基于Pt-Au-MoS2-ITO传感器对于H2O2的还原检测

实验探究了二硫化钼（MoS₂）作为一种新型材料与贵金属纳米粒子金（Au）、铂（Pt）的复合基底对于过氧化氢（H₂O₂）的还原性检测,采用氧化铟锡导电玻璃（ITO）作为电极,制备出了基于Pt-Au-MoS₂-ITO的生物传感器,为H₂O₂还原性检测的便携性操作打下了基础.实验采用电化学沉积的方法制备材料,同时使用循环伏安（CV）法、计时电流法等传统电化学手段表征了传感器电化学性能,采用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）来表征传感器表面形貌.建立了用于H₂O₂还原检测的、具有高检测限、高灵敏度和宽检测范围的传感器.     

第一性原理研究MoS2的电子结构及光学性质

为了系统深入地研究MoS_2的电子能带结构和光电性质,基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,计算和分析了材料MoS_2的电子结构及其光学性质,给出了MoS_2的能带结构、光吸收谱、电子态密度、能量损失谱、反射谱、介电函数谱等光学性质。计算结果表明:体材料MoS_2的电子跃迁形式是非垂直跃迁,具有间接带隙的半导体材料,带隙宽为1.126 eV;价带和导带的形成是由Mo和S的价电子起作用产生的。通过分析其光学性质,发现MoS_2的介电函数的实部和虚部的峰值都出现在低能区,当光子能量的升高,介电函数值会缓慢降低;材料MoS_2对可见紫外区域的光子具有很强的吸收,最大吸收系数为3.17×105cm~(-1);MoS_2在能量为18.33eV位置出现了共振现象,其它区域内能量的损失值都趋于为0,说明电子之间共振非常微弱。这些光学性质奠定了该材料在制作微电子和光电子器件方面的作用,尤其是在紫外探测器应用方面有着潜在的应用前景,为未来对MoS_2材料的进一步研究提供理论参考。     

MoS2单晶薄膜的制备及生长机制研究

通过研究二维MoS₂薄膜的制备工艺参数以及生长规律,为过渡金属硫化物薄膜的制备工艺提供技术经验。采用化学气相沉积法,以MoO₃和S粉为前驱体,通过调控载气流速、保温时间和MoO₃的质量,制备一系列MoS₂薄膜。利用光学显微镜、拉曼光谱仪、光致发光光谱仪、原子力显微镜等测试设备对MoS₂薄膜的层数和结构进行表征;分析了工艺参数对MoS₂薄膜的影响,探索了中心成核的生长机制。结果表明,在载气流速为110 mL/min、保温时间为10 min、MoO₃的质量为2.5 mg的条件下,得到的MoS₂薄膜最优。同一衬底上存在不同厚度的连续的MoS₂薄膜。通过控制前驱体的比例和适当的工艺参数可以制备长度为100 μm甚至更大尺寸的单层MoS₂薄膜。     

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.     

MoS2/g-C3N4复合光催化剂的构建及其可见光催化性能研究

本研究通过水热合成法和超声法成功构建MoS₂/g-C₃N₄复合型光催化剂。通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱（IR）以及紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）表征技术对复合型催化剂的物理化学特性进行分析。以光催化降解罗丹明B（RhB）为探针反应,探究可见光下不同质量比的MoS₂/g-C₃N₄复合型光催化剂对RhB光催化降解性能的影响。实验结果表明,当MoS₂负载量为30%,光催化降解80 min时,10 mg/L的RhB溶液的降解率为96.7%。MoS₂/g-C₃N₄复合催化剂相比于纯的g-C₃N₄,MoS₂降解RhB的效果有显著地提高。光催化降解性能的提升归因于两半导体间MoS₂和g-C₃N₄异质结界面构筑,有效地抑制光生电子（e^-）和空穴（h⁺）的复合,从而提高复合型光催化剂MoS₂/g-C₃N₄的光催化性能。     

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。     

纳米Al2O3颗粒对Cu-Al2O3性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备纳米Al₂O₃颗粒,通过粉末冶金法制备氧化铝铜（Cu-Al₂O₃）。采用X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、洛氏硬度仪和涡流计分别测试了Cu-Al₂O₃的结合能、微观组织、硬度和导电率。结果表明：随Al₂O₃颗粒含量的增加,Cu-Al₂O₃的硬度先升高后降低,当Al₂O₃颗粒的质量分数达到0.084%时,Cu-Al₂O₃的硬度达到最大值75.73（HRB）。Cu-Al₂O₃的导电率随着Al₂O₃颗粒含量的增加逐渐下降。Al₂O₃颗粒的质量分数为0.084%时为最佳值,Cu-Al₂O₃的硬度达到最大值,导电率达到69.1% IACS。     

纳米Al2O3分离富集环境样品中的铊

 研究了纳米Al₂O₃对铊的吸附性能,考察了吸附热力学,最佳酸度和吸附容量.实验结果表明:在最佳pH条件下,铊定量、快速地被吸附在纳米Al₂O₃材料上;其2,20,40 ℃时最大吸附容量分别为4.44, 5.78, 6.28 mg·g^-1;等温吸附线呈现可逆的Langmuir吸附形式.吸附反应的焓变ΔH⁰和熵ΔS⁰均为正值,ΔG⁰为负值,说明该过程是自发的吸热反应.被吸附在纳米Al₂O₃上的金属离子能采用1.00 mL 0.25 mol·L^-1 HCl溶液定量洗脱, 其回收率达到98%.该法对铊的检出限为0.84 μg·L^-1,相对标准偏差(RSD)为2.4%, 已成功地应用于实际水样和多金属结核样品GBW07296的测定,分析结果令人满意.     

TiO2/SiO2/GQDs双层增透膜的制备及其在太阳能板中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了SiO₂ 和TiO₂ 纳米溶胶,采用水热法制备了石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）。为进一步提高光伏太阳能板的透光率,设计了一种TiO₂/SiO₂/GQDs双层增透膜结构。探究了薄膜的结构、自清洁性能和增透性能,并进一步讨论了GQDs在增透性中的作用。结果表明,SiO₂-TiO₂/TiO₂-GQDs结构的双层薄膜厚度为120 nm时,太阳能板上的光透过率由未涂敷的85%增加至95%。接触角实验和室外耐环境性能实验测试表明,复合膜层接触角为10°,并具有良好的亲水性和耐环境性能。此外,户外实验结果表明,涂覆该薄膜的太阳能电板发电效率提高6%。由此说明双层增透膜可有效地提高太阳能电池板的光能利用率和使用寿命,可高效地利用太阳能。     

Al2O3/WO3/ZrO2催化剂的制备及在酯交换反应中的研究

以松木为模板,采用模板法将不同含量的Al₂O₃添加到WO₃/ZrO₂复合氧化物中,采用X射线衍射、BET比表面积分析、拉曼光谱和NH₃等温吸附测试等手段对其进行表征,以评估其改进结果。将Al₂O₃/WO₃/ZrO₂催化剂应用到甲醇与乌桕油（非食用油）的酯交换反应中,在其他反应条件相同,Al₂O₃质量分数为3%时,生物柴油最高产率达到83.1%。结果表明：添加Al₂O₃稳定了ZrO₂的四方相结构,使得催化剂比表面积更大、孔数量增加;模板法制备的催化剂孔径分布均匀,WO₃呈高度分散无定型状态;引入Al₂O₃增加了WO₃/ZrO₂催化剂的中强酸性,对弱酸性和强酸性无明显改变。     

花状MoS2-Au复合纳米材料的合成及其对亚硝酸根的电化学测定

借助聚丙烯酸钠(PAAS)合成分散性良好的花状二硫化钼(MoS_2)结构,在MoS_2上原位(EDS)对该纳米复合材料进行了表征.研究发现:MoS2-Au修饰电极对亚硝酸盐(NO_2-)的电化学氧化具有良好的电催化活性.计时电流实验结果表明:外加电位为0.75 V时,亚硝酸根的氧化电流与亚硝酸根的物质的量浓度在3.92μmol·L~(-1)～9.260 mmol·L~(-1)线性范围内呈良好的线性关系,检测限为0.30μmol·L~(-1),信噪比为3.该法具有良好的选择性、稳定性和重现性.将其用于实际样品中微量亚硝酸根的测定,结果令人满意.     

O3/H2O2工艺控制太湖原水中致嗅氨基酸

针对太湖原水中氨基酸氯化消毒后可能引发的嗅味问题,采用太湖某水厂滤后水为研究对象,考察了O₃/H₂O₂深度处理工艺对水中致嗅氨基酸的去除效果及影响因素。结果表明滤后水中致嗅氨基酸占总游离氨基酸的81.6%,采用O₃/H₂O₂工艺降解致嗅氨基酸的最佳投量为1.5 mg·L^-1O₃和0.06 mM H₂O₂,去除率91.28%,致嗅氨基酸浓度降至484.62ng·L^-1,加氯消毒后几乎没有致嗅风险。水温10～30℃范围内,O₃/H₂O₂对致嗅氨基酸的去除率随温度升高而增大;pH=6～8范围内,去除率随p H的升高而增大。另外,该组合工艺较单独O₃/H₂O₂对溴酸盐的生成也有明显抑制作用。     

Involvement of NADPH oxidase NtrbohD in the rapid production of H2O2 induced by ABA in cultured tobacco cell line BY-2

The mechanisms for the production of hydrogen peroxide (H₂O₂) induced by abscisic acid (ABA) were investigated in suspension culture cells of tobacco BY-2 cells. The results showed that the immediate generation of H₂O₂, which was mainly derived from superoxide dismutase-catalyzed dismutation of superoxide radical, was significantly induced by ABA. Furthermore, treatment of the cultured tobacco cells with ABA resulted in a time-dependent quick increase in plasma membrane (PM) NADPH oxidase activity, which coincided on time and magnitude with the elevation in ABA-induced accumulation of H₂O₂. Moreover, these enhanced effects were pronouncedly inhibited by two NADPH oxidase inhibitor, diphenylene iodonium and imidazole, suggesting that PM NADPH oxidase is involved in the rapid accumulation of ₂O₂ in cultured tobacco cells. In addition, analysis of the expression level of NtrbohD, a PM NADPH oxidase gene in tobacco, by RT-PCR and protein gel blot revealed that the gene at both mRNA and protein levels was upregulated by ABA, indicating that NtrbohD participates in the ABA-stimulated rapid production of H₂O₂ in tobacco culture cells. Taken together, these findings suggest that ABA induces the rapid accumulation of reactive oxygen species via NADPH oxidase in suspension culture cells of tobacco, and that NADPH oxidase and H₂O₂ appear to be important components in ABA signal transduction pathway in plants.     

Involvement of NADPH oxidase NtrbohD in the rapid production of H2O2 induced by ABA in cultured tobacco cell line BY-2

The mechanisms for the production of hydrogen peroxide (H₂O₂) induced by abscisic acid (ABA) were investigated in suspension culture cells of tobacco BY-2 cells. The results showed that the immediate generation of H₂O₂, which was mainly derived from superoxide dismutase-catalyzed dismutation of superoxide radical, was significantly induced by ABA. Furthermore, treatment of the cultured tobacco cells with ABA resulted in a time-dependent quick increase in plasma membrane (PM) NADPH oxidase activity, which coincided on time and magnitude with the elevation in ABA-induced accumulation of H₂O₂. Moreover, these enhanced effects were pronouncedly inhibited by two NADPH oxidase inhibitor, diphenylene iodonium and imidazole, suggesting that PM NADPH oxidase is involved in the rapid accumulation of ₂O₂ in cultured tobacco cells. In addition, analysis of the expression level of NtrbohD, a PM NADPH oxidase gene in tobacco, by RT-PCR and protein gel blot revealed that the gene at both mRNA and protein levels was upregulated by ABA, indicating that NtrbohD participates in the ABA-stimulated rapid production of H₂O₂ in tobacco culture cells. Taken together, these findings suggest that ABA induces the rapid accumulation of reactive oxygen species via NADPH oxidase in suspension culture cells of tobacco, and that NADPH oxidase and H₂O₂ appear to be important components in ABA signal transduction pathway in plants.     

ZnONPs增敏流动注射化学发光法检测雨水中的H2O2

基于ZnO纳米颗粒(ZnO nanoparticles,ZnO NPs)增敏luminol-H_2O_2化学发光,结合流动注射技术,研究建立一种简单、快速、灵敏地测定雨水中微量H_2O_2的方法。考察pH,ZnO NPs、luminol和H_2O_2浓度对化学发光的影响。在优化条件下,H_2O_2浓度在0.06~20μmol/L范围内,H_2O_2浓度的对数(lg c)和化学发光峰面积的对数(lg A)具有良好的线性关系,检出限(LOD)为0.016μmol/L(3σ)。将此方法应用于雨水中微量H_2O_2的测定,回收率为95%~102%,RSD(n=11)为2.41%。     

岩藻黄素对H2O2诱导斑马鱼衰老的抑制作用

通过研究岩藻黄素(Fucoxanthin, FUCO)对H₂O₂诱导斑马鱼(Barchydanio rerio)衰老的抑制作用,为FUCO药用价值研究和抗衰老药物研发提供理论基础。本研究采用H₂O₂诱导建立斑马鱼衰老模型,用岩藻黄素进行干预,测定斑马鱼胚胎存活率、体内SA-β-半乳糖苷酶活性、丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量、活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)含量、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)活性,探讨FUCO的抗衰老作用。结果显示,2 mmol/L的H₂O₂作用于斑马鱼胚胎96 h可诱导斑马鱼胚胎衰老;与衰老模型组(M)相比,4个FUCO处理组(2.5、5.0、10.0、15.0μmol/L)斑马鱼胚胎体内的SA-β-半乳糖苷酶活性均降低,MDA含量和ROS含量均明显下降,SOD活性均增高。本研究表明,浓度为2.5-15.0μmol/L时,FUCO对H_...