NaBH4还原改性TiO2(B)及光催化性能研究

以TiCl₄为原料,在（CH₂OH）₂溶液中通过一步水热法制备单斜相二氧化钛[TiO₂(B)]。使用不同质量含量NaBH₄对TiO₂(B)进行还原改性,调控其内含Ti³⁺的浓度,合成了含Ti³⁺的TiO₂(B)-NaBH₄X样品。采用X射线衍射仪（X-ray diffraction,XRD）、拉曼光谱仪（Raman spectroscopy）、紫外-可见漫反射光谱仪（UV-visible diffuse reflectance spectroscopy,UV-DRS）、X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）对材料进行表征。改性后TiO₂(B)-NaBH₄X样品保持其原有晶体结构,并未发生相变,仅有结晶度的改变。原始TiO₂(B)禁带宽度为3.15 eV,通过改性,Ti³⁺的存在改变了禁带宽度,成功地将禁带宽度降低到2.82 eV,将吸光区域扩展到可见光区域。通过可见光光催化分解水制氢与可见光降解甲基橙试验,确立了TiO₂(B)-NaBH₄3样品有最好的可见光光催化活性,产氢速率达到0.58 μmol·h^-1·g^-1,6 h降解率达到40%。     

TiO2/CB-NiCo2O4修饰玻碳电极的制备及其对葡萄糖的电化学测定

利用低温下的水化学生长法合成了镍钴氧化物（NiCo₂O₄）纳米针,因其自组装而表现出立方晶相,再用二氧化钛/炭黑（TiO₂/CB）对NiCo₂O₄表面进行了改性,合成了TiO₂/CB-NiCo₂O₄复合纳米材料.用X射线光电子能谱仪（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱仪（EDX）图谱对材料的形貌进行了表征,运用循环伏安法（CV）、时间-电流（i-t）曲线法考察了TiO₂/CB-NiCo₂O₄修饰玻碳电极的电化学行为.实验发现：TiO₂/CB-NiCo₂O₄修饰电极对葡萄糖的氧化有良好的电催化性能,其线性范围为0.001~1.780 mmol·L^-1,检测限为0.53 μmol·L^-1（信噪比S/N=3）.将该法用于实际样品中葡萄糖的测定,结果令人满意.     

基于透明微针拉曼原位检测H2O2

在聚甲基丙烯酸甲酯-微针（PMMA-MNs）阵列上修饰聚多巴胺（PDA）层,通过离心技术将金纳米粒子（Au NPs）组装在MNs表面,构建纳米金@聚多巴胺@聚甲基丙烯酸甲酯微针阵列（Au@PDA@MNs）.Au@PDA@MNs有强表面增强拉曼散射（SERS）效应,以罗丹明6G（R6G）作为拉曼探针,在10^-4~10^-8 mol·L^-1的范围内有良好的线性响应,检测限（LOD）可达3.1×10^-10 mol·L^-1.为了检测过氧化氢（H₂O₂）,4-巯基苯硼酸（4-MPBA）被修饰在Au@PDA@MNs上以构建功能化的MNs.利用4-MPBA分子氧化生成4-羟基硫代苯酚（4-HTP）和MNs的透光性,基于1 000 cm^-1和1 068 cm^-1处拉曼强度比（I_{1 000}/I_{1 068}）的变化,完成了H₂O₂的拉曼定量检测,I_{1 000}/I_{1 068}的变化与H₂O₂浓度成定量关系.线性响应范围为10~2 000 μmol·L^-1,LOD为0.93 μmol·L^-1.MNs和SERS技术的结合为确定具有短半衰期和弱拉曼信号的疾病相关生物标志物开辟了一条新途径.     

氨化改性Sr2Ta2O7/SrTa4O11光催化剂用于光电催化性能研究

以钽酸锶同素异质结Sr₂Ta₂O₇/SrTa₄O₁₁（STO）为原始材料,采用高温氨化法对原始材料做氮掺杂改性处理,得到了新型氮掺杂钽酸锶同素异质结材料Sr₂Ta₂O_7-xN_x/SrTa₄O_11-xN_x(STO-N),并对其光电催化性能进行研究。结果显示,对比改性前的STO,STO-N具有更强的可见光吸收能力。紫外可见漫反射光谱证明,氮掺杂使得STO的吸收阈值从319 nm红移到485 nm,相应的带隙由3.97 eV减小到2.51 eV,这主要是由于N 2p和O 2p轨道的混合作用导致价带顶部上移。性能测试结果表明：STO-N₂₀的光电催化性能提升最为显著,在施加0.7 V偏压下,STO-N₂₀电极测得的光电流密度达到了570 nA/cm²,是STO电极的光电流密度（8.6 nA/cm²）的66倍。根据推算出的STO及STO-N₂₀的能带结构可知,STO-N₂₀性能提升的原因是禁带宽度变窄。     

Alkalibacterium sp. SL3中α-半乳糖苷酶基因的克隆、表达和性质研究

以大布苏盐碱湖分离菌Alkalibacterium sp. SL3的DNA为模板,利用PCR扩增α-半乳糖苷酶基因(galSL3),构建重组质粒pET-22b-galSL3,转化至大肠杆菌BL21（DE3）诱导表达重组酶（rGalSL3）. 通过镍柱亲和层析分离纯化重组酶,并对纯化的重组酶进行性质研究. 研究表明,纯酶rGalSL3最适pH值为5.5,最适温度为55℃;该酶在pH值 5.0~10.0保持90%以上的剩余酶活,在50℃有非常好的热稳定性. 在0~1.5mol·L^-1 NaCl溶液中该酶的酶活基本不受影响,在3.0mol·L^-1 NaCl溶液中有很好的稳定性. Pb²⁺、Ca²⁺、Co²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Triton-100和β-mercaptoethanol等对重组酶的活性有明显的促进作用. 该酶水解对硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷的K_m、v_max和k_cat分别为(2.64±0.02)μmol·mL^-1、(454.55±0.59)μmol·(mg·min)^-1和(347.73±1.27)s^-1. 重组酶可水解蜜二糖和棉籽糖,不能水解瓜尔豆胶.     

氮化碳自组装包裹对SnO2TiO2复合锂离子电池负极材料电化学性能的影响

通过简单的石墨相氮化碳(g-C₃N₄)纳米片自组装沉积法,制备了g-C₃N₄包裹的SnO₂-TiO₂纳米复合材料.扫描电子显微镜观察显示,g-C₃N₄均匀地包裹在SnO₂-TiO₂纳米颗粒上.SnO₂-TiO₂-C₃N₄纳米复合材料被用作锂离子电池的负极材料,在0.2C的倍率下循环20次后,比容量达到380.2 mA·h·g^-1,明显高于未经g-C₃N₄包裹的纯的SnO₂(51.6 mA·h·g^-1)和SnO₂-TiO₂纳米复合材料.在0.1~0.5C的倍率充放电测试中,SnO₂-TiO₂-C₃N₄纳米复合材料的比容量仅从490 mA·h·g^-1衰减到330 mA·h·g^-1,高倍率下抗衰减性能优于同类材料.材料优异的电化学性能归功于g-C₃N₄的包裹处理,这不仅增强了固体电解质界面(SEI)的稳定性,也抑制了锂离子嵌入-脱出时SnO₂和TiO₂纳米颗粒的体积变化.     

Mn掺杂CuCrO2纳米粉体的室温铁磁性

利用固相反应与球磨相结合的方法,制备了(Cu_1-xMn_x)CrO₂ (0≤x≤6 at%) 和 Cu(Cr_1-yMn_y)O₂ (0≤y≤6 at%)两个系列的纳米粉体.结果表明,所有样品都具有3R-CuCrO₂铜铁矿单相结构.晶格膨胀说明Mn离子已分别固溶到(Cu_1-xMn_x)CrO₂的Cu亚晶格中和Cu(Cr_1-yMn_y)O₂的Cr亚晶格中,这在X射线光电子能谱的分析中得到了进一步的证实.B位Mn掺杂样品具有室温铁磁性,磁性源于Cr³⁺-Mn³⁺离子对间以空穴为媒介的双交换相互作用.CuMO₂(M=Cr,Mn)铜铁矿纳米粉体的饱和磁化强度比文献值高出约一个数量级,并随着Mn含量的增大而逐渐减小,主要受到3个因素的共同影响:M-M离子对数目、M-M离子间距及空穴浓度.     

配合物H2 2 ·H2O 的合成新途径

以苯并咪唑和MoO₃等为原料合成得到一个含有Mo—N 键的新型配合物H_{2 2} ·H₂O(bim代表苯并咪唑),并通过红外光谱和单晶X-射线衍射等方法确定了其晶体结构. 结构分析表明:该晶体属于单斜晶系,P2(1)/n空间群. 晶胞参数: a =1.3882(14) nm, b = 1.3927(14) nm, c =1.5940(16) nm,α =     

含α，β-不饱和酮的新的环金属钌配合物的合成及其对HSO3-的识别

将 4-(2-吡啶基) 苯乙酮与 3-醛基-7-N, N-二乙基氨基香豆素缩合反应, 获得了具有α,β-不饱和酮结构的C,N-配体(1) ,再将该配体与[Ru(cycme) Cl₂]₂和 2,2''-二联吡啶反应, 得到了具有 α,β-不饱和酮的环金属钌配合物(2) ,并通过¹H NMR, MS 和紫外-可见吸收光谱表征了其结构．结果表明: 该配合物的最大吸收峰位于 475 nm,其摩尔消光系数达到 5.2×10⁴ mol^-1 ·L·cm^-1 ; 在 PBS 缓 冲溶液中, 可选择性识别 HSO₃^-, 对 HSO₃^-检测限为37 μmol /L.     

保E*关系且方向保序严格部分一一变换半群的秩

设X为有限集合,E为X上的等价关系,令SOPI_E^*(X)为X 上的所有保E^*关系且方向保序严格部分一一变换构成的半群. 为了讨论此变换半群的秩,引入了新的等价关系从而得到新的等价类. 通过对等价类的分析得到了半群SOPI_E^*(X)的秩.     

硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀下水泥土力学性质试验研究

为研究硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀下水泥土的力学性质,将制备的水泥土试块置于不同浓度的硫酸铵和硫酸钠溶液中进行长期(150 d)浸泡,通过无侧限抗压强度试验,得到无侧限抗压强度随侵蚀溶液浓度和侵蚀时间的变化规律,分析硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀对水泥土力学性质的影响。研究结果表明:硫酸铵和硫酸钠溶液对水泥土均具有侵蚀作用,浓度越大,侵蚀越显著;浸泡时间越久,侵蚀越明显;在侵蚀早期,硫酸钠浓度在一定范围内对水泥土的抗压强度增长有利,在短期内硫酸钠溶液可以提高水泥土试块无侧限抗压强度;在相同SO_4~(2-)浓度下,硫酸铵溶液侵蚀下的水泥土抗压强度要低于硫酸钠溶液侵蚀下的抗压强度,铵盐会对水泥土的力学性质产生影响;硫酸盐对水泥土的侵蚀作用要远大于铵盐对水泥土侵蚀作用。     

ZrAl4 C4、Zr2 Al4 C5和Zr3 Al4 C6结构、弹性和电子性质对比

采用第一性原理方法,对比研究了Zr-Al-C体系纳米层状化合物ZrAl₄C₄、Zr₂Al₄C₅和Zr₃Al₄C₆的结构、弹性和电子性质,并探寻其规律性。结果表明：从晶体结构角度分析,三种材料均可看作由(ZrC)和(Al₄C₃)两个独立单元以不同比例组合而成,可统一表示为(ZrC)_nAl₄C₃(n=1,2,3),且三者的晶格常数a值近似相等,晶格常数c随着ZrC含量的增大而变大。三种化合物弹性性质中,体模量、剪切模量、杨氏模量的大小关系满足：ZrAl₄C₄< Zr₂Al₄C₅< Zr₃Al₄C₆。通过对三者电子态密度和Mulliken布局分析得到,ZrAl₄C₄、Zr₂Al₄C₅和Zr₃Al₄C₆均具有金属键、离子键和共价键的特征,且Zr-C键强于Al-C键,从微观电子角度解释了在(ZrC)_nAl₄C₃(n=1,2,3)体系中Zr-C键含量越高则对应材料的体模量、剪切模量、杨氏模量等弹性性质越大。本文计算结果与已有实验值和理论值吻合较好。     

CF4/N2混合物替代SF6/N2的可行性研究

SF6具有良好的绝缘强度,但其全球温室效应指数(GWP)是二氧化碳的23 900倍,因此有必要寻找一种环境友好的绝缘气体替代SF6。从绝缘性能、协同效应和GWP三方面研究了CF_4/N_2混合物替代SF6气体的可行性。研究结果表明:CF_4/N_2混合物的工频击穿电压随气压的升高出现饱和现象;80%CF_4/N_2混合物为最佳混合比例,其绝缘性能约为同条件下纯SF6击穿电压的65%;CF_4/N_2混合物具有协同效应,协同系数在0.2~0.59之间,和SF_6/N_2的协同系数接近;CF_4/N_2混合气体的GWP值随着气体的混合比呈线性关系,80%CF_4/N_2混合物的GWP值比SF_6/N_2低很多。因此,综合考虑绝缘性能、协同效应和GWP,80%CF_4/N_2混合物有希望替代SF_6/N_2气体用于气体绝缘。     

电动汽车用锰酸锂与磷酸铁锂动力电池性能比较分析

尖晶石锰酸锂和橄榄石磷酸铁锂离子电池是当前电动汽车用动力电池的主体,采用实验比较研究的方法,对比了两种动力电池正极材料电化学特性,研究了两种材料制备成动力电池的能量密度、功率密度、温度特性、循环寿命以及应用特性.结果表明:除低温性能和功率密度外,磷酸铁锂动力电池在其他方面的性能均优于锰酸锂动力电池.     

钴掺杂Mn3O4作为模板制备锂离子电池正极LiMn2O4

以水热合成的钴掺杂Mn₃O₄作为模板,通过固相反应制备尖晶石LiMn₂O₄。XRD谱图和SEM照片显示制备的LiMn₂O₄具有岩石状结构并呈现良好的结晶性,同时Co的引入能够引起LiMn₂O₄晶格的收缩。作为锂离子电池正极材料,Co含量的增加能够提高循环稳定性但降低材料放电比容量,3% Co掺杂的LiMn₂O₄在0.5 C的电流密度下,经过100次循环后,剩余放电比容量达101.6 mAh·g^-1;在10 C的电流密度下,放电比容量可维持在81.0 mAh·g^-1,优于未掺杂的LiMn₂O₄。这是由于Co的引入能够稳定LiMn₂O₄晶体结构并抑制循环中的姜-泰勒扭曲。     

红外CH4检测仪

基于朗伯-比尔吸收定律,设计具有新型光路和电路结构的便携式红外CH4气体检测仪.该仪器具有智能化、低功耗和低成本等特点,可以应用于矿山、冶金、化工、石油、机械等工业和环境保护中.     

烟酸钕Nd2(C5H4NCOO)6(H2O4的晶体结构

从ＬｎＡｌａＮＡ溶液（Ｌｎ＝Ｎｄ,Ａｌａ＝Ｌ－丙氨酸,ＮＡ＝烟酸）中得到烟酸钕晶体,其晶体结构用四元Ｘ射线衍射技术测定。化合物为二聚体结构,属单斜晶系,Ｐ２１／ｃ空间群,晶胞参数：ａ＝９．６８６（２）,ｂ＝１１．９９６９（１１）,ｃ＝１７．２２０６（１３）,β＝９２．５５０（９）°,Ｖ＝１９９９．２（４）３,Ｚ＝２,Ｄｃ＝１．８１６ｍｇ／ｍ３。Ｎｄ配位数为８,配位多面体为畸变四方反棱柱。     

微量Ag_3PO_4改性g-C_3N_4的可见光催化活性研究

采用一种简易方法制备了较低Ag3PO4含量的Ag3PO4/g-C3N4复合可见光催化剂,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)和X射线光电子能谱(XPS)等对Ag3PO4/gC3N4进行了系统分析与表征。通过在Ag3PO4/g-C3N4存在条件下甲基橙的光降解反应,考察该催化剂的可见光催化活性。结果表明,所制备的复合材料中确实存在Ag3PO4,Ag3PO4的引入对gC3N4晶型结构没有明显的影响,但显著提高了其在可见光区的吸收能力和光生电子/空穴对的分离效率,提高了其可见光催化活性。     

新型有效的PEG1000-DAIL[BF4]/Fe2(SO4)3均相催化氯化苄水解反应

在离子液体PEG₁₀₀₀-DAIL[BF₄]、甲苯和Fe₂(SO₄)₃组成的温控两相催化体系作用下,氯化苄的均相催化水解反应能够高效地进行,在110 ℃搅拌反应40 min,产物苯甲醇收率高达96%.该新方法收率高,操作简单,催化体系可以较好地回收循环使用而且催化活性基本保持不变.同时,对水解反应的机理和温控两相催化的过程也进行了阐述.     

二维磁性NbSi2N4-WSi2N4-NbSi2N4异质结的光生电流效应

采用量子输运方法研究了二维（2D）磁性NbSi₂N₄-WSi₂N₄-NbSi₂N₄面内异质结的光生电流效应.该异质结具有C_2v非空间反演对称性,在可见光范围内,用线偏光垂直及倾斜照射时,均能激发显著的光生电流效应,产生自旋极化且偏振敏感的光电流.光电流与偏振角（θ）和入射角（α）均为余弦依赖（cos（2θ）,cos（2α））关系.两种照射方式下均能产生纯自旋流及完全自旋极化的光电流.在垂直照射时,能取得完美的自旋阀效应.这些结果表明,二维磁性NbSi₂N₄-WSi₂N₄-NbSi₂N₄异质结在低能耗自旋电子学及低维光电探测领域具有应用潜力.