超強(qiáng)激光科學(xué)卓越創(chuàng)新簡(jiǎn)報(bào)

(第五百十七期)

2024年5月21日

上海光機(jī)所在堿鋁磷酸鹽玻璃的腐蝕機(jī)理方面取得進(jìn)展

近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所先進(jìn)激光與光電功能材料部在堿鋁磷酸鹽玻璃的腐蝕機(jī)理方面取得新進(jìn)展。研究成果以“Formation Mechanism of Crystalline Phase during Corrosion of Aluminum Phosphate Glasses”為題發(fā)表在The Journal of Physical Chemistry C上。

堿鋁磷酸鹽玻璃在核廢料玻璃固化等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。其中，化學(xué)穩(wěn)定性對(duì)其應(yīng)用至關(guān)重要。要深入了解玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，必然要認(rèn)識(shí)其化學(xué)腐蝕機(jī)理。玻璃腐蝕機(jī)制的研究已經(jīng)有多年歷史，但仍存在許多爭(zhēng)議。之前的研究主要集中在硼硅酸鹽玻璃上，而對(duì)磷酸鹽玻璃的腐蝕機(jī)制研究較少。

在這項(xiàng)研究中，研究人員通過(guò)使用多種先進(jìn)的核磁共振技術(shù)，對(duì)堿鋁磷酸鹽玻璃腐蝕前后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了原子尺度的解析，發(fā)現(xiàn)在水溶液中玻璃的Q¹基團(tuán)和Q⁰基團(tuán)存在兩種不同的溶解模式。這證實(shí)了磷酸鹽玻璃表面的晶體層來(lái)源于玻璃組分的溶解及隨后在玻璃表面的沉積。揭示了堿鋁磷酸鹽玻璃在水溶液中的溶解及表面晶體層的形成機(jī)理。研究結(jié)果深化了對(duì)堿鋁磷酸鹽玻璃化學(xué)穩(wěn)定性機(jī)理的認(rèn)識(shí)。

原文鏈接

（a）玻璃的兩種溶解模式。(b)腐蝕玻璃的²⁷Al{²⁷Al} 2D WURST 2Q-1Q譜