1 长沙师范学院初等教育学院, 长沙 410000
2 湖南工商大学理学院, 长沙 410000
以酰胺类化合物和偶氮化合物为配体制备了五种不同的含Cu/Zn配合物。通过单晶XRD、核磁氢谱等表征确定了配合物的具体结构, 结果发现改变合成条件使配合物的构型以及中心金属的价态发生变化。此外, 电喷雾质谱测试也证实了不同化合物中金属铜的不同价态。为了探究不同结构对配合物性质的影响, 选取硫醚氧化成砜的催化反应作为研究对象, 探索出了最优的催化反应条件, 同时发现中心金属为Zn的配合物催化效果最佳, 在60 ℃条件下反应1.75 h苯甲基硫醚可完全转化为砜, Cu2+配合物的催化效率高于Cu+的配合物。由此, 提出了一个可能的催化反应机理, 即氧化剂先与中心金属结合形成过氧配合物, 然后再氧化底物形成对应的亚砜或砜。
吡啶酰胺配体 偶氮配体 铜基配合物 气相扩散结晶 电喷雾质谱 硫醚氧化催化 pyridinamide ligand azo ligand copper based complex vapor phase diffusion crystallization electrospray mass spectrometry sulfide oxidation catalysis
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
2 河北省沙河玻璃技术研究院, 邢台 054100
采用熔融法制备了含有不同晶核剂的非化学计量比堇青石微晶玻璃, 通过DSC、XRD、FE-SEM、UV-VIS-NIR等测试方法研究了不同晶核剂对微晶玻璃析晶与性能的影响, 并用经典动力学方程(Johnson-Mehl-Avrami)分析了微晶玻璃的析晶动力学。结果表明,以P2O5和P2O5+ZrO2为晶核剂的微晶玻璃晶化机制均为表面晶化, 而以P2O5+ZrO2+TiO2为晶核剂的微晶玻璃则倾向于整体析晶。三组微晶玻璃在950 ℃晶化时主晶相为μ-cordierite, 当温度升高到980 ℃时开始转变为α-cordierite, 引入TiO2使α-cordierite的含量增加, 析出的晶体更加复杂致密。随着晶化时间延长, 与其他晶核剂相比, P2O5+ZrO2+TiO2组合晶核剂微晶玻璃在相同晶化时间内结晶度更高, α-cordierite含量的增加显著提升了微晶玻璃的力学性能, 但降低了透过率。在800 ℃/10 h+980 ℃/3 h热处理制度下, 以P2O5+ZrO2+TiO2为晶核剂的微晶玻璃弹性模量可达103 GPa, 断裂韧性为1.27 MPa·m1/2, 透过率为82.3%, 可满足用作移动终端领域的性能要求。
堇青石 晶核剂 透明微晶玻璃 弹性模量 析晶动力学 MgO-Al2O3-SiO2 MgO-Al2O3-SiO2 cordierite nucleating agent transparent glass-ceramics elastic modulus crystallization kinetics
贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室, 贵阳 550025
溶液过饱和比和结晶压力是研究多孔材料结晶破坏效应的主要参数, 但目前没有很好的手段直接测量溶液过饱和比。观察溶液结晶现象发现, 溶液结晶前后图像灰度会发生明显变化, 因此本文提出一种基于数字图像处理(DIP)技术的盐结晶过饱和比和结晶压力的测量方法。该方法以图像为基础, 得出灰度值与溶液浓度的关系, 运用MATLAB软件绘出溶液过饱和比和结晶压力分布图。以Na2SO4溶液和NaCl溶液的结晶行为为例, 得到Na2SO4溶液与NaCl溶液结晶的初始过饱和比在1.1~1.3, 进一步计算了Na2SO4和NaCl的结晶压力理论值。Na2SO4和NaCl结晶破坏效应的差异与二者不同的结晶行为有关, Na2SO4晶体的蠕变生长行为导致其更具破坏性。
盐溶液 过饱和比 结晶过程 结晶压力 数字图像处理 测量方法 salt solution supersaturation ratio crystallization process crystallization pressure digital image processing measurement method
青海民族大学, 青藏高原资源化学与生态环境保护实验室, 西宁 810007
成核作为结晶的初始阶段, 直接影响着晶体产品的结构、手性、纯度、晶型和粒径分布等性质。但由于成核具有随机性, 通过实验成核不仅耗时耗力而且很难洞悉分子间的相互作用。本文选择结构相似的对羟基苯甲酸乙酯(EP)、对羟基苯甲酸丙酯(PP)和对羟基苯甲酸丁酯(BP)为模型物质, 计算了EP、PP和BP在四种不同的有机溶剂(乙醇、乙酸乙酯、丙酮、乙腈)中单个溶质分子和单个溶剂分子的结合能。不论是EP、PP还是BP与各溶剂的相互作用大小都服从乙醇>乙酸乙酯>丙酮>乙腈。因此, 可以预测EP、PP和BP在乙醇中成核最慢, 在乙酸乙酯和丙酮中成核较慢, 在乙腈中成核最快。当溶剂相同的时候, EP最难成核, 其次是PP, BP容易成核, 预测的结果与实验结果一致。本研究证明利用溶质-溶剂(1∶1)模型可以预测成核的难易, 进而有利于筛选溶剂, 提高实验效率。
结晶 成核 结合能 溶质-溶剂模型 密度泛函理论 对羟基苯甲酸酯 crystallization nucleation binding energy solute-solvent model density functional theory paraben
1 郑州轻工业大学物理与电子工程学院, 河南 郑州 450001
2 河南省磁电信息功能材料重点实验室, 河南 郑州 450001
当前, 高昂的生产和使用成本限制了离子液体规模化应用, 如何回收再利用离子液体受到极大关注。 离子液体结晶过程对研发新型回收技术至关重要, 而降温速率对结晶过程有重要影响。 基于此, 以1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(［C12mim］［BF4］)为研究对象, 在60~0 ℃范围内对其进行快速(30 ℃·min-1)和慢速(1 ℃·min-1)降温, 采用偏光(POM)、 小角X射线散射(SAXS)和拉曼(Raman)等技术研究了该离子液体在降温过程中的相态转变和结构变化, 揭示了降温速率对其熔体结晶过程及产物影响规律。 POM研究表明: 在快速降温过程中, ［C12mim］［BF4］经历了“液态-液晶态-晶态Ⅰ”转变, 得到了晶粒数量少但尺寸较大的“球状”晶体; 在慢速降温过程中, ［C12mim］［BF4］经历了“液态-液晶态-晶态Ⅱ”转变, 得到了晶粒数量多但尺寸较小的“针状”晶体。 SAXS研究表明: ［C12mim］［BF4］存在两种晶体结构, 分别为“正交双层相”和“三斜双层相”, 且同时出现在“晶态Ⅰ”中, 而在“晶态Ⅱ”中只有“三斜双层相”一种晶体结构。 由此可知, “晶态Ⅰ”是混合相晶体, 而“晶态Ⅱ”是单一相晶体。 此外, 由Raman结果可知: “正交双层相”和“三斜双层相”中［C12mim］+构象存在较大差异, 分别为“G构象”和“A构象”。 综上所述, 快速降温时, ［C12mim］［BF4］经历了“液态-液晶态-晶态Ⅰ”转变过程, 得到了由“正交双层相”和“三斜双层相”组成的混合相晶体, 该晶体同时含有［C12mim］+的“G构象”和“A构象”。 慢速降温时, ［C12mim］［BF4］经历了“液态-液晶态-晶态Ⅱ”转变过程, 得到了由“三斜双层相”组成的单一相晶体, 该晶体只含有［C12mim］+的“A构象”。 因此, 降温速率对［C12mim］［BF4］熔体结晶过程及产物具有重要影响。 该研究结果为［C12mim］［BF4］回收技术开发提供了重要实验数据, 同时对研究其他同类型离子液体的相态转变和结构变化具有指导意义。
离子液体 结晶 晶体结构 构象 Ionic liquid Crystallization Crystal structure Conformer
Author Affiliations
Abstract
1 Yonsei University, Department of Materials Science and Engineering, Seoul, Republic of Korea
2 Sungkyunkwan University, Department of Energy Science, Suwon, Republic of Korea
3 Institute for Basic Science, Center for Integrated Nanostructure Physics, Suwon, Republic of Korea
Perovskite light-emitting diodes (PeLEDs) are considered as promising candidates for next-generation solution-processed full-color displays. However, the external quantum efficiencies (EQEs) and operational stabilities of deep-blue (<460 nm) PeLEDs still lag far behind their red and green counterparts. Herein, a rapid crystallization method based on hot-antisolvent bathing is proposed for realization of deep-blue PeLEDs. By promoting immediate removal of the precursor solvent from the wet perovskite films, development of the quasi-two-dimensional (2D) Ruddlesden–Popper perovskite (2D-RPP) crystals with n values >3 is hampered completely, so that phase-pure 2D-RPP films with bandgaps suitable for deep-blue PeLEDs can be obtained successfully. The uniquely developed rapid crystallization method also enables formation of randomly oriented 2D-RPP crystals, thereby improving the transfer and transport kinetics of the charge carriers. Thus, high-performance deep-blue PeLEDs emitting at 437 nm with a peak EQE of 0.63% are successfully demonstrated. The color coordinates are confirmed to be (0.165, 0.044), which match well with the Rec.2020 standard blue gamut and have excellent spectral stability.
Ruddlesden–Popper perovskite rapid crystallization deep-blue light-emitting diodes phase purity randomly oriented crystals Advanced Photonics
2023, 5(1): 016001
1 共青科技职业学院机电工程学院, 九江 332020
2 海南科技职业大学机电工程学院, 海口 570100
3 江西晶纳新材料有限公司, 南昌 330000
4 南昌大学机电工程学院, 南昌 330000
利用艾奇逊炉分别在3 000 ℃和2 800 ℃下进行碳纳米管的提纯实验。利用ICP、EDS、TGA检测了提纯碳纳米管的主要催化金属含量、灼烧残余物含量; 用四探针薄膜电阻仪检测其电阻率; 利用SEM、XRD、FT-IR研究了不同温度提纯碳纳米管的组织结构变化和表面特点。研究结果表明, 艾奇逊炉在不同温度下提纯的碳纳米管都可以有效降低碳纳米管粉体中的催化金属含量和灼烧残余物含量, 满足动力电池导电剂要求。与原生碳纳米管比较, 3 000 ℃提纯的碳纳米管的电阻率显著下降, 石墨晶化程度提高; 而2 800 ℃提纯的碳纳米管的电阻率略有提高, 石墨晶化程度变化不大, 表面官能团数量减少。
碳纳米管 高温纯化 艾奇逊炉 体积电阻率 石墨晶化 carbon nanotube high temperature purifying Acheson furnace volume resistivity crystallization of graphite
中国航空制造技术研究院高能束流加工技术重点实验室，北京 100024
分别采用脉冲宽度为100 ns、3 ps激光对厚度为80 μm的Zr-21Cu-4Al-1Ti（ZT1）非晶合金进行切割试验，研究激光加工非晶合金的适应性。结果表明：纳秒激光加工的热效应明显，加工区域存在重铸、裂纹、飞溅等典型的热致缺陷，并且在外侧形成了较大范围的晶化区域，晶化区域的材料表面具有独特的纹理和颜色。皮秒激光可实现近“冷”加工，加工区域呈现非热熔性去除形貌，无重铸、裂纹、飞溅等热致缺陷，并且未发现晶化。在大气环境、多脉冲、高能量密度等条件下，纳秒、皮秒激光的加工区域均出现了不同程度的氧化。前者发生在整个热影响区表面，后者只发生在激光辐照区域。
纳秒激光 皮秒激光 非晶合金 氧化 晶化 nanosecond laser picosecond laser amorphous alloy oxidation crystallization
1 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，江西 景德镇 333403
2 清华大学材料学院，北京 100084
在Na2O-MgO-CaO-Al2O3-SiO2-P2O5的多元釉系统中，通过研究不同氧化铁含量釉熔体的显微结构及析晶行为规律，揭示了釉面不同呈色的机理。结果表明：磷酸钙促进了釉系统中的分相作用，进而对釉面呈色起到重要作用；当氧化铁浓度较小时，Fe3+以离子形式存在，这时Fe3+以化学发色为主导致釉面呈现墨绿色；随着氧化铁的增加，釉层分相作用加强其相界面增大，入射光在大量的相界面间经过多次的散射和消耗被吸收，最终形成釉面的黑色效果；过量的氧化铁会从釉层硅酸盐网络体系中析出，形成α-Fe2O3纳米晶体导致釉面呈现出红色；釉层的α-Fe2O3纳米晶体继续长大形成针状阵列排布结构，进而对入射光进行相干散射形成釉面的银灰色效果。随着氧化铁用量的变化，化学发色和结构发色的共同作用形成釉面的不同呈色效果。
釉 氧化亚铁 分相 析晶 化学色 结构色 glaze ferrous oxide phase separation crystallization chemical color structural color
中国建筑材料科学研究总院有限公司，北京 100024
以硼硅酸盐玻璃作为基础玻璃基材，通过熔融法制备了含16%(质量分数)模拟高放废液的玻璃固化体，探究了碱土金属氧化物含量对玻璃固化体析晶行为的影响，以期在保证玻璃固化体性能要求的前提下，通过控制碱土金属氧化物的含量抑制玻璃固化体的析晶倾向。结果显示：碱土金属氧化物(CaO+MgO+BaO)含量在7%~19%(质量分数)时，玻璃固化体析晶上限温度和析晶率随碱土金属氧化物含量的降低而逐渐降低；玻璃网络聚合度的增加能够显著增强玻璃固化体的抗析晶性能，当碱土金属氧化物含量低于11%（质量分数）时玻璃固化体中硫酸盐的溶解度明显下降。基于包容07%(质量分数)SO3的要求，碱土金属氧化物含量适宜组成应控制在11%(质量分数)以上。
高放废液 硼硅酸盐玻璃 硫酸盐 玻璃固化体 碱土金属氧化物 析晶行为 high level liquid waste borosilicate glass sulfate waste glass alkaline earth metal oxide crystallization behavior
