内蒙古科技大学材料与冶金学院, 白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室, 内蒙古 包头 014010
高能球磨法是材料制备过程中常用的方法, 通过物料在高速运转的过程中进行磨合而产生晶体空位缺陷, 实现元素的掺杂, 进而发生化学吸附或化学反应, 合成产生新的物相, 对于后续合成材料的性能有很大影响。 钡铁氧体具有良好的磁性能, 被用于功能材料制备的诸多领域。 采用高能球磨法制备钡铁氧体前驱体, 利用XRD, SEM和FTIR检测方法考察不同高能球磨时间下钡铁氧体前驱体物相、 微观形貌及官能团的变化规律, 并通过红外二阶导数光谱、 拟合平滑光谱计算法, 定量分析高能球磨过程中物相的变化规律。 XRD及SEM检测结果表明, 随球磨时间增加, 钡铁氧体前驱体各物相的衍射峰宽度变宽, 粉末细化, 晶格逐渐发生畸变, 产生晶体空位缺陷, 从而使Ba溶入Fe2O3晶格中生成BaxFe2-xO3的固溶体, 且产生吸附“团聚”现象; 当球磨时间大于40 h时, 发生“纳米尺寸效应”, 生成有磁性的Fe3O4及BaxFe3-xO4固溶体。 红外光谱分析结果显示, 随着球磨时间的增加, BaCO3和α-Fe2O3的特征峰均存在峰强减小、 峰位发生明显移动的规律, 表明随着球磨时间增加, BaCO3和α-Fe2O3颗粒粒度变小, 且发生化学吸附。 通过红外光谱的平滑拟合光谱和二阶导数光谱计算可知, 随球磨时间的增加, 各吸收峰面积均明显减小。 相对于球磨0 h, 在球磨10, 20和40 h后, 波数473 cm-1的Fe—O键振动吸收峰的峰面积分别减少48.84%, 65.97%和93.54%; 而在波数540 cm-1处的Fe—O键吸收峰的峰面积则分别减少37.11%, 51.76%和82.85%; 同理, 在波数856 cm-1处的O—C—O键的面内弯曲振动吸收峰的峰面积分别减少30.62%, 44.71%和67.10%; 在波数1 446 cm-1处的C—O键不对称伸缩振动峰的峰面积则分别减少0.03%, 27.63%和57.90%。 从定量分析的角度考察了钡铁氧体前驱体高能球磨过程中物相的变化规律并精准确定反应产物含量变化的百分比, 对于后续材料的合成与性能随钡铁氧体前驱体物相不同而发生变化的研究有重要的指导意义。
钡铁氧体前驱体 高能球磨 光谱拟合 二阶导数光谱 Barium ferrite precursors High energy ball milling Spectral fitting Second derivative spectrum 光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1634
内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室, 内蒙古 包头 014010
萤石浮选过程中矿浆中的NH+4, F-对萤石的可浮性有重要影响, 而目前关于难免离子对浮选影响的研究主要集中在稳定的阳离子对浮选的活化或抑制作用机理, 而关于不稳定阳离子（NH+4）、 阴离子（F-）影响油酸钠吸附萤石作用机制的研究较少。 因此借助于红外光谱分析, 结合纯矿物浮选、 Zeta电位和溶液化学计算等手段, 研究难免离子（NH+4, F-）对油酸钠浮选萤石的作用机理。 实验结果表明, 在酸性条件下, NH+4对萤石有较强的活化作用, 提高了萤石的回收率, 在pH值为6时, 不同NH+4浓度下, 萤石的回收率均提高到94%左右, 而在碱性条件下, NH+4对萤石的浮选的有一定的抑制作用, 且随着pH值增加, 抑制作用增强, 回收率逐渐下降; 但F-对萤石浮选有一定的抑制作用, 且在pH值为6时, 不同F-浓度的抑制作用均明显增强, 导致萤石回收率降低; 而在碱性条件下, F-对萤石的可浮性影响不大。 其作用机理为阳离子（NH+4）与萤石表面解离到溶液中的F-生成NH4F, 在酸性条件下提高了萤石表面的正电性, 增强萤石表面与油酸的一聚物、 二聚物和分子-离子缔合物的吸附作用, 而在碱性条件下NH+4的水解生成NH3·H2O, 正电性降低, 导致油酸钠在萤石表面的吸附作用减弱; F-抑制萤石表面F-的解离, 从而抑制了油酸根在萤石表面的化学吸附。 红外分析结果表明, 油酸钠在萤石表面发生了化学吸附; NH+4的加入, 在酸性条件下对萤石有很强的活化作用, —CH3, —CH2—和—COO-的特征峰峰位红移, 峰强度加强, 显现出较强的化学吸附作用; 而在碱性条件下, 仅出现了—CH2—的特征峰的峰位红移, 且特征峰强度减弱, 说明NH+4在弱碱条件在萤石表面的化学吸附较弱, 起抑制作用; 当加入F-后只出现了—CH3的反对称伸缩振动峰, 峰位并未发生偏移, 故F-加入后油酸钠在萤石表面并未发生任何基团的化学吸附, 从而抑制了萤石的可浮性。
萤石 浮选 Zeta电位 红外光谱 Fluorite Flotation Zeta potential Infrared spectrum 光谱学与光谱分析
2021, 41(4): 1281
南京邮电大学信号处理与传输研究院, 江苏 南京 210003
轨道角动量(Orbital angular momentum, OAM)复用通信系统性能不可避免地受到发、收两端OAM态非对齐的影响。针对OAM态复用通信, 提出了一种将多输入多输出(Multiple-input multiple-output, MIMO)均衡技术用于降低OAM系统发、收两端非对齐对系统性能带来影响的方案。所提方 案利用MIMO均衡技术纠正或部分纠正复用OAM态在发、收两端非对齐时的模间串扰。数值仿真结果表明所提方 案可有效地降低OAM非对齐通信系统模式间的串扰,提升了系统的误码率性能,在位置偏移和角度偏斜量较小 情形下,系统误码率可提升1～2个数量级。
光通信 轨道角动量复用通信 非对齐 多输入多输出均衡 误码率 optical communication orbital angular momentum multiplexed communication misalignment multiple-input multiple-output equalization bit error rate
1 中央民族大学生命与环境科学学院, 北京 100081
2 中央民族大学, 北京市食品环境与健康工程研究中心, 北京 100081
3 清华大学, 生物医学测试中心, 北京 100084
人端粒G-四链体结构是指端粒末端富含鸟嘌呤（G）的DNA 序列在一价阳离子（如K+和Na+）诱导下通过G碱基间Hoogsteen氢键连接形成的DNA二级结构。 能够稳定端粒G-四链体的配体通常为端粒酶抑制剂, 其可能成为抗肿瘤药物。 应用CD, FRET, NMR光谱方法第一次较全面地研究了一种木脂素衍生物, 紫玉兰素A （liliflorin A）与人端粒序列dGGG(TTAGGG)3G-四链体HTG21的相互作用, 采用分子对接技术进一步研究紫玉兰素A与人端粒序列dTAGGG(TTAGGG)3G-四链体HTG23的结合位点。 CD实验数据表明紫玉兰素A提高HTG21解链温度, FRET实验测得4.0 μmol·L-1紫玉兰素A可以将HTG21稳定温度提高3.2 ℃。 NMR实验结果表明, 加入紫玉兰素A三小时后HTG21核磁谱图出现明显变化。 分子对接结果表明紫玉兰素A结合到HTG23较宽沟槽上, 结合位点为G9, G10, G16和G17。 紫玉兰素A是第一个能够选择性稳定人端粒G-四链体HTG21的木脂素类衍生物配体。 实验结果为以人端粒G-四链体为靶点的抗肿瘤药物设计提供了新型候选化合物。
紫玉兰素A G-四链体 人端粒 光谱分析 相互作用 Liliflorin A G-quadruplex Human telomere Spectral analysis Interaction
