电感耦合等离子体质谱和光谱分析方法研究

本论文的出发点是ICP—MS的谱干扰及其校正和基体效应研究。以ICP—MS测定贻贝标准参考物质中的痕量元素以及生物样品中的稀土元素为例，研究了基体元素C、Ca、Cl、K、Na和P的多原子离子对一些元素的测量同位素以及Ba及轻、中质量稀土元素的氧化物离子对部分中、重质量稀土元素的同位素的干扰程度，确定了干扰元素的允许浓度比，建立了ICP—AES和ICP—MS测定贻贝标准参考物质中的主量和痕量元素以及ICP—MS测定生物样品中稀土元素的新方法，首次报出了贻贝标准参考物质中全部稀土元素的含量。考查了ICP—MS测定高纯镉中的杂质元素时，镉的多原子离子可能产生的谱干扰并比较了干扰程度的大小，研究了仪器工作参数变化对镉基体的多原子离子~(106)CdH~+、~(110)Cd~(16)O~+和~(112)Cd~(16)O_2~+以及~(116)Cd~(2+)信号的影响。研究了乙醇、丙醇、丙三醇、乙酸、乙二胺和三乙醇胺等与水互溶的有机试剂对不同质量和不同电离电位无素信号的影响。首次发现，溶液中加入少量乙二胺或三乙醇胺对Hg信号有10倍以上的增强，对Pb和Sr等的信号起抑制作用，探讨了乙二胺和三乙醇胺对Hg信号增强的机理，建立了一个测定生物样品中Hg的新方法。研究了FI小体积进样时ICP—MS的基体效应，并与连续进样作了比较。流动注射小体积(100 μ1)进样时，电离电位大于9 eV的As和Au基体对分析元素的信号表现为增强效应，而电离电位较小的Cu、In、Li、Na和Pb基体对分析元素的信号表现为抑制效应。与连续雾化相比，FI小体积进样的抑制效应较小而增强效应较大。

茂稀土配合物的合成及对环状单体聚合的催化

极性环状单体，尤其是内醋和交醋等可生物降解的生物相容性肪族聚酷的单体的开环聚合，一直是研究的热点。能使这类单体聚合的催化剂中的稀土化合物主要有稀土无机化合物，包括稀土烷氧、芳氧活化，稀土氯化物、稀土胺化物和稀土酸式盐等和茂稀土配合物。后者因能同时催化极性和非极性单体的均聚和共聚，而更显其理论意义。它们是双（五甲基环戊二烯）稀土烷基化合物、氢化物及其衍生物；但这种配合物的合成极其复杂，也难以表征。本文的目的是以简单、易得的环戊烷基环戊二烯和环戊烷基苟基为主要配体取代五甲基环戊二烯基配体，合成一系列茂稀土配合物，特别合成了相应的二价茂稀土配合物，得到五个配合物的单晶结构，着重研究了二价配合物对极性环状单体的均聚和共聚的催化作用，并研究了己内醋(CL)和丙交醋(LA)双晶共聚物的结晶特点。1．在合成双（环戊烷基环戊二烯基）甲基钦时，由于轻稀土的歧化性，我们得到了单澳桥联的双核配合物（C_5H_9C_5H_4)_3NdBrLi(THF)_3 (1)的晶体结构，通过计算配体的离子半径，得出配体空间障碍的顺序是C_5H_9C_5H_4≈Me_3CC_5H_4>Me_2NCH_2CHZC_5H_4，证明配体是C_5H_9C_5H_4时络合A离子比络合四氢吠喃分子更能使结构稳定。2．合成了三（环戊烷基茚基）稀土配合物［（C_5H_9C_9H_6) SMCl~-〕［Li~+(THF)_4](2)，它以离子对存在，三个环质心与氯离子在钐的周围形成变形的四面体几何构型，而四个四氢吠喃配体中的氧原子则在锉原子周围形成正四面体。由于分子结构的高度对称性，该配合物以立方晶系结晶，这种高度对称晶系在稀土配合物中的出现尚未见报道。三个大空间阻碍的配体相互作用导致苟环变形，使得衫与环上碳原子间的最长键长接近3A。3.得到了稀土甲基配合物的中间体双（取代荀基）稀土臆的氯化物〔(C_5H_9C_9H_6)_2Yb（μ-Cl)_2Li(Et_2O)_2]（3）的晶体结构，通过比较分子结构及部分键长与键角，可知该配合物与相应的茹基、取代环戊二烯基稀土氯化物在结构效应上相差较远，而与相应五甲基环戊二烯基稀土氯化物同构，它是第一个非五甲基环戊二烯基配体以这种分子结构存在的配合物，也说明环戊烷基rp基配体与五甲基环戊二烯基的空间效应相近。 4．首次得到取代茹基配体稀土二价配合物（C_5H_9C_9H_6）_2Yb（THF)_2 (4)的晶体结构。X-衍射表明取代茹基环是反式构象存在的，该配合物是己内酷聚合的高效催化剂。5.首次获得稀土氧分子桥联配合物［(C_5H_9C_5H_4)_2Yb (THF)]_2O_2 (5)的晶体结构，它是相应二价配合物的氧化产物。但与报道的稀土配合物的氧化产物（单个氧原子或轻基）不同，该分子中的氧以分子桥存在，且键长比正常的氧一氧单键长长，表明它已被活化。氧分子与两个镜原子形成平行四边形平面结构，它包含该分子的C对称中心。二价衫配合物与镜的配合物都对己内酷和丙交酷聚合具有很高的催化活性。6．二价影配合物在室温下，单体与催化剂浓度适当的条件下，能使己内醋在1分钟内完全聚合，聚合反应显示出活性可控的特征，得到的聚己内醋最高数均分子量为68万；聚合反应温度高，聚合速度快，反应速度分别对单体浓度和催化剂浓度呈一级反应。适当控制反应条件可使甲基丙烯酸甲酷（MMEI )与CL组成可控嵌段聚合。相比之下，臆的配合物活性比衫的略低，但分子量分布更窄，反应时间延长至24小时以上也没有出现分子量下降和分布变宽的现象。7．首次发现二价稀土配合物对丙交酷的高聚合活性。单体的转化率和产物的特性粘数都随反应时间的延长而线性增加，显出活性聚合的特征，但该线性关系与理论计算值有偏差，说明并不是理想的活性聚合，或者体系存在两种以上的活性中心，但产物分子量可以通过单体与催化剂的比例调节，且手性丙交酉旨的旋光性高度保持。8.核磁共振氢谱在3.65ppm处没有HO-CHZ-己内醋端基，而在4.24ppm有HO-CH (CH_3)COO-端基吸收峰，碳谱中169.5和173.46ppm出的吸收峰没有劈裂，以及原子力显微镜(AFM)中观察到的微相分离结构等证明所合成的CL与LA共聚物为嵌段结构，也从侧面证明该催化体系聚合内醋的活性机理。9．发现二价配合物引发己内酷或丙交醋的聚合反应的引发过程是价态不变的，配体成为聚合物的端基。10.对CL-LLA嵌段共聚物的研究表明，与相同组成的共混物相比，由于受到PCL段的影响，嵌段共聚物中PLA段的结晶能力大大下降；首次采用AFM跟踪双晶嵌段共聚物结晶行为和微相分离行为随温度变化的规律，发现在嵌段共聚物微相分离结构中存在PLA纳米晶丝，随着温度升高，PLA的纳米晶丝逐渐增加，并将蠕虫状微相分离结构分割。11．嵌段聚合物的组成对结晶行为影响很大，当PCL含量为43.8%（摩尔）时，随着温度从27℃升到80℃,共聚物中PLA逐渐发生结晶，当温度升到160℃并降温至80℃时，PLA形成球晶结构；而当PCL含量为69.7%（摩尔）时，随着温度从27℃升到80℃，共聚物中PCL段结晶逐渐融化，而PLA逐渐结晶，当温度升到160℃并降温至80℃时，PLA没有发生结晶，进一步降温至27℃，出现球晶结构。

茚基含氮、氧侧链分子内配位稀土有机化合的合成和性质

稀土有机碳σ-键配合物和氢化物不仅可以催化许多有机反应,而且还可以催化极性单体与非极性单体的聚合.作为稀土有机碳σ-键配合物与氢化物的前体,双配稀土氯化物(C<,9>H<,7>)<,2>LnCl一直是稀土有机化学中研究的热点.1.合成了一系列双配(四氢糠基茚基)稀土氯化物(C<,4>H<,7>OCH<,2>C<,9>H<,6>)<,2>LnCl(Ln=La,Pr,Nd,Sm,Gd,Dy,Y,Ho,Er,Yb,Lu).除了Pr以外,所有化合物的晶体结构都被X-射线衍射表征.2.合成并用X-衍射表征了3-(2-吡啶甲基)茚基锂(C<,5>H<,4>NCH<,2>C<,9>H<,6>)Li(THF)<,2>的晶体结构.3.合成了双配[3-(2-吡啶甲基)茚基]稀土氯化物(C<,5>H<,4>NCH<,2>C<,9>H<,6>)<,2>LnCl(Ln=Sm,Nd),并得到了配合物Nd的晶体结构.4.用二碘化钐(镱)与3-(2-吡啶甲基)茚基锂反应合成了二价双配[3-(2-吡啶甲基)茚基]稀土配合物(C<,5>H<,4>NCH<,2>C<,9>H<,6>)<,2>Ln(Ⅱ)(THF)(Ln=Sm,Yb).5.在用无水氯化稀土YbCl<,3>与3-(2-吡啶甲基)茚基锂反应合成双配[3-(2-吡啶甲基)茚基]稀土氯化物时,由于发生了还原反应,得到了二价双配[3-(2-吡啶甲基)茚基]镱化物(C<,5>H<,4>NCH<,2>C<,9>H<,6>)<,2>Yb(Ⅱ)(THF).6.二价双配[3-(2-吡啶甲基)茚基]稀土配合物(C<,5>H<,4>NCH<,2>C<,9>H<,6>)<,2>Ln(Ⅱ)(THF)(Ln=Sm,Yb)对已内酯具有很好的催化聚合活性.聚合反应可控,并具有活性聚合的特征.

普鲁士兰及其混合价态类似物薄膜修饰电极研究

普鲁士兰（PB）是由高自旋Fe~(3+/2+)和与CN基配位的低自旋Fe~(III/II)组成的难溶盐，化学式为Fe_4~(3+)[Fe~(II)(CN)_6]_3或KFe~(3+)Fe~(II)(CN)_6。其中的Fe~(3+/2+)及Fe~(III/II)均可被其他过渡金属取代，形成与PB结构类似的形如M'M"(CN)_6~((n_1+n_2-6)+)（其中n_1，n_2分别为过渡金属元素M'和M"所带电荷数）的混合价六氰化物或相应的碱金属(M~+)复盐，M_x~+M'[M"(CN)_6]_y，统称为PB类似物。PB及其混合价态类似物薄膜修饰电极最显著的特征是其电色效应，即在电位扫描或电位阶跃作用下，经过电化学氧化还原呈现不同的颜色，可期望用于显示器件。PB薄膜修饰电极在KCl溶液中进行循环伏安（CV）扫描时呈现面对氧化还原峰，其峰电位(E_m=1/2(E_(pa)+E_(pc)))分别为0.20及0.90V(V_s. SCE，除特别注明外，以下电位值均相对于SCE而言），分别相应于高自旋Fe~(3+/2+)及低自旋Fe~(III/II)的氧化还原。电位（E）小于0.2V时呈现白色，0.2V0.9V时呈现绿色。文献报道的PB薄膜修饰电极在KCl溶液中可稳定地经历0.6V--0.2V之间的CV扫描，但在经历电位正达1.0V的扫描时很不稳定，最多不超过20周薄膜就损环。关于PB薄膜电化学氧化还原过程中涉及的平衡离子的在种类因而电化学反应方程式的写法，不同研究者观点不同，又都缺乏可靠的实验依据；对电积于基体电极上的PB薄膜的晶体结构缺乏直接的实验证据，有关数据均引自早期对PB化合物本体的测定结果。本文用电化学方法在Pt和玻璃碳基体上制备出更稳定的PB薄膜修饰电极，除可稳定地经历0.6V--0.2V内的CV扫描外，并可经历0.6V-1.1V之间连续一千周以上电位扫描；提出了PB薄膜电化学氧化还原过程中电子转移的多层模型；系统地研究了制备条件、薄膜厚度及支持电解质溶液PH值对电极伏安行为的影响；通过红外光谱（IR)及x-射线衍射法的表面表征证实了电积法牢固接着在电极表面的兰色电活性薄膜确实为PB；x－射线衍射实验直接确定了电积PB薄膜的晶体结构为面心立方结构，晶胞常数为10.2A。基于所制备PB薄膜修饰电极在较宽电位范围内经历电氧化时稳定性的提高，研究了多种支持电解质阳离子和阴离子对PB薄膜电化学行为的影响，表明PB薄膜在电化学氧化还原过程中只伴随有阳离子的穿透，与共存阴离子无关；阳离子中除K~+、NH_4~+、C_s~+外，Na~+离子也可穿透薄膜。相应的电化学反应为：PB薄膜还原KFe~(3+)Fe~(II)(CN)_6+e~-+K~+<->K_2Fe~(2+)Fe~(II)(CN)_6PB薄膜氧化KFe~(3+)Fe~(II)(CN)_6-xe~--xK~+<->[Fe~(3+)Fe~(III)(CN)_6]_x[KFe~(3+)Fe~(II)(CN)_6]_(1-x)其中01.06V(Vs. Ag/Ag~+)时呈兰色，相应的电化学反应为：0.90V处的峰MV~(3+)Fe~(II)(CN)_6+H_2O+M~+<->M_2VO~(2+)Fe~(II)(CN)_6+e~-+2H~+0.98V处的峰M_2VO~(2+)Fe~(II)(CN)_6+H_2O<->M_2(VO_2H)~+Fe~(III)(CN)_6+e~-+H~+1.06V处的峰M_2(VO_2H)~+Fe~(III)(CN)_6<->M_2(VO_2)~+FE~(III)(CN)_6+e~-+H~+总反应MV~(3+)Fe~(II)(CN)_6+2H_2O+M~+<->M_2(VO_2)~+Fe~(III)(CN)_6+3e~-+4H~+（其中M~+为支持电解质金属阳离子）。薄膜在CV扫描过程中极为稳定，10~3周扫描后峰电流仅有很小减低。与PB薄膜修饰电极类似，氧化还原过程与阴离子无关，不同点在于除金属阳离子外过程中还涉及H~+离子的穿透以维持电中性，而且此薄膜修饰电极在Li~+离子溶液中同样极为稳定。本文用计时电位法对PB薄膜修饰电极及六氰亚铁钒薄膜修饰电极进行了研究，测得电子在两种薄膜中的表现扩散系数分别为2.2*10~(-10)cm~2·S~(-1)及1.3*10~(-9)cm~2·S~(-1)。本文还制备及研究了六氰亚铁铜薄膜修饰电极，研究了该修饰电极及PB薄膜修饰电极对抗坏血酸氧化及H_2O_2还原的电催化效应。

Ce~(3+)在稀土取代的卤磷酸盐中的发光与能量传递的研究

本工作用固相反方法、以炭保护或在N_2-H_2还原气氛中，两次灼烧，合成了一系列烯土取代的卤磷酸盐发光体，其反应是M_2~ICO_3 + M_3~(II)(PO_4)_2 + M_2~(III)O_3 + (NH_4)_2HPO_4 + M~(II)F_2 → M_x~IM_(10-2x)~(II)M_x~(III)(PO_4)_6F_2 + NH_3 + H_2O式中：M~I = Li~+, Na~+, K~+; M~(II) = Ca~(2+), Sr~(2+); M~(III) = Y~(3+), La~(3+), Gd~(3+); X = 0.5, 1, 2, 3。通过X－射线分析法和以Eu~(3+)作为荧光离子探针方法确定了样品的物相和晶体结构，表明它与M_(10)~(II)(PO_4)_6F_2同属六方晶系(Pb_3/m)。并用图解外推法求得样品的晶胞参数a和c分别为9.41和6.89 A。在研究了M~I, M~(II)和M~(III)为不同阳离子，X为不同值时，取代物的物相和结构变化以及对Ce~(3+)发光和能量传递影响规律的基础上，以Na_2Ca_6La_2(PO_4)_6F_2为基本体系比较详细地研究了Ce~(3+)的发光，Ce~(3+)-Mn~(2+), Ce~(3+)-Re~(3+) (Re~(3+) = Pr~(3+)、Nd~(3+)、Sm~(3+)、Tb~(3+)、Dy~(3+)、Tm~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+))以及Ce~(3+)-Mn~(2+)-Re~(3+) (Re~(3+) = Dy~(3+), Nd~(3+))的能量传递。实验发现，Na_2Ca_6La_2(PO_4)_6F_2:Ce~(3+)是较强的紫外光发射体，发射谱带是由338和358nm两个宽带峰组成的，相应于~2D-~2F_(5/2)和~2D-~2F_(1/2)跃迁。发射强度和~2D-~2F_(6/2)，~2D-~2F_(7/2)两种辐射跃迁几率相对大小与温度，Ce~(3+)的浓度有关；F~-含量对发射强度也有强烈的影响。我们认为，浓度和温度的影响是由于Ce~(3+)-Ce~(3+)的能量迁移作用。实验发现，Ce~(3+)能有效地敏化Mn~(2+)的发光，得到高效的黄色荧光发射体。Ce~(3+)对Re~(3+)的作用可以分为三类：A）. Ce~(3+)-Sm~(3+)、Tb~(3+)、Dy~(3+)、Tm~(3+)；B）．Ce~(3+)-Nd~(3+)，Pr~(3+)；C）. Ce~(3+)-Ho~(3+), Er~(3+)。在A，B类型中，Ce~(3+)能有效地敏化这些稀土离子，但能量传递效率(η_T)_A > (η_T)_B。在Ce~(3+)-Ho~(3+)、Ce~(3+)-Er~(3+)类型中，Ho~(3+)、Er~(3+)不产生可见辐射，Ce~(3+)的发射强度也显著降低。在Ce~(3+)-Mn~(2+)-Re~(3+)三元中心体系中，Ce~(3+)的能量可直接传递给Mn~(2+)和Re~(3+)中心，还可通过Ce~(3+)-Mn~(2+)-Re~(3+)的途径传递。通过研究中心离子的浓度效应，温度效应、测定激发光谱、荧光光谱、荧光衰减曲线的荧光寿命，能够证实：在Ce~(3+)-Mn~(2+)、Ce~(3+)-Re~(3+)、Ce~(3+)-Mn~(2+)-Re~(3+)的能量传递属于无辐射共振传递相互作用类型。符合M. Yokata等人提出的偶极－偶极相互作用扩散限制传递历程。我们还利用Ce~(3+)、Ce~(3+)-Mn~(2+)、Ce~(3+)-Re、Ce~(3+)-Mn~(2+))-Re~(3+)激活体系中Ce~(3+)的发射强度和荧光寿命等数据计算了Ce~(3+)的能量传递效率。发现两种结果相差较大，为了准确地表达Ce~(3+)的敏化效果，在分析上了产生这种误差的原因后，提出了两种传递效率表示式(η_f, η_R)。

熔盐电解法制备Al-Li合金的应用基础研究及其工艺初探

Al-Li合金是近年发展起来的新型航空材料，具有低密度、高强度的特点。目前世界上正就如何进一步提高其断裂韧性，使Al-Li合金尽早走出实验室，获得实际用进行广泛，深入的研究。熔盐电解法就是在这种情况下发展起来的。虽然此法现在尚处于研究的初级阶段，但已以其能够在较简单的设备上制备低Na高纯Al-Li合金的特点受到广泛的重视，是一种很有前途的发展方向。针对我国的技术、设备现状，在参考国外研究结果的基础上，采用熔盐电解法制备Al-Li母合金 → 应用合金的制备方法是可以尽快赶上世界发步伐的有效途径。因此，本文作为整个熔盐电解制备Al-Li合金系统研究的一部分，针对目前在此领域中很多应用基础问题，诸如：作为新的电解体系正在探索中的LiCl-KCl-LiF三元相图，Li在液体Al阴极中的扩散系数，利用熔盐电解法制备低Na高纯Al-Li合金的热力学基础及如何克服LiCl强烈的吸水性给电解工艺带来的种种不便等均未得到系统研究的现状，设计完成了一系列有关熔盐电化学和热力学实验，填补了本领域的一些研究空白，并为进一步系统研究工艺条件提供了重要的参考数据。1．用NH_4Cl氯化Li_2CO_3的研究 根据热力学从理论上论证了在200 ℃左右下述氯化反应：Li_2CO_3 + 2NN_4Cl = 2LiCl + 2NH_3~↑ + H_2O~↑ + CO_2~↑可以进行完全。利用DSC方法测定反应产物LiCl的纯度，并用离子色谱法分析反应产物中CO_3~=的含量，结果均证明：在Li_2CO_3:NH_4Cl = 1:4 (mol)时，Li_2CO_3可以定量转化为LiCl，剩余的NH_4Cl完全分解。根据热重分析结果推测NH_4Cl氯化Li_2CO_3的反应历程为：Li_2CO_3 + 2NH_4Cl = 2LiCl + 2NH_3~↑ + H_2O~↑ + CO_2~↑ NH_4Cl = HCl~↑ + NH_3~↑ 而并非是想像中的：NH_4Cl = HCl~↑ + NH_3~↑ 2HCl + Li_2CO_3 = 2LiCl + H2O~↑ + CO_2~↑利用X－射线衍射方法分析产物，结果亦说明氯化可以成功。将1:4（mol）= Li_2CO_3:NH_4Cl混合样品在差热分析反应炉中直接加热测定反应产物LiCl的溶点，并与纯LiCl样品熔点的测定结果相比较，二者完全一致。以上结果说明：不仅可用此氯化反应产物代替LiCl应用于熔盐电解制备Al-Li合金中，而且还可将其应用于LiCl体系的相图测定中。因Li_2CO_3，NH_4Cl均不吸水，极易处理，因此以上研究结果无论对于Al-Li合金的工艺研究还是其他有关LiCl体系的基础研究都是很有价值的。2．直接氯化法制备LiCl-KCl-LiF三元相图的研究。LiCl-KCl-LiF三元相图是研究此体系电解机制的重要基础。为将以上直接氯化法应用于差热分析中制作此三元体系相图，首先用直接氯化法测定了三个已知二元LiCl体系相图：LiCl－KCl；LiCl-LiF；LiCl-NaCl。与文献结果吻合很好。说明将此法应用于差热分析中制作LiCl体系相图结果是可靠的。在LiCl-KCl-LiF三元相图的测定中共做出七个垂直截面，在各截面上读出等温条件下的相界点投影到浓度三角形中，得到等温投影图。结果说明LiCl-KCl-LiF是固态完全不互溶的三元共晶体系，共有三个液－固两相区；三个液－固－固三相区；一个液－固－固－固四相区，（三元共晶平面）和一个固－固－固三相区。四相点温度为348 ℃，其组成在三相平衡线的交点处，在实验上测出近似等于：41.4KCl + 57.3LiCl + 1.3LiF (mol)。3．氯化物体系中Li~+, Na~+析出电位的比较及其去极化作用的研究。在正常电化序中，Li~+应先于Na~+析出。但在以Al作阴极电解LiCl体系时，则由于Li~+在Al上有较强的去极化作用而提前析出。这是熔盐电解法可以制备低Na，高纯Al-Li合金的基础。本文在理论上对此问题进行了较深入的研究。具体内容包括（1）。测定Li~+, Na~+在二元氯化物体系中的析出电位。通过在Al阴极，Mo阴极上二离子析出电位的比较，确认了Li~+在Al阴极上产生很强的去极化作用是能利用电解法制备低Na高纯Al-Li合金的根本原因。并为在工艺研究中选择合适的电流密度提供了参考依据。（2）．根据热力学理论推导出合金化反应产生的自由焓变化与去极化作用的关系：ΔG_x + ΔG_m = -nFΔE。揭示了产生去极化作用的原因。并根据ΔG_x（偏摩尔过剩自由焓）与合金结构的关系提出可以利用二元合金相图推测极化类型及极化大小。并根据动力学原理对温度对极化的影响提出了自己的看法。（3）．求出合金化反应的热效应，认为在一定条件下亦可利用此值作为判断去极化作用大小的标准。（4）．测定Li~+, Na~+在Al-Cu, -Al-RE合金上的析出电位。结果表明Cu，RE的存在均可加强Li~+在阴极上的去极化作用，进一步加大了Li~+, Na~+析出电位之间的差别，有利于制备更纯的Al-Li 使金。为直接生产Al-Cu-Li, Al-RE-Li三元母合金奠定了基础。（5）测定Li~+在不同组成配比的LiCl-KCl熔体中，在Al阴极上的析出电位，并求出LiCl的离子平均活度系数γ＝0.71 (T = 740 ℃), 熔体对理想状态产生负偏离。4．利用阳极计时电位法测定T＝720 ℃时Li在液体Al中的扩散系数D_(Li/Al) = 4.94 * 10~(-5)cm~2·s~(-1)，与利用Stocks-Einstan公式计算出的理论值D_(Li/Al) = 4.85 * 10~(-5)cm~2·s~(-1)吻合较好。5．在上述理论研究的基础之上进行了工艺初探，所得初步结论有：（1）．加入LiF可以提高电效。（2）．采用电流密度为1 A/cm~2时，不加搅拌亦可制备出成份均匀，含Li量为10％（w.f）的Al-Li合金。（3）．根据实验结果提出 Li在熔体中的熔解可能是影响电流效果的主要原因。

锂蓄电池锂合金负极的研究

锂电池是一种比能量高、工作温度范围宽的性能优良的非水电池体系。但是以纯锂作锂二次电池的负极主要存在锂枝晶以及表面惰化问题， 近年来文献上报道了不少锂合金负极材料，以期改善电极性能，但是仍不能满足实际使用的要求。在工作研制了一种新型锂铝稀土合金负极材料。首先用熔盐电解法制备铝稀合金，随后电沉积锂形成锂-铝-稀土，电解质为1M高氯酸锂/碳酸丙烯酯溶液。实际上充有氩气、且恒温在25 ± 1 ℃的手套箱中进行。在0-950 mV和-500-700 mV两个电位范围内比较了纯度为99.9%Al和99%Al形成锂铝稀土合金电极的循环伏安曲线。在9-950 mV的电位范围内99.9%Al形成的锂铝-1%稀土合金电极（这里锂是欠电位沉积）比不加稀土的阳极峰电流提高约一倍，阳极峰面积增加50～60%。峰电位负移50 mV左右。在99%Al中添加稀土元素的影响比99.9%Al的要小一些，阳极峰电流只提高30%，峰电位负移15 mV，容量略有增加。在-500-700 mV范围的循环伏安曲线，锂的沉积属于非欠电位沉积。相当的锂沉积在电极表面。但其影响趋势与0-950 mV电位范围测取的循环伏安曲线基本一致。研究了一系列稀土添加量的影响，结果表明铝合金中的稀土含量在0.4～2%时，影响最明显，稀土含量为0.1%与5%时，循环伏安曲线与不含稀土的铝锂金相近。测取和锂铝和锂-铝-稀土合金电极的充放电曲线，添加稀土元素的影响趋势与循环伏安图的基本一致。在99.9%Al中添加1%稀土效果最好，充放电效率比不加稀土的提高30%。添加0.1%稀土的电极的充放电效率几乎不起作用。在99%Al中添加稀土元素对充放电效率的影响程度比99.9%Al的要低一些。测取了不同扫描速度下的锂-铝、锂-铝-稀土合金电极的循环伏安图。发现了一些有趣的现象，在0-950 mV的电位范围内，在大于5mV/Sec时，峰电流随扫描速度的增大而增大。而在1mV/Sec-5mV/Se时，峰电流基本不变，在电位为-500-700 mV电位范围，扫描速度为1mV/Sec-10mV/Sec的范围，在第三、四周随扫描速度的增加阳极峰电流反而降低。这可能是因为随着扫描速度增加，阳极极化电流增大，新沉积的锂来不及向铝中扩散，而与溶液（PC）及其中杂质反应生成惰化膜，以致影响了它的阳极溶解过程。研究了三种不同纯度的铝（99%、99.9%、99.999%）对循环伏安曲线的影响，并用发射光谱分析了铝中杂质大致含量，由于杂质组成比较复杂，加之三种纯度铝的循环伏安图差别不大，因此难以判断不同杂质的利和弊。99.9%Al和99.9%Al+1%Re的锂合金负极与正极聚苯胺组成模拟电池，并且进行了充放电实验，容量可达5.4-6.1C/cm~2。比较了99.9%Al和99.9%Al+0.4%Re、99.9%Al+1%Re的锂合金电极在电解质溶液中放置不同时间的交流阻抗复数平面图。随着放置时间的延长，半园直径增大，表明电极表面膜随放置时间不断生长，在铝合金中添加0.4%Re或1%Re，都使表面膜生长速度减慢，但是起始反应电阻比不加稀土元素的大。电极首先阳极充电10C/cm~2，随后分别在阴极极化，阳极极化条件下，测定的交流阻抗谱表明，添加稀土元素使锂-铝电极的反应电阻降低，电容增大。未经阻极预先充电的电极，在阴极低电流密度下，阻抗谱图由两个半园组成，随着阴极电流密度增大，半园逐渐缩小，并且低频区的小半园逐渐变小以致消失。X-射线的分析结果表明用电化学方法在电极上沉积锂，其表层形成Li-Al和Li_3Al_2，在电极表面存在Li_2CO_3和LiCl。在99.9%Al添加1%稀土元素，使电极表面的Li_2CO_3量增多。用X-射线光电子能谱分析表明，电极表面有锂、铝、氧、碳和氯元素，与X-射线的分析结果一致，锂-铝-稀土合金电极表面的碳酸根含量比未加稀土元素的多。用Ar~+刻蚀后，添加稀土后表层锂元素含量比未加稀土的高。用不同方法所得实验结果都表明了锂-铝合金添加稀土元素的有益影响，可能是由于稀土元素的异质成核作用，改变了合金的结构，使得Li的扩散变得容易。根据实验结果，认为电极表面膜由两层组成，靠近电极一侧的为某种中间体；具有惰化膜的性质，靠近溶液一侧的为多孔的碳酸锂膜，按照这一模型讨论了添加稀土元素的影响。

稀土对Al-Li合金凝固组织的影响及作用机理研究

本论文借助光学显微镜、电镜、X-射线、差热等金相分析技术研究了稀土（La、Ce、Pr、Nd、MM、Ymm）在单向、自由凝固条件下对Al-Li合金凝固组织的影响，进而分析了稀土的作用机理。实验结果表明，稀土对自由凝固的晶粒及二次枝晶、单向凝固的一次枝晶均有细化作用，这种作用同稀土元素、稀土含量及凝固条件有关。分析认为，在合金凝固过程中由于稀土的富集产生“成分过冷”等作用是影响凝固组织的因素。

甲烷氧化偶联Ti-La-Li系多元氧化物催化剂的研究

本论文较详细地总结了目前文献中有关甲烷氧化偶联催化剂、活性中心及活性氧种、反应机理及动力学和甲烷氧偶联反应（OCM）的影响因素等方面的重要结果；叙述了催化剂的制备和表征方法；系统地研究了Ti-La-Li系多元氧化物催化剂关于OCM反应有关主要活性相及作用机制、催化剂的表面碱性和活性氧种的作用，探讨了Li的含稀土、过渡金属多元氧化物催化剂中的作用，考察了制备方法、焙烧温度和反应条件对OCM反应的影响，同时对催化剂的高温失活机理进行了探讨。

Harmonic Millimeter Wave Generation and Frequency Up-Conversion Using Optical Injection Locking and Brillouin Selective Sideband Amplification

Harmonic millimeter wave (mm-wave) generation and frequency up-conversion are experimentally demonstrated using optical injection locking and Brillouin selective sideband amplification (BSSA) induced by stimulated Brillouin scattering in a 10-km single-mode fiber. By using this method, we successfully generate third-harmonic mm-wave at 27 GHz (f(LO) - 9 GHz) with single sideband (SSB) modulation and up-convert the 2GHz intermediate frequency signal into the mm-wave band with single mode modulation of the SSB modes. In addition, the mm-wave carrier obtains more than 23 dB power gain due to the BSSA. The transmission experiments show that the generated mm-wave and up-converted signals indicate strong immunity against the chromatic dispersion of the fibers.

PRESSURE-DEPENDENCE OF PHOTOLUMINESCENCE IN IN(X)GA(1-X)AS/AL(Y)GA(1-Y)AS STRAINED QUANTUM-WELLS WITH DIFFERENT WIDTH

A systematic investigation on the photoluminescence (PL) properties of InxGa1-xAs/AlyGa1-xAs (x = 0.15, y = 0, 0.33) strained quantum wells (SQWs) with well widths from 1.7 to 11.0 nm has been performed at 77 K under high pressure up to 40 kbar. The experimental results show that the pressure coefficients of the exciton peaks corresponding to transitions from the first conduction subband to the heavy-hole subband increase from 10.05 meV/kbar of 11.0 nm well to 10.62 meV/kbar of 1.8 nm well for In0.15Ga0.85As/GaAs SQWs. However, the corresponding pressure coefficients slightly decrease from 9.93 meV/kbar of 9.0 nm well to 9.73 meV/kbar of 1.7 nm well for In0.15Ga0.85As/Al0.33Ga0.67As SQWs. Calculations based on the Kronig-Penney model reveal that the increased or decreased barrier heights and the increased effective masses with pressure are the main reasons of the change in the pressure coefficients.

X-RAY-SCATTERING FROM A ROUGH-SURFACE AND DAMAGED LAYER OF POLISHED WAFERS

Theoretical and experimental investigations were performed to show the application of x-ray crystal truncation rod scattering combined with x-ray reflectivity in the measurements of surface roughness and near-surface damage of mechanochemically polished wafers. By fitting the measured crystal truncation rod curves it has been shown that polished wafers are divided into three parts -irregular steps on the surface, a damaged thin layer beneath the surface and a perfect bulk. The results show that the root mean square of the surface roughness of mechanochemically polished Fe-doped and/or S-doped InP wafers is one to two atom layers, and that the lateral correlation length of the surface roughness is about 3000-7500 Angstrom. The thickness of the damaged region is found to be about 1000 atom layers.

BAND-STRUCTURE OF MG1-XZNXSYSE1-Y

The empirical pseudopotential method within the virtual crystal approximation is used to calculate the band structure of Mg1-xZnySySe1-y, which has recently been proved to be a potential semiconductor material for optoelectronic device applications in the blue spectral region. It is shown that MgZnSSe can be a direct or an indirect semiconductor depending on the alloy composition. Electron and hole effective masses are calculated for different compositions. Polynomial approximations are obtained for both the energy gap and the effective mass as functions of alloy composition at the GAMMA valley. This information will be useful for the future design of blue wavelength optoelectronic devices as well as for assessment of their properties.

RADIATIVE RECOMBINATION IN N-TYPE AND P-TYPE GAAS COMPENSATED WITH LI

We report fundamental changes of the radiative recombination in a wide range of n-type and p-type GaAs after diffusion with the group-I element Li. These optical properties are found to be a bulk property and closely related to the electrical conductivity of the samples. In the Li-doped samples the radiative recombination is characterized by emissions with excitation-dependent peak positions which shift to lower energies with increasing degree of compensation and concentration of Li. These properties are shown to be in qualitative agreement with fluctuations of the electrostatic potential in strongly compensated systems. For Li-diffusion temperatures above 700-800-degrees-C semi-insulating conditions with electrical resistivity exceeding 10(7) OMEGA cm are obtained for all conducting starting materials. In this heavy Li-doping regime, the simple model of fluctuating potentials is shown to be inadequate for explaining the. experimental observations unless the number of charged impurities is reduced through complexing with Li. For samples doped with low concentrations of Li, on the other hand, the photoluminescence properties are found to be characteristic of impurity-related emissions.