FTIR原位研究MgSO4和NaClO4气溶胶过饱和溶液

在自然界中，气溶胶溶液过饱和现象普遍存在．气溶胶微液滴体积极小且异相成核受到抑制，晶核生成非常困难，容易达到过饱和．过饱和溶液结构是晶体生长和大气环境科学领域面对的基本问题，其中接触离子对的形成与晶核的产生直接相关．对气溶胶过饱和溶液进行谱学研究，不仅可以为晶体生长提供接触离子对的结构信息，     

磁暴环电流形成过程

利用三维试验粒子轨道计算法, 以强的行星际磁场南向分量驱动的对流电场作为磁暴的主要起因, 研究了大磁暴期间环电流离子的注入过程和对称环电流的形成机制. 本文主要关心大磁暴环电流中的氧离子成分. 计算结果揭示了磁暴环电流形成过程中部分注入粒子轨道具有混沌特征. 特别是证明了粒子由磁尾向内磁层的注入过程中产生的屏蔽电场可使开放轨道转变成闭合轨道, 因而是闭合环电流形成的重要机制. 进一步证明了注入粒子可以得到有效的加速, 加速时间约为1~3小时.     

封面说明

正二氧化硫是一种大气污染物,其大量排放已经对人类健康和生态环境造成严重威胁.离子液体具有很多卓越的性能,其作为一种新型绿色溶剂,在气体分离领域具有广泛应用,被视为有前景的二氧化硫吸收剂,而调控离子液体的结构是改善气体捕集的关键.常规离子液体通过物理作用捕集二氧化硫的能力受到气体分压的影响,亨利常数的大小决定了这类离子液体的捕集性能.功能离子液体可以通过化学作用捕集低浓度条件下的二氧化硫,但作用     

新型高温铁电体RTP的相变特性

磷酸钛氧铷(RbTi0P0。,简称RTP)是一种性能优良的非线性光学晶体,又是一种新型高温铁电体,由于难以获得高质量单晶和具有很高的离子电导性,故未见其晶体生长等方面报道,它的铁电相变特性也不清楚.     

紫磷锰铁矿中八面体上Fe~(3+)离子的次近邻效应

一、引言 从1965年以来,穆斯堡尔效应已经被广泛地用在矿物学的研究中来,迄今为止,已经对三百多种含铁矿物进行过穆斯堡尔效应的测量。一般来说,在矿物的穆斯堡尔谱中,假定一种结构位置上的Fe~(2 )或Fe~(3 )离子会在它的穆斯堡尔谱中形成一个四极双峰。然而,在钙质辉石和绿辉石中,曾注意到次近邻所引起的精细效应,可以把多重四极双峰归结为一种位置上     

离子液体的吸水性研究进展

大部分离子液体如果直接暴露在空气中都能吸收一些水分,而水会对离子液体的微观结构、物理化学性质等产生一定程度的影响,从而进一步影响离子液体的应用,因此有必要对离子液体的吸湿性开展系统深入的研究.本文评述了离子液体吸湿性研究领域的最新进展.通过对50多种离子液体的吸湿性的分析,总结了离子液体的结构因素和温度、湿度等外部因素对其吸湿性的影响,并对文献中提出的两步吸收机理和3类用于表征吸收过程参数进行了讨论,评述了基于实验数据的离子液体吸湿性分类标度.另外,离子液体的宏观吸湿性取决于其和水分子间的微观相互作用,关于这方面的研究已经比较多,本文简单综述了离子液体和水的分子间相互作用,和根据离子液体的氢键酸性和氢键碱性等参数预测离子液体吸水性的方法.随后,讨论了用二维相关光谱技术研究离子液体的吸湿过程的进展,认为该过程可以分成几个阶段,分别受不同的分子间作用力控制.根据相律,憎水性离子液体的水溶液可以用来调节相对湿度,而且鉴于醋酸根离子液体具有强的吸水性,一定条件下可以作为吸水剂来使用.     

离心机环境对锡熔体热对流及温度脉动的影响

晶体材料在现代科学技术中有着重要的应用,为获得高质量的半导体晶体材料,人们做了大量的工作.研究发现,在晶体生长过程中,熔体中存在的强迫对流和自然对流等流动对加速传热传质有利,但非定常的对流引起温度脉动会造成晶体缺陷,产生杂质条纹.随着航天事业的发展,人们开始利用卫星、飞船进行微重力条件下材料制备的研究,并取得一些成果,但成本非常昂贵.与此相反,德国的Mukller首先从超重角度来考虑这个问题,1980年,他们在离心机上做了垂直Bridgman方法的晶体生长,以高离心力来模拟超重力.实验发现,在一     

草酸盐矿物的Raman和红外光谱特征研究:寻找行星生命的有效方法

草酸盐矿物的形成可以用来证明苔藓、真菌等低级生物的存在. 系统研究了一水草酸钙石、二水草酸钙石、草酸铜石、草酸铁石、草酸镁石、草酸钠石和草酸胺石等7种草酸盐矿物的Raman和红外光谱特征. 研究表明, 草酸盐矿物的CO Raman伸缩振动峰与阳离子种类有关, 二水草酸钙石、草酸铜石、草酸镁石、草酸钠石的CO Raman伸缩振动峰依次是1468, 1489, 1471, 1456 cm^-1. 除草酸胺石外, 只有Raman和红外光谱特征能够证明这些草酸盐矿物的络合特性. 还对水的OH 伸缩振动的光谱学特征进行了测定和分析, 用来区分草酸钙石中是否含有结晶水及结晶水的含量. 结果的重要性在于可以用振动光谱技术来鉴定赋存在岩石表层的草酸盐矿物, 从而用于证明其他行星(如火星)上是否有生命或曾经有生命存在.     

有机蒙脱石基快离子导体

快离子导体是具有异常好的离子输运性质的一类固体材料。近年来,发现一些有开放结构的天然矿物具有快离子导体的基本性质,蒙脱石就是其中的一种。我们对用天然蒙脱石进行改性处理所得的蒙脱石基快离子导体已做了一些研究工作,本文进一步报道有机改性蒙     

晶体的规则外貌是怎么形成的

正认识非传统的晶体生长路径将给予我们更多的自由度来实现晶体形态控制,也有助于对于许多天然矿物形成机制的理解。晶体常常具有规则的外形,比如钻石具有八面体或菱形十二面体,天然水晶常具有六棱柱状等等,反映出晶体的结构对称性。地质学家通过观察晶体外貌便可以猜测晶体的结构相。这些多面体外貌的形成原理,是一个初具晶体生长知识的中学生都可以轻易回答的。     

煤中矿物质定量灰熔融热分析方法

灰沉积结渣对燃煤电站锅炉安全经济运行有重要影响, 结合低温灰化X射线衍射矿物定量分析和经典热分析理论, 发展了一种基于煤中矿物质定量灰熔融动力学分析方法, 通过低温灰熔融过程热量分析, 计算获得了矿物质熔融反应进程曲线, 与常规煤灰熔融性测定方法测得的灰熔点相比, 采用该方法计算的灰熔融特征曲线能更好地反映灰熔融动态变化规律; 揭示了煤中矿物熔融多阶段反应过程, 从理论上阐明了矿物熔融逐渐加剧的过程.     

不同聚合态胰岛素的晶体学研究:重组突变体B9(Ser→Asp)人胰岛素的系列结晶及其初步晶体学研究

用基因工程方法制备的B9(Ser→Asp)人胰岛素突变体是一种速效胰岛素.报道这一突变体的晶体生长,初步晶体学分析及衍射数据收集与处理.在不同的晶体生长条件下,分别得到了正交、四方、三方3种晶型的晶体.突变分子在不同晶型的晶体中以不同聚合方式存在,其构建单位分别是二体和六体.通过对这3种不同晶型的晶体结构解析和比较研究,将对此突变体的速效特性的结构基础以及胰岛素在不同条件下的自聚合特征有更深入的了解.     

HDTMA+柱撑蒙脱石层间有机离子的排布模式及演化

对十六烷基三甲基铵离子(HDTMA⁺)柱撑蒙脱石层间域内有机离子团的排布模式及其随柱撑液浓度升高而发生演化的过程进行了X射线衍射研究. 结果表明, 不同柱撑液浓度下, HDTMA⁺可以在蒙脱石的层间域内形成单层平卧相、双层平卧相、倾斜单层相、假三层相和倾斜双层相等多种空间排布模式; HDTMA⁺的排布方式既可以以一种相态出现, 又可以数种相态并存. HDTMA⁺的空间排列方式随着柱撑液浓度的增大, 其演化模式为: 单层平卧→双层平卧→倾斜单层→假三层→倾斜双层. 同时, 有机离子团的堆垛密度也随着增大.     

新型材料电气石对酸性溶液中镉离子的吸附

电气石对溶液中Cd2+离子的吸附特性和机理研究的结果表明,电气石对Cd2+离子的吸附受吸附时间、温度及初始浓度的影响.在酸性、中性及碱性条件下电气石对Cd2+均有较好的去除效果,这主要归结为电气石能将酸性(除pH2.0和3.0外)、中性或碱性溶液pH自动调整至6.4左右.在强酸性条件下(相对工业废水酸度),电气石对Cd2+离子吸附优于其他矿物材料且符合Langmuir和Freundlich模型,相比之下,更符合Langmuir模型.通过Langmuir模型计算得出,在pH4.0,温度15,25和35℃时电气石对Cd2+离子的饱和吸附量分别为31.77,33.11和40.16mg/g,因此,电气石对酸性溶液中Cd2+有较好的吸附效果.电气石对Cd2+的吸附符合准二级动力学模型,热力学参数表明该吸附过程是吸热自发过程.通过对溶液中Cd2+离子吸附过程pH的变化趋势、电气石吸附前后Zeta电位的变化、不同温度下溶液中Ca2+,Mg2+和K+总释放量与Cd2+离子吸附量的相关性,以及FTIR红外光谱分析,证实电气石对Cd2+离子的吸附机理涉及物理吸附和化学吸附过程,主要包括水体自发极化、静电吸附和离子交换.在这些机理中,电气石对水体自发极化是电气石特有的性质.     

地球上首次发现尖晶橄榄石

在人类已知的3000多种矿物中有为数极少的几种,它们具有重大标型意义而其发现又历经曲折,尖晶橄榄石就是其中最突出的例子.早在1931年,Goldshmidt 就指出 Mg_2GeO_4的矿物结构可以表现为橄榄石与尖晶石两种多型,在此基础上1936年 Bernal 大胆设想地幔中地震波速的迅速增大就是由橄榄石转变为密度较大的尖晶石型结构所造成.1956年 Ringwood 根据对热动力平衡体系的研究计算出1500℃时,相当于地幔中500km 深度的压力下橄榄石可转变为尖晶石型结构.1966年他本人终于完成了举世闻名的实验在175×10~8Pa 与900℃条件下实现了橄榄石—尖晶石     

新型半导体材料磷化铟单晶研制成功

中国科学院上海冶金研究所最近研制成一种新型的化合物半导体材料——磷化铟(InP)单晶.InP是一种直接跃迁型半导体,有较高的电流峰谷比和较大的热导,它比硅和砷化镓等常用半导体有更为优越的性能,可以在更高的频率及更高的温度下工作.在微波及光电器件领域中是一种极有希望的新材料. 早在五十年代,就开始了InP材料的研究,但由于它在熔点附近有较高的离解压(1062℃,27.5atm),给晶体生长带来了很大的困难.高压单晶炉的出现,使InP晶体生长的研究得到了迅速的发展. 我所以高压水平梯度冷凝法合成的InP多晶为原料,在自行设计、加工的GYL-1型高压单晶炉中,用液封法生长了InP单晶.在InP生长中出现孪晶是一个较难克服的问题,至今国外尚未完全解决.我所通过合理调整热场,维持合适的温度梯度,严格控制原料的化学配比;选择适当的拉速及转速,以得到一个平的或微凸的固液界面,从而排除生成孪晶的可能性.     

微孔晶体的晶化

从宏观和微观角度简要总结了微孔晶体晶化过程及晶化机理的研究,包括微孔晶体的成核与晶体生长(宏观角度)、晶化机理的主要观点、结构导向效应、研究微孔晶体晶化的主要技术手段及最新的研究思路和策略(微观角度).借鉴于致密晶体晶化行为的研究,微孔晶体的晶化过程分为成核与晶体生长两个阶段.在成核阶段,提出了晶核可以从液相(液相成核)、固相(固相成核)或固液相(双相成核)中成核,后被统一为"通用"成核机制.在晶体生长阶段,研究主要集中于生长模式.受制于当前较低分辨率和灵敏度的表征手段以及合成体系的复杂度,人们对晶体的成核与生长机制的认识还存在着极大的争议.在微孔晶体的晶化过程及晶化机理研究中,一项重要的内容是通过特定的表征手段确认在晶化过程中生成的小结构单元,包括色谱、电喷雾质谱、原位和非原位核磁共振、紫外拉曼光谱等.结合实验数据和理论计算可以确定一些单靠实验数据不能确认的结构单元.在微孔晶体的晶化过程中,结构导向剂起到了极其关键的作用.本文简要总结了结构导向剂的种类和导向的典型结构.最后介绍了新近提出的"反向进化"法,该方法可用于研究在晶化的早期阶段生成的小结构单元及晶化起点的结构.     

溶菌酶晶体生长过程中固/液流动体系的流体特性

在用批量法生长溶菌酶晶体的过程中, 使用粒子图像测速技术观测晶体生长固/液体系的宏观速度场, 使用长工作距离显微镜测定了晶体(110)面的法向生长速率和晶体周围溶液的局域速度场. 实验结果表明, 固/液体系的平均流速、最大流速以及单个晶体周围的局域流速均具有起伏特性. 基于蛋白质晶体的对流-扩散模型, 计算了有效浓度边界层厚度δ_eff, 界面溶质浓度C_I以及特征速度V. 计算结果表明, 在实验条件下, 溶菌酶的晶体生长过程主要由表面动力学控制, 浮力对流在质量输运中的份量很小, 但随着过饱和度的增加, 质量传输的份额有增大趋势. 计算结果还表明, 浮力对流所产生的剪切力的量级为10^-21 N, 远小于溶菌酶分子间的键力, 因此浮力对流产生的剪切力不会对溶菌酶晶体生长产生很大影响.     

生物矿化作用

生物矿化作用是一种很普遍的自然现象,几乎每一种生物都有成矿本领.近30年来,人们对生物矿物多样性和生物矿化过程的知识有了惊人的增长.生物控制矿化过程的基本因素是化学控制和有机基质的参与,生物矿物的晶体化学和晶体学取向将由矿化区化学和有机基质表面的生物设计决定.生物成矿原理的研究和应用将促进材料科学、医学和生命科学的发展.     

HDTMA+柱撑蒙脱石层间有机离子的排布模式及演化

对十六烷基三甲基铵离子(HDTMA+)柱撑蒙脱石层间域内有机离子团的排布模式及其随柱撑液浓度升高而发生演化的过程进行了X射线衍射研究. 结果表明, 不同柱撑液浓度下, HDTMA+可以在蒙脱石的层间域内形成单层平卧相、双层平卧相、倾斜单层相、假三层相和倾斜双层相等多种空间排布模式; HDTMA+的排布方式既可以以一种相态出现, 又可以数种相态并存. HDTMA+的空间排列方式随着柱撑液浓度的增大, 其演化模式为: 单层平卧→双层平卧→倾斜单层→假三层→倾斜双层. 同时, 有机离子团的堆垛密度也随着增大.