KH-570功能化石墨烯的制备与表征

采用Hummers法对天然石墨进行氧化处理制备了氧化石墨烯,通过γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷与氧化石墨烯反应得到功能化氧化石墨烯,然后在水合肼的作用下制备了功能化石墨烯。未烘干的功能化石墨烯在超声处理下,能稳定分散在体积比为9∶1(V/V)的乙醇/水、丙酮/水或N,N-二甲基甲酰胺/水的混合溶剂中。用傅立叶变换红外光谱、原子力显微镜、X射线光电子能谱及X射线衍射对样品结构、形貌进行了分析。结果表明,KH-570上的硅氧烷与氧化石墨烯上的羟基发生了反应,经水合肼还原后,功能化石墨烯的无序度增加,层间距也比功能化氧化石墨烯的缩小了。功能化石墨烯在DMF/水中呈高度剥离状态,片层厚度为1.1～2.3 nm。     

碱/脲水溶液体系中纤维素包合物构型及纤维素与溶剂分子间相互作用力的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了纤维素分子在碱/脲水溶液体系中形成的包合物结构,研究了纤维素包合物的空间构型、氢键网格结构、纤维素分子与溶剂分子的相互作用以及碱金属阳离子对包合物稳定性的影响.在纤维素包合物结构中,碱金属阳离子和OH-主要吸附在纤维素分子链羟基的附近,与纤维素上的羟基氧直接接触形成稳定的吸附构型;尿素分子更倾向于在纤维素糖环面结构上聚集,可以与纤维素上的羟基氧和醚键氧相互作用形成氢键.通过对纤维素与溶剂分子间非键相互作用的研究发现,在纤维素羟基附近,羟基与金属阳离子之间的相互作用能最大,其次为与尿素分子、氢氧根离子的相互作用,最小的为与水分子的相互作用;在纤维素糖环面结构上,Na~+、OH~-、尿素、水与纤维素醚键氧的相互作用远小于与纤维素羟基的相互作用,纤维素上的醚键氧与尿素分子相互作用能最大.比较KOH/尿素和NaOH/尿素2种溶剂体系中碱金属阳离子与纤维素羟基形成的吸附构型的结合能,发现Na~+对纤维素分子内和分子间的氢键具有更强的破坏作用,NaOH/尿素溶剂体系中的分子与纤维素分子形成的包合物构型更稳定.     

功能型单层石墨烯的热剥离法制备及其超电容性能

以氧化石墨(GO)作为前驱体,在两种不同热剥离温度下制备了两类功能型单层石墨烯.其中第一类功能型单层石墨烯通过在较低温度及空气气氛下热剥离GO制备;第二类功能型单层石墨烯通过在氮气保护下高温热剥离GO得到;利用氮气吸附-脱附方法测定了两类样品的比表面积,利用电化学测试方法分析了其超电容性能.结果表明,通过低温热剥离的方式即可以有效剥离GO;两类样品均具有较高的BET比表面积.低温热剥离GO所制备的功能型单层石墨烯在2 mol/L KOH体系中的最大比电容值约为220 F/g;而通过高温热剥离GO所制备的功能型单层石墨烯虽然同样具有较高的BET比表面积,但其最大比电容值下降至约150 F/g.这表明通过低温热剥离GO所制备的功能型单层石墨烯具有更优异的超电容性能.     

离子液体在石墨烯绿色规模化剥离制备中的应用

石墨烯自被发现以来便因其良好的物理化学性能引起了极大的关注,而如何大规模、绿色地制备高品质的石墨烯至关重要.液相剥离法是一种有望实现石墨烯规模化绿色制备的方法.其中绿色溶剂离子液体(ionic liquids,ILs)辅助的石墨剥离非常值得关注,可得到单层和少层石墨烯,产率比早期使用的有机溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)高约两个数量级.本文先对目前液相剥离所用的各种溶剂进行了分类总结,在此基础上讨论了离子液体用于石墨烯剥离制备的实际应用,旨在为克服当前液相剥离法所面临的诸多挑战提供参考,以开发更高效绿色的剥离体系.     

层状双金属氢氧化物/碳纳米管复合物的制备及在有机溶剂中的分散

通过硝酸处理在碳纳米管(CNTs)表面生成了羧基(-COOH)基团, 随后采用尿素法在其水悬浮液中原位合成了层状双金属氢氧化物(LDH), 获得了层状双金属氢氧化物/碳纳米管复合物(LDH/CNTs), 考察了CNTs用量对LDH形貌与结构的影响. 结果表明, CNTs的用量对LDH的产率及结构无显著影响; 但当CNTs用量较低(<0.2 g/L)或过高(>4.0 g/L)时, 会导致LDH的粒径分布变宽. 对LDH/CNTs进行氯化及有机化处理, 获得了十二烷基苯磺酸根离子(DBS)插层的DBS-LDH/CNTs. 对DBS-LDH/CNTs在不同有机溶剂中分散及剥离程度的研究发现, DBS-LDH/CNTs在丁醇、 乙醇及二甲苯中均可良好分散且其悬浮液较稳定, LDH在不同溶剂中的剥离程度为丁醇>乙醇>二甲苯>四氢呋喃.     

双层氧化石墨烯纳米体系中受限水的介电常数

为了深入了解孔径和氧化程度对介电性能的影响, 通过分子动力学模拟的方法, 探究了水在不同孔径和氧化程度的双层石墨烯纳米通道中的介电行为. 实验结果表明, 在较窄的通道环境中, 水分子会表现出更强的有序取向, 受限水的介电常数随纳米通道空间的减小而减小. 随着氧化程度的增加, 较宽的层间距对介电常数的影响大于较窄的纳米通道. 对于最宽的通道(d=1.2 nm), 石墨烯双分子层内水的介电常数随氧化程度的增加而降低, 而对于相对较窄的通道(d=0.6, 0.9 nm), 介电行为呈现出非单调的趋势. 为了理解其背后的物理原因, 分别计算了3个纳米通道的氢键数量. 结果表明, 氢键数量以及动态稳定性（对应最快的衰减率）最低的是1.2 nm宽的纳米通道, 这表明水分子在大的纳米通道中更不稳定, 同时也比在0.6和0.9 nm的纳米通道中更无序.     

氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油的性质与应用

作为绿色溶剂,离子液体在化学和物理学科引起广泛关注.低共融溶剂,如氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油,不仅被认为是一类新型的离子液体,还具有价格低廉、环境友好及合成简便等优势.为了促进氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油这两种低共融溶剂的应用,本文考察了氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油的微观结构、物理化学性质及水分对其物性的影响,并将其与传统离子液体进行了比较.此外,还分析了氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油在摩擦学及CO2分离中的潜在应用.已有研究结果表明,氯化胆碱/尿素和氯化胆碱/甘油有希望应用于摩擦学及CO2分离中,但是在大规模工业应用之前依然存在很多不确定性和瓶颈,还需要进一步在其纳米结构、实验测定及模型等方面进行研究.     

水合肼在高岭石层间插层行为的量子化学研究

水合肼以其碱性及吸附性受到越来越多的关注,同时它在粘土中的污染问题也越来越受到重视.本工作构建了高岭石团簇模型为Al6Si6O42H42并在B3LYP/6-31G(d,p),MP2/6-31G(d,p)//B3LYP/6-31G(d,p)和MP2/6-31++G(d,p)//B3LYP/6-31G(d,p)水平下对一水合肼以及二水合肼在高岭石层间的插层性质(如:优化构型、结构参数、结合能、电荷分布、振动光谱、静电势等)进行探究.计算表明,当一水合肼进入层间后,水分子和肼分子之间的相互作用发生了改变.即水与肼分子分别以氢键的形式插层于高岭石层间,且肼与高岭石之间的相互作用要强于肼与水之间的相互作用,同时插层位点多位于高岭石四面体层和八面体层的重叠区域内,这些都是水合肼易进入高岭石层间而难以脱去的重要因素.当二水合肼进入层间后,随着层间距的不断扩大,肼分子与高岭石铝氧层之间的相互作用仍强于肼分子与水分子间的作用.但当层间距超过1.05 nm时,水分子与肼分子之间的作用则强于肼分子与高岭石的作用,这也印证了若要将肼脱附,需将层间距增大以减弱肼分子与高岭石的作用,再用溶剂将其脱附的可行性.     

石墨烯的纳米摩擦与磨损性质

采用乙醇溶剂剥离的方法制备石墨烯. 通过对溶剂温度、超声时间、超声功率和溶剂离心速度及时间的控制, 从高定向热解石墨(HOPG)制备得到少层石墨烯. 用原子力显微镜(AFM)研究了云母基底上不同层数石墨烯在真空中的纳米摩擦过程, 发现从约4 个原子单层(4 ML)起, 摩擦系数基本不再变化, 但摩擦力仍随着厚度的增加而显著减小, 7 ML之后, 其摩擦系数基本接近于零. 在磨损实验中, 少层石墨烯表面存在刮坏的现象,且不同厚度的石墨烯的磨损现象明显不同, 其中2 ML石墨烯相比4 ML石墨烯表现出较好的耐磨损性能, 且不具有摩擦方向依赖性. 测试了真空下少层石墨烯和云母表面的粘附力, 发现不同层厚的石墨烯相差不大, 因此认为基底效应并不是磨损性质差异的主要原因. 相对于单层石墨烯, 少层石墨烯在抗磨损涂层等领域有着很大的潜在应用价值.     

减少再堆叠改性的石墨烯薄膜在锂离子电池中的应用

对溶剂化的石墨烯薄膜进行冷冻干燥处理得到改性的石墨烯薄膜,这种处理可以降低干燥过程中石墨烯片层之间严重的再堆叠.结果表明改性的石墨烯薄膜具有更多的折皱和更大的层间距,并提高了电化学性能.在电流密度为50 mA·g^-1时,该电池首次循环的放电和充电比容量分别为1189.3和645.2 mAh·g^-1,400次循环后充电比容量仍然超过305 mAh·g^-1,显著高于使用传统真空过滤得到的石墨烯薄膜的电化学性能.此外,相对于传统的石墨电极（包括活性物质、聚合物粘结剂和导电集流体）,石墨烯薄膜电极的质量和成本有明显的下降.     

Interpretation of inorganic arsenic metabolism in humans in the light of observations made in vitro and in vivo in the rat

The toxicity of inorganic trivalent arsenic for living organisms is reduced by in vivo methylation of the element. In man, this biotransformation leads to the synthesis of monomethylarsonic (MMA) and dimethylarsinic (DMA) acids, which are efficiently eliminated in urine along with the unchanged form (As_i). In order to document the methylation process in humans, the kinetics of As_i, MMA and DMA elimination were studied in volunteers given a single dose of one of these three arsenicals or repeated doses of As_i. The arsenic methylation efficiency was also assessed in subjects acutely intoxicated with arsenic trioxide (As₂O₃) and in patients with liver diseases. Several observations in humans can be explained by the properties of the enzymic systems involved in the methylation process which we have characterized in vitro and in vivo in rats as follows: (1) production of As_i metabolites is catalyzed by an enzymic system whose activity is highest in liver cytosol; (2) different enzymic activities, using the same methyl group donor (S-adenosylmethionine), lead to the production of mono- and di-methylated derivatives which are excreted in urine as MMA and DMA; (3) dimethylating activity is highly sensitive to inhibition by excess of inorganic arsenic; (4) reduced glutathione concentration in liver moderates the arsenic methylation process through several mechanisms, e.g. stimulation of the first methylation reaction leading to MMA, facilitation of As_i uptake by hepatocytes, stimulation of the biliary excretion of the element, reduction of pentavalent forms before methylation, and protection of a reducing environment in the cells necessary to maintain the activity of the enzymic systems.     

茶叶中高氯酸盐检测方法研究进展

茶叶中新型污染物高氯酸盐在近年来受到越来越多的关注,相应的检测技术也在不断加强.参考国内外文献,综述了茶叶中高氯酸盐的检测方法.目前,茶叶中高氯酸盐的检测方法主要有离子色谱法（IC）、离子色谱-质谱法（IC-MS）和高效液相色谱-串联质谱法（LC-MS-MS）.比较了不同检测方法的局限性和优越性,重点比较了高效液相色谱-串联质谱法不同前处理方法、净化小柱和检测条件的优劣,对茶叶高氯酸盐检测技术的发展和研究进行了展望,为检测茶叶中高氯酸盐的新材料研发和检测新标准的建立提供理论依据.     

Production of radicals in the ozonolysis of propene in air

Radical production in the ozonolysis of propene in air was monitored directly by a peroxy radical chemical amplification (PERCA) instrument at room temperature (298±2 K) and atmospheric pressure (1×105 Pa). The ozonolysis reactions were conducted in a flow tube under pseudo-first-order conditions for ozone. The decay in ozone was calculated based on reaction time tr and effective rate constant keff (keff = k1[C3H6]0)) for the ozone-propene reaction. The total radical yields relative to consumed ozone were d...     

成都西部金马地区土壤微量元素特征研究

对成都平原西部金马镇深层土壤取样分析,研究了具有指示意义的几种微量元素富集情况,揭示了土壤原生地球化学环境质量;通过异常信息的筛选,分析了各元素异常反映的地球化学及地质信息.     

超临界流体萃取技术在提取中药挥发油中的应用

用超监介CO2流体萃取技术对多种中药挥发油的提取进行了综述,并将其与传统的水蒸馏法进行比较。结果表明,用超临界流体法不仅挥发油的收率高,而且提取时间也大大缩短。     

Formation of disperse ferromagnetic nanoparticles in zeolites in the course of thermal activation in oxygen

Samples of synthetic high-silica zeolites after high-temperature activation in oxygen are studied by ferromagnetic resonance. Observation of the fine structure of ferromagnetic resonance (FMR FS) indicates the formation of magnetic iron oxide nanoparticles in the course of thermal treatment of zeolites in oxygen. Features of the formation of a dispersed ferromagnetic phase in zeolites, geometric and magnetic characteristics of constituent nanoparticles are discussed.     

ICP-AES测定铀污染土壤植物中铀的研究

采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)对铀污染土壤植物中铀的测定方法进行了研究.在λU385.958 nm处,选择了仪器的最佳工作条件,考察了酸度和常见共存元素对测定的干扰情况,并且对比了干灰化消解和湿式消解对测定的影响.研究发现2%硝酸溶液为最佳介质,干扰离子对测定没有显著影响,干灰化消解比湿式消解得彻底.在选定条件下,方法检出限为0.18 mg·L-1,测定下限为0.61 mg·L-1,5.0000 mg·L-1的铀标准溶液的相对标准偏差RSD(n=10)为0.81%,方法回收率为96.2%～106.2%.该方法操作简单,快速.结果表明,用ICP-AES测定铀污染土壤植物样品中的铀是可行的.     

测定血清中Na 含量不确定度的评定

对血清中Na离子含量的测量不确定度进行评定。不确定度的来源主要包括Na离子标准工作液的配制过程、血清样品的定容消化制备、标准曲线拟合、钠离子各分量不确定度的合成等引入的不确定度计算出各分量的不确定度,通过合成得到测量结果的合成不确定度、扩展不确定度及测试结果的报告形式。     

微反应在化学课堂情感态度与价值观目标评定中的应用

《普通高中化学课程标准（实验）》把情感、态度与价值观作为重要的教学目标提出来,并提出了相应的评定建议,但是没有一个具体的、客观的评定方式。人们内心的情感、态度与价值观在受到有效刺激时,可以通过外显的微反应表达出来。在化学课堂教学中,教师可以采用微反应来评定第3维目标的达成情况。在运用微反应评定时,要求教师具有敏锐的观察力、综合分析的能力和“一心二用”的能力,且按确定观察目的、制定观察记录表、观察记录、评定4个步骤进行。     

阳江市幼儿头发中微量元素含量分析

测定了阳江市4449名1～7岁儿童头发中6种元素含量.结果表明,该市儿童头发中的 Zn为(82.15±19.00)×10-6 ,Ca为(511.56±93.55)×10-6 ,Mn为(1.81±0.86)×10-6 ,均低于国内报道的正常儿童发中元素含量低限值 Zn 87.75×10-6,Ca 603.25×10-6,Mn 2.14×10-6.该市儿童发 Pb平均值为(12.82±7.43)×10-6,显著高于国内报道的正常儿童发 Pb高限值10.43×10-6.