杨晨 1,2叶梦琳 1,2周文理 1,2,*
作者单位
摘要
1 光能转换材料湖南省高校重点实验室, 湖南 长沙  410081
2 湖南师范大学 化学化工学院, 湖南 长沙  410081
Mn4+掺杂的氟化物红色荧光粉的耐湿性差,严重影响了白色发光二极管(WLEDs)的光色稳定性。本工作基于绿矾溶液的还原性,将K2SiF6∶Mn4+颗粒表面的Mn4+还原成可溶的低价态Mn2+,实现了氟化物粒子的表面钝化及高耐湿性。在水浸360 h后,表面钝化的K2SiF6∶Mn4+粒子的发光强度仍保持初始强度的95%,而未处理的K2SiF6∶Mn4+颗粒发光强度迅速降为初始值的46%。此外,采用绿矾溶液对表面已水解的氟化物荧光粉进行简单的浸泡,可使其完全恢复原来的发光强度。电感耦合等离子体-原子发射光谱、X射线光电子谱、元素能谱等表征结果显示,经绿矾溶液处理的K2SiF6∶Mn4+粒子表面的Mn4+浓度显著减小,证实了惰性壳层K2SiF6的形成,揭示了氟化物粒子耐湿性显著提升的原因。此外,经高温(85℃)高湿(85%)的条件老化1 000 h后,WLEDs器件中表面钝化的K2SiF6∶Mn4+粒子仍保持着100%的红色发光强度,明显高于未钝化的氟化物的59%,进一步证实了绿矾溶液钝化的K2SiF6∶Mn4+红色荧光粉具有非常优异的环境稳定性。
Mn4+掺杂 红色荧光粉 耐湿性 绿矾溶液 表面钝化 Mn4+ doping red phosphor moisture resistance green alum solution surface passivation 
发光学报
2024, 45(2): 299
Author Affiliations
Abstract
1 School of Engineering and Built Environment, Edinburgh Napier University, Edinburgh, UK
2 Lee Kong Chian Faculty of Engineering and Science, Universiti Tunku Abdul Rahman Kajang, Malaysia
3 Bristol Composites Institute, School of Civil, Aerospace and Mechanical Engineering, University of Bristol, University Walk, Bristol, BS8 1TR, UK
4 School of Engineering and Materials Science, Queen Mary University of London, London, UK
5 Petru Poni Institute of Macromolecular Chemistry of the Romanian Academy, Iasi, Romania
Flexible dielectric materials with environmental-friendly, low-cost and high-energy density characteristics are in increasing demand as the world steps into the new Industrial 4.0 era. In this work, an elastomeric nanocomposite was developed by incorporating two components: cellulose nanofibrils (CNFs) and recycled alum sludge, as the reinforcement phase and to improve the dielectric properties, in a bio-elastomer matrix. CNF and alum sludge were produced by processing waste materials that would otherwise be disposed to landfills. A biodegradable elastomer polydimethylsiloxane was used as the matrix and the nanocomposites were processed by casting the materials in Petri dishes. Nanocellulose extraction and heat treatment of alum sludge were conducted and characterized using various techniques including scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis/derivative thermogravimetric (TGA/DTG) and X-ray diffraction (XRD) analysis. When preparing the nanocomposite samples, various amount of alum sludge was added to examine their impact on the mechanical, thermal and electrical properties. Results have shown that it could be a sustainable practice of reusing such wastes in preparing flexible, lightweight and miniature dielectric materials that can be used for energy storage applications.Flexible dielectric materials with environmental-friendly, low-cost and high-energy density characteristics are in increasing demand as the world steps into the new Industrial 4.0 era. In this work, an elastomeric nanocomposite was developed by incorporating two components: cellulose nanofibrils (CNFs) and recycled alum sludge, as the reinforcement phase and to improve the dielectric properties, in a bio-elastomer matrix. CNF and alum sludge were produced by processing waste materials that would otherwise be disposed to landfills. A biodegradable elastomer polydimethylsiloxane was used as the matrix and the nanocomposites were processed by casting the materials in Petri dishes. Nanocellulose extraction and heat treatment of alum sludge were conducted and characterized using various techniques including scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis/derivative thermogravimetric (TGA/DTG) and X-ray diffraction (XRD) analysis. When preparing the nanocomposite samples, various amount of alum sludge was added to examine their impact on the mechanical, thermal and electrical properties. Results have shown that it could be a sustainable practice of reusing such wastes in preparing flexible, lightweight and miniature dielectric materials that can be used for energy storage applications.
Nanocellulose biodegradable sustainable alum sludge nanocomposite flexible dielectric 
Journal of Advanced Dielectrics
2023, 13(1): 2242008
作者单位
摘要
华东交通大学机电与车辆工程学院, 水果智能光电检测技术与装备国家地方联合工程研究中心, 江西 南昌 330013
明矾是一种可以改良粉条粉丝易断粗糙特性的违法添加剂, 明矾的含量过高进入人体后会直接影响身体健康。 结合太赫兹光谱技术探索红薯淀粉中明矾含量快速检测方法。 采用太赫兹时域光谱系统(Terahertz time domain spectroscopy, THz-TDS)于常温下获取0.5~7 THz范围内红薯淀粉、 明矾及其混合物的光谱数据。 因0~0.5 THz测得的频谱均为噪声, 高频段区域的吸收系数大、 信噪比低, 故选取0.5~2 THz波段的吸收系数谱和折射率谱进行分析。 发现明矾在该波段存在明显的特征吸收峰, 可作为指纹特征用于物质识别。 分别采用Savitzky-Golay卷积平滑(SG Smoothing, SG 平滑)、 基线校正(Baseline)、 归一化(Normalization)等方法进行光谱预处理, 再结合偏最小二乘(partial least squares, PLS)对红薯淀粉中明矾含量建立预测模型。 结果表明, 采用原始光谱、 SG 平滑、 Baseline、 Normalization等光谱数据建立PLS模型的最佳因子数(principal component factors)分别为3, 3, 3和2; 校正集相关系数(rc)分别为0.982, 0.980, 0.982和0.984; 预测集相关系数(rp)分别为0.982, 0.979, 0.982和0.987; 校正集均方根误差(root mean square error of calibration, RMSEC)分别为0.011, 0.012, 0.012和0.011; 预测集均方根误差(root mean square error of prediction, RMSEP)分别为0.013, 0.014, 0.013和0.012; 可知归一化预处理后建立PLS模型效果最佳。 为对比分析线性(PLS)与非线性(LS-SVM)两种定量模型方法的预测精度, 采用相同预处理方法后的红薯淀粉中明矾含量光谱数据建立最小二乘支持向量机(least squares support vector machine, LS-SVM)预测模型, 选用径向基函数(RBF)作为核函数。 结果表明, 归一化预处理后建立LS-SVM模型效果最佳, 其预测集均方根误差(RMSEP)为0.0047, 预测集相关系数(rp)为0.997 2。 发现对红薯淀粉中明矾含量建立LS-SVM预测模型的稳定性更好、 精确度更高。 采用太赫兹时域光谱结合LS-SVM和PLS对红薯淀粉中明矾含量进行定量分析。 结果表明, 采用归一化预处理后的LS-SVM比PLS模型的预测效果更优, 可能是红薯淀粉与明矾混合物中含有更多的非线性信息。 研究表明, 太赫兹时域光谱结合化学计量学方法可为红薯淀粉中明矾含量的定量分析提供快速精确的分析方法。
太赫兹时域光谱 明矾 红薯淀粉 偏最小二乘 最小二乘支持向量机 Terahertz time-domain spectroscopy Alum Sweet potato starch Partial least squares Least squares support vector machine 
光谱学与光谱分析
2020, 40(3): 727
许昆 1,2,3王菊琳 1,2,3何秋菊 4
作者单位
摘要
1 北京化工大学材料电化学过程重点实验室, 北京 100029
2 北京化工大学材料科学与工程学院, 北京 100029
3 文物保护领域科技评价研究国家文物局重点科研基地, 北京 100029
4 首都博物馆文物保护修复部, “北京文博文物科技保护研究与运用”北京市重点实验室, 北京 100045
胶矾水是中国传统书画修复和装裱材料, 但过量使用明矾会引起宣纸不同程度的酸化。 为了解胶矾水中明矾对宣纸中不同成分的影响, 明确传统胶矾水中明矾用量范围, 减少其对宣纸的危害, 采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和X射线衍射(XRD)研究了明矾对宣纸中纤维素和碳酸钙的影响, 并将傅里叶退卷积和二阶导曲线拟合的方法引入研究明矾对宣纸中明胶蛋白质二级结构的影响。 XRD和ATR-FTIR结果表明明矾会不同程度溶解纸张中的结晶纤维素、 非结晶纤维素和CaCO3(生成CaSO4), 在明矾浓度超过5 Wt%后成分变化最剧烈。 傅里叶退卷积和二阶导曲线拟合结果表明明矾会使宣纸中明胶蛋白质二级结构改变, 使α-螺旋结构、 β-转向结构和γ-随机结构向β-折叠结构转变。 在明矾浓度超过5 Wt%后, 蛋白质二级结构发生剧烈变化。 研究得出了明矾对宣纸中不同成分的影响, 在最小干预的文物保护原则基础上给出了明矾用量范围, 为纸质文物中蛋白质二级结构研究引入了一种新方法, 扩大了ATR-FTIR在纸质文物中的研究和应用范围。
傅里叶变换衰减全反射红外光谱 明矾 胶矾水 蛋白构象 宣纸 碳酸钙 ATR-FTIR Alum Alum gelatin solution Protein conformation XUAN paper CaCO3 
光谱学与光谱分析
2018, 38(6): 1829
管爱红 1,2,*李智 1,2葛宏义 1,2
作者单位
摘要
1 河南工业大学信息科学与工程学院, 河南 郑州 450001
2 河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室, 河南 郑州 450001
应用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对红薯淀粉中的添加剂明矾进行了实验研究, 获得了红薯淀粉和明矾的太赫兹时域光谱和频域光谱, 通过计算得到二者的吸收系数谱和折射率谱, 吸收系数谱显示明矾在太赫兹波段有明显的特征吸收峰, 可以用THz-TDS技术对淀粉中的明矾进行特征识别。 实验获得了红薯淀粉中掺杂不同百分比(质量分数)明矾的太赫兹时域光谱, 计算得到吸收系数谱和折射率谱, 发现随着明矾含量的增加吸收峰的幅度下降, 折射率逐渐下降, 说明THz-TDS技术可以用于淀粉中明矾的定性识别和定量检测。
太赫兹时域光谱技术 红薯淀粉 明矾 食品检测 THz-TDS Sweet potato starch Potassium alum Food detection 
光谱学与光谱分析
2018, 38(1): 267

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