聚电解质燃料电池中的质子交换膜研究进展

聚电解质燃料电池(polyelectrolyte fuel cells, PEFCs)是汽车、固定式和便携式应用中极具前途的可清洁发电设备.质子交换膜是PEFCs中的重要组成部分之一.它在电池中起着阻隔燃料、传递质子的作用,其性能的优劣会直接影响PEFCs高效、稳定的运行.本综述主要总结了近20年质子交换膜的发展历程,从PEFCs的工作原理出发,首先引出质子交换膜在PEFCs中的重要作用,然后考察了质子交换膜的结构特点及其应用于PEFCs的传质特性.重点强调了质子交换膜结构对低温PEFCs性能的影响,主要包括全氟质子交换膜、含氟质子交换膜和非氟质子交换膜,以及近期开发的新一代质子交换膜.在低温质子交换膜的基础之上,还针对高温PEFCs介绍了高温质子交换膜的发展和面临的挑战.最后,展望并预测了未来质子交换膜的发展方向.     

质子会衰变吗?

自然界中的自由中子是不稳定的,可以衰变成质子,同时放出一个电子和一个中微子,平均衰变寿命大概是15 min,可是到目前为止并没有观察到质子衰变.本文从粒子物理标准模型(夸克、轻子、希格斯粒子为基本粒子和它们之间基本相互作用)出发,讨论了质子衰变的可能性.建立在标准模型基础上的大统一模型给出了质子寿命的下限.文章同时介绍了目前实验给出的质子衰变寿命下限.     

高岭石／甲酰胺插层的^1H魔角旋转核磁共振谱

应用高转速^1H魔角旋转核磁共振技术,区分高岭石结构中的内羟基和内表面羟基,研究高岭石／甲酰胺插层机理,内羟基质子的化学位移δ＝－1.3--0.9,内表面羟基δ－2.4-3.0,高岭石／甲酰胺插层复合物的^1H核磁共振谱出现3个质子峰,内表面羟基与甲酰胺羰基形成氢键后质子峰向高场方向位移至δ＝2.3-2.7;由于氨基质子在高岭石复三方孔洞的嵌入,在氨基质子与内羟基质子之间产生范德华效应,使内羟基质子峰向低场方向位移至δ＝－0.3,插层作用产生的附加质子峰为δ=5.4-5.6,归属于与高岭石四面体氧原子形成氢键的氨基质子。     

稳定核素分布的整数律

一、新的原子核图原子核都由一定数目的质子和中子(统称为核子)组成。在以质子数Z、中子数N或质子数Z、核子数A为坐标的原子核分布图中,核素稳定区呈窄长条形,稳定线是一条斜度渐增的折线。这种图常需分幅绘制,使用不太方     

参与还原型H~+-ATP酶光活化的质子梯度

水的氧化和还原质醌(reduced plastoquinone, PQH_2)的氧化所释放的质子(proton,H~+)用于膜上腺苷三磷酸(adenosine triphosphate, ATP)酶复合体催化的ATP形成。而质子从产生部位到ATP酶复合体膜内质子通路(proton channel, CF_0)的传导途径还没有定论。Mitchell曾提出化学渗透假说,认为膜内外水相质子浓度差或非区域化质子梯度偶     

溶液中竹红菌甲素的结构异构化

竹红菌甲素(简称HA)是一种新发现的苝醌衍生物,其结构之一已被确定为HAb。在HA的~1H NMR中酚羟基质子的化学位移为16ppm左右,母环上质子化学位移在6.6ppm左右,介于芳香型质子和醌型质子,如     

质子的奥秘

人类利用原子能已有半个世纪的历史了。原子核中包藏着质子和中子,也是任何一个初中生都了解的知识。质子有多大?约10~(-15)m。它是如此微小,长期以来人们把它看成是一种像电子那样的、不可分的基本粒子。直到1964年,美国科学家盖尔曼提出夸克模型,认为质子是由3个夸克所组成。这是人类对自然界认识的又一个突破。5年后,美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)的科学家,利用其3公里长的加速器所发出的高能电子,轰击质子靶,结果有一个意外的发现:若把质子比作一个微球,那么现在他们看到,质子的电荷并非均匀地,而是成块状地分布在这个球体上,     

窥探质子深处

窥探质子深处研究人员通过德国汉堡的强子电子环形加速器（ＨＥＲＡ）发现，质子内部显示出特有的团块状，而且，它们与单个的夸克和胶子不同．电子和质子的高能量的冲撞结果表明，电子有时深入到质子的内部碰撞到深藏在质子中的一种新的粒子．“这是我们所没有料到的，’...     

激光加速质子束肿瘤治疗研究现状与展望

质子放射治疗是现代癌症治疗的重要手段之一,由于其精确的靶区剂量递送和良好疗效而得到了广泛的关注.基于高功率激光器的激光质子加速技术有望通过小型化和低复杂度等优势为质子治疗提供具有竞争力的加速方案.同时,激光质子束还具有宽能谱、超高瞬态流强和超短脉冲等特点,为探究超高剂量率放疗导致的生物学效应及可能的优势提供了有利的研究条件.在过去的数年里,我们借助北京大学紧凑型激光等离子体加速器以及在建的北京激光加速创新中心实验平台,陆续开展了涵盖激光质子加速、束流传输控制、辐射生物学和免疫学等方面的理论与实验研究,以探讨激光质子放疗的可行性与优势.本文从这些方面对国内外前沿研究进行了总结,并着重探讨了剂量递送与生物学效应方面的研究进展和面临的问题,最后对激光质子放疗的未来发展前景进行了讨论和展望.     

高岭石/甲酰胺插层的1H 魔角旋转核磁共振谱

应用高转速的¹H 魔角旋转核磁共振技术, 区分高岭石结构中的内羟基和内表面羟基, 研究高岭石/甲酰胺插层机理. 内羟基质子的化学位移δ = -1.3~-0.9, 内表面羟基δ = 2.4~3.0. 高岭石/甲酰胺插层复合物的¹H 核磁共振谱出现3个质子峰, 内表面羟基与甲酰胺羰基形成氢键后质子峰向高场方向位移至δ = 2.3~2.7; 由于氨基质子在高岭石复三方孔洞的嵌入, 在氨基质子与内羟基质子之间产生范德华效应, 使内羟基质子峰向低场方向位移至δ = -0.3. 插层作用产生的附加质子峰为δ = 5.4~5.6, 归属于与高岭石四面体氧原子形成氢键的氨基质子.     

质子放射疗法：天使到人间

随着一种新型仪器的面世,质子放射治疗将使更多的癌症患者受益……一种能够产生高能质子射线的新型仪器将使更多的癌症患者接受质子放射治疗。新仪器的开发工作正在美国劳伦斯·利弗莫     

质子会衰变吗?

我们周围的一切物质都是由原子组成的.原子内部含有质子.质子长期以来被看作是永久不变的东西.质子果真是稳定不变的吗?这是目前物理学界正在研究的一个重大课题.多年前我们就提出过粒子缓慢演化的猜想.近几年来,国外许多理论物理学家从大统一理论的角度纷纷提出质子衰变的预言,还定量地预测质子的寿命约为10~(31)～10~(32)年.最近,许多     

质子放射治疗:天使到人间

一种能够产生高能质子射线的新型仪器将使更多的癌症患者接受质子放射治疗.新仪器的开发工作正在美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)顺利进行.与美国各地医疗中心现有的6台质子治疗仪器相比,新仪器的体积、成本将只有旧机型的五分之一.     

一类新的天然放射现象

天然放射现象是由于原子核里面力的不平衡而引起的。从根本上说来,核是由组成核的质子和中子间吸引的强力所束缚在一起的。然而,在质子间有一个排斥的静电力,它最终地限制核能够是多大。足够重的核,诸如具有很多质子的核,是以逐出荷电粒子而衰变的。这个现象是近一百年前为贝克勒耳所发现;逐出的粒子叫做α粒子,后来发现是两个质子和两个中子的束团,也就是氦~4原子的核。质子必定以束团的形式逐出,因为没有足够的能量把一个质子从与它最靠近的近邻撕开。在另一类衰变即核的裂变中,重核能够偶然地被分成两个接近相     

为使质子重离子放疗从利器走向“神器”——小记上海市质子重离子医院孙筠博士

<正>质子重离子治疗癌症是近些年的新玩意。3年前国内首家质子重离子医院在上海开张,媒体做了很多报道,引起社会关注,很多晚期肿瘤患者把这种治疗手段视为带来希望的治癌利器。对一般人来说,这种治疗方式蛮神秘的,我也比较好奇。年初的2017级启明星颁证暨交流活动上,来自上海市质子重离子医院(复旦大学附属肿瘤医院质子重离子中心)的     

水氧化释放质子与H~+-ATP酶复合体的CF_0之间的联系

光合电子传递链有两个释放质子的部位,一是位于类囊体膜内侧的光系统Ⅱ(PhotosystemⅡ,PSⅡ)放氧复合体氧化水时释放质子(H_(H_2O)~+),另一是与光系统Ⅰ(PhotosystemⅠ,PSⅠ)相联系的质醌(Plastoquinone,PQ)氧化还原跨膜携带质子在类囊体膜内侧释放(H_(PQH_2)~+).这些质子在经H~+-ATP酶复合体(CF_0-CF_1)的质子通道CF。流出时偶联ATP合成.但是,这些质子如何从它们的释放部位传导到CF_0(是经过类囊体腔内水相还是在膜上有专门的途     

自然信息

核子大小变化的迹象通常认为原子核是由质子与中子组成的。原子核的电荷分布可用褶合质子的空间分布与质子本身内部的电荷分布来计算。但是,在过去的几年里,这一观点经受了认真的反思。有几个实验明确地表明,自由核子的性质与在原子核内的是     

质子结构与质子自旋组成是什么?

质子结构是人们对物质深层次结构认识的最前沿,高能反应实验特别是电子质子深度非弹性散射实验的开展,推动了理论研究的不断深入,发展出量子色动力学基础上的部分子模型,成为描述质子结构的标准动力学图像,更新了人们对物质结构认识的观念,也为检验量子色动力学、研究其性质与应用方法提供了一个核心前沿基地,发展出因子化定理与共线展开等重要方法.而近年来实验对质子自旋结构、质子电磁半径的测量相继引发的"质子自旋之谜"与"质子半径之谜"等,更加激发了粒子物理与核物理学界的研究兴趣,对质子结构的研究也从简单的一维纵向运动深入到包括横动量和自旋依赖的三维情形,从单纯的数密度分布扩展到各类的自旋与动量关联函数,包括描述量子干涉效应在内的阶压低的高扭度分布函数,研究内容与研究方法不断地更新.近期新的实验基地,如美国电子离子对撞机等的建设更将推动该方向研究迎来快速发展的高峰期,我国规划中的相应的大科学装置也有望在该领域的研究中发挥重要作用.     

嗜盐细菌的紫膜分离

嗜盐细菌(Halobacteria)的细胞原生质膜含有一种特殊的组成部分,称作紫膜(Purple membrane)。它是由一种单纯类视紫蛋白和脂质组成的。紫膜可以吸收光能并定向转移质子横过膜,使膜两侧产生质子梯度,同时将所吸收的光能以质子梯度形式部分储存起来,用于合     

质子X萤光的非真空分析

质子X萤光分析,是七十年代初出现的先进分析手段。它利用质子束激发原子,测量由此产生的特征X射线,从而分析样品的元素成分和含量。在各种激发手段中,质子具有两个突出的优点:一是与原子相互作用的截面大;一是产生与特征X射线相干扰的轫致辐射的机率小。这两个特点使质子X萤光分析的灵敏度占各类方法的首位。它的灵敏度比电子扫描显微镜要高一百到一万倍;它能同时分析几十种元素,