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[硕士论文] 田娉
材料物理与化学 天津大学 2013(学位年度)
摘要:在不同温度(接近室温)和高电压下,利用电注入着色法对铵明矾晶体和蔗糖晶体进行电注入着色。在着色晶体内产生多种化学基。对着色晶体进行吸收光谱测量和分析,提出化学基的形成和转化机理。借助测得的电流~时间曲线,对各化学基的形成过程及机理作进一步解释。
  对铵明矾晶体用点阴极电注入,在铵明矾晶体中产生大量SO3?、SO2?和O3–化学基和微量带电化学基及电子。铵明矾晶体被成功电注入着色主要得益于恰当电注入温度、电压、电注入时间以及实验装置中独特石墨颗粒阳极阵列。首先,在靠近阳极板的晶体内产生大量化学基。然后,部分SO3?和SO2?化学基与邻近SO42?根交换电子、O0和O?化学基后扩散到晶体其它区域。在电注入时,记录电流和时间数据并绘制出电流~时间关系曲线。各区域电流皆由带电化学基、电子与阳极阵列交换电子形成。给出的电流~时间曲线上各电流区域形成机理与各化学基的形成机理有密切关系。通过多次实验总结得出,对铵明矾晶体用点阴极电注入最有效条件为:温度80oC、电压1100V、注入时间40min;对铵明矾晶体用点阳极电注入与用点阴极电注入情况类似。最有效着色条件为:温度85oC、电压1100V、注入时间60min。
  对蔗糖晶体用点阴极电注入,在蔗糖晶体中产生葡基胺、焦糖、羰基化合物以及微量带电化学基。蔗糖晶体被成功电注入着色主要得益于恰当电注入温度、电压、电注入时间以及实验装置中独特石墨颗粒阳极阵列。对蔗糖电注入时,一些蔗糖分子分解成葡萄糖和脱水果糖,也有一些蔗糖分子分解成葡萄糖和果糖。在电注入条件下,蔗糖晶体中发生初级美拉德反应和焦化反应等固相反应,产生葡基胺、焦糖和羰基化合物等。在电注入时,记录电流和时间数据并绘制出电流~时间关系曲线。各带电化学基移至与其极性相反的电极并交换电子形成电流。通过多次实验总结得出,对蔗糖晶体用点阴极电注入最有效条件为:温度130oC、电压1100V、注入时间45min。对蔗糖晶体用点阳极电注入与用点阴极电注入情况类似。最有效着色条件为:温度120oC、电压1100V、注入时间60min。
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