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关键词： 植物染料   分类   提取   优缺点  

摘要： 探讨了植物染料的分类、提取及优缺点,为环保、保健型植物染料的开发提供一定的参考经验。

关键词： 二氧化硅   太阳能   纳米材料   SiO2   Opal光子晶体   结构周期数   纳米晶TiO2   染料敏化电池  

摘要： 通过在N719敏化的纳米晶二氧化钛膜上耦合SiO_2 Opal光子晶体,以此复合膜为光阳极,以敏化二氧化钛与无序SiO_2的复合膜为参比膜,考察了SiO_2 Opal光子晶体结构周期数对电池光电性能的影响。SiO_2 Opal光子晶体的结构周期数由制备光子晶体时的沉积液浓度控制。实验结果表明复合光子晶体后,电池的短路电流密度ISC和能量转化效率Eff明显提高,且光子晶体周期数越多,提高率越大,当SiO_2 Opal结构周期数增加至20层时,ISC和Eff与参比膜相比分别增加了91%和164%。IPCE分析表明光电性能提高的原因在于当光子晶体带隙与N719吸收峰重合时,利用光子带隙反射与光局域效应可提高N719对波长530nm光的吸收率。即光子晶体可有效提高吸光材料在光子带隙处的吸光率,且随着光子周期数增加,提升效果越显著。

关键词： 促染剂   常压沸染   涤纶纤维   分散染料   结构  

摘要： 测定自制促染剂处理涤纶织物的DSC、TG、SEM图,并与蒸馏水处理织物进行比较,分析促染剂处理涤纶结构性能的变化;研究促染剂处理涤纶织物对分散染料常压沸染染色性能及纤维损伤的影响。结果表明,促染剂可降低涤纶玻璃化温度和结晶度,且对涤纶热稳定性没有影响。常压加促染剂沸染染色工艺的染料上染率、织物表观深度、色光和匀染性、耐摩擦色牢度及耐皂洗色牢度与传统高温高压染色接近,且明显优于常压无促染剂染色;促染剂可提高染色涤纶纤维的透染性及移染性,但透染性不及传统高温高压染色。促染剂对织物强力顶破没有影响,常压加促染剂沸染染色工艺可降低染色温度,缩短染色时间,减少能耗,符合节能减排的要求。

关键词： 取代基   邻苯二甲酰亚胺   分散染料   密度泛函理论  

摘要： 选择了6种邻苯二甲酰亚胺基团取代的分散染料,运用密度泛函理论的B3LYP/6-311G(d,p)函数进行结构优化,采用B3LYP/6-311++G(d,p)函数计算HOMO与LUMO分子轨道能量与电子云密度,采用ωB97XD/6-311G(d,p)函数研究环间作用能。结果表明:邻苯二甲酰亚胺结构及整个染料母体平面性较好,二甲酰亚胺基团及其取代的烷基与整个染料分子不在同一共轭结构内。烷基和—CN取代对染料共平面性和共轭体系影响很小,—Br取代造成共轭体系平面性破坏,产生50.84°的二面角。烷基取代对染料色光影响不大,—Br取代产生明显的浅色效应,而—CN取代产生明显的深色效应。烷基、—Br和—CN取代后10C和12C的正电性增强,邻苯二甲酰亚胺环间作用能为长程作用,除—CN取代,其他取代基的引入降低了体系的能量。

关键词： 美丽诺超细羊毛   纱线   织物   植物染色  

摘要： Merino超细羊毛纤维直径在18μm以下,甚至达12~14μm,比山羊绒还细,纤维手感柔软细腻,近年得到崇尚自然、舒适的消费者的广泛关注。因此,如何利用其结构、性能、价格等优势,设计开发出高品质羊毛产品是研究目的。选择原毛13.40μm的进口超细羊毛,经防缩处理后对纤维、纱线、针织物的基本物理结构与力学性能进行分析,初步探讨和分析超细羊毛及织物经过植物染色、加媒染剂植物染色实验后的抗起毛起球性和染色深度等服用性能。该产品的开发丰富了羊毛织物产品品类,满足市场多样化的需求,为开发超细羊毛纤维新产品提供参考。

关键词： 水力空化   罗丹明B   文丘里管   废水处理  

摘要： 为研究文丘里管结构参数对水力空化强度的影响,设计了以文丘里管为核心的水处理装置,选用8个尺寸不同的文丘里管处理罗丹明B废水.研究了文丘里管结构参数、入口压力及反应时间对空化效果的影响,结果表明:文丘里管空化效应优劣与其结构参数有关.随着入口压力的增大(0.3~0.5MPa)、喉径比的降低(0.24~0.08)、喉管长度的增加(25~35mm),不同文丘里管对罗丹明B降解率均呈现先增加后降低的趋势;随着反应时间的增加(0~60min)、扩散段长度的增加(30~90mm),罗丹明B降解率均呈现上升趋势,最高可达15.8%.

关键词： 偶氮染料   不同结构   复合菌系   转化脱色  

摘要： 用前期筛选出的嗜热复合菌系对天蓝、刚果红、甲基橙、酸性大红、苋菜红等5种偶氮染料进行脱色转化,探究了其对不同结构偶氮染料的脱色转化能力。研究发现,嗜热复合菌系对拥有一个偶氮键且分子量较小的甲基橙和苋菜红展现出良好的脱色效果,在测试浓度范围内(200~1 000 mg/L)几乎不受染料浓度的影响,其脱色率始终维持在99%以上,而其它分子量较大的、含有2个偶氮键的染料(酸性大红、刚果红以及甲基橙)则随着染料浓度的提高,其脱色率则逐渐下降。此外,随着培养时间的延长,嗜热复合菌系对不同偶氮染料的脱色率均呈现逐渐上升的趋势。在前9 h的培养过程中,分子量小结构简单的甲基橙、苋菜红以及酸性大红的脱色率可达到95%以上的较高水平,而分子量大、结构复杂的刚果红和天蓝的脱色率经过13 h的培养其最高脱色率仅可达到84%和73%左右的较低水平。上述结果表明,嗜热复合菌系对不同结构偶氮染料的脱色效果与染料的浓度、分子量、偶氮键的数目以及染料结构的复杂性有关。染料浓度越高、分子量越大、偶氮键数目越多、结构越复杂,复合菌系对染料的转化脱色能力越弱。

关键词： 形貌   羟基   缺陷   光催化   染料废水  

摘要： 由于TiO2材料具有较好的光催化活性、成本低、资源丰富、无毒和高光耐腐蚀性等特点,近几十年来引起科学研究者广泛的研究兴趣。但其在可见光吸收和光催化效率等方面受到限制,因此开发光催化活性高的新纳米材料和结构具有重要的意义。在本论文中,我们主要开展了TiO2材料,Bi2（OH）2SO4、Bi6S2O15新型非金属含氧酸盐光催化剂和BiOCl铋缺陷光催化材料的纳米结构可控合成,并系统研究了降解染料废水的光催化活性和能效提高的机理。本论文主要内容有如下三点:1、我们首次利用简单的水热法合成出三明治状孪晶结构的TiO2光催化剂。在合成过程中,研究了反应时间,反应温度,氢氟酸浓度以及水的量对材料形貌、性能的影响。利用XRD、SEM、HRTEM、SAED、UV-DRS和氮吸附等温线等分析测试手段对产物形貌和结构进行了表征。发现延长反应时间有助于形貌结构的演变,并且三明治状的孪晶结构是通过定向附着（OA）和Ostwald熟化（OR）机理控制二次生长得到的。孪晶TiO2降解罗丹明B的光催化活性分别是单晶和金红石的2.57和8.74倍。这主要归因于TiO2独特的三明治状孪晶结构。2、我们主要研究了具有相似层状结构的Bi6S2O15和Bi2O（OH）2SO4的能带和光化学性质。和Bi6S2O15的价带和导带位置相比,羟基使得Bi2O（OH）2SO4的导带和价带位置都降低。此外对于降解罗丹明B染料,Bi6S2O15和Bi2O（OH）2SO4对应的主要氧化物种分别是空穴（h+）和羟基自由基（·OH）。这种明显的差异主要归因于羟基改变了能量结构和能带位置。此外,我们还研究了Bi2O（OH）2SO4的形态控制性质。在紫外光照射（λ≤420nm）下降解罗丹明B染料,Bi2O（OH）2SO4微球的降解活性分别是长雪花状和稻草捆状的1.3倍和2.2倍。3、通过简单的水热法合成了 BiOCl（BOC）和有铋缺陷的BiOCl （V-BOC）。发现铋缺陷能引起价带上移和提高光生电子-空穴对的分离效率。在降解甲基橙染料中,V-BOC的光催化活性是BOC的13.6倍,我们能通过引入缺陷开发有效的光催化剂。

关键词： 染料敏化太阳能电池   上转化材料   二氧化铈   二氧化钛  

摘要： 能源是人类社会赖以生存和发展的重要保障,是国民经济和社会发展的基础。随着化石能源的日趋枯竭和全球对“温室效应”的关注,开发利用清洁可再生能源正成为现在和未来世界能源科技发展的主旋律。太阳能光伏发电将太阳能直接转化为电能,是一种清洁的可再生能源,且近十年来一直受到高度重视,并得到较快发展。随着光伏发电成本的下降以及对清洁能源需求的上升,太阳能产品正逐步走进我们的生活。作为一种新型清洁能源和低价太阳能光伏途径,染料敏化太阳能电池在全球范围内正受到越来越多的关注。光阳极是染料敏化太阳能电池的核心部分,也是影响电池效率的关键部分。近年来,已经采取多种方法来进行光阳极的修饰、优化,本文主要运用双层结构来修饰传统的光阳极以探讨其对染料敏化太阳能电池性能的影响。我们制备了空心结构CeO2基上转换材料,一方面,因为其自身的特殊形貌以及颗粒大小,增加了光阳极的光散射效应;另一方面,因为在CeO2中掺杂了Er3+/Yb3+,能够将染料敏化太阳能电池光阳极不能完全吸收的红外光转换为可见光,扩大了光阳极的光谱的响应范围,从而提高电池的光电转换效率。本论文主要研究核壳空心结构CeO2基CeO2@TiO2以及上转换材料Er,Yb-CeO2在DSSCs光阳极中的应用,全文主要有以下两个部分内容:第一部分以碳球（C）为模板,首先采用水热法制得C@CeO2,再使用溶胶-凝胶法成功的在CeO2表面覆盖了一层TiO2,水浴回流制得C@CeO2@TiO2,最后通过煅烧移除碳球制得CeO2@TiO2。采用TEM、SEM、XRD、EDS、UV-Vis等一系列方法对所得样品的形貌、价态和物相进行了表征。研究表明:一方面,空心结构材料CeO2@TiO2比表面积较大,使得光阳极能够有效地散射太阳光,同时也增加了对染料的吸收,提高了 DSSCs的光利用率;另一方面,电子在CeO2表面具有较大的扩散长度和电子寿命,有利于电子的收集,薄膜电池取得了 7.9%的光电转换效率,远远高于空心结构TiO2复合光阳极电池。这也充分体现了空心结构材料CeO2@TiO2在DSSCs光阳极运用中的优越性。第二部分采用简单易控的水热合成法合成了 Er,Yb-CeO2空心结构复合材料。以相同的方法制备的碳球为模板,再通过煅烧移除碳球制得Er,Yb-CeO2空心球材料。采用SEM、TEM、XRD、EDS、UV-Vis等一系列表征来识别其相态、形貌及价态的特性。研究表明:空心上转换材料和P25构成的双层结构光阳极的太阳能电池效率7.0%,远远高于非上转换.材料空心结构材料和P25构成的双层结构光阳极的电池效率。而且在P25表面负载CeO2空心材料,其双层结构光阳极电池效率6.4%,远远高于单层纯P25电池效率。所以双层结构光阳极一方面是因为上转换材料能够将太阳光谱中的红外光转变为可见光,扩大了光谱的响应范围;另一方面则归因于Er,Yb-CeO2空心复合材料的特殊形貌增大了其比表面积,使得光散射效应增强。正是由于上转换效应和散射效应,使得染料敏化太阳能电池的光电转换效率有明显的提高。

关键词： 超分辨荧光成像   STED   线粒体   菁染料  

摘要： 光学显微成像具有非接触、无损伤等优点,是长期以来生物医学领域研究的重要工具。因为光学衍射极限的存在,光学显微镜的分辨率极限自1873年以来止步于200nm这一极值,无法获得尺寸在200nm以内生物结构的清晰图像。超分辨技术的诞生是本世纪光学显微成像领域的重要突破,为生物科学的研究提供了不可替代的有力工具。超分辨光学成像(Super-resolution Optical Microscopy)[1]技术泛指分辨率打破了光学显微系统分辨率极限的显微技术,目前常见的超分辨成像技术主要有两种途径:一是基于点扩展函数工程的方法实现超分辨,例如受激发射损耗显微技术(Stimulated Emission Depletion Microscopy,简称STED);二是基于单分子定位实现超分辨,例如光激活定位显微技术(Photo activation Localization Microscopy,简称PALM)、随机光学重构成像(Stochastic Optical Reconstruction Microscopy)等。线粒体膜,尤其是内膜在线粒体生理过程中发挥着非常重要的作用,研究线粒体膜结构与功能具有重大意义。荧光成像具有灵敏度高、操作简单、成本低等优点而广受关注,荧光染料作为荧光成像过程中的重要环节具有非常重要的地位,而常规荧光染料,如Rhodamine123和JCT-1等线粒体染色剂,由于自身分子结构与电荷分布等特征优先定位于线粒体基质,对线粒体膜结构有选择性染色的长波长染料比较少见,尤其是能同时超分辨成像线粒体膜结构的荧光探针更是稀缺,因此需要开发新型超分辨荧光探针对线粒体膜结构进行成像研究。多甲川菁染料是常见的长波长荧光染料,例如Cy5,Alexa-647等[2]常用于STORM超分辨成像,但这类染料存在一些问题,如光稳定性差、荧光量子产率不高等,需要开发性能优异的新型菁类荧光染料。与Cy5染料相比,方酸菁染料是一类耐光漂白性好,荧光量子产率高的染料,但其水溶性差、活细胞内染色定位性差等问题。基于上述考虑,开发新型菁荧光染料成为迫切需要,使其同时兼具方酸类染料与甲川类菁染料的优点,更好的用于超分辨荧光成像。本硕士论文工作主要搭建了一套STED超分辨荧光成像系统及开发了一类新型菁染料用于活细胞线粒体内膜结构的特异性荧光标记与STED超分辨成像研究,主要内容包括以下几个方面:***超分辨成像系统的搭建,使用已知纳米荧光材料对STED系统进行相关参数指标的标定;2.新型菁染料(后均简称为探针1)的制备与光谱性能研究,包括吸收,发射光谱,荧光量子产率测试,对细胞进行染色等生物实验等;3.探针1用于活细胞成像实验及STED超分辨成像研究。本硕士论文工作的创新点主要包括以下两点:1.设计制备了一种新型的菁染料探针,可靶向定位共价标记活细胞线粒体膜,其效果优于商用线粒体标识剂罗丹明123;2.搭建了一套STED超分辨成像系统,并获取了用探针标定的RAW-7细胞线粒体膜的超分辨图像,其分辨率与共聚焦成像相比有明显提高。