Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Физико-математические науки
Оптика, лазерная физика

Диссертационная работа:

Трофимова Лиана Алексеевна. Оптические свойства систем на основе поливинилового спирта с добавками галогенидов щелочных и переходных металлов : дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.04.05 Хабаровск, 2006 145 с. РГБ ОД, 61:07-1/396

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Основные физико-химические свойства поливинилового спирта

1.1.1. Структурные особенности ЛВС, некоторые свойства его водных

растворов и пленок 11

/. 1.2. Электронные спектры поглощения поливинилового спирта 13

1.1.3. Влияние прогрева и ультрафиолетового облучения на физические и
химические свойства полимерных образцов
14

1.2. Оптические свойства ионов марганца(П), кобальта(И), никеля(П),
меди(1) и меди(П) в растворах, кристаллах и стеклах 16

  1. Мп2+ 18

  2. Со2+ 22

  3. Ш2+ 27

  4. Си и Си 30

1.3. Оптические особенности композиций на основе ПВС с добавками
галогенидов кобальта(П), никеля(П), меди(1), меди(И) и хлорида натрия 34

1.4. Галогенид-ионы и их свойства 37

Выводы по главе 1 38

Глава 2. Объекты исследования, техника эксперимента и математическая обработка результатов измерений

  1. Методика приготовления образцов 39

  2. Техника эксперимента

  1. Абсорбционные измерения 41

  2. Люминесцентные исследования 44

  3. Оптико-микроскопические наблюдения 46

2.3. Обработка результатов измерений электронных спектров поглощения
с помощью метода двойного дифференцирования и метода полосовой
фильтрации сигнала 46

Глава 3. Оптическое поглощение пленок поливинилового спирта и систем на его основе с добавками галогенидов переходных металлов

  1. Электронные спектры поглощения пленок ПВС в ультрафиолетовом диапазоне длин волн, включающем вакуумную область 50

  2. Абсорбционные спектры галогенид-ионов в матрице ПВС в области

160 - 220 нм 59

3.3. Электронные спектры поглощения пленок ПВС - МеС12 (Me = Мп, Со,
Ni, Си) в ВУФ, УФ-областях длин волн

  1. ПВС-МпС12 60

  2. ПВС-СоС12 65

  3. ПВС-ШСІ2 67

  4. ПВС-CuCh 73

Выводы по главе 3 76

Глава 4. Структурные и оптические свойства систем на основе поливинилового спирта с добавками галогенидов переходных и щелочных металлов

  1. Особенности кристаллизации в системах ПВС - MeHal2 - Me'Hal (Me = Мп, Со, Ni, Си; Me' = Na, К; Hal = CI, Br, I) 77

  2. Абсорбционные спектры систем на основе поливинилового спирта с добавками галогенидов переходных и щелочных металлов

  1. ПВС-Me'Hal (Me' = Na, К; Hal = CI, Br, І) 83

  2. ПВС-CoCh -NaCl 86

  3. ПВС - CuHal - Me'Hal и ПВС - CuHal2 - Me'Hal (Me' = Na, K; Hal =

CI, Br, I) 90

4 4.3. Рентгенолюминесценция систем ПВС - МеС12 - NaCl (Me = Mn, Со, Ni, Си)

4.3.1. ПВС-MnCl2-NaCl 113

  1. ПВС-CoCl2-NaCl 116

  2. ПВС-NiCh-NaCl 117

  3. ПВС- CuCh-NaCl 119

Выводы по главе 4 122

Заключение 124

Литература 125

Введение к работе:

Актуальность исследований

В последние годы проявляется все больший интерес к комплексным соединениям переходных металлов: интенсивно ведется накопление информации о строении, свойствах, практическом применении. Это связано с их широким распространением в живой природе и использованием в технике. Так, координационные соединения меди(И) присутствуют в металлопротеинах и металлоэнзимах, входят в состав некоторых ферментов, например фенолазы и гемоцианина, способных, подобно гемоглобину, переносить кислород. Высокой биологической активностью обладают комплексы марганца(И). Физиологическое действие переходных металлов на организм человека и животных в значительной мере зависит от типа соединения, в котором они существуют и их концентрации. Выяснено, что наибольшей токсичностью обладают гидратированные ионы металлов, а связанные в комплексы опасны в меньшей мере либо даже почти безвредны [1].

Добавляя галогениды переходных металлов в матрицу поливинилового спирта (ПВС), авторы работ [2-6] получали светочувствительные системы, способность которых к окислительно-восстановительным реакциям под влиянием квантов света видимого и ультрафиолетового диапазона позволяет использовать их при решении проблемы гетерогенного катализа, аккумулирования и конверсии энергии света, записи оптической информации.

В литературе отмечается активная роль ПВС как на этапе создания фоточувствительной композиции, так и в последующих фотоинициированных процессах [7].

Способность ПВС, наряду с другими полимерами (полиэтиленимин, полиакриловая кислота, поли-гЧ-винилпирролидон), образовывать комплексы с ионами переходных металлов (в частности с медью) используется в методе мембранной фильтрации, который позволяет вести очистку природных и

сточных вод от ионов токсичных элементов, что крайне необходимо для решения проблемы охраны окружающей среды [8].

Дополнительное введение в композиции ПВС - галогенид переходного металла на этапе их изготовления соединений щелочных металлов [9] позволяет таким системам приобрести некоторые свойства, присущие активированным монокристаллам, и при этом обладать достаточным количеством преимуществ по сравнению с ними.

Несмотря на широкий спектр работ, посвященных исследованию свойств поливинилового спирта, много вопросов остается нерешенными. В частности, в определении края собственного поглощения данного полимера удалось приблизиться только к 176 нм [10].

Неполной является информация о процессах комплексообразования в системах на основе ПВС с добавками галогенидов переходных металлов. Их электронные спектры поглощения исследованы достаточно подробно лишь в области длин волн больших 190 нм.

Малоизученными остаются свойства систем ПВС - галогенид переходного металла - галогенид щелочного металла и факторы, влияющие на процессы кристаллизации и активации в них.

Цель работы

Исследование оптических свойств поливинилового спирта в области вакуумного ультрафиолета, изучение особенностей процессов комплексообразования в системах ПВС - галогениды переходных металлов (марганца, кобальта, никеля, меди) и процессов кристаллизации в выше перечисленных системах с добавленными в них галогенидами щелочных металлов (натрия, калия).

Задачи исследований

1. Провести исследование электронных спектров поглощения пленок поливинилового спирта в диапазоне 160-300 нм.

2. Выявить особенности процессов комплексообразования в системах
ПВС - МеС12 (Me = Mn, Со, Ni, Си) на основе анализа их электронных спектров
поглощения, математически обработанных с помощью методов двойного
дифференцирования и полосовой фильтрации сигнала.

3. Исследовать особенности процессов кристаллизации в системах ПВС -
Me'Hal, ПВС - МеНа12- Me'Hal и ПВС - CuHal - Me'Hal (Me = Mn, Co, Ni, Cu;
Me' = Na, K; Hal = CI, Br, I) на основе анализа их абсорбционных спектров,
спектров рентгенолюминесценции и оптико-микроскопических наблюдений.

Методы исследований

абсорбционная и люминесцентная спектроскопия, визуальные наблюдения с помощью оптического микроскопа;

математическая обработка результатов эксперимента с использованием ЭВМ (метод двойного дифференцирования спектральных кривых и метод полосовой фильтрации сигнала).

Научная новизна работы

1. Впервые проведены систематические исследования электронных
спектров поглощения в диапазоне от 160 до 350 нм пленок поливинилового
спирта различных марок, находящихся как в исходном состоянии, так и после
фото- и теплового воздействия. Изучено влияние на образцы вакуумирования и
старения растворов, из которых они изготавливались [11-16].

2. Впервые получены и исследованы электронные спектры поглощения
пленок на основе поливинилового спирта с добавками галогенидов переходных
металлов в области вакуумного ультрафиолета [17-23].

3.Осуществлена математическая обработка электронных спектров поглощения изученных систем методом двойного дифференцирования спектральных кривых и методом полосовой фильтрации сигнала.

8 4. Проведено изучение оптических свойств систем ПВС - Me'Hal -МеНа12 (Me' = Na, К; Me = Ми, Со, Ni, Си; Hal = CI, Br, І) и особенностей протекания в них процессов кристаллизации [24-27].

Практическая значимость работы

Полученные результаты помогают выбрать из изученного нами набора систем те, оптические свойства которых позволяют наиболее выгодно применить их в тех или иных условиях (например, пленки ПВС - MnCl2- NaCl, обладающие яркой рентгенолюминесценцией, можно использовать в качестве регистрирующих сред или как преобразователи рентгеновского излучения в оптическое). Метод двойного дифференцирования спектральных кривых и метод полосовой фильтрации сигнала можно использовать для определения структуры сложных полос поглощения.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на конференциях.

1. Вторая региональная научная конференция «Физика: фундаментальные
и прикладные исследования, образование». Хабаровск, 2001.

2. Международная конференция «Физико-химические процессы в
неорганических материалах». Кемерово, 2001.

3. Fourth Asia-Pacific Conference on Fundamental Problems of Opto- and
Microelectronics. Khabarovsk, 2004.

4. Четвертая международная конференция творческой молодежи
«Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке».
Хабаровск, 2005.

  1. Региональная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по физике. Владивосток, 2005.

  2. 41 -ая - 51-ая итоговые научные конференции ХГПУ. Хабаровск, 1995 -2005.

9 ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Граница фундаментального поглощения поливинилового спирта
находится в области 168 нм; во всех марках данного полимера присутствуют с
разными относительными концентрациями одни и те же поглощающие центры.
Марка ПВС и продолжительность выдержки соответствующих водных
растворов влияет на чувствительность образцов к ультрафиолетовому
облучению.

  1. За поглощение в системах ПВС - МпС12, ПВС - СоСЬ, ПВС - NiCb в диапазоне 160 - 300 нм отвечают тетраэдрические и смешаннолигандные октаэдрические ([Ме(Н20)6-пС1п] "п, где п - целые числа от 0 до 6) комплексы двухвалентных ионов марганца, кобальта и никеля. В системе ПВС - СиС12 область поглощения с максимумом около 186 нм состоит из полос с Хтах= 182 и 195 нм.

  1. Возможность управления процессами кристаллизации и активации в пленках с добавками галогенидов переходных и щелочных металлов связана с оптимальным выбором содержания солей в образцах и регулированием вязкости кристаллизационной среды.

10 Список сокращений и символов, встречающихся в работе

ПВС - поливиниловый спирт,

Hal - галоген,

МиМ'- металл,

X - длина волны;

є - коэффициент молярной экстинции,

D - оптическая плотность,

I - интенсивность люминесценции;

ВУФ - вакуумный ультрафиолет;

УФО - ультрафиолетовое облучение;

ЩГК - щелочно-галоидный кристалл;

ЭСП - электронные спектры поглощения;

ЭПР - электронный парамагнитный резонанс;

РЛ - рентгенолюминесценция.

Подобные работы
Хахалин Алексей Александрович
Разработка алгоритмов оптимизации оптических систем с градиентными средами на основе анализа их компенсационных свойств
Губарев Федор Александрович
Лазер на парах галогенидов металлов с накачкой емкостным разрядом
Калугин Алексей Игоревич
Оптические свойства и электронная структура дифторидов металлов второй группы
Осипова Наталья Геннадьевна
Оптические свойства волокон с присадками ионов переходных металлов
Русакова Маргарита Сергеевна
Динамические и статистические свойства систем двух- и трехуровневых атомов, взаимодействующих с квантовыми электромагнитными полями в резонаторе
Хмельницкий Александр Ильич
Спектроскопические свойства хромофоров липидсодержащих систем
Чаушанский Сергей Алексеевич
Лазерное разделение изотопов иттербия и палладия на основе системы перестраиваемых лазеров на красителе
Серов Владислав Викторович
Расчет нелинейных мод и динамики волновых пакетов в лазерно-оптических и атомных системах на основе многомерных уравнений Шредингера
Неупокоева Анна Валерьевна
Исследование динамических характеристик процесса записи голограмм в самопроявляющихся системах на основе дихромированного желатина
Масленников Глеб Александрович
Поляризационные трехуровневые системы на основе бифотонного поля

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net