笼形倍半硅氧烷NMR的研究

笼形倍半硅氧烷是一类典型的多面体有机-无机分子复合物. ²⁹Si NMR是测定这类含硅化合物结构的有效方法. 利用²⁹Si NMR对6种笼形八聚倍半硅氧烷的结构进行了研究,结合所得数据探讨了这类化合物中取代基电负性对²⁹Si NMR化学位移的影响.根据¹H,¹³C NMR数据及各峰归属可以进一步判断笼形倍半硅氧烷取代基R的类型和结构.     

用于KDP晶体的桥式聚倍半硅氧烷防潮膜

 以间苯亚甲基二异氰酸酯与氨丙基三乙氧基硅烷反应制备了具有长桥链结构的聚倍半硅氧烷前驱体,利用制备的前驱体在碱性条件下水解缩聚制备了桥式聚倍半硅氧烷溶胶,并采用提拉浸涂法对磷酸二氢钾（KDP）晶体镀膜。通过1H NMR 对前驱体进行结构定性,利用²⁹Si MAS NMR和N₂吸附-脱附表征对凝胶结构进行了分析,用AFM对薄膜的表面形貌进行了研究,通过湿度为60%时KDP晶体光学性质的变化考察了薄膜的防潮性能。利用三倍频和基频激光测试了薄膜的抗激光损伤性能。结果表明:这种桥式聚倍半硅氧烷薄膜对KDP晶体具有很好的防潮保护作用,并显示了较好的抗激光损伤性能。     

聚倍半硅氧烷以不同方式改性纤维素绝缘纸的机理研究

本文运用分子动力学方法,建立了纯纤维素模型和一系列聚倍半硅氧烷以不同方式改性的纤维素绝缘纸模型,并对其热力学性能进行了计算、对比和讨论. 实验结果表明,各聚倍半硅氧烷纤维素改性模型的性能均优于未改性模型,并且当两条纤维素分子链作为取代基通过化学键接枝在聚倍半硅氧烷分子上(M2模型)时,改性效果最佳,其内聚能密度与溶解度参数的值相较于未改性模型提高了9%,拉伸模量、体积模量、剪切模量、柯西压的值分别提升了38.6%、29.5%、41.1%和29.5%,此外本文还计算并分析了各模型的自由体积分数和均方位移,结果显示,相较于其他模型,M2模型中的化学键在避免使纤维损失强度的同时,增加了分子链间的纠缠,使纤维素分子链占据了更多自由体积,从而使体系具有更小的自由体积分数,抑制了纤维素的链运动,进而提升了纤维素绝缘纸的热稳定性,这从微观角度解释了化学处理影响改性效果的机理.     

锗丙酰氨基酸酯系列倍半氧化物的合成及其NMR研究

锗丙酰和取代锗丙酰氯分别与氨基酸缩合,继而水解,用三乙胺作缚酸剂,得到13个倍半氧化物.根据对以上系列化合物¹H NMR、¹³C NMR和¹H-¹³C COSY的分析,讨论了其核磁共振谱构关系规律,并观察到了取代氨基酸中2×CH₃和乙酯的CH₃在¹H和¹³C NMR中出现反常现象,应用重核NMR屏蔽效应新原理对其产生的原因进行了合理阐明.     

多面体低聚倍半硅氧烷-ZrO2复合气凝胶的制备与表征

以官能团化的多面体低聚倍半硅氧烷（POSS-［C2H4Si(OEt)3］8）和正丁醇锆为原料,以乙醇作为溶剂,通过溶胶-凝胶及二氧化碳超临界干燥成功制备了三种不同锆含量POSS-ZrO2的复合气凝胶。并用傅里叶变换红外光谱分析仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和比表面吸附仪（BET）对其进行表征。结果表明:该气凝胶中有SiOZr键,并且所得气凝胶都是无定型的,其比表面积随着锆含量的增加而变小,最高可达491 m2/g,并且其孔径分布都比较广。     

多面体低聚倍半硅氧烷-ZrO2复合气凝胶的制备与表征

以官能团化的多面体低聚倍半硅氧烷（POSS-［C2H4Si(OEt)3］8）和正丁醇锆为原料,以乙醇作为溶剂,通过溶胶-凝胶及二氧化碳超临界干燥成功制备了三种不同锆含量POSS-ZrO2的复合气凝胶。并用傅里叶变换红外光谱分析仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和比表面吸附仪（BET）对其进行表征。结果表明：该气凝胶中有SiOZr键,并且所得气凝胶都是无定型的,其比表面积随着锆含量的增加而变小,最高可达491 m2/g,并且其孔径分布都比较广。     

表面活性剂及水溶性功能高分子的NMR研究

核磁共振（NMR）技术是研究表面活性剂在溶液中聚集状态的一种非常有用的工具,本文运用多种NMR技术研究了几种不同类型表面活性剂及水溶性功能高分子在水溶液中的聚集行为： 1. 季铵盐型双子表面活性剂16-4-16的聚集行为季铵盐型双子表面活性剂N,N′-双(十六烷基二甲基)-α,ω-丁烷溴化铵(16-4-16)分子中联接基团及靠近离子头的质子位于胶束的壳层, 运动受到一定限制. 而距离离子头较远的烷烃链位于胶束的内部,运动相对自由. 与对应的单链表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)相比,16-4-16形成的胶束堆积更为紧密. 通过NOESY谱中交叉峰强度的定量计算,认为16-4-16在胶束中分子以上下交错排列的方式形成球形聚集体.  2. 脱氧胆酸钠与十六烷基三甲基溴化铵的相互作用在脱氧胆酸钠(NaDC)溶液中,NaDC质子H3与其他质子不同,其横向弛豫时间(T₂)表现为双指数衰减,表明此质子可能存在两种不同的状态. 实验证明,其它胆酸盐的H3的横向弛豫也呈现双指数衰减. 因此推测在胆酸盐的稀溶液中,3-OH质子和羰基氧之间有可能存在氢键作用,形成了头尾相连的分子对结构.  在NaDC和CTAB的混合溶液中,两者形成1∶1的混合胶束. 用NOESY和ROESY研究混合胶束的结构,显示CTAB的离子头位于NaDC的羧酸基团附近. 这可能是正负离子之间的静电性相互作用的结果.  3. 丙烯酰胺/丙烯酸模板共聚物的微结构研究了不同pH值条件下,丙烯酰胺和丙烯酸共聚物分子在水溶液中的聚集形态. 在酸性溶液中,分子内的氢键致使聚集体形成较为紧密的堆积,侧链的苯氧基团运动受阻;随着溶液pH值的增大,丙烯酸电离产生的阴离子使得分子间的静电斥力增大,分子链变得伸展,分子间的氢键作用导致了聚集体体积变大. 当溶液呈强碱性,丙烯酸完全电离,氢键作用力被破坏,分子呈现自由伸展的状态,侧链的苯氧基团运动相对自由.     

通过宽线固体核磁共振氢谱研究半晶高分子的相结构

宽线固体核磁共振氢谱（¹H NMR）是一种研究半晶高分子相结构的经典方法.本文以半晶聚乙烯的宽线固体¹H NMR谱为例，探讨了通过Gaussian/Sinc、Gaussian和Lorentzian函数组合对宽线固体¹H NMR谱图进行拟合的方案，并根据半晶聚乙烯的相结构成分对拟合得到的各信号成分进行归属.并在此基础上探讨了各个相结构中分子链运动与信号线型的相关性，以及利用宽线固体¹H NMR谱测量半晶高分子结晶度存在的困难.     

聚氰丙基甲基硅氧烷—聚脲嵌段共聚物的NMR表征及研究

用高分辨NMR对聚甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物以及聚氰丙基甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物结构进行表征,对NH形成的各种氢键进行详细的研究,同时观察了氢键在力学性能中的作用,结果发现氢键强烈地影响着力学性能。用固体~1H宽线研究这类材料的相分离状况,并总结影响相分离的因素。保持硬段含量不变,增加软段分子量使相分离程度增加;保持软段分子量不变,增加硬段含量使相分离程度降低。软、硬段之间的相互作用(如氢键)使相分离程度降低。     

聚氰丙基甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物的NMR表征及研究

用高分辨NMR对聚甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物以及聚氰丙基甲基硅氧烷-聚脲嵌段共聚物结构进行表征,对NH形成的各种氢键进行详细的研究,同时观察了氢键在力学性能中的作用,结果发现氢键强烈地影响着力学性能。用固体¹H宽线研究这类材料的相分离状况,并总结影响相分离的因素。保持硬段含量不变,增加软段分子量使相分离程度增加;保持软段分子量不变,增加硬段含量使相分离程度降低。软、硬段之间的相互作用(如氢键)使相分离程度降低。     

PEO接枝多壁碳纳米管的固体NMR研究

合成了一种聚氧乙烯（PEO）接枝多壁碳纳米管（MWNT）,利用固体NMR研究了接枝在MWNT表面的PEO链的聚集态结构. 实验观察到了MWNT的NMR信号, 并发现PEO的聚集态结构为非晶,这些现象说明PEO的醚氧原子中的n电子与MWNT上π体系中的电子之间存在着一种n-π相互作用,正是这种作用使得PEO不能结晶.     

具有空穴传输基团的超支化聚合物发光材料的结构与光谱性质

利用A2 B3反应,合成了带有空穴传输基团——三苯胺为联接单元,以1,3,5-三苯基苯为核的超支化聚合物（TPA-TPP）,并对这类聚合物的合成方法、结构、光物理性质进行了系统的研究。通过溶剂效应观察到了TICT（分子内电荷转移态）,发射谱为宽而无结构的带谱,且发射波长随溶剂极性的增大而明显红移。因而可利用此特性来调节发光波长。研究结果表明,以三苯基苯为核心,引入三苯胺基团作为连接基团,加大了空间位阻,使由溶液到固体膜状态的发射光谱红移减小。     

Statistical Investigation of the Mean Size Distribution of AB2/B f Type Hyperbranched Polymer

A statistical method was applied to investigate the number of isomeric structures of hyperbranched polymers formed by the polymerization of an AB ₂ type moiety with B_f polyfunctional core moieties (abbreviation as AB₂/B _f type). By means of the kinetic model described by a Smoluchowski-like coagulation equation, the explicit expressions of z-average mean-square radii of gyration are evaluated as a function of the conversion of functional groups. The numerical calculation shows that the mean size of the AB ₂/B _f type hyperbranched polymers will increase with the increase of the conversion of A groups or the reaction time, furthermore increasing sharply at the end of the reaction. When the reaction is quantitatively completed, the z-average mean-square radii of gyration of AB ₂/B _f type hyperbranched polymers show a maximum. The results are similar to those for star branched polymers, rather than those of hyperbranched polymers made by the AB_f type monomers without cores; the former had finite values and the latter reached infinite values when the reaction was quantitatively completed. These theoretical analysis conclusions will be important for effectively controlling the mean sizes or the average degrees of hyperbranched polymers by varying the number of the B_f type polyfunctional core moieties in experimental research.     

共轭聚合物MEH-PPV的固态阴极射线发光

在有机／无机异质结ZnS／MEH－PPV／ZnS器件中，交流驱动条件下，实现了共轭聚合物MEH－PPV的固态阴极射线发光，器件的发光光谱与MEH－PPV的光致发光谱相同。电子经过ZnS层加速后，成为过热电子，这些过热电子直接碰撞激发MEH－PPV而发光。在日光灯照明下，可以看到器件的均匀发光。     

固体核磁共振技术在气体水合物研究中的应用

气体水合物是在低温高压条件下由气体和水形成的笼型化合物,主要有I型,II型和H型3种晶体结构,而固体核磁共振（solid state NMR）是测定其水合指数、笼占有率等结构参数的重要手段. 该文综述了固体核磁共振技术的原理及其在水合物研究中的应用,着重介绍固体核磁共振在水合物结构表征、气体组分的鉴定、结构转化、以及在水合物生成/分解动力学过程监测方面的研究进展. 同时,对其实验方法及测试条件也进行了详细的探讨.     

固态高分子体系多尺度分子运动的核磁共振研究

固体核磁共振技术是研究固态高分子材料中结构和分子动力学的一种非常重要和有效的手段. 该技术的一个重要特点是可以通过合理的实验方法,实现对研究体系中从低频(Hz)到中频(kHz)乃至高频(MHz)范围内分子运动的观测. 因此,固体核磁共振技术非常适合研究高分子体系中各类不同尺度分子运动. 该文首先简要介绍核磁共振研究分子运动的基本原理和方法,以及固态高分子体系的结构和分子动力学特点,然后结合固态高分子体系中的一些例子对核磁共振在固态高分子多尺度分子运动方面的一些研究成果展开讨论.     

The Effect of Bulk Magnetic Susceptibility on Solid State NMR Spectra of Paramagnetic Compounds

The effect of bulk magnetic susceptibility (BMS) on solid state NMR spectra of paramagnetic compounds was investigated theoretically and experimentally. The BMS shift was calculated for cylindrical and spherocylinderical containers with some ratios of the lengthLand the diameterD. The results show the best resolution can be obtained by using a long cylindrical sample container withL/D> 10 and by exciting only the region near the center of the container. The effect of the random orientations and distributions of crystallites in a powder sample was also calculated according to a model proposed by Schwerket al.[J. Magn. Reson. A119, 157 (1996)] with removing the Fermi contact term from their model. Static and the magic-angle spinning¹³C NMR spectra were recorded on two paramagnetic compounds of Ln(C₂D₅SO₄)₃· 8H₂O where Ln = Pr, Yb. The modified theory predicts the BMS broadening of the experimental spectra very well.     

The Effect of RF Inhomogeneity on Heteronuclear Dipolar Recoupling in Solid State NMR: Practical Performance of SFAM and REDOR

Practical heteronuclear dipolar recoupling performances under magic angle spinning for SFAM and REDOR have been investigated under well-defined rf inhomogeneity environments with variation of resonance offsets for the irradiated nucleus. The heteronuclear dipolar recoupling efficiencies were quantitatively determined based on the experimentally obtained rf homogeneity. As a result, SFAM retains higher recoupling efficiency (>95%) at an 85% effective nutation frequency, and its recoupling efficiency is gradually reduced at lower effective nutation frequencies. On the other hand, although REDOR retains higher recoupling (>95%) efficiency at high (>92%) effective nutation frequency with an XY-8 compensation pulse sequence, the recoupling efficiency is dramatically decreased when the effective nutation frequency is below 90%. Over all, SFAM has significant advantages for insensitivity to carrier frequency offset and rf inhomogeneity.     

SOLID STATE NMR STUDY OF HYDROUS RUTHENIUM OXIDE ELECTRODE MATERIALS

Hydrous ruthenium oxides (RuO2·xH2O) have attracted great interests recently because of important technological applications in high-charge storage-capacity devices (e.g. Electrochemical capacitors)[1].