丰台区PM_(2.5)中二次水溶性无机盐离子浓度分析

在2019年3月至2020年2月间,每月的10-16日和雾霾天气利用采集器将空气中的PM_(2.5)富集在石英纤维滤膜上,送地方机构进行检测.研究北京市丰台区大气污染中二次水溶性离子(SNA)SO_4^(2-)、NO_3(2-)、NO_3^-和NH_4-和NH_4⁺浓度的变化,为丰台区大气污染的研究和治理提供数据支撑.结果表明SO_4+浓度的变化,为丰台区大气污染的研究和治理提供数据支撑.结果表明SO_4^(2-)、NO_3(2-)、NO_3^-和NH_4-和NH_4⁺三种离子在2019年3月至2020年2月之间各月份浓度有显著差异,且均在2月份产生峰值.但只有NO_3+三种离子在2019年3月至2020年2月之间各月份浓度有显著差异,且均在2月份产生峰值.但只有NO_3^-的浓度在不同季节间差异明显(P<0.05).由NO_3-的浓度在不同季节间差异明显(P<0.05).由NO_3^-/SO_4-/SO_4^(2-)的春秋冬季比值均>1,夏季比值<1.可见,SO_4(2-)的春秋冬季比值均>1,夏季比值<1.可见,SO_4^(2-)、NO_3(2-)、NO_3^-和NH_4-和NH_4⁺浓度各月份之间的差异具有统计学意义,但只有NO_3+浓度各月份之间的差异具有统计学意义,但只有NO_3^-在不同季节间浓度变化明显.丰台区春秋冬季以流动源污染为主,夏季流动源污染不明显.     

基于聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)和多壁碳纳米管的超疏水性钠离子选择性电极

全固态离子选择性电极被广泛应用于食品工业，用来检测金属离子的浓度，但目前全固态离子选择性电极传感器存在双电层电容较小、电荷转移电阻大、容易造成电极生出水层、线性响应不够理想的问题，从而影响检测精度。本文在金电极顶部沉积聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)和多壁碳纳米管的纳米复合材料作为离子电子转换层，以增强电学和电化学特性，最后滴铸上钠离子选择性膜混合物，形成钠离子选择性电极。以此开发出来的电极大大改进了电子电荷转移能力和电导率，显示出了优异的电化学性能。循环伏安法和电化学阻抗测试的结果表明，电极在10^-6～10^-1M的范围内表现出58.16 mV/decade的出色灵敏度，检测下限为10^-6.5 M,并具有快速响应(<10 s)能力。新开发的电极具有超疏水性，静态接触角达到了141.2°,在抗干扰测试中表现出了优异的性能，具有良好的稳定性。     

g-C3N4/CB/AuNPs修饰玻碳电极的制备及其对硫酸联氨的电化学测定

将炭黑(CB)纳米粒子与类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)混合,然后将金纳米粒子(Au NPs)掺杂其中,形成一种新型g-C₃N₄/CB/AuNPs复合纳米材料,用于修饰玻碳电极.通过扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的形貌进行了表征.实验结果表明：g-C₃N₄/CB/AuNPs对硫酸联氨(N₂H₄·H₂SO₄)的电化学氧化呈现极好的电催化性能.硫酸联氨的氧化电流与其物质的量浓度在2.5×10^-5～1.5×10^-3 mol·L^-1线性范围内呈良好的线性关系,检测限为1.6μmol·L^-1(信噪比S/N=3).     

基于g-C3N4-Et3N体系的双电位比率MIP-ECL传感器检测多巴胺

石墨相氮化碳纳米薄片(g-C₃N₄NSs)是一种优良的电化学发光(ECL)材料,在三乙胺(Et₃N)为共反应剂时,阳极和阴极都能产生ECL信号,而多巴胺(DA)对其阳极信号产生猝灭作用,但不影响阴极信号.利用这一特点,结合分子印迹聚合物(MIP)技术,构建了一种检测DA的双电位比率MIP-ECL传感器.首先将掺杂有多壁碳纳米管(MWCNTs)的g-C₃N₄NSs固定在玻碳电极(GCE)上,然后以DA作为模板分子,邻苯二胺(O-PD)作为功能化单体,通过电化学聚合法引入MIP膜,洗脱模板分子后的传感器对DA具有特异性识别能力,利用DA对传感器阴阳极信号不同的影响作用,实现了对DA的高选择灵敏检测.传感器对DA的线性响应范围为1.0×10^-10～3.0×10^-7 mol·L^-1,检出限(LOD)为0.063 nmol·L^-1(信噪比S/N为3),与非比率法相比,比率法的重现性得到了明显提高.     

一种在线测量大气中气态氨和颗粒相铵离子浓度的方法

自主研制了氨检测模块并应用于测量大气中气态氨和大气气溶胶中铵离子。该模块与气体-气溶胶收集系统（GAC）联用,可实现气态氨和铵离子的在线测量。重点介绍了氨检测模块的组成结构和运行流程,以及对氨检测模块的条件测试。该模块已于2006年应用于广州市空气质量的外场观测,观测结果与颗粒物-液体转换采集系统（PILS）测量的数据比对的线性相关系数（R）为0.820 7,夜间观测结果的相关系数为0.970 3。估计白天温度的波动会对检测模块的测量造成影响。氨检测模块获得的PM_2.5中的NH₄⁺浓度是PILS测得的PM₁₀中NH4₄⁺的92％,且具有良好的相关性,证实了铵离子主要集中在细粒子PM_2.5中。     

黄原酸化改性凹凸棒土对Pb2+的去除性能

以NaOH和CS₂为黄原酸化剂,MgSO₄为稳定剂,黄原酸化改性凹凸棒原土(N-XAP)制得了黄原酸化凹凸棒土(X-ATP).X-ATP对Pb²⁺具有良好的吸附性能,采用单因素试验得到在其处理含Pb²⁺模拟废水时的最佳条件为温度20～25 ℃、起始质量浓度400 mg·L^-1、吸附剂质量浓度2.0 g·L^-1、pH值5.0～6.0、振荡吸附时间30 min.最高去除率可达99.82%,Pb²⁺残余质量浓度为0.720 0 mg·L^-1,低于国家1级排放标准.对X-ATP及其原料进行了SEM、XRD和粒度分析等结构表征,进一步佐证了其对Pb²⁺的良好吸附性能.     

单柱离子色谱法分离测定自然水体生物膜中的Mn2+

利用Shim-Pack阳离子色谱柱分离了Fe²⁺, Mn²⁺, Zn ²⁺, Ca²⁺, Mg²⁺和Cd²⁺等金属阳离子, 优化了色谱分析条件, 建立了离子色谱（IC）分离、 测定二价锰离子的方法, 结果表明, 测试的相对标准偏差小于5%, 试样加标回收率为98.78%±9.64%, 对Mn²⁺的检出限为0.69 μmol/L. 此法可用于自然水体生物膜样品中Mn²⁺的分析.     

基于电化学活化的传感器构建及其电化学性能

为实现玻碳电极在电化学传感器领域的高灵敏度检测利用, 在pH=5.0的磷酸盐缓冲溶液中, 用恒电位法对玻碳电极进行电化学活化,考察pH值、富集电位及富集时间对Pb²⁺检测效果的影响, 并研究最佳实验条件下的活化电极对Pb²⁺的检测性能. 实验结果表明：该活化电极对Pb²⁺的电化学检测响应电流具有增强效果,并具有检测时间短、灵敏度高的特点;检测线性范围为1×10^-10~ 5×10^-6 mol/L,最低检出限和定量限分别为3×10^-11 mol/L和1.0×10^-10 mol/L. 该活化电极在自来水Pb²⁺的测定中具有较高回收率, 可用于实际水质检测.     

共存阳离子对含锰酸性矿山废水化学中和处理过程的影响

文章采用化学中和法处理模拟酸性矿山废水(acid mine drainage, AMD),探究共存离子Fe²⁺、Mg²⁺和Al³⁺在曝气搅拌和机械搅拌2种条件下对锰的去除率及其固相产物的影响。结果表明：3种共存离子对锰的去除均具有一定的促进作用;其中Al³⁺的作用最显著,但Al³⁺及其产物对锰离子的氧化有抑制作用;Al³⁺、Fe²⁺的存在会降低固相产物中锰元素的质量比并影响沉积物组成,不利于后续回收处理。研究结果可为化学中和除锰工艺优化及固相产物回收利用研究提供参考。     

蛭石在低浓度盐酸和硫酸中的溶出性比较研究

蛭石作为三八面体层状硅酸盐矿物,由于其独特的层状结构被广泛应用于各领域．酸处理蛭石能提高蛭石的比表面积,改变层电荷数,达到增加表面活性官能团的目的．以新疆尉犁蛭石为原料,在低浓度盐酸和硫酸界面进行溶出性比较研究,对原料及酸浸后样品的物相、结构、微观形貌以及浸出液中各离子浓度进行表征分析．结果表明：在酸浓度较低时盐酸和硫酸对蛭石的酸蚀程度相当,在酸浓度稍微增加时硫酸对蛭石的酸蚀速度快于盐酸．两种酸的蛭石结构中各金属离子浸出的难易顺序一致,均为：层间物>八面体片>四面体片．Ca²⁺作为层间阳离子在酸浸前4h的溶出速率远大于八面体阳离子Mg²⁺和四面体阳离子Al³⁺,且层间物中Ca²⁺相比于K⁺更容易浸出．适当的酸处理可以提高蛭石的阳离子交换容量．本文对于蛭石的利用开发具有一定意义．     

AgYb(MoO4)2:Er3+/Tm3+/Ho3+稀土发光材料的水热合成及其温度传感性能

为了提高Ln³⁺离子的发射强度,Yb³⁺离子在上转换(up conversion, UC)系统中通常用作敏化剂,在980 nm处有着广泛且强的吸收带.作为含有Yb³⁺的基体材料,AgYb(MoO₄)₂中的离子浓度更高,因此掺杂离子的发射强度更强,期待可以获得更好的温度敏感性.采用Er³⁺掺杂后获得的材料的温度敏感性在473 K时达到0.013 3 K^-1,对比于相同条件下合成的NaY(MoO₄)₂材料,其温度敏感性更高.并且Ho³⁺和Tm³⁺的共同掺杂还可以用来进行合成白光发射,即通过共掺杂Tm³⁺后获得蓝光部分(¹G₄-³H₆),再通过Ho³⁺的掺杂获得红光(⁵F₅-     

矿井水在循环冷却系统中的结垢规律

针对火力发电循环冷却水系统以矿井水为补充水引起的结垢问题,进行了结垢规律实验。以挂片沉积法模拟循环冷却水系统换热表面的结垢过程,采用重量法对所得的结垢产物进行分析,系统地考察了模拟矿井水中无机离子、温度、pH以及接触时间对结垢的影响,揭示了循环冷却水系统换热表面的结垢原理。实验结果表明：Ca²⁺、HCO₃^-、Mg²⁺、SO₄^2-的浓度增大对结垢量的增多有显著影响。同时,随着温度的上升、pH的提高、接触时间的增长,结垢量都有不同程度的增加。SO₄^2-浓度的增大会导致硬垢量增多。同时发现,SO₄^2-含量较低时,虽然Ca²⁺、Mg²⁺浓度增大,但生成的硬垢量也减少。SO₄^2-含量是形成硬垢的主要因素。该实验为进一步防止结垢,有针对性地进行水质处理奠定了基础。     

基于金纳米线构建电化学传感器间接检测碱性磷酸酶活性

在临床实践中，碱性磷酸酶（ALP）是最常检测的酶之一，已被广泛用作肝病、骨病、乳腺癌、前列腺癌以及糖尿病等多种疾病的重要检测指标.通过自组装方法在氧化铟锡（ITO）导电玻璃上制备金纳米线（AuNWs），利用4-巯基苯甲酸（4-MBA）修饰AuNWs，对其进行改性，与铜离子（Cu²⁺）螯合形成Cu²⁺-AuNWs/ITO电极.在ALP活性检测中，电解液中的焦磷酸根阴离子（PPi）与电极表面Cu²⁺结合，湮灭了Cu²⁺的电化学信号.ALP的加入使底物PPi水解并释放出Cu²⁺，电化学信号增加.构建的Cu²⁺-AuNWs/ITO电极对ALP活性检测范围为60~180 U·L^-1，且抗干扰性能良好.     

Y3+和Tm3+对甲醇电氧化的影响

以光滑铂为电极, 采用循环伏安法研究稀土元素离子（Y³⁺和Tm³⁺）对甲醇电氧化的影响. 结果表明,Y³⁺和Tm³⁺呈现出较好的催化作用, 其加入使甲醇阳极氧化峰电流有较大提高, 分别增加120.10%和158.33%; 稀土元素对甲醇氧化的催化作用与其原子核外轨道电子排布及其在铂电极表面的吸附有关.     

高灵敏度的硫酸根离子选择性电极

以2-氨基口白啶与SO₂^-4缔合物为电活性物质，以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为增塑剂，制作PVC膜硫酸根离子选择性电极.实验结果表明，电极对硫酸根离子具有良好的选择性和较高的灵敏度，其线性响应范围为5.0×10^-7～1.0×10^-1mol·L^-1.用该电极测定水中的硫酸根离子含量，结果令人满意.     

矿浆中金属离子对蓝晶石矿物浮选行为的影响

通过蓝晶石、石英及黑云母的浮选实验,研究了金属离子对矿物浮选行为的影响.实验结果表明:Ca²⁺和Mg²⁺显著活化蓝晶石的浮选,Al³⁺及Fe³⁺对蓝晶石及石英表现很强的抑制作用.浮选溶液化学分析表明,Fe³⁺,Al³⁺可以在矿物表面生成Fe(OH)₃和Al(OH)₃,使矿物浮选受到强烈的抑制;Ca²⁺和Mg²⁺由于羟基络合物存在使蓝晶石的零电点向低pH方向发生漂移,使十二胺的静电吸附力增强,起到活化作用.根据波耳兹曼矢量场中的粒子分布理论,通过计算Fe³⁺对矿物作用前后在不同pH条件下液相内部胺离子(RNH⁺₃)浓度、界面层胺离子的浓度以及比例关系来分析金属离子的活化或抑制作用机理.     

PbO2电极的改性及非均相电催化氧化废水中的硝基苯

使用热分解 电镀法制备Ti基PbO₂电极（Ti/PbO₂）、 F^-掺杂Ti基PbO₂电极（Ti/F-PbO₂）和F^-,La³⁺共掺杂Ti基PbO₂电极（Ti/F-La-PbO₂）, 并通过扫描电镜(SEM)表征Ti/F-PbO₂电极和Ti/PbO₂电极的表面结构, 用X射线衍射(XRD)测试分析Ti/PbO₂电极、 Ti/F-PbO₂电极和Ti/F-La-PbO₂电极的晶相. 通过加速电解寿命和电催化降解废水中硝基苯的实验, 研究F-掺杂和F^-,La^3+共掺杂对PbO₂电极稳定性及电催化活性的影响. 使用SEM和XRD测试分析了Fe³⁺/MgO的表面结构及晶型, 并将自制Fe³⁺/MgO催化剂应用于电催化处理废水中硝基苯的实验体系, 探讨了电解体系中相关因素和催化剂用量对废水中硝基苯及化学耗氧量(COD)去除率的影响. 结果表明:  La³⁺掺杂使电极镀膜表面晶粒细化; 不同掺杂均影响晶体生长的晶面取向; F^-掺杂提高了PbO₂阳极的电解寿命; La³⁺掺杂改善了PbO₂电极的导电性能; Ti/F-La-PbO₂电极的电催化降解活性显著提高; 在电解体系中, 催化剂显著提高了电解反应速率和COD及废水中硝基苯的去除率; 硝基苯的降解符合一级反应动力学.     

聚谷氨酸/多壁碳纳米管修饰玻碳电极测定扑热息痛

将聚谷氨酸和多壁碳纳米管修饰到玻碳电极表面制成了一种新型的电化学传感器,用于扑热息痛测定.研究了扑热息痛在修饰电极上的电化学行为.结果表明,在0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液中(pH7.0),修饰电极显著提高了扑热息痛电化学响应信号.在2.0×10-7⁶.0×10-5mol/L浓度范围内扑热息痛的浓度在该电极上与电化学响应信号呈良好的线性关系.信噪比为3时,检出限为2.0×10-8mol/L.将该方法用于药品中扑热息痛的测定,回收率为92.4%6.0×10-5mol/L浓度范围内扑热息痛的浓度在该电极上与电化学响应信号呈良好的线性关系.信噪比为3时,检出限为2.0×10-8mol/L.将该方法用于药品中扑热息痛的测定,回收率为92.4%¹03.1%.     

单层Si3N作为钠/钾离子电池的高容量阳极材料的可行性研究

采用密度泛函理论(DFT)研究了二维单层Si₃N作为离子电池阳极材料的相关性能.零带隙能带结构表明,单层Si₃N具有金属特性,金属的高导电能力有利于其作为阳极材料.计算结果表明,单层Si₃N对于钠和钾的理论容量分别为1 230 mAh·g^-1和889 mAh·g^-1.与此同时,该材料对钠和钾的理论能量密度分别为1 090 mWh·g^-1和576 mWh·g^-1,高于之前一些报道的二维阳极材料.此外,钠、钾原子在单层Si₃N上的扩散势垒分别为0.30,0.38 eV,表明该材料具有非常高的充放电速率,且在吸附过程中,Si₃N一直保持着良好的金属特性和结构完整性,这些性质使其具有良好的电池工作循环性能.以上结果表明,单层Si₃N是理想的钠/钾离子电池阳极材料.     

一种用于次氯酸根检测的螺二芴类双光子荧光探针的合成及性能研究

设计并合成了一种用于次氯酸根(ClO^-)检测的螺二芴类双光子荧光探针.加入50μmol·L^-1ClO^-后,可以裸眼观察到探针溶液颜色从黄色变为无色,在波长365 nm的紫外光照射下荧光明显增强(10倍).在物质的量浓度为0～20μmol·L^-1范围内,荧光强度(Y)与ClO-物质的量浓度(X)存在较好的线性相关性,其拟合方程为：Y=7.142 41X+65.675 57.根据3σ/k准则,计算出检测限为2μmol·L^-1,表明探针对ClO^-有很好的灵敏性.该探针对ClO^-的荧光响应不受其他干扰物存在的影响,对ClO^-有很好的选择性.探针的荧光响应在广泛的pH范围内表现稳定,适宜在pH值为6～9对ClO^-的检测.用Z-扫描技术,测得探针的双光子吸收截面为300 GM.实验结果表明：该探针对环境和生物中ClO^-的检测具有很好的应用前景.