γ射线辐射诱导聚碳硅烷自由基的衰变

doi:10.7503/cjcu20150705

高等学校化学学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (3): 595.doi: 10.7503/cjcu20150705

γ射线辐射诱导聚碳硅烷自由基的衰变

程勇^1,2, 李小虎^1,2, 刘伟华², 吴国忠², 王谋华²

1. 上海大学理学院, 上海 200444;
2. 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800

收稿日期:2015-09-10 修回日期:2016-01-04 出版日期:2016-03-10 发布日期:2016-01-24
通讯作者: 王谋华,男,博士,副研究员,主要从事高分子材料辐射改性研究.E-mail:wangmouhua@sinap.ac.cn E-mail:wangmouhua@sinap.ac.cn
基金资助:
中国科学院战略性先导科技专项子课题(批准号:XDA02040300)、国家自然科学基金(批准号:11575279)和上海市自然科学基金(批准号:15ZR1448600)资助.

Decay of Free Radicals in Polycarbosilane Induced by γ-Rays Irradiation

CHENG Yong^1,2, LI Xiaohu^1,2, LIU Weihua², WU Guozhong², WANG Mouhua²

1. College of Sciences, Shanghai University, Shanghai 200444, China;
2. Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China

Received:2015-09-10 Revised:2016-01-04 Online:2016-03-10 Published:2016-01-24
Supported by:
Supported by the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences(No.XDA02040300), the National Natural Science Foundation of China(No.11575279) and the Natural Science Foundation of Shanghai, China(No.15ZR1448600).

摘要/Abstract

摘要：

利用电子自旋共振波谱(ESR)研究了在N₂气中γ射线辐射诱导聚碳硅烷(PCS)自由基的产生和演变行为. ESR谱图分析结果表明,γ射线辐射诱导PCS产生的自由基为硅自由基(≡Si·).低剂量辐照时硅自由基的浓度随吸收剂量的增加而线性增加,硅自由基的辐射化学产额G值约为9,吸收剂量达到200 kGy后,硅自由基的浓度趋于饱和.室温下硅自由基的浓度随存储时间的延长而逐渐降低,在N₂气中存储时硅自由基的半衰期约23 d,在空气中存储时硅自由基的氧化反应导致衰减速率加快,半衰期仅为8 h.温度升高硅自由基衰减速率加快,在N₂气中250℃加热处理可以完全清除硅自由基.

关键词: 电子自旋共振, 聚碳硅烷, γ射线辐射, 自由基

Abstract:

The formation and decay behavior of the free radicals trapped in polycarbosilane(PCS) induced by γ-rays irradiation in N₂ were investigated by electron spin resonance(ESR). ESR analysis showed that the trapped radicals induced by γ-rays irradiation were assigned to Si radicals(≡Si·). The concentration of free radicals increased with absorbed dose linearly at the lower dose, and the G value of the radical formation was calculated to be 9. However, the concentration of free radicals tends to be saturated when the absorbed dose reached 200 kGy. Upon storage in N₂ at ambient temperature the free radicals decayed slowly with a half-life of 23 d. On the contrary, the free radicals decayed rapidly after the sample was exposed to air due to their oxidation, the half-life was only 8 h. The rate of radical decay was accelerated by annealing at elevated temperature, the free radicals trapped in PCS could be removed thoroughly after heating up to 250℃ in N₂.

Key words: Electron spin resonance(ESR), Polycarbosilane, γ-Rays irradiation, Free radical

中图分类号:

TrendMD:

程勇, 李小虎, 刘伟华, 吴国忠, 王谋华. γ射线辐射诱导聚碳硅烷自由基的衰变. 高等学校化学学报, 2016, 37(3): 595.

CHENG Yong, LI Xiaohu, LIU Weihua, WU Guozhong, WANG Mouhua. Decay of Free Radicals in Polycarbosilane Induced by γ-Rays Irradiation. Chem. J. Chinese Universities, 2016, 37(3): 595.

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