一种具有Z-Scheme机制的高效可见光驱动的介孔AgI@Fe-MIL-88B-NH2光催化剂

以磺化聚苯乙烯微球为模板制备了具有开口结构的介孔Fe-MIL-88B-NH₂球壳,据此进一步通过原位反应法合成一种新型具有可见光活性的AgI改性Fe-MIL-88B-NH₂微球。与纯的AgI和Fe-MIL-88B-NH₂相比,制备的AgI@Fe-MIL-88B-NH₂复合材料的光催化活性显著提高,这是由于吸附能力和电荷分离均得到增强的缘故。电荷分离机制可归因于形成了不含氧化还原调节剂的直接Z-Scheme系统,该系统使光生电子从Fe-MIL-88B-NH₂的导带迁移至AgI的价带上,从而产生活性更强的·O₂^-和·OH。     

新型免疫磁性微球的制备及其在α-2b干扰素分离纯化中的应用

采用琼脂糖、纤维素和聚乙烯醇3种材料制备表面带有活性羟基的新型磁性微球,对其性能进行了表征并探讨其致敏条件。通过性能的比较,选择纤维素磁性微球作为分离纯化载体,并建立α-2b干扰素的免疫磁性分离方法。通过对α-2b干扰素发酵菌体裂解液的预处理、上样量和稀释倍数以及洗脱条件进行考察,确立免疫磁性分离条件,用于α-2b干扰素的一步分离纯化,其活性回收率达到88%,平均比活性为1.5×108IU/mg,纯度大于99%。实验结果表明,纤维素磁性微球作为性能优良的新型磁性载体,更适于目的蛋白的免疫磁性分离。     

含胶原蛋白/壳聚糖微球保湿面膜的制备及其性能研究

采用喷雾干燥法制备胶原蛋白/壳聚糖复合微球,用纳米喷枪将复合微球的乙醇溶液均匀喷洒于粘胶纤维面膜上,制备了一种新型的含胶原蛋白/壳聚糖微球保湿面膜,并研究复合微球和面膜的形貌,面膜的保湿、透湿以及生物相容性。结果表明:喷雾干燥法制备的复合微球大小较为均一,形貌完整,含胶原蛋白/壳聚糖微球的面膜保湿率为85.3%,透湿率为4 300g·M~(-2)·h~(-1),细胞活性测试第七天仍有0.98,细胞活性大于0.8,表明该胶原蛋白;壳聚糖微球保湿面膜具有良好的生物相容性。     

溶剂热一锅法合成Ag-TiO2微球及其对过氧化氢的电化学检测

采用溶剂热法,通过调控钛酸四丁酯在醇水浴中的醇解作用和维生素C的烯醇还原性制备了细分散的纳米银修饰TiO_2微球。一锅法的制备过程绿色、程序简单,可获得分布均匀的微球,直径约250 nm,微球表面细分散的银晶格具有(111)晶面特征。构建的Ag-TiO_2微球电极对H_2O_2具有良好的电催化活性,展现出良好的电化学检测性能,当H_2O_2的线性范围为0.1～102μmol·L~(-1)时,传感电极的灵敏度为3.13×10~(-3)μA·L·μmol~(-1)·cm~(-2),最低检测限可达0.04μmol·L~(-1)。所得传感器具有良好的长期稳定性、重现性和重复性,一个月后,性能保持率仍可维持在82.1%。     

三维海胆状二氧化锰微球对电催化氧还原反应的晶型效应

采用水热法和高温煅烧法制备出了3种纯相(α,γ和β)的三维海胆状结构的MnO2微球,并系统地研究了它们的氧还原反应(ORR)性能。研究结果表明,3种MnO2微球的ORR活性依次为:α-MnO2>γ-MnO2>β-MnO2。α-MnO2微球具有最优的ORR性能,其起始电位为0.92 V(vs RHE),在电流密度为-3 mA·cm^-2处的电位为0.77 V(vs RHE)。α-MnO2微球优异的ORR活性主要归因于其具有更多的表面Mn3+和氧空位和更好的导电性。     

磁微球及其在生化分离分析中的应用

磁微球是以金属或金属氧化物为核,外面包被带有活性基团物质的一种新型生物分离材料。目前制备磁微球的方法有包埋法、聚合法、浸渍法、挤压法和生物合成法等。这种微球通过其活性基团与化学、生化和生物物质连接后,利用其顺磁性外加一定磁场可实现与介质分离。本文全面地介绍了磁微球的制备,详尽评述了其在免疫分析、核酸杂交分析、基因测序、细胞分离、酶的固定、受体分离等各个领域的应用。     

磁性壳聚糖复合微球的制备及其Cu~(2+)吸附性能

以球磨后的粉煤灰磁珠(MS)颗粒为磁核,通过溶胶凝胶法和反相微乳液法依次包覆SiO_2和壳聚糖(CS),制备了MS@SiO_2@CS磁性微球。利用扫描电镜及能量色散谱仪、热重分析仪、红外光谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计对所得样品的结构和磁性进行了系统表征。结果表明,磁珠颗粒表面实现了逐层包覆,较均匀的分散于壳聚糖基体中,MS@SiO_2@CS微球的比饱和磁化强度可达7.04 emu·g~(-1)。Cu~(2+)离子吸附实验表明,所得磁性壳聚糖微球对Cu~(2+)具有良好的吸附能力,最大吸附量可达11.08 mg·g~(-1);而且可通过磁选法高效固液分离。吸附动力学研究表明,MS@SiO_2@CS微球对Cu~(2+)离子的吸附符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。     

基于Cu_xO电子转移助剂及TiO_2价带边调控的协同效应驱动可见光催化(英文)

TiO_2基光催化剂迈向实际应用的关键在于更加有效地分离电荷和拓宽光吸收范围至可见光区域.通过担载助剂促进光生电荷分离以及掺杂调控能带、提高可见光吸收是实现高性能光催化剂的两个重要途径.在众多助剂中,廉价、无毒且催化性能优异的过渡金属氧化物(如Co-,Ni-,Cu-和Fe-氧化物)助剂在光催化降解污染物、水分解、CO_2还原等领域尤其引人关注.而氧缺陷作为氧化物的固有缺陷,可实现TiO_2的能带调控,提升可见光吸收性能.其中,常见的缺氧缺陷是通过导带边调控来拓宽可见光吸收范围,但其光生电子还原能力降低.因TiO_2价带空穴具有足够强的氧化能力,本文拟通过在TiO_2中引入富氧缺陷调控价带边及担载电子转移助催化剂的途径研制高效可见响应型光催化剂.本文利用超声喷雾热解过氧钛酸和湿化学浸渍法制备了Cu_xO负载富氧型TiO_2微球.采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),N_2吸附-脱附等温曲线,X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),紫外可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)等手段对Cu_xO负载富氧型TiO_2微球的结构特征和光谱吸收性质进行系统研究.SEM,TEM和N2吸附/脱附等温曲线结果表明,Cu_xO负载富氧型TiO_2微球是纳米颗粒紧凑堆叠的介孔微球,直径为200–2000 nm,Cu元素高度均匀分散于微球上.XRD和XPS分析表明,富氧缺陷TiO_2微球相比参照TiO_2微球具有更大的晶格参数,同时晶体中具有大量的过氧物种(Ti-O-O),证明了过氧缺陷的存在.UV-Vis-DRS和XPS的价带谱验证,富氧缺陷使得TiO_2价带顶上移,提高了可见光吸收性能.鲁米诺化学发光(CL)探针实验进一步证明,表面负载的Cu_xO助剂将表面吸附氧高效还原为活性氧物种(O2·–和H_2O_2),提高了光生电子利用率.因此,Cu_xO负载富氧型TiO_2微球表现出更快的可见光催化降解乙醛速率,分别为富氧型TiO_2、非富氧型TiO_2和Cu_xO-TiO_2的8.6、13.0和11.0倍.并且,Cu_xO负载富氧型TiO_2微球在可见光催化降解乙醛的五次循环实验中,活性基本保持不变.Cu_xO负载富氧型TiO_2微球在模拟太阳光和UV光辐照下光催化降解乙醛速率相比富氧型TiO_2微球也大幅提升,分别提升4.6和2.7倍.Cu_xO负载富氧型TiO_2微球光催化性能增强归因于富氧缺陷和Cu_xO电子转移助催化剂的协同作用.其中,富氧缺陷使得TiO_2价带边上移,拓宽可见光吸收范围,Cu_xO电子转移助剂引入界面电荷转移和多电子氧还原过程,加速光生电子利用率,促进光生电荷分离.该策略也为开发其他高效异质结光催化剂提供参考.     

异质结型AgI/AgBr/TiO2催化剂的制备及其光催化性能

首先以沉积-沉淀法制备AgBr/TiO₂复合催化剂,然后采用离子交换法制备出新型的异质结型AgI/AgBr/TiO₂光催化剂.利用XRD和UV-Vis对AgI/AgBr/TiO₂光催化剂进行了表征.以甲基橙为染料模型,在可见光条件下(500 W、λ>420 nm)研究了AgI的含量对AgI/AgBr/TiO₂催化活性的影响.结果表明,AgI拓展了催化剂的吸收光谱范围;AgI生成量为AgBr的5%时,AgI/AgBr/TiO₂的催化活性最高.AgI/AgBr异质结的形成有利于光生电子和空穴的分离,提高AgI/AgBr/TiO₂的催化活性.     

多孔SnO_2/炭微球的制备及其电化学性能研究(英文)

以SnCl4·5H2O和可溶性淀粉为原料,采用简便的水热法制备了SnO2/炭微球,通过ZnCl2活化获得多孔SnO2/炭微球。所制备的SnO2/炭微球和多孔SnO2/炭微球均保持良好的球形,粒径集中在1~5μm,SnO2纳米颗粒均匀地分布在炭基体中。与采用同样方法制备的多孔炭微球相比,多孔SnO2/炭微球作为超级电容器电极材料表现出更高的比电容、更低的等效串联电阻以及更好的倍率性能,表明多孔SnO2/炭微球在超级电容器领域具有良好的应用前景。     

(英)多孔SnO2/炭微球的制备及其电化学性能研究

以SnCl4·5H2O和可溶性淀粉为原料,采用简便的水热法制备了SnO2/炭微球,通过ZnCl2活化获得多孔SnO2/炭微球。所制备的SnO2/炭微球和多孔SnO2/炭微球均保持良好的球形,粒径集中在1~5μm,SnO2纳米颗粒均匀地分布在炭基体中。与采用同样方法制备的多孔炭微球相比,多孔SnO2/炭微球作为超级电容器电极材料表现出更高的比电容、更低的等效串联电阻以及更好的倍率性能,表明多孔SnO2/炭微球在超级电容器领域具有良好的应用前景。     

高压静电法制备多孔磁性壳聚糖微球

以壳聚糖(Chitosan, CS)为基质, 通过共混法引入四氧化三铁磁性颗粒, 以硅胶(Silicagel, S)为致孔剂, 在热的NaOH溶液中溶出硅胶致孔, 采用高压静电法制备磁性壳聚糖微球. 通过SEM观察了微球的结构和形貌, 并对微球结构和形貌的影响因素及其制备工艺进行了系统的研究, 结果表明, 高压静电法制备的磁性硅胶/壳聚糖微球粒径可通过微量进样器的针头大小来控制, 并且粒径分布均匀, 实验重复性及可控性好; 当以质量体积分数为5%的壳聚糖醋酸溶液(体积分数2％, mS∶mCS=4∶1), 用8号针头进样时, 制得直径约为600 μm, 孔洞分布均匀, 孔径约为50 μm的多孔磁性壳聚糖微球. 由于磁性多孔壳聚糖微球中含有大量的活性羟基和氨基, 因此显弱碱性, 对酸性物质和金属离子的吸附作用很好, 且可通过外加磁场进行有效分离. 磁性多孔壳聚糖微球在生物分离及污水中的酸性染料处理方面具有潜在的应用价值.     

磷钨酸钾模板法制备高活性二氧化钛空心微球

TiO2空心微球因具有低密度、高活性、易分离而有利于多次重复使用的优点而广受关注.本文介绍一种无氟制备TiO2空心微球的简单方法——磷钨酸钾(K3PW12O40)模板法.首先,将H3PW12O40和KCl溶液混匀,得到白色牛奶状的K3PW12O40模板(式(1)),然后在磁力搅拌下加入一定量的Ti(SO4)2粉末,加热至大约125oC开始回流.回流8 h后,过滤洗涤.滤饼分散在强NaOH溶液中,原位除去K3PW12O40模板(式(2)).最后,将催化剂洗涤到滤液为中性,干燥后即得到TiO2空心微球.3KCl + H3PW12O40= K3PW12O40ˉ+3HCl (1) K3PW12O40+24NaOH =12Na2WO4+ K3PO4+12 H2O (2) Ti(SO4)2+2H2O = TiO2+2H2SO4(3)我们将所制备的TiO2空心微球,采用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱、固体粉末漫反射和X射线光电子能谱等进行了表征.采用紫外光催化降解阴离子染料(活性嫣红X3B)来评价催化剂的性能.实验结果显示：(1)所制TiO2空心微球直径在0.5–1.0μm;(2)磷钨酸钾模板剂充当晶核,有利于空心微球的晶化;(3)加入的高浓度硫酸钛,水解产生大量的硫酸,抑制硫酸钛水解,不利于TiO2空心微球的晶化(式(3));(4)催化剂的活性随着硫酸钛量的增加而先增后降.4 mmol硫酸钛用量的TiO2空心微球具有最高的光催化活性,是TiO2颗粒样品(无磷钨酸钾模板法制备)的2.1倍.用该方法制备的TiO2空心微球活性高可归因于以下主要原因：(1)TiO2空心微球独特的孔结构;(2)良好的晶化程度(TiO2样品晶化度越高,越有利于光生载流子的分离,抑制复合);(3)样品残余磷钨酸钾模板和TiO2之间存在光生电子转移,有利于空心微球TiO2活性的提高.该法具有操作简单、重复性好、易于批量制备的等优点,有望广泛应用于(光)催化、电化学、分离与纯化以及药物缓释等领域.     

基于金属-有机骨架Fe-MIL-88NH2的凝血酶适体传感器

合成了一种含氨基的金属-有机骨架材料Fe-MIL-88NH₂, 并研制一种基于Fe-MIL-88NH₂的适用于快速检测凝血酶的三明治型适体传感器. 以掺杂金纳米颗粒的共价有机框架材料Au NPs@COF-LZU-8复合材料作为固定基质固定凝血酶适体Ⅰ, 凝血酶与适体Ⅰ特异性结合后, 再与通过戊二醛交联制得的凝血酶适体Ⅱ(Apt)-Fe-MIL-88NH₂复合物结合, 采用差分脉冲伏安法直接检测标记物Fe-MIL-88NH₂中铁离子(Fe³⁺)的还原峰电流. Fe-MIL-88NH₂中Fe³⁺的电流响应值与凝血酶浓度在0.5~200 ng/mL范围内呈正比, 线性相关系数为0.987, 检测限为0.167 ng/mL. 该传感器简化了实验步骤, 扩大了MOFs的应用范围, 为设计生物传感器开辟了新思路.     

氮硫共掺杂TiO_2的光电荷分离效应及其光催化性能研究

以硫脲为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法制备了氮硫共掺杂TiO2(N,S-TiO2)。用比表面孔隙仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)和X射线光电子能谱(XPS)对制备的光催化剂进行了表征,用表面光电压仪(SPS)和捕获剂研究了光催化剂的光生电荷分离效应。以甲基橙为模拟污染物,在模拟自然光照射下考察了样品的光催化性能。结果表明:硫脲/Ti的摩尔比为30%所制备氮硫共掺杂TiO2具有较高的光催化活性,光催化活性是纯TiO2的5倍。氮硫共掺杂使TiO2具有更高的比表面和光生电荷分离效应,从而有利于提高光催化活性。     

磷钨酸钾模板法制备高活性二氧化钛空心微球（英文）

TiO2空心微球因具有低密度、高活性、易分离而有利于多次重复使用的优点而广受关注.本文介绍一种无氟制备TiO2空心微球的简单方法——磷钨酸钾(K3PW12O40)模板法.首先,将H3PW12O40和KCl溶液混匀,得到白色牛奶状的K3PW12O40模板(式(1)),然后在磁力搅拌下加入一定量的Ti(SO4)2粉末,加热至大约125 oC开始回流.回流8 h后,过滤洗涤.滤饼分散在强NaO H溶液中,原位除去K3PW12O40模板(式(2)).最后,将催化剂洗涤到滤液为中性,干燥后即得到TiO2空心微球.3KCl+H3PW12O40=K3PW12O40↓+3HCl(1)K3PW12O40+24Na OH=12Na2WO4+K3PO4+12 H2O(2)Ti(SO4)2+2H2O=Ti O2+2H2SO4(3)我们将所制备的Ti O2空心微球,采用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱、固体粉末漫反射和X射线光电子能谱等进行了表征.采用紫外光催化降解阴离子染料(活性嫣红X3B)来评价催化剂的性能.实验结果显示:(1)所制Ti O2空心微球直径在0.5–1.0μm;(2)磷钨酸钾模板剂充当晶核,有利于空心微球的晶化;(3)加入的高浓度硫酸钛,水解产生大量的硫酸,抑制硫酸钛水解,不利于Ti O2空心微球的晶化(式(3));(4)催化剂的活性随着硫酸钛量的增加而先增后降.4 mmol硫酸钛用量的Ti O2空心微球具有最高的光催化活性,是Ti O2颗粒样品(无磷钨酸钾模板法制备)的2.1倍.用该方法制备的Ti O2空心微球活性高可归因于以下主要原因:(1)Ti O2空心微球独特的孔结构;(2)良好的晶化程度(TiO2样品晶化度越高,越有利于光生载流子的分离,抑制复合);(3)样品残余磷钨酸钾模板和Ti O2之间存在光生电子转移,有利于空心微球Ti O2活性的提高.该法具有操作简单、重复性好、易于批量制备的等优点,有望广泛应用于(光)催化、电化学、分离与纯化以及药物缓释等领域.     

基于聚合物中空微球构建膜内纳米空腔及其对气体渗透性能的影响

分别以四氢呋喃丙烯酸酯和双季戊四醇六丙烯酸酯为油相反应单体和交联剂,利用界面引发剂在无表面活性剂微乳液油水界面处引发聚合,制备了中空微球,浇铸形成具有纳米空腔的中空微球膜.考察了膜内纳米空腔对分离膜气体渗透性和分离性的影响.结果表明,制备的中空微球平均粒径为116. 7 nm,中空结构明显,壳层厚度为10～20 nm;中空微球膜的渗透分离性能较壳层材料的本征值有显著提升,在35℃,0. 2 MPa条件下,CO_2的渗透系数增大1. 4～5. 7倍,且分离系数也有所提升.     

中空纳米二氧化硅复合微球的制备及其对蛋白的亲和分离

利用水热法合成了中空巯基纳米二氧化硅微球(SiO₂-SH), 然后在其表面修饰亚氨基二乙酸基团(-IDA), 形成了中空SiO₂-SH/IDA双功能化纳米微球。利用该纳米微球表面的-SH和-IDA双功能团, 可以更多的吸附溶液中的Ni²⁺, 形成SiO₂-SH/IDA-Ni²⁺复合微球从而可以更好的分离以六聚组氨酸为标签的(His-tagged)蛋白。结果显示制备的样品对分离His-tagged蛋白具有广谱性, 并且具有较好的再生能力。     

缺陷TiO_(2-x)中空微球的制备及光催化降解亚甲基蓝性能（英文）

通过氢还原TiO_2中空微球制备有缺陷的TiO_(2-x)中空微球。采用冷场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射法(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电子顺磁共振波谱(ESR),拉曼光谱仪、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和电化学测试等对制得的光催化剂进行了结构和性能表征。采用可见光催化降解亚甲蓝(MB)性能对光催化剂的光催化活性进行评价。分析了提高光催化活性的机理及MB的降解机理。在探讨MB初始浓度对降解过程的影响的基础上提出了一种新的光催化降解染料动力学模型。结果表明TiO_(2-x)中空微球的光催化活性优于TiO_(2-x)是因为形成了具有更高比表面积的中空微球结构。降解MB分子的氧化剂为h~+、·O_2~-和·OH,其中仅由光生空穴生成的·OH起了主要作用。与拟一级动力学模型相比,新的模型可以更真实有效地描述光催化降解MB过程,因为不仅其计算结果更符合实验数据,而且该模型中的速率常数不随染料初始浓度的变化而变化。     

磁性蛋白印迹复合微球的研究进展

磁性蛋白印迹复合微球因其特异性识别、高效分离目标蛋白的优点在蛋白分离和检测中具有重要的应用价值。由于蛋白分子自身的结构性质,磁性蛋白印迹材料在制备及进一步提升性能方面还面临着诸多的挑战。本文综述了磁性蛋白印迹复合微球的制备方法及提高其印迹效率的设计策略方面的研究进展,并介绍了磁性蛋白印迹复合微球在蛋白分离、免疫分析、生物传感等方面的应用研究新进展。