铵明矾和蔗糖晶体电注入着色及其光谱特性

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1、铵明矾和蔗糖晶体电注入着色及其光谱特性Electrolyticcolorationandspectralpropertyofammoniumalumandsucrosecrystals（申请硕士学位）专业：材料物理与化学研究生：田娉指导教师：顾洪恩教授天津大学理学院2013年06月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作

2、者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日天津大学硕士学位论文中文摘要在不同温度（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

3、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

4、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

5、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。关键词：电注入着色、铵明矾晶体、蔗糖晶体、光谱分析、形成与转化机理−I−天津大学硕士学位论文ABSTRACTAmmoniumalumandsucrosecrystalswerecoloredatvarioustemperatures（nearroomtemp

6、eratures）andvoltagesusingelectrolysismethod.Manyradicalswereproducedinthecoloredcrystals.Absorptionspectraofthecoloredcrystalsweremeasuredandanalyzedsystematically,andtheproductionandtransformationmechanismsoftheradicalswerepresented.Byusingmeasuredcurrent−timecurves,theproductionandtransformationme

7、chanismsoftheradicalswereexplainedfurther.Afterelectrolyticcolorationusingapointedcathode,alotofSO3−,SO2−,O3–andsmallchargedradicalsandelectronswereproducedinthecoloredammoniumalumcrystals.Thesuccessf