聚叶酸修饰电极的制备及其对肾上腺素的电催化氧化研究

采用电化学聚合的方法,将叶酸(FA)聚合在碳糊电极(CPE)表面,制备了聚叶酸修饰碳糊电极(PFA/CPE),并研究了肾上腺素(EP)在该修饰电极上的电化学行为。实验结果显示:在pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液中,该聚合膜对EP的氧化有显著的催化作用,EP在修饰电极上产生2个氧化峰和一个还原峰,峰电位分别为0.193V、0.4184V和-0.252V。在测定实验条件下,EP在PFA/CPE上的氧化峰电流与其浓度在2.50×10-7～1.78×10-4mol/L范围内具有良好的线性关系,检出限可达1×10-7mol/L。将该电极应用于EP实际样品的测定,效果良好。     

电还原柠嗪酸修饰电极对多巴胺和尿酸的电化学性质研究

采用循环伏安法制备了电还原柠嗪酸膜修饰碳糊电极(ECA/CPE),研究了多巴胺(DA)在该修饰电极上的电化学行为。在pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液中,ECA/CPE对DA具有明显的电催化作用,且DA呈现出一对准可逆的氧化还原峰,其氧化峰电流与DA浓度在3.7×10-7~8.2×10-5mol/L和1.04×10-4~9.34×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为1×10-7mol/L(S/N=3)。使用微分脉冲伏安法,DA和尿酸(UA)在ECA/CPE上的氧化峰能完全分离,且峰电流与浓度呈良好的线性关系。该电极可用于盐酸多巴胺针剂中DA的测定以及人体尿液中UA的检测。     

硫脲在10-甲基吩噻嗪修饰碳糊电极上的电催化氧化及电分析方法研究

研究了硫脲(Thiourea,Tu)在10-甲基吩噻嗪修饰碳糊电极(MPT/CPE)上的电催化氧化行为.结果表明,Tu在裸碳糊电极(CPE)上的直接电化学氧化过程十分迟缓,MPT/CPE对Tu的电化学氧化具有良好的催化作用.用计时电流法(CA)测定了Tu在MPT/CPE上的电极过程动力学参数,测得电荷传递系数α=0.61,电催化氧化反应的速率常数k=(1.96±0.10)×104(mol/L)-1·s-1.用方渡伏安法(SWV)测得催化氧化峰电流与Tu浓度在1.0×10-6～8.0×10-3mol/L范围内呈良好的线性关系,线性回归方程为,Ips(μA)=10.836c(10-3mol/L)+5.326,R=0.9984,检出限为2.2×10-7mol/L(S/N=3).方法可用于Tu的电化学法测定.     

离子液体BMIMPF6修饰碳糊电极电化学测定维生素E

用疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸([BMIM]PF6)作粘合剂制备了离子液体修饰碳糊电极(IL/CPE)。采用循环伏安法(CV)研究了维生素E(vitamin E,VE)的氧化产物生育酚红在IL/CPE和未修饰碳糊电极(CPE)上的电化学行为,结果表明生育酚红在IL/CPE上氧化过程更易于进行,峰电流响应ip也明显增加,表明IL/CPE对生育酚红的氧化还原反应具有良好的电催化作用。同时测定了电极过程的动力学参数:电荷转移系数α=0.8746,扩散系数D=1.65×10-3cm2/s,电极反应速率常数kf=6.64×10-2cm/s。采用方波伏安法(SWV)发现生育酚红氧化峰电流与其浓度在1.53×10-4mol/L～8.39×10-7mol/L范围内呈线性关系,检出限为1.58×10-8mol/L。该法可用于VE实际样品的分析测定。     

抗坏血酸和尿酸在CPB现场修饰碳糊电极上的电化学行为及其选择性测定应用

研究了抗坏血酸(AA)和尿酸(UA)在裸碳糊电极(CPE)和溴化十六烷基吡啶(CPB)现场修饰碳糊电极(CPB/CPE)上的电化学行为.研究结果表明,在PBS水溶液中,AA和UA在CPB/CPE上氧化峰电流增加,峰电位负移,CPB/CPE对AA,UA电化学氧化反应产生了催化作用.微分脉冲法研究表明,在AA和UA共存体系中,AA和UA的氧化峰电位相差约220 mV,以此建立了AA和UA的电化学选择性测定方法.AA和UA的微分脉冲伏安氧化峰电流和其相应浓度分别在7.0×10-6～6.0×10-3 mol/L和5.0×10-7～6.0×10-4 mol/L的范围内呈良好的线性关系.在200倍AA共存时UA的检出限为5.0×10-6 mol/L,CPB修饰的碳糊电极直接应用于实际尿样中UA的测定.     

维生素K3在二茂铁修饰碳糊电极上的电化学行为及其测定

制备了二茂铁(Fc)修饰碳糊电极(Fc/CPE)并采用扫描电子显微镜(SEM)和电子能量散射谱(EDS)技术观察其表面形貌和分析其组成。采用循环伏安法(CV)和计时电量法(CC)研究了维生素K3(VK3)在该修饰电极上的电化学行为并计算了电极过程的动力学参数。Fc/CPE对VK3的电化学氧化还原具有良好的催化作用,VK3在该修饰电极上的电极反应为两电子、两质子参加的受扩散控制的可逆过程。采用差分脉冲伏安法(DPV)测得催化还原峰电流与VK3浓度在2.56×10-4～2.18×10-6mol/L范围内呈线性关系,检出限为1.6×10-7mol/L。方法可用于市售维生素K3注射液中VK3含量的测定。     

亚硫酸盐在乙酰二茂铁修饰碳糊电极上的电催化氧化及其电化学动力学性质研究

研究了亚硫酸盐在乙酰二茂铁(AFc)修饰碳糊电极(AFc/CPE)上的电催化行为。研究结果表明,其在裸碳糊电极(CPE)上的行为比亚硫酸盐在AFc/CPE上的氧化峰电流增加约3倍,氧化峰电位负移360 mV,表明AFc/CPE对亚硫酸盐的电化学氧化具有良好的催化作用。用循环伏安法、计时电流法测定了亚硫酸盐在AFc/CPE上的电极过程动力学参数,测得电荷传递系数α为0.70,电催化氧化反应速率常数k为(4.91±0.05)×104(mol/L)-1.s-1。催化氧化峰电流与亚硫酸盐在5.0×10-4~1.1×10-2mol/L浓度范围内呈良好的线性关系,线性回归方程为Ipa(μA)=1.345 7.956c(10-3mol/L),R=0.9988,检出限为2.0×10-5mol/L。可用于亚硫酸盐的电化学定量测定方法。     

米吐尔在离子液体修饰碳糊电极上的电化学行为及其测定

用离子液体1-庚基-3-甲基咪唑六氟磷酸([HMIM][PF6])作修饰剂制备了离子液体修饰碳糊电极(IL/CPE).在0.5 mol/L HAc-NaAc(pH=4.8)缓冲溶液中,采用循环伏安法(CV)和方波伏安法(SWV)研究了米吐尔在该修饰电极上的电化学行为,建立了测定米吐尔的新方法.研究表明,米吐尔在IL/CPE上的氧化、还原峰电位差比其在裸碳糊电极(CPE)上的小,而峰电流却显著增加,说明IL/CPE对米吐尔有电催化作用;共存物对苯二酚干扰米吐尔的测定,通过方波伏安法可以消除其干扰.在方波伏安曲线上,米吐尔的还原峰电流与其浓度在1.0×10-7 ～2.0×10-5 mol/L范围内呈线性关系,检出限为3.0×10-8 mol/L.该法可用于照相废液中米吐尔的测定.     

硫化物在乙酰二茂铁修饰碳糊电极上的电化学行为及电分析

研究了S2-在乙酰二茂铁(AFc)修饰碳糊电极(AFc/CPE)上的电催化氧化行为及其电化学分析方法。实验结果表明,AFc/CPE对S2-的电化学氧化具有良好的催化作用。用计时电流法(CA)测定了S2-在AFc/CPE上的电催化氧化反应速率常数k为(2.60±0.05)×105 L.mol-1.s-1。用方波伏安法(SWV)测得催化氧化峰电流与S2-的浓度在5.0×10-5～1.0×10-3 mol.L-1范围内呈良好线性关系,检出限(S/N=3)为1.3×10-7 mol.L-1,同时运用SWV法对造纸废水水样中S2-的含量进行了电化学定量测定。     

Cu-Ag/石墨烯修饰电极的制备及其对亚硝酸盐的测定

利用电沉积方法制备Cu-Ag/石墨烯修饰玻碳电极,研究了亚硝酸盐在该修饰电极上的电化学行为,建立了电化学测定亚硝酸盐的新方法。在磷酸盐缓冲溶液中,修饰电极对亚硝酸盐的电化学响应具有很好的催化作用。利用线性扫描伏安法对亚硝酸盐的电化学氧化进行定量分析,亚硝酸盐的氧化峰电流与其浓度在8×10~(-9)~8×10~(-7)mol/L和8×10~(-7)~2×10~(-6)mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限低至8×10~(-9)mol/L。     

The Colloidal Stabilization of Carbon with Carbon: Carbon Nanobubbles as both Dispersant and Glue for Carbon Nanotubes

The superior physical properties of carbon nanotubes (CNTs) have led to their broad application. Intrinsically, CNTs tend to agglomerate from hydrophobic interactions, which is highly undesirable for solution processing and device fabrication. Commonly, a stabilizer consisting of organic surfactants or polymers is used to disperse CNTs. Recently, we synthesized nitrogen‐doped carbon hollow nanospheres (25–90 nm), termed carbon “nanobubbles”. They bear superior dispersability in water and distinctive graphitic order. Herein, we describe the nanobubble‐assisted dispersion of CNTs in aqueous solution upon sonication. This process relies on the π–π interaction between the two aromatic carbon nanostructures, which can process their carbon mixture in water into conductive filter membranes, ink, and discs. This stabilization can be extended to other aromatic carbons. In addition, the π–π interaction may create a new type of carbon p–n junction that can be used to improve charge separation.     

一维新型碳的同素异形体:碳链

碳链是一种完全一维的、具有电子轨道sp杂化结构的新型碳的同素异形体。正是由于碳链的独特的一维结构,使其拥有区别于富勒烯、石墨烯和碳纳米管的化学键,从而表现出更加优异的性能,如:理论预言碳链的机械强度是石墨烯的几倍;碳链的导热也类似于石墨烯和碳纳米管;碳链是具有直接带隙的半导体材料,且带隙的大小可以通过其长度来调控,其长度越长,带隙越小。尽管关于碳链的研究早在19世纪已经启其端绪,但是一直进展缓慢。直到近期,关于碳链的研究才有了几次突破性的进展,引起了学术界的广泛讨论。本文介绍了碳链的概念、结构和特殊的物理性质,在此基础上进一步介绍了碳链的几种典型的合成方法以及应用前景,重点阐述了近期碳链研究上的几次重大突破,并对于碳链研究的未来进行了展望,希望能引起国内外同行的关注。     

Adsorption of Carbon Dioxide on Activated Carbon

The adsorption of CO2 on a raw activated carbon A and three modified activated carbon samples B, C, and D at temperatures ranging from 303 to 333 K and the thermodynamics of adsorption have been investigated using a vacuum adsorption apparatus in order to obtain more information about the effect of CO2 on removal of organic sulfur-containing compounds in industrial gases. The active ingredients impregnated in the carbon samples show significant influence on the adsorption for CO2 and its volumes adsorbed on modified carbon samples B, C, and D are all larger than that on the raw carbon sample A. On the other hand, the physical parameters such as surface area, pore volume, and micropore volume of carbon samples show no influence on the adsorbed amount of CO2. The Dubinin-Radushkevich (D-R) equation was the best model for fitting the adsorption data on carbon samples A and B, while the Preundlich equation was the best fit for the adsorption on carbon samples C and D. The isosteric heats of adsorption on carbon samples A, B, C, and D derived from the adsorption isotherms using the Clapeyron equation decreased slightly increasing surface loading. The heat of adsorption lay between 10.5 and 28.4 kJ/mol, with the carbon sample D having the highest value at all surface coverages that were studied. The observed entropy change associated with the adsorption for the carbon samples A, B, and C (above the surface coverage of 7 ml/g) was lower than the theoretical value for mobile adsorption. However, it was higher than the theoretical value for mobile adsorption but lower than the theoretical value for localized adsorption for carbon sample D.     

Growth of Single-walled Carbon Nanotubes on Substrates Using Carbon Monoxide as Carbon Source

The growth of single-walled carbon nanotubes(SWCNTs) on substrates has attracted great interests because of the potential applications in various fields. Carbon monoxide(CO) was used as the carbon source for the growth of SWCNTs on silicon substrates. Random or oriented SWCNTs can be produced by varying the CO flow rate. When the flow rate of CO was as low as 20 sccm(sccm:standard cubic centimeter per minute), dense SWCNT networks with clean surface were produced. When the flow rate was above 50 sccm, vertically aligned SWCNT(VA-SWCNT) arrays were grown. Well-aligned VA-SWCNT arrays were obtained in the temperature range of 650-800℃ and the content of large-diameter(above 1.7 nm) tubes in the array increased with the temperature. The height of the array was affected by the growth temperature, the CO flow rate, and the growth time. These findings indicate CO can be used as an efficient carbon source for the growth of SWCNTs on substrates under low flow rates.     

埃洛石纳米管模板法一步法制备一维碳纳米管/碳纳米棒混合纳米碳材料

利用埃洛石纳米管(HNTs)特有的中空纳米结构,以及丰富的界面化学性质,以聚乙烯醇(PVA)为碳源,采用浸渍填充纳米孔方法实现了一步制备一维碳纳米管(CNTs)/碳纳米棒(CNRs)混合纳米碳材料。考察模板剂(HNTs)和碳源(PVA)之间的比例关系对混合纳米碳材料的结构影响,利用XRD、FTIR、Raman、N2吸附-脱附测试、TEM、SEM以及电阻率和分散性等表征手段分析混合纳米碳材料的结构变化。结果发现,PVA填充含量的增加将导致产物中CNRs的质量分数增加;当PVA和HNTs质量之比为1∶1时,所制备的CNTs/CNRs的孔体积达到最大值2.142 cm~3·g-1,比表面积达到583 m~2·g-1,并且表现出较好的电导率和分散性,表明低的PVA填充比例制备的混合碳材料中CNTs含量较高。     

Carbon clusters

Some of the most significant discoveries and achievements concerning the mass spectra and gas phase ion chemistry of carbon clusters are reviewed. These include (1) nanosecond and femtosecond laser ionizations; (2) ion structures through ion/molecule reactions, ion chromatography, and computational methods; (3) carbon cluster cooling through radiative decay, dissociative decay, and thermionic emission; (4) mechanisms and energetics of fragmentation reactions; (5) endohedral fullerenes including recent data on ion beam implantation, and (6) ion chemistry as a function of the fullerene charge state.     

二氧化碳与低碳经济发展

由于二氧化碳无色无味,又存在于大气中,因此它在植物生长中的重要性被人类忽略了。其实二氧化碳是光合作用的反应物,是植物生长的重要原料;又是一种新型绿色肥料。人类应该着力开发以二氧化碳为原料的新型肥料发展低碳经济。     

Palladium-Catalyzed Addition of Carbon Monoxide and Carbon Tetrachloride to 1-Octene in Supercritical Carbon Dioxide

The Pd-catalyzed addition of carbon monoxide and carbon tetrachloride to 1-octene gave coadduct [alkyl 2-( 2, 2, 2-trichloroethyl)octanoate] as the major product in supercritical carbon dioxide by using pyridine as the base. It was found that the selectivity and the yield of coadduct were greatly affected by the pressure of carbon dioxide, the reaction temperature and the amounts of alcohol and base used.     

Ni/γ-Al2O3催化剂上CH4-CO2重整体系中积碳-消碳的研究

用动态热重技术和色谱技术联用以及XRD和TEM等表征手段,研究了Ni/γ-Al     

碳纳米管含量对炭炭复合材料组织及力学性能的影响

炭纤维上原位合成了均匀生长且具有伸张形貌的碳纳米管,借助化学气相渗透制备了碳纳米管增强的炭炭复合材料,研究了不同含量的碳纳米管对炭炭复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：炭纤维上生长碳纳米管改变了热解炭的沉积行为,诱导了各向同性热解炭的生成,且随着碳纳米管含量的增加,各向同性热解炭的厚度增加,但是复合材料的d002值却明显降低。微量的碳纳米管即可显著提高复合材料的力学强度,随着其含量的增加,复合材料的力学强度和模量迅速提高,但材料的断裂行为却急剧恶化,断裂模式由最初的假塑性断裂转变为脆性断裂。