高稳定性水系锌离子电池正极材料MnO2@MgO的制备与性能

采用共沉淀法和热分解法合成了具有核壳结构的MnO2@MgO微球。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对材料进行表征,结果发现包覆MgO不改变MnO2的结构,包覆层由纳米颗粒组成,厚度约为50 nm。电化学性能结果显示,包覆后材料的放电比容量明显提高,在100 mA·g^-1电流密度下,最大放电比容量为274.3 mAh·g^-1,比未包覆材料提高了12.8%。在1000 mA·g^-1电流密度下经过500次循环后,包覆后材料的放电比容量保持率高达84.1%,表现出优异的循环稳定性。MgO包覆层的存在避免了MnO2与电解液之间直接接触,抑制了电极材料在充放电过程中锰的溶解,从而显著提高MnO2的循环性能。     

一种具有ESIPT和AIEE荧光探针的合成及对Zn2+的识别

利用2-氨基苯并噻唑和5-甲基-2-羟基间苯二甲醛合成了一种具有聚集荧光增强性质的简单高效的荧光探针M,通过~1H-NMR、~(13)C-NMR表征了其结构。探针M在545 nm处有最大吸收峰,在甲醇∶水(7∶3)的体系下,向探针M中加入金属阳离子,发现只有加入Zn~(2+)时,表现出明显的荧光增强且发射波长发生明显的蓝移现象,在495 nm处出现最强吸收峰,检测限为9.638×10~(-6 )M,具有较高的灵敏度和良好的识别效果。     

磁性交联壳聚糖微球对Cu2+的吸附性能研究

以Fe_3O_4为磁核,环氧氯丙烷为交联剂,制备磁性交联壳聚糖微球(MCB)。采用FTIR、XRD及SEM对MCB进行表征分析,结果表明壳聚糖发生了交联反应,且Fe_3O_4被壳聚糖包埋。通过正交试验L_9(3~4),得到MCB的最优制备工艺条件为:环氧氯丙烷用量为3.0 mL,反应温度为45℃,反应时间为3.0 h,MCB对Cu~(2+)的吸附率可达63.70%。同时在单组分体系中研究了MCB对Cu~(2+)的吸附行为,结果表明:MCB对Cu~(2+)的最佳吸附pH值为5.0,MCB对Cu~(2+)的吸附遵循Langmuir等温吸附模型;动力学研究表明,MCB对Cu~(2+)的吸附过程符合拟二级吸附动力学方程。     

基于水分掺杂的高场非对称波形离子迁移谱检测硫化氢的研究

高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)是一种芯片级高灵敏度快速分析检测技术,其在大气压环境下工作的特点使之受环境影响明显,其中气体的湿度是显著影响因素,湿度的变化可引起迁移区离子反应机理以及迁移过程的变化。该文研究了干燥条件下痕量硫化氢的定量检测方法,确定了DF=33%时的检测线性范围与回归方程。利用PTFE管渗透作用,设定水浴温度为40～90℃,考察了不同含量水分对FAIMS检测硫化氢的影响。通过考察不同湿度下硫化氢的FAIMS特征谱图以及特征离子峰,研究了掺杂水分对于硫化氢谱峰峰值、补偿电压以及检测分辨率的影响。结果表明,FAIMS对于硫化氢的检测谱图清晰可见,能够准确定位其特征离子峰。随着气体中水分增多,不同分离电场下的产物离子峰峰值增大,说明湿度增大在一定程度上提高了灵敏度,DF=35%时的检出限为1.43×10~(-3) mg/m~3。     

基于离子液体的双水相体系的分离机理及应用

离子液体由于具有非挥发性、低毒、不易燃、热稳定性及化学稳定性高等优势,被认为是可替代传统有机溶剂的"绿色溶剂",在双水相体系构建方面得到了广泛应用。基于离子液体的双水相体系在生物大分子及有机化合物萃取分离方面具有独特优势,如萃取快速,操作简单,不需使用有害有机溶剂及复杂设备,易于规模化且生物兼容性好。该文综述了基于离子液体的双水相体系的两相分离机理及其在有机小分子及生物样品萃取纯化中的应用。并在此基础上讨论了离子液体双水相体系的优势、缺点以及未来发展趋势。     

一种蒽醌类荧光探针的合成及对氟离子的检测性能

以1,4-二羟基蒽醌为荧光团,叔丁基二甲基氯硅烷为识别基团,设计合成了新型氟离子探针分子1,4-二-(叔丁基-二甲基-硅氧基) 蒽醌(AQTB1),其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和MS(ESI)表征。采用FL和UV-Vis详细研究了响应时间、溶液pH值、干扰离子、氟离子浓度对探针AQTB1检测性能的影响。结果表明：探针AQTB1在pH=3~12的缓冲溶液中,实现了对氟离子的高效检测,并不受干扰离子影响。通过FL, IR和MS(ESI)对探针AQTB1检测机理进行研究,结果表明：加入氟离子后,探针分子中的Si-O键断裂,荧光较弱的AQTB1转化为荧光较强的1,4-二羟基蒽醌,实现氟离子的精确定量。实际样品分析实验中,3种不同水样中氟离子的加标回收率为88.0%～109.5%,相对标准偏差(RSD)低于8.5%。     

稀土配位聚合物荧光探针的制备及其对痕量汞离子的检测

以稀土金属铽离子为发光中心离子,鸟苷酸(GMP）为配体制备得到了能够发射绿色荧光的稀土配位聚合物。并通过加入小牛胸腺DNA溶液进一步增强荧光强度,形成“turn-on”荧光类型的稀土配合物,利用汞离子与小牛胸腺DNA的结合以及与配体GMP的相互作用使荧光猝灭,形成“turn-on-off”类型稀土荧光探针,实现了汞离子的检测。Hg2+质量浓度在50~1 200 μg·L-1范围内与体系荧光强度变化程度呈线性关系(I0-I）/I0=0.000 2C+0010 7,相关系数(r2）为0.991 5,检出限为1.5 μg·L-1,相对标准偏差(RSD)为2.3%。对河水中Hg2+进行加标回收检测,回收率为98.1%~99.8%,RSD为0.28%~1.9%。     

锂离子电池多孔电极理论的回顾与新思考

本文总结了Newman多孔电极理论的基本内容,提出若干改进思路. 提出基于离子-空穴耦合传输机制描述浓电解质中的离子输运过程,在此基础上引入离子-电子耦合转移反应的思想处理电极材料中的离子传输问题,并通过计算嵌锂材料的离子扩散系数验证其合理性. 总结了描述多孔电极多尺度结构的相关理论和技术,表明均质化方法和基于结构重建的介观模拟方法均能给出比较合理的有效输运参数,从而提高多孔电极理论模拟结果的准确性.     

胶体离子超容电池体系中的尺度与反应

寻求兼具高能量密度和高功率密度的储能器件是电化学储能领域一直以来的发展目标,也是应对全球能源危机发展可再生能源的有效举措.胶体离子超容电池体系基于电极材料水平上的创新,将电池的高能量密度和超级电容器的高功率密度及长循环寿命集结于一体,是极具发展前景的一种新型储能体系.胶体离子超容电池体系的优异电化学性能源于其活性物质的多尺度与反应特性,这要求从微观上的化学尺度到宏观上的器件系统尺度对整个电化学单元实现多尺度调控以及复杂的原位耦合反应设计.在前期工作的基础上,从尺度和反应两个重要方面重新审视胶体离子超容电池体系产生优异电化学性能的本质.