等离激元增强上转换发光及其分子检测应用

针对荧光分子检测普遍灵敏度低和检测范围窄的问题,制备了具有等离子激元共振特性的重掺杂半导体纳米结构Cu_2-xS和典型的稀土掺杂上转换发光纳米颗粒NaYF₄∶Yb,Er,通过三相界面自组装方法获得了Cu_2-xS/NaYF₄∶Yb,Er薄膜基底。结合有限元模拟,计算了不同摆放情况下Cu_2-xS周围的局域电场分布,研究了在实际薄膜中Cu_2-xS纳米盘之间产生的等离激元耦合对上转换发光性能以及对拉曼信号增强的影响。结果表明,Cu_2-xS等离激元层与NaYF₄∶Yb,Er发光层的耦合,不仅得到了上转换 3个数量级的提高,还实现了分子检测 10^-7 mol·L^-1的检测极限,并且获得了 10^-3~10^-7 mol·L^-1的宽线性响应,从而达到高灵敏度的定性和定量双功能的精确检测。     

Au掺杂Fe3O4纳米粒子酶传感器的制备及其应用于有机磷农药检测的研究

合成了金掺杂的四氧化三铁纳米粒子(Au-Fe₃O₄), 以壳聚糖为交联剂, 制备了电流型乙酰胆碱酯酶(AChE)生物传感器, 并将其应用于有机磷农药(OPs)的检测. 实验表明, Au-Fe₃O₄纳米粒子具有良好的生物兼容性, 能够有效地促进电子传递, 修饰了Au-Fe₃O₄纳米粒子的酶传感器, 响应速度快, 检测灵敏度高, 稳定性好; 固定在传感器上的乙酰胆碱酯酶有良好的酶动力学响应, 其表观米氏常数( )为10.3 mmol/L. 利用有机磷农药对乙酰胆碱酯酶的抑制作用, 以硫代乙酰胆碱(ATCh)为底物, 对有机磷农药敌敌畏进行了检测, 检测限达到4.0×10^－13 mol/L.     

Cu(bpy)2+2与鸟嘌呤及鸟苷相互作用的研究

在中性磷酸盐缓溶冲液中，用电化学和荧光光谱法研究了Cu(bpy)²⁺₂与鸟嘌呤和鸟苷的相互作用。结果表明鸟嘌呤和鸟苷与Cu(bpy)²⁺₂的配位比均为1∶1，配位常数分别为4.62×10⁴ L/mol和1.96×10⁴ L/mol。紫外光谱电化学实验进一步表明，鸟嘌呤或鸟苷与Cu(bpy)²⁺₂发生了相互作用。     

等离激元增强上转换发光及其分子检测应用

针对荧光分子检测普遍灵敏度低和检测范围窄的问题,制备了具有等离子激元共振特性的重掺杂半导体纳米结构Cu_2-xS和典型的稀土掺杂上转换发光纳米颗粒NaYF₄：Yb,Er,通过三相界面自组装方法获得了Cu_2-xS/NaYF₄：Yb,Er薄膜基底。结合有限元模拟,计算了不同摆放情况下Cu_2-xS周围的局域电场分布,研究了在实际薄膜中Cu_2-xS纳米盘之间产生的等离激元耦合对上转换发光性能以及对拉曼信号增强的影响。结果表明,Cu_2-xS等离激元层与NaYF₄：Yb,Er发光层的耦合,不仅得到了上转换3个数量级的提高,还实现了分子检测10^-7 mol·L^-1的检测极限,并且获得了10^-3~10^-7 mol·L^-1的宽线性响应,从而达到高灵敏度的定性和定量双功能的精确检测。     

基于去保护机理的新型H2O2荧光探针的制备及应用

合成的3',6'-对戊酰硼荧光素是一种基于去保护机理的高灵敏H₂O₂荧光增强化合物, 能灵敏地检测出样品中H₂O₂的含量. 用IR, ¹H NMR 对该探针的结构进行了表征, 并且讨论了反应时间、溶剂、碱对探针合成的影响. 研究了探针的最佳响应时间, 结果表明检测过程中反应的最佳时间为3 min. 该探针在2.3×10^－12～2.0×10^－8 mol/L H₂O₂溶液范围内呈荧光增强趋势, 检测下限为2.3×10^－12 mol/L. 此探针重现性良好, 在血清中检测H₂O₂的回收率在93.9%～102.2%之间, 结果令人满意, 具有一定的实用价值.     

基于去保护机理的新型H2O2荧光探针的制备及应用

合成的3',6'-对戊酰硼荧光素是一种基于去保护机理的高灵敏H₂O₂荧光增强化合物, 能灵敏地检测出样品中H₂O₂的含量. 用IR, ¹H NMR 对该探针的结构进行了表征, 并且讨论了反应时间、溶剂、碱对探针合成的影响. 研究了探针的最佳响应时间, 结果表明检测过程中反应的最佳时间为3 min. 该探针在2.3×10^－12～2.0×10^－8 mol/L H₂O₂溶液范围内呈荧光增强趋势, 检测下限为2.3×10^－12 mol/L. 此探针重现性良好, 在血清中检测H₂O₂的回收率在93.9%～102.2%之间, 结果令人满意, 具有一定的实用价值.     

基于Ru(bpy)32+-SiO2纳米颗粒的核酸适配体传感器对凝血酶的电致化学发光检测

本文应用核酸适配体构建了一种新型的电致化学发光检测蛋白体系。两个核酸适配体结合凝血酶的两个不同位点,利用这两核酸适配体与凝血酶的高亲和力构建三明治传感体系检测凝血酶。一个核酸适配体固定在金电极上用来捕获凝血酶,另一个标记有包裹电致化学发光活性物Ru(bpy)₃²⁺的二氧化硅纳米颗粒,用来检测电致化学发光信号。此核酸适配体传感器对凝血酶具有特异识别性,电致化学发光信号与凝血酶的浓度直接相关,非特异性识别的牛血红蛋白、牛血清白蛋白不干扰测定。由于在检测的核酸适配体上标记的纳米颗粒包裹有多个发光活性物,因此大大提高了发光效率和灵敏度,此法对凝血酶的线性响应范围为2.0 fmol•L^-1～2.0 pmol•L^-1,检测限可达1.0 fmol•L^-1。     

Ce1－xNdxO2－δ固溶体的电子顺磁共振谱和阻抗谱的研究

利用溶胶-凝胶方法在800 ℃焙烧10 h后, 合成了固溶体Ce_1－xNd_xO_2－δ (x＝0.05～0.55), X射线衍射(XRD)测试表明固溶体已经形成立方萤石结构; 电子顺磁共振谱(EPR)研究表明在固溶体Ce_1－xNd_xO_2－δ中随着掺杂量x的增大, Ce^3＋离子含量减少, 说明掺杂Nd^3＋离子可以抑制Ce^4＋的还原; 交流阻抗谱的测量表明固溶体Ce_0.9Nd_0.1O_2－d 具有离子导电特性, 600和700 ℃时的电导率分别为4.25×10^－3和1.12×10^－2 S•cm^－1, 活化能为0.68 eV.     

尖晶石Li4Ti5O12中锂离子的化学扩散系数的研究

A relatively simple galvanostatic method was used for the evaluation on the average chemical diffusion coefficient of lithium-ion in spinel Li₄Ti₅O₁₂ prepared by solid-state reaction technique. The diffusion coefficient of lithium-ion was estimated to be 2.8×10^-13 cm²·s^-1 and 1.3×10^-13 cm²·s^-1 for charge and discharge， respectively.     

α-Ti(HPO4)2微球负载型催化剂的合成及其烯烃聚合催化性能

2种茂金属催化剂及1种后过渡金属催化剂分别被固载于经过甲基铝氧烷处理后的α-Ti（HPO₄）₂微球表面,制备得到3种微球负载型催化剂。在烯烃聚合反应过程中,3种负载型催化剂均表现出比硅胶负载型催化剂更高的催化活性。2种茂金属负载型催化剂在乙烯、丙烯聚合反应中的活性分别高达6.8×10⁷ g_PE·（mol_Zr·h）^-1和5.0×10⁷ g_PP·（mol_Zr·h）^-1,所产生的烯烃聚合产物分子量分布较窄（M_w/M_n<2.3）,表现出良好的单中心催化特性,而且丙烯聚合产物的等规度高达96.5%。负载型后过渡金属催化剂在乙烯聚合反应中的活性稍低,但也能够达到8.3×10⁶ g_PE·（mol_Fe·h）^-1。3种负载型催化剂催化烯烃聚合产物均成微球型,能够很好地复制载体的形貌。     

一种用于检测罗红霉素和B4O72-的高稳定性Cd(Ⅱ)配位聚合物

在溶剂热条件下,成功合成了一种稳定的配位聚合物[Cd₂(L)(bpb)(H₂O)₄]·0.5H₄L (1)(H₄L=1,1''-乙烷基联苯-3,3'',5,5''-四羧酸,bpb=1,4-二(4-吡啶基)苯)。1在不同的有机溶剂和水中表现出优异的稳定性。1可通过荧光猝灭检测水中的罗红霉素(ROX)和B₄O₇^2-,检测限分别为0.21和1.59 μmol·L^-1。1可成功用于延河水中ROX和B₄O₇^2-的测定。此外,分析讨论了其传感机理。     

离子色谱法测定水体中化学需氧量的研究

本文提出了一种将离子色谱和纳米TiO₂－K₂S₂O₈共存体系相结合测定水体中化学需氧量（COD）值的新方法。其测定原理是基于纳米TiO₂ –K₂S₂O₈共存体系对有机物的光催化氧化，体系降解有机物产生的SO₄^2-，利用离子色谱电导检测法测定SO₄^2-的浓度，其电导率响应值的变化量与水体中化学需氧量呈一定的比例关系。本文研究了测定机理，优化了测定条件，结果表明，本方法操作条件温和，能实现快速、准确的测定。COD值在10.0～300.0mg·L^-1浓度范围内，与电导信号值成线性关系，以三倍信噪比计算检测限为3.3mg·L^-1。将本方法用于实际水样的检测，测定结果与COD标准分析法有好的一致性。     

一种用于检测罗红霉素和B4O72-的高稳定性Cd(Ⅱ)配位聚合物

在溶剂热条件下,成功合成了一种稳定的配位聚合物[Cd₂(L)(bpb)(H₂O)₄]·0.5H₄L(1)(H₄L=1,1''-乙烷基联苯-3,3'',5,5''-四羧酸,bpb=1,4-二(4-吡啶基)苯)。1在不同的有机溶剂和水中表现出优异的稳定性。1可通过荧光猝灭检测水中的罗红霉素(ROX)和B₄O₇^2-,检测限分别为0.21和1.59μmol·L^-1。1可成功用于延河水中ROX和B₄O₇^2-的测定。此外,分析讨论了其传感机理。     

Ti3C2Tx/MnO2正极在水系锌电池中的电化学性能

二氧化锰(MnO₂)材料具有比容量大、电极电位高、储量丰富以及价格低廉等优势,成为水系锌电池正极最受关注的一类材料,然而其仍然存在着结构稳定性差和电化学储存机理复杂的问题。因此,我们通过两步合成法制备了一种花苞状结构的MnO₂负载在Ti₃C₂T_x表面形成Ti₃C₂T_x/MnO₂复合材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对复合样品的结构、成分和形貌进行表征。通过将Ti₃C₂T_x/MnO₂复合材料作为正极,与锌负极匹配组装成水系锌电池,研究了其分别在2 mol·L^-1 ZnSO₄、2 mol·L^-1 ZnSO₄+0.1 mol·L^-1 MnSO₄、30 mol·L^-1三氟甲基磺酸四乙基铵(TEAOTf)+1 mol·L^-1三氟甲烷磺酸锌(ZnOTf)和3 mol·L^-1 ZnOTf四种电解液中的电化学性能。结果表明,Ti₃C₂T_x/MnO₂在2 mol·L^-1 ZnSO₄中的比容量较高,但循环稳定性很差。将TEAOTf盐和ZnOTf盐共溶于水中,设计了一种新型的含惰性阳离子的超高浓度盐包水电解液(30 mol·L^-1 TEAOTf+1 mol·L^-1 ZnOTf),不仅提高了Ti₃C₂T_x/MnO₂材料的可逆性,而且有效抑制了电极材料在循环过程中的溶解。     

Fe2O3/Al2O3二元气凝胶合成高质量单壁纳米碳管

通过溶胶和超临界干燥方法制得了Fe₂O₃/Al₂O₃二元气凝胶，其比表面积和孔隙体积分别为246 m²·g^-1和1.89 cm³·g^-1，并具有较宽的孔径分布。以Fe₂O₃/Al₂O₃二元气凝胶作催化剂，通过甲烷催化裂解成功地合成了高质量的单壁纳米碳管。利用FESEM、TEM和HRTEM、Raman光谱等分析手段研究了反应温度对单壁纳米碳管生长的影响。结果表明在900 ℃时合成单壁纳米碳管的质量较高，并且合成的炭产物为毡状，该炭产物主要为高质量的单壁纳米碳管。     

α-Ti(HPO4)2微球负载型催化剂的合成及其烯烃聚合催化性能

2种茂金属催化剂及1种后过渡金属催化剂分别被固载于经过甲基铝氧烷处理后的α-Ti（HPO₄）₂微球表面,制备得到3种微球负载型催化剂。在烯烃聚合反应过程中,3种负载型催化剂均表现出比硅胶负载型催化剂更高的催化活性。2种茂金属负载型催化剂在乙烯、丙烯聚合反应中的活性分别高达6.8×10⁷ g_PE·（mol_Zr·h）^-1和5.0×10⁷ g_PP·（mol_Zr·h）^-1,所产生的烯烃聚合产物分子量分布较窄（M_w/M_n<2.3）,表现出良好的单中心催化特性,而且丙烯聚合产物的等规度高达96.5%。负载型后过渡金属催化剂在乙烯聚合反应中的活性稍低,但也能够达到8.3×10⁶ g_PE·（mol_Fe·h）^-1。3种负载型催化剂催化烯烃聚合产物均成微球型,能够很好地复制载体的形貌。     

266 nm光照下水溶液中氯苯与H2O2的反应机理研究

利用瞬态吸收光谱技术研究了不同条件下C₆H₅Cl与H₂O₂水溶液的激光闪光光解情况, 初步考察了其瞬态物种的生长和衰减等行为. 研究表明, •OH自由基和C₆H₅Cl反应生成C₆H₅Cl-OH adduct, 其反应速率常数在近中性、酸性条件下约为(5.89±0.65)×10⁹和(7.07±0.61)×10⁹ L•mol^－1•s^－1; 其衰减则符合双分子二级反应, 速率常数2k/εl＝1.1×10⁶ s^－1, 而在碱性时则为(4.34±0.51)×10⁹ L•mol^－1•s^－1, 衰减呈准一级反应, 速率常数为2.11×10⁵ s^－1. 在有氧条件下, O₂与C₆H₅Cl-OH adduct反应生成C₆H₅Cl-OHO₂ adduct, 其反应速率常数为6.8×10⁸ L•mol^－1•s^－1.     

Co3O4纳米片的制备及其电化学电容性能

以配位超分子化合物为前驱物,通过液相氧化分解得到了六方形CoOOH纳米片,进而在空气中热处理制得了Co₃O₄纳米片。利用XRD、TEM、FESEM对CoOOH和Co₃O₄纳米片的结构和形貌进行了表征。电化学测试表明,Co₃O₄纳米片电极在6 mol·L^-1 KOH溶液中表现出良好的电化学电容特性,在电流密度为1 A·g^-1其单电极比容量可达到227 F·g^-1。     

棒状CuFe4Ox的可控合成及其异戊醇脱氢反应的催化性能

利用液相沉淀法可控合成了均匀的棒状CuFe₄O_x催化剂。通过原位X射线粉末衍射（XRD）、高分辨透射电子显微镜（TEM）及程序升温还原（TPR）等手段表征其晶相结构、形貌和还原性能。通过还原棒状CuFe₄O_x获得Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米棒,原位X射线光电子能谱（XPS）用于确定Cu⁰/Fe₃O₄ 表面的相组成。通过液相沉淀法制备棒状CuFe₄O_x,在120℃保持3 h后加入Na₂CO₃溶液至pH等于9时所得棒状形貌最为规整。以异戊醇脱氢反应作为探针反应,比较了Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米棒和Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米颗粒的催化反应性能,发现Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米棒比Cu⁰/Fe₃O₄ 纳米粒子具有更好的活性和稳定性,表明棒状Fe₃O₄ 担载的Cu纳米粒子具有更好的结构稳定性。     

锂离子电池正极材料LiNi0.75-xCoxMn0.25O2的合成及电化学性能研究

以LiOH·H₂O、Ni(OAc)₂·4H₂O、Co(OAc)₂·4H₂O和MnO₂为原料，在水热反应釜中预处理，然后进行高温固相反应，合成了一系列锂镍钴锰氧化物LiNi_0.75-xCo_xMn_0.25O₂(x=0.05,0.10,0.15,0.20,0.25)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜（SEM）和电化学性能测试对所得样品的结构、形貌、粒径及电化学性能进行了表征。结果表明，当x=0.20时，所合成的正极材料具有很好的α-NaFeO₂型层状晶体结构，晶胞参数a=0.286 1 nm，c=1.416 4 nm， V=0.100 4 nm³，以50 mA·g^-1的电流密度在3～4.3 V(vs Li/Li⁺)充放电时，首次放电比容量达172.5 mAh·g^-1，首次放电效率高达90.9%，30个循环后其放电比容量依然保持在161.1 mAh·g^-1。