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关键词： 修饰碳糊电极   纳米棒   二氧化锰   铜纳米粒子   化学修饰电极   磷酸缓冲溶液   电极表面   峰电流   电位滴定   甘氨酸   纳米材料化学   研究与应用  

摘要： 纳米材料由于具有高的比表面积和一些特殊的结构,从而成为一类具有特殊效应的传感材料。目前,这方面的研究已经成为热点,纳米材料在传感器应用中的重要特点就是基于纳米材料的高比表面积所导致的对传感信号的放大功能。本文利用本课题组与他人合成的一些纳米材料制成修饰碳糊电极,初步开展这方面的一些研究工作。 一、铜纳米粒子修饰碳糊电极测定氨基酸 本文利用铜纳米粒子（平均粒径d≈50nm）修饰的碳糊电极,实现了电化学方法在近中性（pH=8磷酸缓冲溶液）条件下,对甘氨酸等15种氨基酸的定量测定。在无水乙醇体系中,水合肼还原硫酸铜制备铜纳米粒子,以之制成修饰碳糊电极,利用循环伏安法测定氨基酸,测定的线性范围为（甘氨酸）:2.5×10-5 mol/L～7.4×10-4mol/L,最低检测下限（甘氨酸）:2.5×10-6 mol/L（S/σ>3）。 二、直接电位法测定水中H2O2 本文提供了一种不需活化,具有良好线性范围和灵敏度的过氧化氢选择性电极。用甲基苯基硅油、二氧化锰和碳粉制作碳糊电极,在0.05 mol/LH3PO4溶液中（20℃）用直接电位法测定过氧化氢,具有四个数量级的线性范围(1.08×10-5mol/L～0.104 mol/L),灵敏度:63.02 mV/pH2O2,检测下限:6.22×10-7mol/L,电极具有良好的选择性,大多数常见阴阳离子不会对测定有明显干扰作用。该电极在pH=7.4时,也可准确测定H2O2,响应斜率为31.0 mV/pH2O2。 三、无基准物电位滴定过氧化氢 本文设计的β-MnO2纳米棒修饰的碳糊电极可以作为指示电极,对过氧化氢第一次实现无基准物电位滴定。β-MnO2纳米棒可以由水热法很方便的制得。在

关键词： 化合物   微孔   多孔材料   硅铝酸盐   合成化学   分子筛   亚磷酸盐   结构化学   配位聚合物   催化  

摘要： 本文主要从无机微孔化合物和金属有机多孔骨架的合成化学和结构化学这两方面来介绍多孔材料化学的研究进展。多孔材料是一类具有规则孔结构的固态化合物,它们在催化、分离、离子交换等工业领域有着广泛的应用。硅铝酸盐是最为人们所熟知的微孔分子筛,经过半个多世纪的发展,人们又相继开发出磷酸盐、砷酸盐、锗酸盐、亚磷酸盐、硫酸盐、亚硒酸盐以及金属硫化物等类沸石无机微孔化合物。近十多年来,配位聚合物与金属有机多孔骨架开始大量兴起,为微孔化合物的多样化与组成的复杂性增添了新的领域。

关键词： 材料化学工程   中国   材料结构   陶瓷膜   制备  

摘要： 化学工程的发展基本沿着两条主线进行:一方面,经过归纳、综合,形成了以传递为主的三传一反的学科基础理论;另一方而,随着服务对象和应用领域的不断扩大,学科基础理论与应用领域的交叉渗透,不断产生新的增长点和新的科学分支,特别是随着新能源、新材料、生物技术等新兴产业的出现,化学工程在这些新领域发挥巨大作用的同时也不断推动自身理论与技术水平的提高,浮化出材料化学工程、生物化学工程、资源化学工程、环境化学工程等学科分支,为化学工程学科的发展带来了新的活力和发展空间,而材料化学工程是发展最快的新的增长点之一,成为当代化学工程的热点研究领域之一.

关键词： 介孔材料   化学改性   骨架的修饰   孔道表面的功能化  

摘要： 综述了介孔材料化学改性目的 ,改性原理以及改性方法。介孔材料的化学改性包括对材料骨架的修饰以及对孔道表面的功能化 ,介孔材料表面自由硅醇键、双羟基硅醇键是化学改性的基础 ,利用疏水性物质改性可以提高材料的水热稳定性 ,引入催化活性组分可以提高催化性能 ,利用具有特定官能团的硅烷偶连剂改性 ,则能够实现特殊的目的。详述了化学改性方法 ,包括元素取代法、共价键移植法和有机硅烷偶连法。元素取代法是对分子筛骨架结构的修饰 ,共价键移植法是一种不引起孔道结构破坏且非常有效的骨架修饰方法 ,对介孔材料表面进行有机硅烷偶连剂法修饰改性主要有两种途径 :即共沉淀法和后移植法。

关键词： 盐湖   MOS晶须   MgO晶须   晶体结构   FT-IR   比表面积   热分解   非等温   动力学  

摘要： 材料是现代科技发展的基础.随着现代无机合成技术的进步和复合材料的发展,以及晶须特有的微米级结构所表现出的诸多优异性能,镁基晶体材料在材料领域中的应用越来越广,用量越来越大.盐湖中蕴藏着丰富的卤水镁资源,同时在开发盐湖的过程中,不可避免地要产生大量的副产物Mg(OH)<,2>,该文的研究表明,能够直接利用盐湖提锂提钾后的老卤和廉价的工业副产物生产高值化的镁基晶须材料,立足于盐湖资源的综合利用,有利于镁基晶须材料的工业化生产.该文系统地总结了两种主要的镁基晶须水合碱式硫酸镁晶须(分子式为MgSO<,4>·5Mg(OH)<,2>·3H<,2>O,简称153MOS)和MgO晶须的研究进展,主要论述了在溶液环境体系中晶须的生长机制,对直接以盐湖老卤和工业副产物Mg(OH)<,2>为原料合成1 53MOS晶须并进一步合成MgO晶须的最佳条件,153MOS晶须和MgO晶须的物理化学性能表征,153MOS晶须的高温分解行为等方面进行了系统深入地探讨和研究.

关键词： 内容设置   课程   材料化学   核心内容   材料科学   层次   研究范畴   分子结构   合成  

摘要： 探讨材料化学课程的内容设置及其与材料科学的关系 ,认为在分子结构层次上研究材料的合成、制备、理论、性能的科学属于材料化学的研究范畴 ,材料化学是材料科学的核心内容。

关键词： 非线性光学   超晶格   谐波耦合   动力学   材料物理   材料化学   位相匹配  

摘要： 对非线性光学超晶格中谐波耦合过程的动力学性质及其相关的微结构设计理论作了较为系统和深入的研究，取得了一系列有创新意义的结果。本论文主要内容包括以下几个方面：\n 1.通过对位相匹配条件下的耦合方程的解析求解，研究了耦合三倍频过程的动力学演化规律。获得了三倍频耦合方程的显式积分解以及三倍频最优匹配条件所对应的耦合参数比τ的解析表达式，研究了三倍频最大转换效率与耦合参数比之间的具体关系：在耦合参数比大于τ时，获得了转换效率与耦合参数比关系的解析表达式；在耦合参数比小于τ时，提出了一种改进的小信号近似方法，近似地得到了此时的三倍频转换效率和耦合参数比的解析表达式。\n 2.研究了倒格矢的傅里叶系数的相位在准位相匹配过程中所起的作用。发现在考虑了傅里叶系数的虚部后通常形式的谐波耦合方程需要进行修正，并给出了修正后的耦合方程。同时指出了在只含有两个参量过程的三倍频、四倍频等较为简单的耦合过程中，傅里叶系数的相位问题并不会对物理过程造成实质的改变。但在一些更为复杂的耦合过程中则必须考虑这一问题，此时倒格矢的傅里叶系数之间的相位差会带来一种新的非线性相移效应。\n 3.通过对存在位相失配情况下的三倍频和四倍频耦合方程的解析求解，发现此时系统中存在一个和相位有关的首次积分。从而推翻了有关文献中关于一般形式的三倍频耦合方程只存在一个能量守恒这一个首次积分的论断。\n 4.发现在一些特殊边界条件下的耦合三倍频过程存在一种各次谐波强度均保持恒定、但各次谐波的相位均存在持续相移的特解，并研究了此时系统的动力学性质。发现可以把所得的特解按照稳定性分为两类，其中一类对边界条件的扰动是稳定的，而另一类则对边界条件的扰动是不稳定的。\n 5.利用投影理论对复式二组元准周期结构的倒空间性质进行了研究。讨论了复式准周期超晶格的傅里叶系数与准周期点阵的傅里叶系数之间的关系以及长方投影点阵参数与准周期序列参数之间的关系。获得了复式二组元准周期超晶格的倒格矢及其傅里叶系数的解析表达式。\n 6.对一般形式的二组元递推序列的准周期性进行了研究。通过定义递推膨胀函数，提出了一个可以判别任意二组元递推序列是否为准周期序列的严格判据。并对一类常见的二组元递推序列提出了一个简化的判据。\n 7.对三组元准周期超晶格的倒空间性质进行了理论研究。利用数值方法获得了三组元Fibonacci结构的投影面，证实了三组元Fibonacci结构的准周期性。详细研究了三组元Fibonacci结构投影面的性质，发现该投影面的边界具有分形的性质，并解析地获得了其对应的分形指数。研究了一般的三组元递推序列的投影面，发现大致可以分为规则的、破碎的和弥散的三种情况。获得了一般三组元准周期结构的通项公式及傅里叶系数的解析表达式，澄清了一般三组元准周期结构与三组元Fibonacci结构之间的关系。\n 8.对二组元准周期光学超晶格中的三次谐波的产生进行了实验研究。讨论了最优的准周期结构参数的选取方法。实验中基波波长为1.44μm，测得最大三倍频转换效率约为27％。还测量了二次谐波和三次谐波的温度调谐曲线以及调谐基波波长时所产生的二次谐波谱，并对倍频峰所对应的倒格矢进行了标定。\n 9.对耦合准位相匹配过程的超晶格结构的最优化设计问题进行了理论研究。讨论了一般情况下的超晶格倒格矢的傅里叶系数的本征限制。推导了倒格矢框架下的可提供多个倒格矢的理论最优结构，并对其最优性给出了一个严格证明。对最优结构的傅里叶系数与结构参数的关系进行了研究，获得了倒格矢个数为2时的最优结构的傅里叶系数的解析表达式，并讨论了倒格矢个数大于2时的最优结构的傅里叶系数的一般性质。\n 10.通过窗口傅里叶变换将局域傅里叶系数的概念引入到了超晶格结构设计中。指出在三倍频和四倍频等耦合准位相匹配过程中，转换效率不仅与整体结构的傅里叶系数大小有关，还与局域傅里叶系数的空间分布有关。研究了利用调节局域傅里叶系数的空间分布实现对超晶格结构进一步优化的方法。并利用椭圆积分获得了耦合三倍频和耦合四倍频过程中的最优超晶格结构的解析表达式。\n 11.通过对二维准位相匹配过程的分析，发现了一种新的准位相匹配条件。据此提出了一种新的位相匹配方法即“点匹配”方法，并讨论了基于点匹配方法的超晶格设计方法。与基于倒格矢的常规准位相匹配方法相比，点匹配方法的匹配能力更强，可以对一些常规准位相匹配所无法实现的过程进行匹配。最后将点匹配理论应用于一维非平面波的非线性光学过程，获得了可以对高斯光束三倍频实现完全匹配的超晶格结构，突破了常规准位相匹配方法应用于高斯光束三倍频时的最大转换效率限制。\n 12.研究了含时准位相匹配过程的特殊性质。发现准位相匹配过程与BPM匹配过程在微观上存在差异，从而导致了

关键词： 压电体   超晶格   声子极化激元   周期结构材料   材料物理   材料化学  

摘要： 人们对周期结构材料的研究方兴未艾。晶体中的周期势使在其中传播的电子形成能带结构，同样，在人工微结构材料中传播的光子或声子也形成能带结构。在人工微结构材料中，不同物理参数的调制产生互异的物理性能。我们知道，非线性光学系数的调制对应着准位相匹配频率转换的应用；介电常数的调制对应着光子带隙的形成；声阻抗(声波相速度大小与材料密度的乘积)的调制对应着声子带隙的形成。如果人工微结构材料中的压电系数受到调制，则对应于哪种物理过程，产生哪些新的物理效应?本文以压电体超晶格为例，阐述其中电磁波与极性体超晶格振动模相耦合形成声子极化激元的过程及其新的物理性能。\n 极化激元因其奇特的性能和潜在的应用而倍受关注。它不但具有光子带隙，即通常所称的剩余辐射带，同时还存在群速度异常现象。压电体超晶格中，还会在此基础上产生一些新的物理现象。本文从理论与实验两个方面对压电体超晶格中的声子极化激元进行了研究，主要方法与结果如下：\n 一，研究方法：研究宏观物理现象时，涉及的是一些宏观物理量，研究压电体超晶格时也是这样，在不涉及微观效应时我们可将它作为连续介质来处理。从麦克斯韦方程、声场运动方程以及压电本构关系出发，我们在理论上揭示了压电体超晶格中传播的电磁波与超晶格振动的耦合形成声子极化激元的效应。采用平面波展开法、转移矩阵法以及解析法计算了压电体超晶格中声子极化激元的色散关系，这几种方法所获得的结果相互印证，同时它们各有所长，互补的结果为我们对这一物理效应的全面与深入的认识提供了充分的源泉。\n 二，压电体超晶格中声子极化激元的物理效应：1，压电体超晶格中，沿着垂直于界面方向的周期性压电调制导致了色散关系图中微小布里渊区的出现，产生声子折叠效应。正因为声子折叠效应才使得准动量守恒定律有可能得到满足。在色散关系图中表现为光子色散曲线能够与声学声子的折叠支相交，在交点处声子与光子具有相同的频率与波矢值。没有这种折叠效应或者是超晶格材料不具有压电效应，则光子都不可能与声学声子发生相互作用，产生声子极化激元。也正是因为压电体超晶格中声子极化激元的上述形成条件，不同于离子晶体中声子极化激元的形成条件，使它们有所区别。比如在色散关系中表现为压电体超晶格中的每一阶声子极化激元由三支曲线组成，形成两个分裂的带隙；而离子晶体中的声子极化激元由两支曲线组成，形成一个带隙。\n 2，离子晶体中的声子极化激元只能由横向光学声子与光子耦合形成，在压电体超晶格中，不但横向超晶格声子能够与光子耦合形成声子极化激元，而且还存在纵向超晶格声子与光子耦合形成的声子极化激元。在本质上，离子晶体中由晶格振动产生正负离子的电偶极矩，这一极化可以与电磁波相互作用，在固有振动频率处产生共振；而在压电体超晶格中，超晶格振动经由压电效应引起束缚电荷的电极化，其中横向电极化与电磁波相互作用。由于压电效应的各向异性，横超晶格振动与纵超晶格振动都可能引起横向电极化，这就是表现为出现纵声子能够与光子耦合形成声子极化激元的原因。我们在详细讨论这一微观机制的基础上，描绘出了压电体超晶格的电极化与电磁波的耦合模型。\n 3，从压电体超晶格中声子极化激元的复色散关系图可以看出，上带隙中的波矢值为纯虚数，而下带隙中的波矢值为复数，即既有实部又有虚部。无论波矢值是纯虚数还是复数，都是倏逝波的表征，意味着波的衰减。在上下带隙中间一段很窄的频率范围中，波矢值为实数，入射电磁波反射率的计算结果显示了在这一极窄频段存在谐振透射的有趣现象。\n 4，人工微结构能够根据实际应用的需要进行调制，可以对不同的物理量进行调制，结构可以是一维、二维或者三维，可以具有周期性、准周期性。可以对周期大小进行调节，如果应用薄膜制备的外延生长方法，比如分子束外延法等，能够制备出周期为纳米尺度的压电体超晶格，其声子极化激元也就处于远红外频段了。此外，声子极化激元的带隙大小也可以通过选用具有大的机电耦合系数的材料而得以展宽，如Pb(Zn1/3Nb2/3)O3：PbTiO3。在如此多的灵活性中，本文以一维周期结构和准周期结构为例进行了着重研究。在研究准周期压电体超晶格中的声子极化激元时，我们选取了调节灵活性比较大的推广型一维二组元准周期结构，目的在于观察结构的变化对压电体超晶格中声子极化激元在实际应用中灵活性的影响。\n 三，实验：本文中，实验上的压电体超晶格是基于周期极化的同成分钽酸锂晶体，由传统的提拉法晶体生长技术与极化技术实现，其调节周期在微米量级。采用对样品表面没有损伤的几种方法观测了超晶格的周期大小及电畴宽度，它们是扫描电子显微术、微波近场显微术以及压电扫描力显微术。通过微波吸收与介电测量，观测了压电体超晶格中的声子极化激元，实验与理论结果保持着很好的一致性。\n 四，应用：离子晶体中，晶格振动的固有振

关键词： 世界化学大会   中国化学会   学术交流   主题   专题   环境化学   绿色化学   信息技术   材料化学