基于涤棉混纺织物的荧光碳点对Cr（Ⅵ）和Hg（Ⅱ）的检测

该文以废弃涤棉混纺织物为碳源,分别在乙二醇和硫酸溶液中通过溶剂热法合成了两种荧光碳点,实现了对溶液中Cr（Ⅵ）和Hg（Ⅱ）的检测。通过透射电镜与红外光谱表征了碳点的形貌与组成,并基于紫外吸收光谱和荧光光谱分析了碳点的电子跃迁形式及发光类型。在乙二醇体系中制得的碳点（ETCCDs）能够选择性检测Cr（Ⅵ）,检出限为0.093 mg/L,其检测机理为荧光内滤效应;硫酸体系中制备的碳点（WTCCDs）能够选择性检测Hg（Ⅱ）,检出限为0.018μmol/L,检测机理为能量转移。对实际水样中的Cr（Ⅵ）和Hg（Ⅱ）进行检测,验证了上述两种碳点的实用性。基于涤棉混纺织物制备的荧光碳点不仅实现了对两种重金属离子的检测,同时也为废旧纺织物的再生利用提供了借鉴意义。     

柠檬酸荧光碳点的合成及其在Fe(Ⅲ)检测和细胞成像中的应用

以柠檬酸为原料,采用一步水热法合成荧光碳点。所合成的荧光碳点在310nm激发波长下的荧光量子产率为5.3%,发射光谱随着激发波长红移而红移。透射电镜(TEM)表征显示荧光碳点在水溶液中分布均匀,平均粒径为2.9nm。红外(IR)光谱和Zeta电位结果表明碳点表面有羧基和羟基等活性官能团。Fe(Ⅲ)对这些荧光碳点表现出选择性猝灭效果,这种现象可以用于Fe(Ⅲ)检测。在10mmol/L的HEPES缓冲溶液(pH=7.0)中,荧光碳点的荧光强度随着Fe(Ⅲ)浓度的增加逐渐衰减。该方法对Fe(Ⅲ)测定的线性范围为100~500μmol/L,检出限为112.5nmol/L。细胞成像结果表明,柠檬酸的碳点可进入到B16-F10细胞内,并在405nm和488nm激光照射下发出不同颜色的荧光。以上结果表明该碳点在Fe(Ⅲ)检测和细胞成像方面有潜在应用价值。     

硅烷功能化碳点荧光探针检测槲皮素

以柠檬酸为碳源,硅烷偶联剂为表面包覆剂,一步水热法合成了高效发光硅烷功能化碳点。所得碳点在360 nm激发后在450 nm处有强荧光发射峰,荧光量子产率最高可达69.2%。基于槲皮素对该碳点荧光的猝灭作用,建立了一种以硅烷碳点为荧光探针的简便、灵敏检测槲皮素的分析方法。考察了作用时间、pH值、碳点用量对槲皮素检测的影响,并探讨了荧光猝灭机制。在优化实验条件下,该方法对槲皮素的检测线性范围为1.0～40.0μmol/L,相关系数(r)为0.996 7,检出限为3.8 nmol/L。该方法应用于实际样品中槲皮素的测定,结果满意。     

氮硫掺杂荧光碳量子点对水中汞离子的检测

基于Hg2+对碳量子点的荧光猝灭机制,建立了氮硫掺杂荧光碳量子点对水中Hg2+的快速检测方法。以柠檬酸钠、废水和二硫化四甲基秋兰姆作为碳、氮和硫源,通过一步水热法合成荧光碳量子点（CQDs）。考察了其光谱性质及pH值、反应时间、组分含量对荧光强度的影响,在其对Hg2+的检测过程中进一步考察荧光猝灭与反应时间、pH值的关系,并对猝灭反应动力学机理进行了分析。实验结果表明,Hg2+对CQDs的荧光猝灭反应快速,且溶液pH 7.0时荧光猝灭效果最优;荧光CQDs对Hg2+的荧光响应具有很好的选择性和抗干扰能力。在优化条件下,基于荧光CQDs的检测方法对Hg2+的检出限为0.95 μg/L,线性范围为1～6 μg/L。以地表水考察该方法的准确性,水样的加标回收率为100%～126%,相对标准偏差（RSD）为0.31%～3.9%。该方法适合于废水中Hg2+的现场、快速、便捷检测。     

基于山梨酸钾衍生多孔碳修饰电极用于橙皮素检测

以有机盐山梨酸钾(PS)作为模板,在氮气氛围下进行一步热解处理,制备出一种衍生的三维互连的多孔碳材料(PSIPC)。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)及N_2吸附-脱附测试对该多孔碳材料进行表征。于不同热解温度下制备电极材料PSIPC-X(X=700、800、900℃),并采用滴涂法制备了山梨酸钾衍生多孔碳修饰电极(PSIPC-700/GCE、PSIPC-800/GCE及PSIPC-900/GCE),使用循环伏安法(CV)和差示脉冲伏安法(DPV)考察了橙皮素(HSP)在PSIPC-900/GCE上的电化学行为。结果表明,在最优条件下,HSP在该电极上的检测范围为0.05～15.0μmol/L,检出限为0.021μmol/L。该方法灵敏度高、检测范围广,可用于实际样品的检测。     

功能化有序介孔碳对重金属离子Cu(II)、Cr(VI)的选择性吸附行为

以三嵌段共聚物F127为模板剂, 酚醛树脂为碳源, 正硅酸乙酯为硅源, 三组分共组装合成介孔碳?氧化 硅纳米复合物, 再经HF去除氧化硅, 得到有序介孔碳(OMC). X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、低温 N2吸脱附(BET)等测试表明, 所得样品具有高度有序的介孔结构, 比表面积和孔容分别为1330 m²·g^-1和2.13 cm³·g^-1, 平均孔径6.4 nm. 对其先氧化、后氯化、再胺化, 得到不同胺基接枝量的胺化介孔碳(C-NH₂(m), m为加入的乙二胺的质量(g)). 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱表征结果证实, 胺基官能团成功接枝到有序介孔碳表面.TEM测试表明介孔碳的有序孔道结构得到了较好的保持. 以有序介孔碳、胺化介孔碳作吸附剂对Cu(II)、Cr(VI)进行选择性吸附研究. 结果表明: 功能化修饰前, 样品对Cu(II)、Cr(VI)饱和吸附量分别为213.33、241.55 mg·g^-1; 修饰后饱和吸附量可分别达到495.05、68.21 mg·g^-1. 功能化介孔碳表现了较强的选择性吸附Cu(II)的能力.     

碳硼烷和碳硼炔金属配合物中金属-碳键的化学性质

碳硼烷和碳硼炔金属配合物中的金属-碳键具有不同于经典金属-碳键的化学性质.一方面,二十面体碳硼烷独特的电子和空间效应使得碳硼烷金属配合物中的金属-碳键不参与和不饱和分子的反应 另一方面,在一定条件下具有大空间位阻的碳硼笼可以诱导某些碳-碳偶联反应.然而,碳硼炔金属配合物中的金属-碳键能与多种不饱和分子发生反应,其反应模式取决于中心金属离子的电子构型.本文简要总结了我们近期在这方面的研究进展.     

基于碳点荧光恢复法测定生物巯基化合物

碳点(CDots)是一种新型荧光纳米材料,Cu2+可以有效猝灭其荧光;而当有生物巯基化合物存在时,碳点-Cu2+体系的荧光可以恢复.基于此原理,我们成功地构建了检测生物体内总巯基化合物的新方法.该方法具有很好的选择性,常见氨基酸和金属离子对谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)和高半胱氨酸(Hcy)的检测无影响.最佳实验条件下,谷胱甘肽、半胱氨酸、高半胱氨酸的浓度在6.0×10-6mol/L～1.0×10-4mol/L与相对荧光强度呈线性,R>0.996,检出限为2.0×10-6mol/L.该体系成功用于血清样品中总巯基化合物的检测.     

基于多孔碳固载离子液体修饰电极的叔丁基对苯二酚的检测研究

制备了多孔碳固载离子液体纳米材料修饰玻碳电极(GCE),用于抗氧化剂叔丁基对苯二酚(TBHQ)的检测研究。不同电极上的交流阻抗结果表明,经过多孔碳固载离子液体修饰后的玻碳电极阻抗显著减小。多孔碳固载离子液体修饰后电极的氧化峰电流为41.93μA,比修饰前增大约5.5倍,说明多孔碳固载离子液体可显著提高电极的导电性,促进电极表面的电子转移,提高检测灵敏度。用时间~电流曲线测得TBHQ的线性范围为1.00~120.00μg/mL,检出限为0.16μg/mL。     

生物体中氨基酸单体碳稳定同位素测试方法研究

氨基酸作为蛋白质的基本组成单位,是重要的生命物质,其单体碳同位素研究在生物地球化学、生态学、生物体代谢和环境科学等领域具有重要意义。该文优化了海参和海藻氨基酸提取和纯化流程,通过N-新戊酰基-O-异丙酯(NPP)方法衍生化后,分别用气相色谱-质谱(GC-MS)和气相色谱-燃烧-同位素比值质谱(GC-C-IRMS)测试其浓度和碳同位素组成。结果显示,15种氨基酸单体的分离效果较好,回收率为46.4%～96.3%,各氨基酸在1.0～16.0μmol/L范围内线性关系良好(r²为0.987～0.999)。15种氨基酸单体衍生物δ¹³C值的标准偏差均小于0.30‰(n=10),在0.6～2.0 mmol/L浓度范围内δ¹³C的平均误差为±0.24‰,方法检出限为0.6 nmol。海参和海藻样品各氨基酸单体δ¹³C值的范围分别为-31.10‰～-8.58‰和-30.53‰～-13.76‰,标准偏差均在0.33‰以内,可满足生物体氨基酸单体碳同位素的测试精度需求。     

磷化钴/多壁碳纳米管的制备及电催化性能研究

不断增加的能源需求和环境污染危机推动了替代高效能源转换和储存技术的广泛研究。电催化分解水具有潜在的应用前景,其可以利用电能获得清洁无污染的氢能。鉴于此,本论文通过不同浓度KOH浸泡超声的多壁碳纳米管(MWNTS)作为基底,CoCl2溶液为反应液,运用水热与固体磷化法得到负载有CoP的多壁碳纳米管材料。通过X-射线粉末衍射仪(XRD)、冷场发射扫描电子显微镜(SEM)、比表面及孔隙度分析(BET)对复合材料的晶型、形貌和比表面积进行了分析;通过电化学工作站对其相关电学性能进行了测试。实验结果表明在浓度为1 mol·L^-1 KOH浸泡的碳纳米管吸附的CoP含量最高(CoP-MWNTS-1.0),且电催化性能最佳,其在10 mA·cm^2的电流密度下过电势为196 mV,Tafel斜率为231.07 mV/dec。     

SrS:Eu,Sm的制备及其光谱特性的研究

采用碳还原法合成SrS:Eu,Sm,研究了灼烧温度及灼烧时间对样品发光性能的影响.通过X射线衍射(XRD)测试证明合成材料纯度较高,样品具有SrS的面心立方结构,晶格常数为0.601nm.样品的激发谱峰值在272、340、466nm处,荧光光谱的峰值在614nm处,光激励发光峰为608nm,光激励发光的光谱响应范围为800—1400nm.     

碳纳米粒子:合成及可见光催化降解萘酚绿

以酒石酸和酪氨酸为起始反应物,乙二醇为溶剂,采用溶剂热法一步合成了高发光强度的碳纳米粒子。利用XRD、TEM、FTIR和荧光光谱对碳纳米粒子的物相、形貌和粒径、表面基团及发光性能进行了表征。结果表明,合成的碳纳米粒子为粒径分布集中的球形,粒径10~30 nm,分散性好,表面富含-COOH、-OH等官能团,具有激发波长依赖的光致发光特性。考察了反应温度、酒石酸与酪氨酸质量比对碳纳米粒子发光性能的影响。研究了碳纳米粒子/H2O2催化体系对萘酚绿的降解性能,结果表明:130 mg·L-1的萘酚绿溶液,可见光照射3.5 h降解率可以达到96%。荧光光谱法表征指明降解过程中有羟基自由基生成。     

Pd-Cu/ZrO2催化CO2加氢制甲醇的性能

采用溶胶-凝胶法制备了n(Cu):n(Zr)=1:1、1:2、1:4和1:8的Cu/ZrO₂催化剂。 实验结果表明,当n(Cu):n(Zr)=1:4时,催化剂表现出较高的CO₂转化率(8.0%)和甲醇选择性(59.5%),为了增加CO₂的转化率,提高甲醇选择性,在n(Cu):n(Zr)=1:4的催化剂中添加质量分数1%的Pd,采用浸渍法制备了Pd-Cu/ZrO₂催化剂。 在250 ℃、2 MPa、12000 mL/(g·h)和V(H₂):V(CO₂)=3:1的反应条件下,CO₂转化率和CH₃OH收率相比Cu/ZrO₂催化剂(n(Cu):n(Zr)=1:4)分别提高了40.0%和80.9%。 通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、N₂吸附-脱附(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)和程序升温还原化学吸附仪(H₂-TPR)等仪器表征证明Pd的添加提高了催化剂的分散性和比表面积。 催化剂中Pd和Cu之间强相互作用,使Cu2p轨道结合能向低处偏移,还原温度的降低,说明Pd-Cu/ZrO₂催化剂还原能力增强,使得CO₂加氢活性提高。     

重量法测定灰岩中的二氧化碳

采用重量法对灰岩中的二氧化碳进行测定。首先用酸分解试样,在载气作用下,产生的二氧化碳被吸收液完全吸收,最后用重量法间接求出二氧化碳的含量。实验结果准确度高,矿石中的硫不干扰测定,可测定0.1%以上的二氧化碳。不经过复杂的气体净化步骤,操作准确、简单、易行,可用于灰岩中二氧化碳的测定。     

红外吸收光谱法测定钒铝合金中的碳和硫

通过工作曲线法、增量法、回收率实验、重复性实验等研究,验证了红外吸收光谱法测定钒铝合金中碳、硫结果的准确度,从而确立了无标准样品情况下测定钒铝合金中碳、硫的红外吸收光谱分析方法。通过测定标准样品并与实际值对照得知方法准确度高,误差小,实用性强。     

溶胶-凝胶和浸渍-水热制备方法对TiO_2/AC光催化剂结构和性能的影响

分别采用溶胶-凝胶法和浸渍-水热法制得负载于活性炭(AC)的TiO2催化剂,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱和氮气吸附等方法对催化剂进行了表征.结果表明:溶胶-凝胶法制得的TiO2以不规则碎片形式涂附在载体表面,而浸渍-水热法制得的球形TiO2颗粒呈柱形生长均匀覆盖在载体表面;不同温度处理的浸渍-水热法制得的TiO2/AC光催化剂的中孔和微孔比表面积均大于溶胶-凝胶法制得的样品,负载的TiO2粒径则小于溶胶-凝胶法制得的样品.对甲基橙(MO)溶液的光催化降解测试结果表明,600℃煅烧为两种方法的最佳热处理温度,浸渍-水热法制得的催化剂光催化效果明显强于溶胶-凝胶法的.     

Preparation and Electrical Properties of Polyacrylonitrile Based Porous Carbon by Different Activation Methods

Polyacrylonitrile (PAN)-based porous carbon was prepared by different methods of activation with PAN polymer microsphere as precursor. The morphology, structure and electrical properties for supercapacitor of the porous carbon were investigated. It was found that the morphology of PAN nanospheres tended to be destroyed in the process of one-step activation (activation and carbonization were carried out simultaneously, and could only be retained when the amount of activating agent KOH was small). While the spherical morphology could be well reserved during the two-step activation method (carbonization and activation sequentially). The specific surface area and pore volume increased first and then decreased, with the increase in activation holding time for both one-step and two-step activation methods. The specific surface area reached the maximum value with 2430 m² g⁻¹ for the one-step activation method and 2830 m² g⁻¹ for the two-step activation method. Additionally, their mass-specific capacitances were 178.8 F g⁻¹ and 160.2 F g⁻¹, respectively, under the current density of 1 A g⁻¹. After 2000 cycles, the specific capacitance retentions were 92.9% and 91.3%.     

铝基复合材料中不同形态碳分析方法的研究

本文研究铝基复合材料中碳元素不同存在形式（总碳、游离碳、碳化硅）的检测方法。 采用高频感应燃烧红外法测定总碳（2.00%～6.00%）,酸溶过滤分离-高频红外法测定游离碳（0.10%～1.50%）,重量法测定碳化硅(1%～35%)的含量。以上三个方法的精密度试验RSD%（n=8）最大分别为4.2%、1.2%、0.51%,测定游离碳和碳化硅(SiC)样品的加标回收率分别是98.5%～100.2%,99%～101%。 这三种方法都快速、可靠,已应用于铝基复合材料的实际分析工作中。     

不同Ni含量NiCoAl LDH的制备及CNT/Ni0.3CoAl LDH材料的电化学性能

利用水热法一步合成了不同镍、钴元素比例的镍钴铝层状氢氧化物(NiCoAl LDH),并探究了不同Ni元素含量的NiCoAl LDH的电化学性能,在Ni和Co的物质的量之比为3:7时,Ni_(0.3)CoAl LDH具有最优电化学性能。晶格中部分Ni元素被Co元素代替有利于降低氧化电势,提高材料的化学可逆性。然后通过水热法将CNT与Ni_(0.3)CoAl LDH复合,CNT的复合提高了材料的导电性。CNT/Ni_(0.3)CoAl LDH在1 A·g~(-1)的电流密度下比容量为1 332 F·g~(-1),电流密度为10 A·g~(-1)时比容量保持率为60.4%。在5A·g~(-1)的电流密度下循环3 000圈容量保持率为87.6%。