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数量:15 (3)影响氧化锌纳米颗粒分散在液体结晶烷氧基苯甲酸酸和定期使用频域滤波降噪
- *通信:
- Manepalli RKNR,印度大学物理系Krishna大学machilipatnam - 521001,印度,电话:08672 - 225962;电子邮件: (电子邮件保护)
收到:2017年3月6日;接受:2017年7月21日;发表:2017年7月28日,
引用:Manepalli RKNR, Tejaswi M, Jayaprada P,等。影响氧化锌纳米颗粒分散在液体结晶烷氧基苯甲酸酸和定期使用频域滤波降噪。Int J化学科学。2017;15 (3):167
文摘
在目前的工作,进行合成和表征液体结晶化合物p-n-alkoxy安息香酸即p-n-octyloxy苯甲酸(8 oba)和p-n-do decyloxy苯甲酸(12 oba)化合物为0.5 wt %氧化锌纳米颗粒分散。差示扫描量热法(DSC)技术是用来测量相变温度。进一步的描述是由各种像紫外可见光谱技术光谱学(紫外线),扫描电子显微镜(SEM)研究和傅里叶变换红外光谱学(红外光谱)。合成的化合物结构决定记录通过使用偏振光学显微镜(POM)与热阶段和相机。结果表明,氧化锌纳米颗粒的分散8 oba和12 oba展出数控阶段一样的纯化合物减少清算温度。
关键字
合成;POM;DSC;纳米分散;紫外光谱;扫描电镜、红外光谱;图像增强
介绍
液晶(LCs)自组装功能软材料既具有秩序和流动性在分子、超分子和宏观水平(1- - - - - -3]。LCs得到太多的关注近年来因为他们的能力将长期定向排列顺序不同分散材料,如纳米颗粒和胶体(4- - - - - -10]。引入纳米粒子不引起显著的扭曲LC阶段。纳米科学和纳米技术前沿科学研究至关重要。一个广泛的研究领域从基本主题,物理、生物和化学现象材料科学解决了科学社会纳米级(11- - - - - -13]。纳米颗粒掺杂技术提供了一个更方便和灵活的方法对液晶材料的修改和设计新产品和改进设备基于LCs。此外,不同的纳米颗粒分散在液晶增强LCs的物理性质。LCs作为可调溶剂对纳米材料的分散和LCs是各向异性介质,它们提供了一个很好的支持纳米材料自组装的大型组织在多个维度结构。因此LC介导的自组装可以有效地用于组织不同类型的纳米材料在软的和良好定义的功能超级结构。氧化锌纳米粒子已成为著名的研究由于其使用的各种应用,比如气体传感器(14)、化学传感器(15,16),生物传感器(17],超导体[18)、照片(催化剂19),光电设备(20.- - - - - -22),化妆品等。饶等人发表了他们的结果在不同的氧化物材料、发光材料、聚合物在他们早期的研究(23- - - - - -29日]。氧化锌是一种宽禁带半导体有较高的光学透明度和发光光谱在可见光和紫外线范围附近。因此,它通常用于发光二极管和太阳能电池。此外,氧化锌是环保和易于合成。
实验
燃烧合成法合成氧化锌nanoparticles-high压力(高压灭菌)
把一个已知量(3 g)的氧化锌溶解在10毫升的浓缩的。HNO3解决方案和10毫升H2O在RB 100毫升瓶。解决方案是在环境温度下搅拌1 h。然后添加尿素(还原剂/燃料),分解大分子成纳米粒子。现在添加10 mol %通量(硼酸)和搅拌的解决方案0.5 h。以后保持整个解决方案为高压反应器在120°C - 130°C维持压力200公斤/厘米230分钟。在这个阶段尿素分解整个解决方案氧化锌纳米颗粒。然后洗合成粉末与甲醇/水和干5到10倍,最后氧化锌纳米颗粒的大小近70海里。这些纳米粒子进一步紫外可见的特征光谱学和扫描电镜实验技术。
分散的纳米颗粒进入LC化合物
LCs均匀分散的纳米粒子,纳米粒子首先溶解在乙醇,搅拌大约45分钟,之后介绍了大分子材料的各向同性状态(8 oba和12 oba)量分别为0.5 wt %。冷却后,纳米复合材料8 oba和12 oba受到结构和相变温度的研究使用偏振光学显微镜(SDTECHS)与热阶段的物质在4μm平面布置细胞和这些可以放置温度计所描述的灰色(29日]。研究结构和相变温度制备的样例和观察后再理解纳米颗粒的稳定性。柠檬酸的存在限制Au纳米颗粒在8 oba 12 oba紫外线和SEM研究了数据和存在以及大小是由x射线衍射技术。
定期使用频域滤波降噪
当设备类似于设备生成的退化图像可用,通常可能确定降解的性质通过尝试各种设备设置。然而,相关成像设备可用性是例外,而不是规律,在图像恢复问题的解决方案,一个典型的方法是尝试通过生成psf和测试结果与不同的恢复算法。最后,当对PSF没有可用的信息,我们可以求助于“盲目de-convolution”推断的PSF。原则之一的退化图像恢复中遇到问题是图像模糊。与现场发生的模糊和传感器静止彼此可以通过频域建模低通过过滤器。另一个重要的退化模型由统一的线性运动造成图像模糊在图像采集传感器和现场之间。周期性噪声产生impulse-like破裂,经常在傅里叶频谱是可见的。过滤这些组件的主要方法是使用切口拒绝过滤。一个等级的一般表达式拒绝问切口双滤波器
在Hk(u, v)和H- k(u, v)与中心高通滤波器(uk,vk)和(- uk,- vk),分别。这些翻译中心指定矩形的中心频率,(M / N / 2)。因此,过滤器的距离计算的表达式
切口拒绝过滤的一个特例,切口组件沿频率轴也用于图像恢复。
结果与讨论
偏振光学显微镜
确定和描述这些模式采用将提供非常重要的信息和纹理的液晶。转变温度和纹理的偏光显微镜观察8 oba纯所示图1(模拟)而与分散氧化锌纳米颗粒的浓度0.5 wt %所示图2(模拟)分别。向列相的热范围略有改变由于纳米粒子的分散和纹理相的改变纳米粒子的自组装。DSC温谱图所示图3来图6。相的转变温度转换决定通过POM所示表1。化合物8 oba和12 oba sigma-Aldrich,美国和使用。氧化锌纳米粒子均匀分散的8 oba和12 oba,纳米颗粒首先溶解在乙醇,搅拌大约45分钟,之后介绍了大分子材料的各向同性状态比分别为0.5 wt %浓度。
图1(模拟):POM纹理8 oba + 0.5 wt %氧化锌。
图2(模拟):POM纹理12 oba + 0.5 wt %氧化锌。
图3所示。DSC热谱8 oba纯。
图4所示。DSC热谱12 oba纯。
图5所示。DSC热谱8 oba 0.5 wt %氧化锌纳米颗粒。
图6所示。DSC热谱12 oba 0.5 wt %氧化锌纳米颗粒。
| 美国没有 | 复合 | DSC / 砰的一声 |
扫描速率 | 转变温度°C | 热范围 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| i n | N-SmC | SmC-Solid我 | 固体I-solid二世 | ΔN | ΔSmC | ||||
| 1 | 8 oba纯 | DSC | 20 c /分钟 ? HJ /通用 |
144.2 3.16 |
105.56 3.42 |
95.5 22.77 |
- - - | 38.64 | 10.06 |
| 砰的一声 | 143.92 | 104.9 | 95.2 | - - - | 39.02 | 9.7 | |||
| 2 | 8 oba + 0.5 wt %氧化锌 | DSC | 20 c /分钟 ? HJ /通用 |
143.15 5.96 |
104.37 3.10 |
93.73 28.12 |
- - - | 38.78 | 10.64 |
| 砰的一声 | 143.4 | 103.7 | 95.2 | 89.2 | 39.7 | 8.5 | |||
| 3 | 12 oba纯 | DSC | 20 c /分钟 ? HJ / g |
138.8 1.49 |
132.8 7.91 |
97.3 81.03 |
- - - | 6 | 35.5 |
| 砰的一声 | 138.1 | 130.4 | 96.4 | - - - | 7 | 34 | |||
| 4 | 12 oba + 0.5 wt %氧化锌 | DSC | 20 c /分钟 ? HJ / g |
129.22 | 120.9 | 86.39 | 65.33 | 8.3 | 34.51 |
| 砰的一声 | - - - | 127.7 | 119.8 | 91.2 | 79.0 | 7.9 | 28.6 | ||
表1:变异阶段,转变温度、焓值8 oba和12 oba纯和分散0.5 wt %氧化锌纳米颗粒。
红外光谱分析
作为合成氧化锌纳米颗粒分散在12 oba化合物在室温下用红外光谱进行了分析。化合物在室温下是稳定的,在固态红外频率相关的债券与纯债券12 oba。分配的债券对应合成频率谱的列表。由于激发分子的振动和转动吸收的电磁辐射引起的红外光谱吸收带的形成是有用的解释分子的成键交互。在这两种光谱表现出强烈的电磁吸收1609.97厘米1,1599.63厘米1和1256.26厘米1,1256.26厘米1相应的芳环伸展。2915.53厘米的吸收带1和2918.77厘米1是哦,债券对应。哦,在647.77厘米键的震动的存在1,654.24厘米1也代表了安息香酸一部分由于他们强大的强度和强烈支持12 oba的存在。债券843.70厘米1,843.70厘米1被分配到拉伸环振动的飞机。而分散氧化锌纳米颗粒的强度峰值发现减少所示图7和表2。发现12 obawith分散纳米颗粒的强度降低,这与偶极子的变化发生在振动。偶极子的振动产生微小变化导致强烈的吸收低于那些导致偶极子相对温和的变化。带红外光谱数据在中红外区域,不可能把纳米颗粒的数据。
图7所示。红外光谱12 oba纯和分散0.5 wt %氧化锌纳米颗粒。
| 美国没有 | Wavenumer厘米1 | 强度为纯粹的信用证 | 氧化锌纳米颗粒分散强度为信用证 | 官能团 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 2915.53 | 0.8040 | 0.8389 | 哦,债券 |
| 2 | 1669.46 | 0.78778 | 0.8235 | 苯甲酸 |
| 3 | 1609.97 | 0.7938 | 0.8167 | 环拉伸 |
| 4 | 1575.05 | 0.9094 | 0.9212 | |
| 5 | 1508.45 | 0.9153 | 0.9339 | |
| 6 | 1469.65 | 0.8856 | 0.9103 | |
| 7 | 1298.29 | 0.7981 | 0.8210 | 二聚体 |
| 8 | 1256.26 | 0.6885 | 0.7216 | 芳环结构 |
| 9 | 1168.96 | 0.8261 | 0.8499 | CHOH g弯曲振动 |
| 10 | 843.7 | 0.8397 | 0.8686 | 环的平面 pplane |
| 11 | 766.75 | 0.8159 | 0.8686 | 芳环拉伸 |
| 12 | 720.84 | 0.9086 | 0.9221 | CH的飞机 |
| 13 | 693.39 | 0.9136 | 0.9280 | C = O弯曲 |
| 14 | 647.77 | 0.8184 | 0.8380 | 哦,债券 |
表2:官能团强度12 oba纯和氧化锌纳米颗粒分散在下面的波长。
紫外分析
12 oba 0.5 wt %的紫外分析氧化锌纳米颗粒所示图8。245纳米至258纳米之间的山峰像LC复合氧化锌纳米粒子的存在。所以,紫外可见光谱研究证实了氧化锌纳米颗粒的存在在准备nanodoped LC。
图8所示。紫外分析12 oba分散0.5 wt %氧化锌纳米颗粒。
扫描电镜分析
SEM的放大图像的表面材料,地形信息,也给信息的组成元素材料。氧化锌纳米颗粒的扫描电镜图像和1 wt %氧化锌纳米颗粒的分散在12 oba所示图9来图12。
图9所示。EDS氧化锌纳米颗粒的数据。
FIG.10。扫描电镜图像。
图11所示。EDS 12 oba图像的数据分散氧化锌纳米颗粒。
图12所示。扫描电镜图像。
频域滤波在图像处理分析
nanodispersed液晶复合图像来自POM和观察到的图像质量很差的对比。频域滤波技术应用于增强图像和相应的增强图像提出了在这一节中(图13(模拟)来16(模拟))。
图13(模拟)。纹理12 oba + 0.5 wt %氧化锌(POM图片)。
图14(模拟)。对比增强的图像12 oba + 0.5 wt %氧化锌使用图像处理。
图15(模拟)。纹理8 oba + 0.5 wt %氧化锌(POM图片)。
图16(模拟)。对比增强的图像8 oba + 0.5 wt %氧化锌使用图像处理。
结论
目前的结果,我们证明了氧化锌纳米颗粒的分散在LC 8 oba和12 oba纹理的变化,相变温度和振动的变化乐队用偏光显微镜、差示扫描量热计和傅里叶变换红外技术。转变温度从偏光显微镜获得从DSC吻合良好。氧化锌纳米粒子的紫外可见光谱研究证实存在准备nanodoped LC。氧化锌的存在在LC 12 oba也证实了SEM和EDS数据氧化锌nanopartilces尺寸范围内的50 - 85 nm。提高图像质量,使用频域滤波技术在图像处理和增强图像给更好的对比来确定过渡阶段。
Acknowlegement
相应的作者博士R.K.N.R. Manepalli (m .室利罗摩克里希纳Nanchara饶博士)是感谢的UGC格兰特42-784/2013 (SR)。
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