等离子体源离子束混合注入对金属表面改性的研究

现行的离子注入除可有效地用于半导体和集成电路生产外还可用于金属表面改性.但它是一种“直视”加工,如靶是非平面状的,为了能注入其各面,必须操纵靶能平动或转动.即使配有复杂的靶控制系统,由于靶的最大保留剂量受到离子束入射角的影响,因此这种束线注入器的性能仍受到限制.为使具有曲面状的靶获得合适的剂量均匀性,常在靶上加一掩蔽以限制离子束的入射角.纵然靶具有适于掩蔽的对称性,结果也总要降低系统性能,而掩蔽的溅射又会反过来沾污靶面.     

大气CO2浓度升高对全球CH4排放的影响

论述了全球变化中２个重要温室气体ＣＯ２和ＣＨ４的关系,指出在未来ＣＯ２浓度升高的条件下,全球ＣＨ４的排放将受到较大影响,有可能导致未来大气ＣＨ４浓度有较大的增长。ＣＯ２浓度升高的这种作用可能通过两条途径影响全球ＣＨ４排放,首先通过提高ＣＨ４主要排放源稻田和自然湿地植物的光合作用,使植物生物量,根系分泌物,土壤有机物等的积累增加,从而使排放源的ＣＨ４排放速度增加;其次结合其他全球变化驱动力,ＣＯ２浓     

远程和直接射频氩等离子体对医用PVC进行表面改性

采用远程和直接射频(RF)氩等离子体对医用聚氯乙烯(PVC)进行表面改性, 通过扫描电子显微镜(SEM)观察, 接触角测量和X射线光电子能谱分析(XPS)等方法, 研究了改性前后材料表面结构性能的变化, 分析了远程和直接RF氩等离子体处理效果不同的原因. 结果表明, 经远程和直接RF氩等离子体处理后, 材料表面微观样貌和表面化学成分发生变化, 在PVC表面引入了含氧和含氮基团, 使得材料表面极性改变, 提高材料表面润湿性. 远程RF氩等离子体抑制了电子和离子的刻蚀作用, 强化了自由基反应, 改性效果优于直接RF氩等离子体, 进一步提高了PVC表面的润湿性.     

内蒙古典型草地CO2, N2O, CH4通量的同时观测及其日变化

利用黑色不透光气体采集箱, 沿450～200 mm年降水梯度剖面对内蒙古温带草原典型草地3种主要温室气体CO2, N2O, CH4通量进行现场测定. 结果表明, 内蒙古草地CO2, N2O, CH4通量平均值分别为(1 180.4 ± 308.7), (0.010 ± 0.004), (-0.039 ± 0.016) mg.m-2. h-1, 3种温室气体通量随着草地降水量的减少呈现降低的变化趋势, 人类活动放牧和草地开垦利用均表现对草地温室气体通量的明显影响, 揭示了草地温室气体通量的日变化特征及其与温度的正相关关系.     

北祁连山玉石沟地幔橄榄岩中富CH4流体包裹体及其意义

研究了北祁连山玉石沟蛇绿岩底部地幔橄榄岩橄榄石中早期流体包裹体。激光拉曼探针分析表明它们主要以ＣＨ４为主,次要组分为Ｈ２,Ｎ２,Ｈ２Ｓ,ＣＯ２,Ｃ２Ｈ４,Ｃ２Ｈ６和Ｃ３Ｈ６,不含Ｈ２Ｏ,ＣＯ和ＳＯ２。这些甲烷高度富集的流体可能来源于深部地幔,该发现对全面认识地幔流体,特别是古大洋地幔的流体性质具有重要意义。     

Ag/TiO2复合纳米粒子的表面增强Raman散射效应

用光化学的方法合成得到Ａｇ／ＴｉＯ２复合纳米粒子,其尺寸约为４０ｎｍ。表面沉积的银簇表现出典型的等离子体共振收,但由于ＴｉＯ２的影响合得吸收峰宽化和红移。Ａｇ／ＴｉＯ２复合纳米粒子体系有表面增强Ｒａｍａｎ散射（ＳＥＲＳ）效应,这一方面拓展了ＳＥＲＳ的范围,另一方面也为金属、半导体相互间作用的研究提供了依据。     

改性碳纳米管的表面特性及其对Pb2+的吸附性能

采用硝酸酸煮法氧化改性了碳纳米管。红外光谱仪的测定结果表明改性碳纳米管表面引入了羟基（－OH）、羟基（－C＝O）等官能基团，比表面仪测定结果显示改性碳纳米管表面积略有增加，采用改性碳纳米管进行了吸附Pb^2 的研究，结果表明其吸附除Pb^2 效能较未改性的纳米管 了显著提高，在所实验的温度范围内吸附等温线符合Langmuir方程，反应级数为三级。     

多极性位点的杂化氢键有机框架吸附分离CO2/CH4

氢键有机框架(HOFs)是极具研究价值的新型多孔材料,但稳定、永久多孔且富含功能位点的HOFs的构筑难题制约了其在气体吸附分离领域的应用.本文采用具有轮桨立体构型和多氢键位点的金属-核碱基构造体构筑了一类稳定的微孔杂化HOFs材料(HOF-ZJU-201、HOF-ZJU-202和HOF-ZJU-203),框架内的无机阴离子、氨基以及电荷差异性分布孔道作为多重极性位点实现了CO₂的选择性吸附和CO₂/CH₄的吸附分离.在298 K和1 bar (1 bar=10⁵ Pa)条件下,杂化HOFs材料的CO₂吸附量为2.31～3.35 mmol/g,对CO₂/CH₄(50/50, v:v)的分离选择性为7.3～9.0.通过色散矫正的密度泛函理论计算和Hirshfeld表面分析明确了杂化HOFs材料通过氢键、静电偶极作用以及范德华力选择性捕获CO₂的作用机理.固定床穿透实验进一步验证了杂化HOFs材料对CO₂     

用锥形量热仪研究Cu2O和MoO3对PVC阻燃抑烟的作用

大量的研究工作表明Ｃｕ２Ｏ及ＭｏＯ３对ＰＶＣ具有明显的阻燃,特别是抑烟的效果。锥形量热仪是新一代的量热手段之一,可以同时给出多种热及烟的参数,对材料在实际火情中的行为具有重要的实用和理论价值。     

表面包覆纳米In2O3的Z-SCAN测量

半导体纳米材料因其增大的三阶非线性效应和超快速的时间响应成为近些年倍受瞩目的新型非线性材料。Z-SCAN技术是测量材料三阶非线性大小的一种简便而灵敏的方法。本文首次利用Ar~+连续激光Z-SCAN方法测定了用热水解法合成的表面包覆硬脂酸的纳米In_2O_3有机溶胶(用透射电子显微镜测得颗粒平均直径为5nm)的非共振三阶非线性系数X_R~(3)。发现其比体相材料增大了许多,可望使其获得更多的应用。 图1为不同光强下样品的Z-SCAN信     

MoO3/α-Fe2O3体系表面相互作用的研究

通过机械混全焙烧法制备了ＭｏＯ３／α－Ｆｅ２Ｏ３样品,采用了ＸＲＤ,ＸＰＳ,ＬＲＳ,ＴＧ－ＤＴＡ以及Ｍｏｅｓｓｂａｅｒ谱研究了ＭｏＯ３与α－Ｆｅ２Ｏ３之间的相互作用,ＸＲＤ和ＸＰＳ证实,在适当的温度下焙烧的样品,ＭｏＯ３在α－Ｆｅ２Ｏ３表面上的分散容量为０．８ｍｍｏｌＭｏＯ３／１００ｍ＾２α－Ｆｅ２Ｏ３,ＬＲＳ和ＦＴ－ＩＲ结果表明,在低含量的样品中,Ｍｏ＾６＋主要讲入α－Ｆｅ２Ｏ３的表面四面体位;     

CHF3/Ar 等离子体刻蚀BST 薄膜的机理研究

采用XPS 方法, 通过对刻蚀前后BST(钛酸锶钡)薄膜表面成分、元素化合态以及原子相对百分含量分析, 探讨了CHF₃/Ar 等离子刻蚀BST 薄膜的RIE(反应离子刻蚀)机理. 研究结果表明, 在刻蚀过程中, 金属Ba, Sr, Ti 和F 等离子体发生化学反应并生成相应的氟化物且部分残余在薄膜表面, 因为TiF₄ 具有高挥发特性, 残余物几乎没有钛氟化物. 然而, XPS 表明Ti-F 仍然少量存在, 认为是存在于Metal-O-F 这种结构中, 而O_1s 进一步证实了Metal-O-F 的存在.基于原子的相对百分含量, 我们发现刻蚀后薄膜表面富集氟, 源于高沸点的氟化物BaF₂ 和SrF₂ 沉积, 导致刻蚀速度仅达12.86 nm/min. 同时并没有发现C-F 多聚物的形成, 因此去除残余物BaF₂ 和SrF₂ 有利于进一步刻蚀. 针对这种分析结果, 本文提出对BST 薄膜每4 min 刻蚀后进行1 min Ar 等离子体物理轰击方案, 发现残余物得以去除.     

钠离子对 γ-Al2O3表面的修饰作用

用＾１Ｈ＾２３Ｎａ核磁共振双共振新技术研究了钠离子对γ－ＡＬ２Ｏ３载体表面羟基的修饰作用。＾１Ｈ＾２３Ｎａ交叉极化（ＣＰ）实验明确地区分出３种与表面羟基有相互作用的钠离子,而与表面羟基无相互作用的沉积盐－Ｎａ２ＣＯ３Ｒ信号则被完全抑制掉。＾１Ｈ〔＾２３Ｎａ〕自旋回波以共振实验明确地揭示了这种相互作用的细节,当Ｎａ＾＋负载量较低（５％,１０％）时,Ｎａ＾＋优先与γ－ＡＬ２Ｏ３表面上的酸性ＯＨ配位,随     

改性MCM-41吸附等温线、IR以及29Si MAS NMR的研究

近年来Mobil公司合成了一族中孔材料M41S,MCM-41是其中成员之一.它有六方规则排列的单维孔道,与其他中孔材料相比,具有孔径均匀、热稳定性和水热稳定性好以及吸附无滞后的特性.它的高比表面积(>1000m~2·g~1)和大吸附容量(>0.7mL·g~(-1))使之具有广泛应用前景.MCM-41分子筛的孔径大小可以在制备时通过选择模板剂(表面改性剂)的碳链长度、添加辅助有机分子(如1,3,5-三甲基苯)以及改变反应条件来调变,范围一般从1.6～10nm,其孔壁厚度可在0.3～1.3nm范围内变化.由于它具有大而均匀的孔道以及表面存在着硅羟基缺陷,很容易被改性.如经三甲基氯硅烷化后孔径减小0.9nm.目前除了用三甲基氯硅烷来改性外,尚未见用其他方法改性MCM-41的报道.本文采用水热处理以及二甲基二氯硅烷对高硅MCM-41进行改性.水以及环己烷吸附等温线、固体魔角核磁共振谱(~(29)Si MAS NMR)以及红外光谱(IR)证实了改性使MCM-41硅羟基缺陷减少,表面吸附性质因而发生根本变化.     

热处理对表面包覆纳米In2O3有机溶胶光学性质的影响

1983年美国Hugles研究所的Jain和Lind在市售的半导体微晶掺杂的滤波玻璃中发现了半导体纳米材料大的三阶非线性效应和超快速的时间响应.从此半导体纳米材料作为一种新的非线性光学材料引起了科学界的瞩目,对它的研究也蓬勃开展起来.体相In_2O_3是一类具有较大非共振三阶光学非线性的无机材料(λ=1.9μm,x~(3)=1700×10~(-15)esu.为了研究其在纳米尺度下光学非线性的变化和寻找高光学非线性的半导体纳米材料,我们采用热水解法合成了表面包覆有硬脂酸的纳米In_2O_3有机溶胶体系.采用表面包覆是基于以下两方面的考虑:首先,纳米材料由于其微小的颗粒和大的表面积,是热动力学上不     

二聚结构[(CH3)4N]4[PW11O39H2La(H2O)4]2·3H2O的合成、结构及性质

以α-Na₇PW₁₁O₃₉·nH₂O, LaCl₃·7H₂O 和(CH₃)₄NCl 为原料, 利用常规水溶液方法合成了 2:2 型二聚的单缺位Keggin 结构稀土衍生物[(CH₃)₄N]₄[PW₁₁O₃₉H₂La(H₂O)₄]₂·3H₂O (1). X 射线 单晶衍射结果表明, 该晶体属三斜晶系, P-1 空间群, 晶胞参数: a = 1.35383(10) nm, b = 1.60687(12) nm, c = 1.86958(13) nm, α = 65.9630(10)°, β = 83.1650(10)°, γ = 83.6780(10)°, Z = 1, R1 = 0.0589, wR2 = 0.1447. 二聚阴离子{[(α-PW₁₁O₃₉H₂)La(H₂O)₄]₂}^4-由2个[α-PW₁₁O₃₉]^7-缺位阴 离子通过2 个[La(H₂O)₄]³⁺配离子连接形成, La³⁺离子占据[α-PW₁₁O₃₉]^7-阴离子的缺位位置, 采 用九配位单加冠四方反棱柱构型, 相邻的2 个单取代阴离子[α-PW₁₁LaO₃₉]^4-通过2个La –O_t –W 桥连成二聚物. 热重分析结果表明, 化合物1 在25～600℃范围内表现为两步失重; 循环伏安 行为表明, 化合物1 阴离子在pH 4.3 的水溶液中存在两步可逆的单电子还原过程.     

BF-4和TFSI-系列室温离子液体绿色电解液的电化学性能

选择亲水型甲基烷基咪唑四氟硼酸盐和憎水型甲基烷基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐两个系列的离子液体作为电解液, 系统研究了纯离子液体及离子液体/混合有机溶剂EC-DMC-DEC(111, 质量比)体系的电化学性能. 实验发现 对于纯离子液体, 在较低的温度范围内(298 ～ 323 K), 电导率与温度的关系符合Arrhenius方程, 在更广的温度范围内, 四氟硼酸盐系列离子液体符合VTF方程, 而二(三氟甲基磺酰)亚胺盐系列有偏差. 两个系列的离子液体的电化学窗口都在4 V左右. 对于离子液体/有机溶剂混合体系, 随着浓度的增加, 电导率有一最大值出现.     

MnCo2O4 的电性能及其对SUS 430 金属连接体的改性

采用溶胶-凝胶工艺制备MnCo₂O₄  尖晶石, 研究其导电性能, 并探索MnCo₂O₄ 涂层的最佳成膜工艺及其对固体氧化物燃料电池(SOFC)金属连接体SUS 430 中温氧化行为的影响. 利用XRD, SEM 及EDS 表征氧化物的相结构与微观形貌, 采用“四点法”测量MnCo₂O₄ 尖晶石的电导率及涂层合金表面氧化膜的面比电阻(ASR). 结果表明, MnCo₂O₄  尖晶石具有优良的导电性能, 其中温电导率比MnCr₂O₄ 尖晶石高约2 个数量级. 750°C 空气中的循环氧化动力学及 ASR 测试结果表明, 在还原气氛下煅烧成膜并随后在空气中预氧化为MnCo₂O₄ 涂层成膜的最佳工艺, 能最大程度提升SUS 430 合金的抗氧化能力, 并改善其导电性能及黏附性. MnCo₂O₄ 尖晶石为一潜在高性能SOFC 金属连接体涂层材料.     

高度有序LiNi2/3Mn1/3O2正极材料的制备与改性

用共沉淀的方法合成LiNi_2/3Mn_1/3O₂层状结构的锂离子电池正极材料, 研究了原材料中锂源用量对产物中锂的含量、锂离子和镍离子的错位以及电化学性能的影响. 结果表明, 通过调节锂源用量, 可以获得高有序度的样品, 当锂源用量为120%时, 经过600℃烧结3 h, 900℃下再烧结5 h, 产物中锂的含量接近理论计量比, 错位率可低至1.27%, 表现出很好的结构有序性, 在C/20倍率下, 首次充放电可达172 mAh/g. 进一步采用SiO²进行表面包覆改性, 可获得优异的循环性能.     

MgSO4微液滴表面和内部结构的微区拉曼研究

利用疏水的聚四氟乙烯为基底, 在其表面得到球形的硫酸镁液滴. 利用微区拉曼技术, 实现了在硫酸镁液滴表面和球心两次聚焦, 由此获得了来自表面和内部组成不同的拉曼信号, 初步认定MgSO₄液滴形成的胶态结构为具有一定厚度的膜状结构. 这种膜状结构覆盖在液滴表面, 阻碍液滴内部水分蒸发, 导致MgSO₄液滴表面和内部的结构差异.