的吸收峰在758、854nm处,5h后单体和H聚集体的吸收峰基本消失,出现了798和909nm的错位H/J聚集体以及960nm的J聚集体吸收,12h后主要以795nm的H聚集体形式存在。     

FeSi2合金在高压下的凝固

研究了压力对FeSi2合金凝固组织的影响.与常压下凝固的典型共晶组织不同，高压条件下的凝固组织为初生ε相树枝晶加离异共晶.高压下凝固组织的变化主要是与压力对相图的影响和对凝固过程中溶质原子扩散的影响有关.通过引入压力参量，推导了高压凝固过程中的成分过冷判据，并应用该判据分析了高压凝固树枝晶组织的形成机理. 关键词： 高压 凝固 FeSi2