Alkaline Stable Anion Exchange Membranes Based on Cross-Linked Poly(arylene ether sulfone) Bearing Dual Quaternary Piperidines for Enhanced Anion Conductivity at Low Water Uptake

Alkaline stable anion exchange membranes based on the cross-linked poly(arylene ether sulfone) grafted with dual quaternary piperidine (XPAES-DP) units were synthesized. The chemical structure of the synthesized PAES-DP was validated using ¹H-NMR and FT-IR spectroscopy. The physicochemical, thermal, and mechanical properties of XPAES-DP membranes were compared with those of two linear PAES based membranes grafted with single piperidine (PAES-P) unit and conventional trimethyl amine (PAES-TM). XPAES-DP membrane showed the ionic conductivity of 0.021 S cm⁻¹ at 40 °C which was much higher than that of PAES-P and PAES-TM because of the possession of more quaternary ammonium groups in the cross-linked structure. This cross-linked structure of the XPAES-DP membrane resulted in a higher tensile strength of 18.11 MPa than that of PAES-P, 17.09 MPa. In addition, as the XPAES-DP membrane shows consistency in the ionic conductivity even after 96 h in 3 M KOH solution with a minor change, its chemical stability was assured for the application of anion exchange membrane fuel cell. The single-cell assembled with XPAES-DP membrane displayed a power density of 109 mWcm⁻² at 80 °C under 100% relative humidity.     

RIG型磁光薄膜的研究进展及应用

随着光通信技术与光子集成电路的发展,非互易性器件作为光通信系统中重要的组成部分得到了越来越广泛的研究与应用。基于磁光效应制成的磁光隔离器和环行器是目前应用最为广泛的非互易性器件,为了将非互易性器件整块集成在硅片上,需制备性能与块状磁光材料相当的磁光薄膜。在近红外通信波段(1 550 nm),以钇铁石榴石(Y₃Fe₅O₁₂,YIG)为代表的稀土铁石榴石(RIG)具备优良的磁光效应,是最具应用前景的磁光材料之一。研究发现,使用稀土离子对YIG薄膜进行掺杂可以有效改善其磁光性能,尤其是Bi³⁺和Ce³⁺掺杂的YIG表现出巨法拉第效应。本文首先介绍了法拉第效应原理,介绍了三种常见磁光薄膜的生长方法,回顾了近年来的主要研究成果,介绍了磁光薄膜在光隔离器和环行器中的应用,最后对磁光薄膜的未来发展趋势进行了展望。     

ICP-MS测定中草药狼毒中稀土和微量元素

研究了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定中草药狼毒中稀土和微量元素的方法,样品处理通过低温灰化方法与硝酸-过氧化氢消解方法比较,实验确认微量元素采用低温灰化法制备样品, 稀土元素采用酸消化法制备样品,可以满足该方法检测要求,具有测试方法准确、快速等优点。 方法的准确度在1.21%～15.15%, 精密度在0.38%～8.54%之间。 该方法完全可以满足中草药样品中稀土和微量元素检测要求。     

聚苯硫醚熔体的压致凝固行为

采用施加压力的方法将聚苯硫醚熔体凝固,凝固后获得的聚苯硫醚样品经过降温和卸压后在常温常压下回收. X射线衍射和差示扫描量热分析表明:约20 ms时间的快速压缩过程可以抑制熔体结晶,制备出非晶态聚苯硫醚块材,样品的表面及中心都是非晶态.非晶态聚苯硫醚的玻璃化转变温度和晶化温度分别为318和362 K.常压下的退火实验表明,非晶态聚苯硫醚在425 K等温结晶的产物为正交相晶型.压致凝固法中熔体的凝固不是靠温度变化,而是靠压力变化,样品表面和内部处在一致的温度下同时受压凝固,避免了热传导对非晶尺寸的影响,因此非常有利于获得结构均匀的大尺寸非晶态材料.     

GOSs-稀土配合物紫外增强材料的光谱分析与稳定性研究

氧化石墨烯薄片(GOSs)作为一种新型的二维片状材料,具有较高的比表面积、丰富的表面含氧官能团以及良好的光热稳定性。而稀土配合物通过无机稀土元素与有机配体的结合表现出优异的荧光特性。为了将两类材料具有的物化特性结合起来应用于紫外光谱探测领域。选取了合适的有机配体啉菲罗啉(1,10-邻二氮杂菲,phen)、2’2-联嘧啶(bpm)作为桥联分子,把氧化石墨烯(GOSs)与稀土配合物通过氢键自组装作用进行复合,制备了高效稳定可调的GOSs-稀土配合物复合荧光材料GOSs-Eu(BA)3phen和GOSs-Eu(TTA)3bpm,并且制备了相应的聚乙烯醇(PVA)共混紫外增强薄膜,对其光谱特性与稳定性进行了深入的研究。采用红外光谱、扫描电镜和金相显微镜等方法,对紫外增强材料进行了性能表征。采用吸收光谱,荧光光谱等方法,对紫外增强薄膜进行了性能表征。此外,通过热重测试(TGA)表征了GOSs氢键复合前后紫外增强材料的热稳定性,通过荧光强度-紫外光照次数表征了GOSs氢键复合前后紫外增强薄膜的光稳定性。红外光谱分析发现,进行配位前后有机配体的特征峰产生了频移,表明稀土配合物中Eu 3+与配体之间存在着明显的配位作用。在进行复合之后,桥联配体的特征峰也产生了偏移,表明GOSs与稀土配合物通过桥联分子的氢键作用进行了进行复合。吸收光谱与荧光光谱测定结果表明增强薄膜吸收峰在200~400 nm,荧光主峰在612 nm左右,为Eu 3+特征红色荧光峰,且不同配体可以实现不同范围的吸收产生差异化的荧光表现。扫描电镜和金相显微镜清晰地展示了稀土配合物复合前后的微观形貌,即颗粒状稀土配合物附着在石墨烯薄片上。光稳定性测试表明经过GOSs氢键复合之后,Eu(BA)3phen和Eu(TTA)3bpm稀土配合物荧光材料在进行25次荧光强度测试后光漂白程度分别下降了4.26%和6.41%,提高了其光稳定性。热重测试也表明在经过GOSs氢键复合之后,稀土配合物的热稳定性有了很大提高。总之,得益于GOSs和稀土配合物的特性结合,所制备的紫外增强材料表现出优异的荧光特性与稳定性,必将在紫外探测方面有着广阔的应用前景。     

OCS经由F 31Π里德堡态生成CO(X1Σ+)+S(1D2)产物的波长相关性光解离

本文利用时间切片离子速度成像技术在134∽140 nm波段研究了OCS分子经由F 3¹Π里德堡态的真空紫外光解离动力学. 在选取的5个分别对应OCS(F 3¹Π, v₁=0∽4)的伸缩振动激发的光解波长,实验测得了来自CO(X¹Σ⁺)+S(¹D₂)产物通道的SS(¹D₂))实验影像,并获得了总平动能谱和CO(X¹Σ⁺, v)共生产物的振动布居及角分布. 结果分析表明OCS分子解离生成CO(X¹Σ⁺)+S(¹D₂)产物的过程经历了上态F 3¹Π 与C_?v和C_s构型的下电子态间非绝热耦合过程. 实验结果显示了很强的波长相关性：OCS (F 3¹Π, v₁)的较低转动激发态(v₁=0∽2)和较高转动激发态(v₁=3, 4)的CO(X¹Σ⁺)产物的振动布居和角分布具有显著差异,表明该解离过程中具有不同的解离机理. 本结果提供了振动耦合可能对真空紫外光解离动力学产生关键作用的相关证据.     

Evolution of Er^3＋ Distribution in the Oxyfluoride Glass Ceramics with Heating

The distribution characteristics of Er3+ ions doped in the oxyfluoride glass ceramics containing LaF3 nanocrystals heat-treated at 650 ℃ for different durations were investigated. The results of the integral absorption cross-section analysis demonstrated that the partition fraction of Er3+ in LaF3 nanocrystals increases with prolonging of heating time. The anomalous phenomena of Er3+ emissions in the up-and the down-conversion fluorescence spectra are well explained based on the calculated results.     

稀土金属离子与人血清白蛋白的相互作用

本文用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱法和循环伏安法研究了稀土金属离子Eu(Ⅲ)、Pr(Ⅲ)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用。实验发现：Eu(Ⅲ)和Pr(Ⅲ)对HSA有较强的荧光猝灭作用。用Stern-Volmer方程分别对实验数据进行处理，结果发现：HSA与Eu(Ⅲ)、Pr(Ⅲ)发生反应生成了新的复合物，发生了分子内的非辐射能量转移。Eu(Ⅲ)、Pr(Ⅲ)对HAS的荧光猝灭作用，属于静态荧光猝灭。荧光猝灭图表明：Eu³⁺和Pr³⁺在HSA分子中至少有两类结合位点，Eu³⁺与HSA形成2.76∶1的复合物，结合常数lgK分别为12.03和9.05；Pr³⁺与HSA形成2.2∶1的复合物，结合常数lgK分别为9.89和6.97。同时用圆二色谱及同步荧光光谱法探讨了 Eu(Ⅲ)和Pr(Ⅲ)对HSA构象的影响。