Fe(Ⅱ)介导针铁矿活化氧气催化As(Ⅲ)氧化过程与作用机制

水稻土砷形态转化是影响水稻砷累积的关键因素,其中铁矿物在砷的环境化学行为中扮演着重要的角色.本文以针铁矿为对象,模拟稻田土壤根际圈反应体系,考察Fe(Ⅱ)介导针铁矿固定和氧化As(Ⅲ)的过程及其作用机制.结果表明,针铁矿在有氧条件下对Fe(Ⅱ)催化氧化As(Ⅲ)具有显著的促进作用; As(Ⅴ)含量随着针铁矿投加量和Fe(Ⅱ)初始浓度的增加而提高,生成的As(Ⅴ)主要位于固相上.一方面,吸附态Fe(Ⅱ)可能直接活化氧气产生活性氧物种进而促进As(Ⅲ)氧化;另一方面,针铁矿上的氧空位可能通过促进Fe(Ⅱ)活化氧气产生的H_2O_2的分解以及Fe(Ⅱ)循环进一步促进As(Ⅲ)氧化.进一步研究发现,·O_2~-和H_2O_2是As(Ⅲ)氧化的主要活性物种.本研究的发现对于土壤砷形态调控及污染防控具有重要的理论指导意义.     

利用微粒过滤器同时催化去除柴油机微粒和NOx

通过在柴油机微粒过滤器(DPF)上涂覆复合金属氧化物催化剂Cu0.95K0.05Fe2O4,对同时催化去除柴油机排放的NOx和微粒(PM)反应特性及机理进行了研究.在程序升温反应过程中观察到NOx的还原和CO2的形成出现在相同的温度范围内,证实了在柴油机排气氧化气氛中同时去除NOx和PM反应的发生.柴油机微粒中的可溶有机成分(SOF)和固体碳粒(soot)分别在较低的温度和较高的温度下还原NOx,NOx浓度降低了18％左右.在催化剂作用下,PM的燃烧温度下降了150℃以上.微粒在不同气氛中的催化氧化燃烧活性为NO O2>O2>NO.该方法集PM的捕集、PM的氧化燃烧和NOx的还原等功能于一体,是一种有发展前途的柴油机排放后处理新技术.     

β-Sn超细微粉的制备及热稳定性研究

超细微粉的研究是当前材料科学发展的前沿,它在催化剂、粉末冶金和生物医学等高科技领域有巨大的应用潜力,日益引起人们的重视.用气相蒸发的方法,现在已制出Fe,Co,Ni及其合金的超细微粉,并用多种方法进行了研究.但是,对金属Sn的超细微粉研究却一直未有大的进展.我们除使用差热分析(DTA)、热重分析(TGA)、X射线衍射、透射电子显微镜(TEM)以外,还采用穆斯堡尔效应(ME)这一微观探测工具,对β-Sn超细微粉在空气中的热稳定性能和氧化行为,以及微粉中β-Sn及其氧化物的局域特性进行了研究,并与大块材料(bulk)进行了比较.     

Fe—Sb—Te氧化物及Bi_3FeMo_2O_(12)催化剂在丙烯氧化中的催化行为

丙烯选择催化氧化生成丙烯醛是个重要的化学反应。我们对Fe—Sb—Te氧化物(1)和Bi_3FeMo_2O_(12)(2)催化剂进行较详细地研究了此反应的动力学与机理。     

新型高簇合度混合价Mo~Ⅴ-Mo~（Ⅵ）杂多化合物Na_3H_3[H_8Mo_(57)Fe_6~ⅡO_(185)(NO)_6(H_2O)_6(MoO)_2]·81H_2O的合成方法和晶体结构

高聚金属多氧体系的成因和机理目前仍是一个极具挑战性的问题.最近,我们报道了迄今聚合度最大的两个分立多酸体系的合成和晶体结构,它们是含混合价钼和钒(Ⅵ)铁(Ⅲ)的新型杂簇体系,其Mo:V比和Mo:Fe比是57:6.这里,我们报道另一个含亚铁态且聚合度更高的新型杂簇合物Na_3H_3[H_8Mo_(57)Fe_6~(11)O_(185)(NO)_6(H_2O)_6(MoO)_2]·81H_2O的晶体结构,其Mo:Fe比高达59:6.     

穆斯堡尔内转换电子法研究不锈钢在高温水中的氧化膜

穆斯堡尔内转换电子谱的研究是最近几年发展起来的一种新技术,它可以对样品表面进行无损分析。若用~(57)Fe作为穆斯堡尔源,可对铁及其合金的氧化膜厚度,结构、形成过程及腐蚀机理等进行研究。分析深度50(?)～300(?)。我们用此法对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢在高温水中腐蚀所形成的氧化膜进行了研究。试样是1毫米厚的薄片,置于以氦气加甲烷作工作气体的共振计数器内,用恒加速方式测量7.3千电子伏铁的内转换电     

先进氧化技术及其研究进展

先进氧化方法(技术)从源头在其化学反应过程中就制止了污染的产生,实现零污染、零废物排放.目前,先进氧化方法存在的问题,阻碍了先进氧化方法的发展及其在工程化应用方面的研究.文中着重介绍了强电离放电方法,把O2、H2O电离后,再按自由基结构,在分子层次上加工成OH、eaq-(水合电子)等自由基,自由基的产生浓度、产成量均能满足工程上应用水平.仅在1 s内把生物体、有机物氧化分解成CO2、H2O及微量无机盐;把无机污染物氧化成无害物质或者有用再生资源;剩余OH等自由基分解成H2O、O2.文中列举在治理海洋外来入侵有害生物、烟气资源化脱硫应用研究成功的事例,也简述了先进氧化特性、主要研究方向及其展望.     

取代基效应对吡啶氮氧化物氧转移活性的影响

脂肪胺氮氧化物特别是(CH_3)_3NO作为氧转移试剂已在金属有机合成中得到广泛应用,其反应动力学与机理近年来也进行了系统研究.相比之下,人们对氧化吡啶及有关的芳香胺氮氧化物作为氧转移试剂的了解却显得十分有限.有关其在金属有机化学中的应用研究未见文献报道.为此,本文选择了九种取代的吡啶氮氧化物作为氧转移试剂,以混配的金属羰基化合物[(η~5-C_5H_5)Fe(CO)_3]PF_6作为反应底物,研究了两者在外加配体PPh_3存在下发生氧原子转移反应的动力学与机理.定量比较了九种试剂的氧转移活性大小,考察了反应活性与取代基效应、试剂碱性、N—O键伸缩振动频率之间的关系.     

Cl与H2O在Fe (100)表面共吸附的稳定结构与电子特性

采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了Cl与H₂O共同吸附于Fe(100)晶面上的稳定几何结构与电子特性, 得出了Cl与H₂O在Fe(100)晶面上的最稳定吸附位置、相应的能量关系及表面电子结构特性. 研究结果表明, Cl与H₂O在Fe(100)晶面上的最稳定吸附位置为Cl在桥位, H₂O在顶位; Cl的存在使Fe(100)/(H₂O+Cl)共吸附体系能量升高, 表面功函数减小, H₂O与Fe(100)表面夹角增大, 基底表层Fe原子有明显的弛豫与再构现象发生, O 2p轨道在-5 eV附近有明显肩峰, Fe 3d轨道在费米能级附近电子态密度显著改变. 研究从几何结构和表面电子特性两方面说明了有Cl存在时表层Fe原子更趋于不稳定而易于失去电子.     

红枫湖沉积物—水界面Fe、Mn的分布和迁移特征

沉积物—水界面是天然水体中物质输送和交换的重要边界之一,对这一界面及其附近发生的各种物理、化学及生物等地球化学过程的研究已列入地球科学的前沿课题之一。在水环境中,Fe、Mn是典型的氧化还原敏感性元素,对其它微量元素及核素的地球化学循环起着一定的控制作用。一般认为,湖水中的Fe、Mn受氧化还原边界层的控制。但是,迄今为止,对于Fe、Mn在沉积物—水界面及其附近的地球化学行为所知甚少。为此,本文根据贵     

可溶液加工还原氧化石墨烯:制备、功能化、自组装及在智能信息器件中的应用

石墨烯作为一种苯结构无限延伸的纳米与介观分子,表现出多层次迥异的物理与化学特性.本文从机械剥离法制备的石墨烯的奇特物理性质追溯氧化石墨烯(GO)相关化学反应的开展,再到其共价/非共价功能化及应用,用分级化学的视角梳理了该领域的化学进展.重点论述了化学方法制备的氧化石墨烯及还原氧化石墨烯(rGO)在溶液分散态下的功能化方法和自组装结构.针对环境友好的可溶液加工GO/rGO工艺面临的问题,总结了纳米片分散性、片间相互作用及其薄膜工艺的相关进展,为研究其墨水配方、成膜工艺和薄膜微结构的控制提供了指导.最后在总结rGO薄膜材料相关研究进展的基础上,介绍了其在智能信息器件中的应用,并对存在的挑战性问题和未来研究方向提出自己的观点.     

氧化和还原处理对Fe:LiNbO_3晶体光折变效应的影响

光折变晶体是当前高科技领域,尤其是在国防、航天、通讯等领域中应用广泛的功能材料,可用作全息记录介质、相位共轭反射镜、放大器、光开关等,铌酸锂(LiNbO_3)是其中重要的一类.掺杂可以有效地改善LiNbO_3晶体的光折变性能,如掺镁可提高晶体的抗光损伤能力,掺铁可提高晶体的光折变灵敏度.适当的氧化和还原处理可以改变晶体中掺杂离子的价态和晶体中的缺陷分布,从而影响晶体的光折变性能.我们生长的Fe:LiNbO_3,经过氧化和还原处理后,晶体的光折变性能有较大变化.这里介绍了掺铁铌酸锂的氧化和还原处理工艺条件,研究了处理前后晶体光折变性能的变化,并对这种氧化、还原作用的机理进行了初步探讨.     

大气海洋物质交换中的铁硫耦合反馈机制

海洋表层水中的铁已被证明为某些大洋海区表层水生产力的限制因素. 1992年我们报道了在远洋气溶胶中检测到二价铁Fe(Ⅱ), 提出了大气海洋物质交换中的铁硫耦合反馈机制的假设. 最近在中国的沙尘暴样品中检测到了相当数量的Fe(Ⅱ), 其浓度高达1.8~4.3 mg·m^-3, 占总铁的1.4%~2.6%. 气溶胶中硫和铁在沙尘暴期间表现出明显的正相关. Fe, Fe(Ⅱ)和S无论在沙尘暴和非沙尘暴期间其浓度高峰均在粒径为1~3 mm的分级样品中. 在自然光照和紫外光照条件下, 加入三价铁后四价硫的氧化速度要比不加入分别快6.5和14倍. 气溶胶的Fe(Ⅲ)部分转化成Fe(Ⅱ)并产生OH·自由基把S(Ⅳ)氧化成硫酸盐这一过程, 可贡献北太平洋中部Midway岛地区所产生的非海盐硫酸盐气溶胶的约3%~20%. 上述结果进一步支持了铁硫耦合反馈机制的假设. 气溶胶中的Fe(Ⅲ)还原生成可为海洋表层生物吸收的Fe(Ⅱ). 海洋表层的浮游生物随二价铁的增加而增加, 导致其排放物二甲基硫(DMS)的增加. DMS的增加又导致海洋大气中S(Ⅳ)及硫酸盐气溶胶的增加, 从而又导致生物必需的二价铁的增加. 如此反复循环不已. 大气和海洋中的这一铁硫循环耦合反馈机制可能直接影响了全球气候变化.     

二乙氨基对氯苯丙酮(DPP)对小麦幼苗早期伤害作用的初步研究

β-烷基氨基苯丙酮原来是一类作用于神经系统的药物。后来发现其中有的化合物具杀菌作用。Schnenberger等人曾以几种皮肤致病真菌为受试菌株,研究了该药的杀菌机制。近几年来,我们在筛选工业循环冷却水系统中的杀菌灭藻剂的过程中,合成了该类药若干个同系物,并进行了杀菌灭藻机理的初步探讨,证明它们具有较好的杀菌灭藻效果。由于工业冷却水排放时不可避免地会进入水域或大田,因此,评价一种水处理药剂时,除     

古官瓷着色机理的中子活化分析和M(o)ssbauer谱研究

用中子活化分析(NAA)测量南宋官瓷釉中30种着色元素含量, 确定铁是主着色元素.用M(o)ssbauer谱确定了釉层中的铁是以结构铁的形式(Fe2+, Fe3+ )存在. 测定了各种颜色釉面的特征光谱的主波长与结构铁浓度(Fe2+/Fe3+)之间的定量关系. 揭示了南宋官瓷的着色机理.     

无氧气氛下Fe(OH)_2歧化产物的穆斯堡尔研究

自Schikorr提出了3Fe(OH_2)-→Fe_3O_4 2H_2O H_2↑反应之后,又有人对这个反应进行了研究。但上述报道都认为产生氢(H_2)的机理是不清楚的。Schrauzer推想氢气的产生一定和歧化过程中生成Fe~0有关。本文拟通过对无氧气氛下Fe(OH)_2歧化产物的穆斯堡尔研究,进一步研究Fe(OH)_2歧化过程中产生氢的机理。     

Nb(110)表面氧化的高分辨电子能量损失谱研究

金属铌及其氧化物是一类在催化、微电子学、陶瓷和光学玻璃等重要技术领域有广泛应用的新型材料.为揭示其表面结构及催化作用的本质,对铌表面的氧化过程曾进行过许多研究.这些研究表明:金属铌表面的氧化过程、氧化物种在表面的分布、氧化膜的化学计量关系和结构均与氧化过程的条件密切相关.由于铌的高活性及氧化物种的复杂性,文献中对氧化膜的结构和生成条件等许多基本问题仍有争论,高分辨电子能量损失谱(High resolution electronenergy loss spectroscopy,HREELS)是获得表面振动和结构信息的有力工具,但文献中尚未见有HREELS研究单晶铌表面O_2氧化的报道.本文以HREELS为主,辅以俄歇电子能谱(Auger electron spectroscopy,AES)和紫外光电子能谱(Ultraviolet photoelectron spectroscopy,UPS)等方法仔细考察了Nb(110)表面的氧化以及氧化膜的结构与吸附性质,获得了新的结果.     

古官瓷着色机理的中子活化分析和Mössbauer 谱研究

用中子活化分析(NAA)测量南宋官瓷釉中30种着色元素含量, 确定铁是主着色元素.用M(o)ssbauer谱确定了釉层中的铁是以结构铁的形式(Fe2+, Fe3+ )存在. 测定了各种颜色釉面的特征光谱的主波长与结构铁浓度(Fe2+/Fe3+)之间的定量关系. 揭示了南宋官瓷的着色机理.     

蜂毒肽对农作物病原菌的抑杀作用

采用牛津杯法和倍比稀释法研究了蜂毒肽对19种农作物病原菌和常见致病菌、基因工程菌的抑菌作用及其抑菌谱. 通过抑菌曲线分析蜂毒肽抑菌作用的影响因素. 利用SDS-PAGE、细胞流式仪及透射电子显微镜等方法研究蜂毒肽的抑杀菌机理. 结果表明, 蜂毒肽的抑菌谱广, 对细菌、真菌都有强烈杀伤作用, 并具有速效性; 抑菌效果受pH及温度等主要因素影响. 蜂毒肽抑菌作用机理表现在3个方面: 与细胞膜结合, 使细胞膜破裂, 细胞内容物外泄死亡; 抑制蛋白质的表达与合成, 并使细胞质固缩; 使菌体细胞滞留在Ⅰ(或G₁)期, 不能完成DNA复制从而抑制细胞分裂. 上述结果显示蜂毒肽具有成为速杀、高效、广谱生物农药的潜力.     

单分散羧基化Fe_3O_4磁性纳米粒子的制备及表征

单分散羧基功能化Fe3O4磁性纳米粒子在生物医学诊断、治疗的基础和应用研究中具有重要的意义.本文在制备油酸稳定的磁性纳米粒子基础上,利用高碘酸钠将其表面油酸充分氧化制备了单分散羧基化Fe3O4磁性纳米粒子.采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、热失重分析(TGA)、X射线粉末衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)等方法对Fe3O4磁性纳米粒子的形貌、大小、组成、磁强度以及分散性进行了表征.结果表明,该磁性纳米粒子在常温下有良好的超顺磁性,表面含有羧基,直径为12 nm,粒径均一,在水中分散良好.利用热重法和4-溴甲基-6,7-二甲氧基香豆素化学反应方法测定其羧基含量均在10-7 mol/mg数量级.