掺杂氢氧化镍电子结构的量子化学DV-Xα方法研究

用量子化学DV-Xα方法计算氢氧化镍Ni7O12H122+、Ni6ZnO12H122+、Ni6CuO12H122+、Ni6CaO12H122+原子簇的电子结构. 通过对态密度、电荷集居数、净电荷、电荷密度差、电离能和跃迁能的分析表明, 在氢氧化镍中加入Zn、Cu能增强Ni原子与氧原子的相互作用, 强化Ni—O键, 提高了氢氧化镍结构的稳定性, 有利于延长其循环寿命; 而Ca的添加会减弱镍原子和氧原子间的相互作用. 添加Zn、Cu、Ca都能降低氢氧化镍的电离能, 提高跃迁能, 促进电子在体系中的传递, 有利于改善氢氧化镍电极的电化学性能. 但是, 过量的钙可能引起氢氧化镍的结构改变而使其失去电化学活性.     

十六烷基三甲基溴化铵插层α-磷酸锆复合物的合成、表征及其对酚的吸附机理

利用甲胺消弱α-磷酸锆(α-ZrP)层间作用力, 合成了不同十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)含量插层α-ZrP的复合物CTMAB-ZrP. 通过X射线粉末衍射(XRD), 傅里叶变换红外(FTIR)光谱, 透射电子显微镜(TEM), 扫描电子显微镜(SEM)及氮气等温吸附对CTMAB-ZrP进行了表征, 推测了CTMAB在磷酸锆层间的排列形式. CTMAB-ZrP吸附水中苯酚的实验结果表明, CTMAB-ZrP对苯酚的吸附量不仅与CTMAB的插入量和层内空间位阻有关, 还与溶液的pH值密切相关. 对苯酚、2-氯苯酚、2,4-二氯苯酚、对甲基苯酚及3,5-二甲基苯酚的吸附实验结果表明, CTMAB-ZrP对酚类化合物的吸附量与酚的疏水性成正相关, 而与酚类化合物的酸性无关. Henry型和Freundlich型吸附等温方程都能很好地拟合CTMAB-ZrP对苯酚、2-氯苯酚和2,4-二氯苯酚的吸附过程, 表明吸附主要是酚在插层复合物层间有机相中的分配作用所致.     

高温高压下水与非极性流体间的界面张力

The pendent drop or standing bubble method is applied to measure the interfacial tensions between water and nonpolar fluids (n-hexane, n-heptane, nitrogen, oxygen and methane) up to 473K and 220MPa. The high pressure autoclave with t wo visual windows and the auxiliary equipment are described. The sizes(ca 2mm) and shapes of drops or bubbles are recorded with microscope and video camera. The use of digital image permits fast, precise determination of the contour parameters. The densit y values of the liquids or gases have been chosen from literature. A special program is proposed to calculate the interfacial tensions automatically from drop shape at given temperature and pressure. The interfacial tensions σ12 increase with pr essure for the two liquid-liquid systems, but decrease with pressure for the three gas-liquid systems.     

ρ-Si上电沉积制备镍-磷非晶薄膜催化剂

非品态合金作为一类新型催化材料，越来越引起人们的广泛关注．Ni－P非晶态合金催化剂的催化加氢性能研究尤为活跃［‘，’］，研究结果表明其活性明显高于Ni－P晶态合金和比表面积相当的Ni粉L＼从而具有实用价值．传统的非品态合金催化剂的制备方法，如真空蒸镀、真空溅射、液相急冷及离子注入等，存在设备复杂、耗能大，难以批量生产等缺点；化学法可制备粒度均匀的催化剂＊；但给提纯带来了一定困难，而电沉积制备非晶薄膜催化剂由于具有纯度高、能耗低、制作方便等优势而倍受青睐问利用半导体做载体沉积Ni－P非晶态合金，在光电催化…     

β-环糊精修饰的壳聚糖对氯酚吸附的动力学和热力学

制备了β-环糊精(β-CD)修饰的壳聚糖(CS)—β-环糊精-6-壳聚糖(CS-CD), 并用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪, 扫描电镜(SEM), X 射线衍射(XRD)仪和比表面分析仪(BET)进行了表征. 详细研究了其对2-氯酚(2-CP)、2,4-二氯酚(DCP)和2,4,6-三氯酚(TCP)的吸附行为和机理. 研究表明其吸附较好地满足Langmuir 和Freundlich 吸附模型, β-环糊精的引入能够较大地提高吸附效率, 2-CP、DCP和TCP在CS-CD上吸附的最大吸附量分别为14.51、50.68和74.29 mg·g^-1. 动力学研究表明其吸附速率快, 在1 h内能达到吸附平衡, 并符合假二级动力学模型. 计算出了热力学参数ΔG⁰、ΔH⁰和ΔS⁰的值, ΔG⁰为负值表明吸附剂对氯酚的吸附是一个自发的过程. 电解质和溶液pH值对吸附的影响说明在吸附过程中主要是氯酚与吸附剂之间形成了氢键, 并进一步讨论了可能的吸附机理. 改性吸附剂易重复利用, 重复使用六次后的质量和吸附效率与初次相比分别保持在90%和82%以上, 然而CS的质量有较大的损失, 吸附效率也明显降低.     

Optimization of process for the production of bio-oil from eucalyptus wood

The pyrolysis of eucalyptus wood was carried out in a batch reactor to optimize the yield of bio-oil.Effect of various parameters like feed(particle) size,temperature,presence of catalyst and heating rate on the yield of bio-oil was investigated.The optimum conditions for high yield of bio-oil are for the particle size 2 mm~5 mm(average l/d=12.84/2.03 mm) at 450 ℃ in high heating rate.The reaction kinetics and the quality of bio-oil produced are independent of the presence of different catalysts like mordenite,kaoline clay,fly ash and silica alumina.The physical properties like odour,colour,PH,viscosity,heating value were determined.The FT-IR analysis of bio-oil indicates the presence of different functional groups such as monomeric alcohol,phenol,ketones,aldehydes,carboxylic acid,amines,and nitro compounds.The composition of the bio-oil at different conditions was analyzed using GC-MS and found that the components are temperature dependent but independent of catalysts used.     

铁掺杂方沸石的合成及其磁性化

采用水热合成法, 按摩尔比n(SiO2):n(Al2O3):n(Na2O):n(Fe3+):n(H2O)=2.3:1:3.9:(0.02, 0.04, 0.08):185配料, 三乙胺为模板剂, 草酸为铁离子的络合剂, 经过室温搅拌成胶, 170 ℃下于不锈钢反应釜晶化60 h, 合成了三种掺杂铁量不同的方沸石, 为了解决粉末沸石分子筛难以从使用料液中分离问题, 对合成铁掺杂方沸石700 ℃下进行氢气还原制得了磁性沸石. 利用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换-红外(FT-IR)光谱和扫描电子显微镜(SEM)对制得的产品进行表征. 结果表明, 合成的铁掺杂方沸石与纯方沸石结构相同, 磁性化沸石结构发生了变化. 考察样品对水中氟离子和铅离子的吸附性能发现, 铁掺杂方沸石和磁性沸石对它们的吸附性能没有促进作用.     

电催化过氧化氢还原的纳米材料作为潜在的辐射防护剂

纳米材料由于独特的物理化学性质,在生物医学领域显示出许多潜在的应用前景,诸如医学成像、药物输运和生物传感等. 这篇综述总结了对过氧化氢和氧还原表现出好的电催化活性的一些纳米材料显示了辐射防护性能. 作者讨论了这些纳米材料的辐射防护性能来源于它们的类酶活性,因为它们的催化性质表现为和活性氧的快速反应,为清除体内的自由基提供了一条有效通道. 作者也提出了纳米材料的电催化活性和作为临床转化关键的辐射防护性能之间关系的见解. 最后,作者指出了这些纳米材料作为新的辐射防护剂用于辐射防护治疗辅助成份所面临的挑战和将来的研究方向.     

β-环糊精及衍生物与β-胡萝卜素包合物性质

为了改善β-胡萝卜素的理化性质,如水溶性和光稳定性等,分别制备了β-胡萝卜素与β-环糊精、2-羟丙基-β-环糊精、磺丁基醚-β-环糊精的固体包合物。利用紫外-可见吸收光谱、傅里叶红外转换光谱和核磁技术对β-胡萝卜素与环糊精及其衍生物的包合物进行研究。通过对包合物理化性质的研究发现:通过β-环糊精、2-羟丙基-β-环糊精、磺丁基醚-β-环糊精包合后的β-胡萝卜素的理化性质,包括热稳定性、光稳定性和抗氧化性,均有显著提高;经2-羟丙基-β-环糊精和磺丁基醚-β-环糊精包合后,β-胡萝卜素分别增溶12倍和18倍。     

改进的离子色谱法测定乳制品中亚硝酸盐和硝酸盐

改进了国家标准方法GB 5009.33-2010《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定》中离子色谱法用于乳制品中亚硝酸盐(以亚硝酸根计)和硝酸盐(以硝酸根计)的测定方法。乳制品经水提取后,加入3%乙酸溶液沉淀蛋白,离心后上清液用反相固相萃取柱净化,以NaOH为淋洗液,加入乙腈作为有机改进剂分离亚硝酸根和硝酸根,外加水模式抑制,离子色谱分析柱为AS 19,柱温30 ℃,池温35 ℃,检测波长设定为225 nm,进样量200 μL。在上述条件下,亚硝酸盐和硝酸盐的质量浓度分别在0.005～0.50和0.05～1.50 mg/L时与色谱峰面积之间的线性关系良好。在电导检测模式下,亚硝酸盐的检出限为0.2 mg/kg,硝酸盐的检出限为0.04 mg/kg;在紫外检测模式下,两者检出限分别为0.02 mg/kg和0.01 mg/kg。将该方法用于乳制品的检测,加标回收率为84.0%～104.1%。该法简便、快速、准确,适用于乳制品中低含量亚硝酸盐和硝酸盐的检测。     

咪唑并[1,2-a]吡啶化合物的无溶剂合成及其抗氧化性能

无溶剂条件下,2-氨基吡啶、芳香醛和异氰基乙酸乙酯发生Groebke-Blackburn-Bienaymé三组分反应,高效合成了6个咪唑并[1,2-a]吡啶化合物,产率89%~97%,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS（ESI）确证。并通过抑制HO·和还原型谷胱甘肽自由基(GS·)引发的DNA氧化反应体系,对化合物的抗氧化活性进行了检测。结果表明：在抑制HO·引发的DNA氧化反应体系中,6个化合物相对空白硫代巴比妥酸活性物质吸光度百分数（TBARS百分数）可达32.2%~72.1%;在抑制GS·引发的DNA氧化反应体系中,6个化合物的TBARS百分数可达34.8%~81.3%。     

添加β沸石的烃类裂化催化剂性能研究

采用固体硅源、铝源和四乙基氢氧化铵（TEAOH）在极浓体系中成功合成了硅铝摩尔比（SiO₂/Al₂O₃）分别为30和150的β沸石。同时用硅铝摩尔比为30的β沸石为原料,在70℃下采用草酸脱铝制备了硅铝摩尔比接近150的样品。直接合成或经脱铝改性的β沸石采用XRD、SEM、吡啶吸附红外光谱和N2吸附对其晶相、酸性、比表面积和孔体积进行了表征。将三种β沸石分别作为烃类裂化催化剂的活性组分添加剂,对其催化剂的性能进行了评价。结果表明,三种β沸石的引入都可以提高裂化催化剂的活性和改善产品分布,低硅β沸石催化剂能改善催化剂的异构化反应性能和提高乙烯、丙烯的选择性,高硅β沸石或脱铝β沸石催化剂有利于裂化汽油中烯烃的芳构化和C4烯烃产率的提高,并可减少结焦。     

氧化铝载体和氧化钡助剂对钌基氨合成催化剂结构和性能的影响

采用不同来源γ-Al2O3(市售Al2O3-1,合成Al2O3-2)作为钌基氨合成催化剂载体,利用浸渍法制备了一系列添加不同BaO助剂含量的Ba-Ru/Al2O3催化剂.通过X射线衍射(XRD)、N2-低温物理吸附、X射线荧光光谱(XRF)、透射电镜(TEM)、H2程序升温还原(H2-TPR)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和X射线光电子能谱(XPS)等方法研究了不同来源的Al2O3以及BaO助剂含量对负载型钌基催化剂的物相结构、织构性质、微观形貌、表面性质和催化剂的氨合成活性等方面的影响.结果表明,载体的物理化学性质对制备的钌基氨合成催化剂的结构以及活性有较大影响.BaO助剂对催化剂的影响主要表现在两个方面:添加量不同导致BaO与γ-Al2O3的作用力不同,从而进一步影响催化体系的比表面积和孔结构性质;BaO助剂会对体系的Ru物种还原性质以及催化剂表面酸碱性质进行调节,适量BaO的加入能够极大提高反应活性,而这种最佳量与载体性质密切相关.     

黄铁矿在维持高放废物处置库近场还原性环境中的作用

研究了黄铁矿受60Coγ射线辐照后对地下水还原性环境的影响.辐照剂量率为200Gy·min-1,总吸收剂量为5×106Gy.通过分析辐照前后以及与地下水共同辐照后黄铁矿的结构和组成,发现60Co的γ射线可使地下水发生辐解反应,从而将黄铁矿氧化;但无论是直接辐照还是与地下水共同辐照,60Co的γ辐射均不改变黄铁矿的结构.黄铁矿可以消耗地下水辐解产生的氧化性产物,有利于维持处置库近场的还原性环境,提高处置库的安全性.     

离子液体对稠油的改质降黏作用影响因素研究

合成了烷基咪唑型离子液体\[BMIM\]\[AlCl₄\],研究了稠油含硫量、含水量、过渡金属盐、温度等对离子液体进行稠油改质降黏作用的影响。实验结果表明,稠油含一定硫量是进行稠油改质降黏的必要条件。用\[BMIM\]\[AlCl₄\]离子液体对稠油进行有效的改质降黏时,稠油含水量应小于10%。环烷酸镍(NiNaph）与离子液体复配使用对稠油改质降黏具有增效作用。用质量分数为5%的\[BMIM\]\[AlCl₄\]离子液体在一定条件下处理新疆稠油,可使稠油降黏率达到60%,沥青质降低78%。用\[BMIM\]\[AlCl₄\] 离子液体对新疆稠油进行改质降黏的最佳温度为65℃~85℃。     

硼掺杂SiC的制备、表征及其可见光分解水产氢性能

采用原位碳热还原法制备了硼掺杂的β-SiC (B_xSiC)光催化剂,并考察了其可见光下光催化分解水制氢的性能. 利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱、扫描电镜及紫外-可见吸收光谱等测试方法对所制备催化剂的晶型、形貌、表面性质及能带结构进行了表征. 分析结果表明,硼原子掺杂进入SiC 晶格并取代了Si 位点,在价带上方形成了浅受主能级,从而导致了带隙宽变窄. 浅受主能级作为空穴的捕获中心可抑制光生电子和空穴的复合. 因此,与SiC相比,硼掺杂SiC光催化剂在可见光下催化分解水产氢的活性大大提高. 当B/Si 的摩尔比为0.05时,硼掺杂SiC表现出最高的光催化产氢活性.     

Hβ/MCM-41复合分子筛催化剂上苯甲醚与乙酸酐酰化反应研究

以β沸石为硅源,制备了不同硅铝比的Hβ/MCM-41复合分子筛,考察了该复合分子筛对苯甲醚与乙酸酐酰化反应的催化效果,并与介孔MCM-41、微孔Hβ分子筛的催化效果进行了比较,研究了分子筛硅铝比、酸性及孔道结构对酰化反应催化性能的影响。结果表明,对于苯甲醚和乙酸酐酰化反应,Hβ/MCM-41复合分子筛具有较好的催化稳定性,反应过程中的积炭量较少,积炭的碳氢比较低。该复合分子筛不仅具有微孔沸石的强酸性,而且具有较大孔径的介孔,产物分子能及时从孔道中扩散出来,催化活性位不易中毒失活。     

二面角动力学分析结合Zn2+的淀粉样蛋白Aβ40和Aβ42的多态性特征

淀粉样蛋白β(Aβ)和金属离子与阿尔茨海默病的发病机理密切相关,金属离子与Aβ的相互作用如何导致Aβ动力学行为的变化是从分子水平上理解金属离子调控Aβ聚集生成具有细胞毒性的寡聚体的关键问题之一.利用二面角动力学分析策略,即结合粗粒度模型分析结合Zn2+的Aβ40(Aβ40-Zn2+)和Aβ42(Aβ42-Zn2+)单个二面角的势能分布,利用二面角主成分分析刻画Aβ40-Zn2+和Aβ42-Zn2+的二维势能面,以及应用马尔科夫模型建立Aβ40-Zn2+和Aβ42-Zn2+构象转变的动态网络.结果表明:Aβ40-Zn2+和Aβ42-Zn2+单个二面角的势能分布具有很大的相似程度,其中由Val24-Gly25-Ser26-Asn27构成的二面角差异最大;Aβ40-Zn2+和Aβ42-Zn2+的势能面均很平坦,反映了结合Zn2+的Aβ构象转变需要克服的能垒较低,不同构象处于动态平衡,呈现多态性的特征;马尔科夫模型进一步揭示了Aβ40-Zn2+和Aβ42-Zn2+构象转变的动态特征,由一定相似程度的构象聚类而成的微观状态均处于折叠网络的中转节点,从动力学上反映了结合Zn2+的Aβ构象转变容易发生.特别的,与实验结果一致,发现β折叠结构在含Zn2+的Aβ构象中作用微小.     

一种新型酶生物燃料电池阳极构建及性能研究

通过酸化碳纳米管(CNTs)和β-环糊精(β-CD)之间的范德华力作用, 实现CNTs的β-CD功能化. β-CD具有内腔疏水、外壁亲水的环状结构, 其内腔容易与二茂铁(Fc)形成稳定的主客体包合结构, 实现Fc在碳纳米管上的高效固载; 再将CNTs-β-CD-Fc复合物与葡萄糖氧化酶(GOD)混合, 采用戊二醛实现酶分子间的交联, 形成GOD/CNTs-β-CD-Fc复合物, 然后将其涂覆到玻碳电极(GC)上, 得到一种新型的酶生物燃料电池阳极(GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC). 采用同步热分析法、傅里叶变换红外光谱和透射电子显微镜对所制备的CNTs-β-CD-Fc复合物进行了表征, 采用循环伏安法研究了GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极对葡萄糖氧化的催化性能. 结果表明: 在同等实验条件下, 没有固载Fc的GOD/CNTs- β-CD/GC电极基本无催化电流, 而GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极表现出比GOD/CNTs-Fc/GC电极更为优越的电催化性能. 进一步以GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极或GOD/CNTs-Fc/GC电极为酶阳极, 商用催化剂E-TEK Pt/C电极(E-TEK Pt/C/GC)为阴极, 构建葡萄糖/氧气生物燃料电池(EBFC), 结果表明前者的最大功率密度(33 μW·cm^-2, 0.18 V)几乎是后者的三倍(11.7 μW·cm^-2, 0.16 V). 通过记录开路电位随时间的变化研究了EBFC的稳定性, 以GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极为阳极的EBFC在连续工作9 h后仍保留了92%的开路电位, 表明该电池具有良好的连续工作稳定性. 我们提出的这种新型生物燃料电池阳极的构造方法, 为构建高性能、高稳定性的葡萄糖/氧气EBFC提供了新的思路.     

Ar离子束作用下C60薄膜的结构稳定性研究

利用XPS和AES研究了在Ar离子束作用下C60薄膜的分子结构的稳定性．研究发现C60分子与Ar离子束作用后，C1s结合能从284．7eV逐步下降到284．4eV，CKLL俄歇动能从270．0eV增加到271．3eV．并且C60薄膜在与氩离子束作用后，其C60分子结构特征的C1s携上峰及价带峰均消失．表明Ar离子束可以促使C60分子的C＝C双键断裂，离域π键消失，C60分子分解为单质碳．C＝C双键断裂过程与离子束的能量和辐照时间有一定的函数关系．