银纳米片在无纺布纤维上的可控组装及其SERS效应

以无纺布(NWF)为支撑基体, 采用两步化学合成法在NWF上原位构建了由间隙为20~110 nm Ag纳米片(AgNS)组装成的AgNS@NWF微纳结构. 扫描电子显微镜(SEM)分析表明, AgNS@NWF具有特殊的层级结构, 该结构可用于表面增强拉曼散射(SERS)研究. 实验结果表明, AgNS@NWF微纳结构具有良好的SERS灵敏度和优异的信号可重现性. 将罗丹明6G(R6G)作为SERS探针分子, 发现R6G的SERS特征峰强度的对数值与R6G水溶液的浓度对数值呈良好的线性关系, 最低检测限可达1×10^?10 mol/L, 表明AgNS@NWF微纳结构具有良好的SERS灵敏度; 当R6G水溶液的浓度为1×10^?5, 1×10^?6和1×10^?7 mol/L时, 610 cm^?1处谱带拉曼散射强度的相对标准偏差分别为3.57%, 3.67% 和8.46%, 优于或接近于以往研究, 表明AgNS@NWF微纳结构具有优异的信号可重现性. 将3-巯基丙酸和三聚氰胺作为SERS的检测分子, 最低检测限分别为1×10^?5和1×10^?6 mol/L. 本文为制备灵敏度高、 信号可重现性优异的SERS基底提供了一种简单、 快速、 成本低廉的方法, 在生物检测和环境监测中具有潜在的应用价值.     

用于氢过氧自由基光谱和动力学分析的腔衰荡光谱装置

基于近红外腔衰荡光谱技术(CRDS)结合闪光光解，搭建了一套用于瞬态自由基探测的高灵敏度实验装置。通过扫描自主设计的光学谐振腔腔长，实现激光器与腔的模式耦合，基于线性回归求和(LRS)算法对衰荡曲线进行拟合，获得衰荡时间，在20.3 km有效光程和6.25 s采集时间下，系统可实现5.05×10–11cm^–1的探测灵敏度。使用266 nm Nd:YAG激光器光解臭氧(O₃)和乙炔(C₂H₂)的混合物产生氢过氧自由基(HO₂·)，测量了HO₂·在6638.203 cm^–1位置处的特征吸收，获得了分辨率为0.002 cm^–1的吸收光谱。在2 kPa条件下，通过测量HO₂·自反应的衰变获得了6638.203 cm^–1处HO₂·的吸收截面(σ)为3.3×10^–19cm²/molecule，对应的吸收谱线强度(S)...     

波长型SPR检测仪的灵敏度探讨

利用自行设计构建的可变入射角的波长型表面等离子体共振(SPR)检测仪, 在不同浓度的蔗糖溶液中测定了不同入射角度(80°~66°)的共振曲线, 经过处理得到共振峰位、半高宽及灵敏度随入射角和样品折射率变化的三维图像. 在此基础上探讨了波长型SPR检测仪的主要参数对仪器性能的影响, 从理论和实验上证明了影响灵敏度的主要因素为共振波长, 并且随着共振波长的增大, 检测灵敏度迅速提高.     

萘基相互连接的多孔碳纳米囊的制备及超电容性能

以萘为碳源, 采用MgO模板诱导耦合KOH裁剪技术制备了相互连接的多孔碳纳米囊(ICNC). 结果表明所制备的ICNC₂具有大的比表面积(1811 m²/g)、 高的压实密度(1.38 g/cm³)和微孔孔容含量(58.93%). 在对称的超级电容器(SC)中, ICNC₂电极的体积比容在不同电流密度下分别高达420.8 F/cm³(0.069 A/cm³)和315 F/cm³(27.6 A/cm³), 容量保持率为74.82%. 在38 W/L功率密度下, ICNC₂基SC的体积能量密度为14.6 W?h/L. 经过20000次循环后, 其体积比容仅衰减1.4%, 库伦效率为99.1%, 为从萘基小分子制备储能用功能碳材料提供了一种可行的方法.     

烟嘧磺隆分子印迹聚合物表面等离子共振传感器的制备与分析应用

利用分子印迹技术与表面等离子共振光谱联用, 建立了对磺酰脲类除草剂烟嘧磺隆的检测方法. 实验过程中, 探讨了pH值对分子印迹膜吸附目标化合物特性的影响, 并在最佳pH下对其吸附和选择性能进行了评价. 与非印迹聚合物相比, 烟嘧磺隆印迹聚合物对烟嘧磺隆吸附效率比烟嘧磺隆类似物高. 该方法的线性范围为5.0×10^－12～25× 10^－12 mol/L, 烟嘧磺隆和分子印迹聚合物之间的结合常数为1.6×10¹⁰ L/mol, 吉布斯自由能变化值为－58.148 kJ/mol. 研究结果表明该方法具有简单、快速、灵敏度高、重复性好等特点, 适用于自来水和土壤中磺酰脲类除草剂烟嘧磺隆的测定, 基于信噪比为3时, 自来水和土壤的检出限分别为5.62×10^－14和1.01×10^－13 mol/L, 平均回收率分别为85.6%和76.6%, 相对标准偏差分别为1.78%和3.21%.     

分子印迹表面等离子共振传感器在食品安全检测中的最新研究进展

分子印迹聚合物具有空间结构选择性高、稳定性好和制备过程简单等特点,结合表面等离子共振传感器,可用于分子间相互作用和结合特性的研究。随着石墨烯、量子点等纳米材料的出现和广泛应用,基于分子印迹技术的表面等离子共振传感器的灵敏度获得了改善,促进了该技术在食品安全检测领域的快速发展。该文基于分子印迹技术简要介绍了表面等离子共振传感器芯片的制备技术、分析体系及其优点,重点分析了国内外将分子印迹-表面等离子共振传感器用于食品安全检测的最新研究成果,阐释了分子印迹-表面等离子共振技术的优势,并展望了该技术在食品安全分析领域的发展趋势。     

钛双极片上网印导电聚合物——碳纳米管复合物及其在水型不对称超级电容器中的电化学性能

用导电聚合物（聚吡硌、聚苯胺）与碳纳米管（经酸处理）复合物（ECP-CNT）以及功能添加剂（表面活性剂：苄索氯铵 benzethonium chloride,粘结剂：聚乙烯醇 polyvinyl alcohol）配成水型印泥（aqueous ink),在钛片（厚度：0.1 mm）上网印（screen printing）成所需载量及面积（例如：75 mg cm^-2,100 cm²）的均匀的ECP-CNT膜. 以该膜为正极,网印活性炭（pigment black）膜为负极,3.0 mol L^-1 KCl 或 1.0 mol L^-1 HCl 为电解质,组装不对称超级电容器. 用循环伏安、恒电流充放电、电化学阻抗、光及电显微等方法研究了ECP-CNT复合物、网印膜、单池以及由双极片（bipolar plate）连接的多池堆（multi-cell stack）. 以两片印刷面积为100 cm² 的钛双极片组装成三池堆,得到较好的技术指标：堆电压3.0 V,电极电容1.29~1.83 F cm^-2,比能量2.30~3.24 Wh kg^-1,最大比功率1.04 kW kg^-1.     

光波导耦合的表面等离子体共振光谱传感器实时监测表面生化反应

利用厚度为100 μm且局部表面覆盖有45 nm金膜的玻璃片作为消逝波表面敏感元件,自主设计并组装了光波导耦合的光谱表面等离子体共振(SPR)生化传感器.本仪器使用一对玻璃棱镜作为输入-输出耦合器,卤钨灯作为白光光源,利用时间分辨的CCD光谱分析仪对光波导输出光谱进行快速测定.这种光波导耦合的光谱SPR传感器灵敏度高,稳定性好,时间分辨率高,光谱窗口和动态探测范围宽,非常适合于表面生化反应的动力学测试.利用这种光波导耦合的光谱SPR传感器对金纳米粒子在半胱胺修饰的金膜表面的自组装过程进行了原位实时监测.     

基于多层二硒化钨的高性能场效应晶体管的实验优化和理论模拟

采用微机械剥离法制备了基于不同厚度的高质量WSe₂纳米片的场效应晶体管(WSe₂-FETs), 研究了其性能的影响因素. 通过调控WSe₂纳米片及介电层的厚度、 测试温度及退火处理等, 结合理论模拟分析, 获得了WSe₂-FETs的最佳电学性能. 最终, 基于7层WSe₂纳米片的场效应晶体管表现出最优异的电学性能, 室温下载流子迁移率可达93.17 cm²·V^?1·s^?1; 在78 K低温下, 载流子迁移率高达482.78 cm²·V^?1·s^?1.     

电/离子导体双包覆的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2锂离子电池阴极材料及其电化学性能

高镍三元材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ (NCM)比容量高且成本低, 但材料结构在电化学循环过程中的不稳定性影响了其大规模的应用, 可采用表面包覆的策略来改善材料的结构稳定性, 从而提高其电化学性能. 本工作结合高速固相包覆法和高温烧结法, 分别将电子导体氧化锡锑(ATO)和锂离子导体偏磷酸锂(LOP)共同包覆在NCM材料表面. 双包覆后的NCM材料的电子电导率从2.17×10^-3 Ѕ•cm^-1提高至1.02×10^-2 Ѕ•cm^-1, 锂离子扩散系数也从7.05×10^-9 cm²•s^-1提高至2.88×10^-8 cm²•s^-1. 同时, NCM表面的双包覆层可以在循环过程中阻止电极材料与电解液发生氧化还原反应, 抑制材料不利相变, 减少氧的析出, 稳定材料结构. 电化学性能测试表明, 经过表面包覆后, NCM材料在1 C (180 mA•g^-1)的电流下和2.7~4.3 V (vs. Li/Li⁺)的电压范围内, 循环150周后容量为161.1 mAh•g^-1, 保持率为87.1%, 而在10 C的充放电倍率下具有133 mAh•g^-1的可逆比容量.     

2,2'-联吡啶二氢双三碘基盐(2,2'-bipyH2)(I3)2的合成、晶体结构和谱学性质

合成了标题化合物并测定其晶体结构.晶体属三斜晶系,P1空间群,α=0.80284(8)nm,b=0.95993(6)nm,c=0.71660(9)nm,α=102.016(9)°,β=111.933(9)°,γ=101.650(8)°,V=0.4767(1)nm³,Z=1,D_c=3.21g·cm^-3,F(000)=404,μ(MoK_a)=98.77cm^-1.晶体中存在反式平面型的(2,2'-bipyH₂)²⁺阳离子和线性的I₃^-阴离子.晶体由[(2,2'-bipyH₂)(I₃)₂]_∞链堆积而成,同一层的链间存在N-H···I氢键,氢键键长N···I为0.349nm.用UV-Vis光谱和¹H NMR谱对标题化合物进行了表征.     

大斯托克斯位移远红光至近红外荧光探针用于检测肝损伤过程中过氧化亚硝酸盐的动态变化

肝损伤是影响公众健康的重大问题之一, 已经引起了人们越来越多的关注. 而过表达的过氧化亚硝酸盐(ONOO^?)在肝损伤等疾病的发病机制中起着重要作用, 被认为是一种与早期肝损伤密切相关的生物活性分子. 因此, 为了探究ONOO^?在肝损伤过程中的作用, 开发可以实现肝损伤过程中ONOO^?高选择性和实时检测的分析方法具有重要意义. 本文报道了一种具有大斯托克斯位移的远红光至近红外(FR-NIR)ONOO^?荧光探针. 由于该探针具有大的斯托克斯位移, 可以有效消除光谱重叠和自吸收的干扰, 从而显著提高成像的信噪比. 此外, 该探针对ONOO^?具有高的灵敏度(检出限为25.8 nmol/L)和良好的选择性, 被成功用于药物诱导肝损伤过程中ONOO^?信号的成像检测.     

尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4正极材料首周充放电过程的结构与动力学研究

以NaOH为沉淀剂,采用共沉淀法制备尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料,使用X-射线衍射（XRD）、傅里叶转换红外光谱（FTIR）和扫描电镜（SEM）分析材料结构与表面形貌. 结果表明,该材料属于空间群的无序尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料,由八面体粒子团聚成3 ~ 6 μm的大粒子. 恒电流充放电结果显示,材料在0.1C倍率下首周放电比容量为121.5 mAh·g^-1,经过150周充放电后,材料比容量无明显衰减,其容量保持率为99%. 用PITT和原位XRD联用技术研究了充放电过程中材料的结构与锂离子扩散系数之间的关系. PITT法测得材料中锂离子的扩散系数为10^-10 ~ 10^-11 cm²·s^-1.     

羧基功能化微滤膜PSF-g-PMAA的制备及对三嗪类除草剂的截留去除性能

使用过硫酸盐在胺基化的氯甲基化聚砜微滤膜表面形成—NH₂/S₂O₈^2-氧化还原引发体系,将甲基丙烯酸(MAA)接枝聚合到聚砜微滤膜表面,得到羧基功能化PSF-g-PMAA微滤膜.采用等温吸附和渗透实验,考察了PSF-g-PMAA膜对三嗪类除草剂(扑草净、莠灭净、阿特拉津)的截留去除性能.结果表明,基于静电相互作用和氢键的协同吸附作用,PSF-g-PMAA膜对三嗪类除草剂显示出良好的去除效果,其中对莠灭津的最大吸附量达到0.18μmol/cm²(41μg/cm²).采用膜面积为1.77 cm²的注射过滤器,PSF-g-PMAA膜对浓度为0.8 mg/L的三嗪类除草剂溶液的截留率接近100%(渗透液体积100 mL).     

三维多孔铜和锌镀层协同构筑无枝晶锂金属电极

金属锂具有高理论比容量和低氧化还原电位, 被认为是高能量密度二次电池最理想的负极材料之一, 但其在循环过程中的枝晶生长和体积变化易造成电池失效和安全隐患. 以孔径为5 μm左右的自制三维多孔铜为基底, 在其表面电沉积锌层(3D Cu@Zn), 作为金属锂沉积的集流体, 构筑无枝晶锂金属电极. 三维多孔铜的孔结构稳定, 孔径大小适宜, 可有效降低局部电流密度和缓解体积变化. 锌镀层可降低锂金属的形核过电位, 诱导锂的均匀沉积, 有效抑制锂枝晶生长. 以3D Cu@Zn为集流体, 锂沉积面积容量为4 mAh•cm^–2, 电极表面仍无枝晶出现, 经过锂剥离后表面仍然光滑; 而铜箔上沉积的锂显示明显的枝晶和不均匀性, 3D Cu上沉积的锂显示局部不均匀性和一定量枝晶. 在电流密度为0.5和 1 mA•cm^–2, 面积容量为1 mAh•cm^–2条件下, Li||3D Cu@Zn半电池获得了稳定的库伦效率; 在2 mA•cm^–2的高电流密度和1 mAh•cm^–2的面积容量条件下, Li||3D Cu@Zn@Li对称电池可稳定循环700 h以上; 以3D Cu@Zn@Li为负极, LiFePO₄为正极的全电池, 在1 C倍率下, 经过150次循环后仍保持88 mAh•g^–1的容量, 均明显优于Cu片和3D Cu作为集流体的锂金属电极.     

发光配合物1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)苯锌的研究

合成了发光配合物1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)苯锌(1)及其双分子-4,4'-联吡啶复合物(2).用X射线单晶衍射分析方法得到了配合物2的单晶结构.该晶体属三斜晶系,P1空间群,晶胞参数为a=0.96251(6)nm,b=1.50122(9)nm,c=1.64252(12)nm,α=106.958(2)°,β=105.362(3)°,γ=102.978(2)°,V=2.0685(2)nm³,Z=2,D_c=1.563g/cm³,F(000)=1000,R₁=0.0367,wR₂=0.0898.研究表明,晶体2由1个4,4'-联吡啶通过配位键连接2个化合物1分子构成.晶体2是由沿晶体学b和c轴方向的一维分子柱堆积而成.考察了配合物1的发光性质,配合物1可作为发光材料效率很高的电致发光器件制备.     

新型无卤阻燃剂新戊二醇二焦磷酸酯的合成、晶体结构及热分解性能研究

以新戊二醇、三氯氧磷为原料, 合成得到5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氯(II), 化合物II经过水解反应合成新型无卤阻燃剂新戊二醇二焦磷酸酯, 两步反应总产率72%. 采用元素分析、FT-IR、MS、¹H NMR及X射线四圆衍射等技术确定了标题化合物的分子结构. 结构分析表明, 该标题化合物属于正交晶系, pbca空间群, 每个结构单元含有2个分子, 晶胞参数为a＝0.97690(2) nm, b＝1.1283(2) nm, c＝2.6506(5) nm, α＝90(3)°, β＝90(3)°, γ＝90(3)°, V＝2.9217(10) nm³, Z＝38, D_c＝1.429 g/cm³, μ＝0.322 mm^－1, F(000)＝1328, 由3327个独立衍射点得到最终偏离因子[I＞2σ(I)] R＝0.0507, R_w＝0.1254. 热失重分析表明该标题化合物具有较高的热稳定性和良好的成炭性.     

三(3-羟基黄酮)合铝(Ⅲ)的合成及晶体结构

合成了三(3-羟基黄酮)合铝(Ⅲ),制得[Al(C₁₅H₉O₃)₃]₂·2CHCl₃·8H₂O晶体,X射线衍射结果表明:其结构属于三方晶系,空间群为R3.晶胞参数:a=b=1.6558(3)nm,c=3.6465(20)nm,α=β=90°,γ=120°,V=8.65608(0.00586)nm₃,D_c=1.45g/cm³,μ(MoKα)=3.20cm^-1,F(000)=3924.分子中每个3-羟基黄酮以其独特的酮基和羟基同时与Al³⁺配位,3个配体中的6个配位氧原子形成扭曲的配位八面体.     

基于聚苯乙烯磺酸的锂金属负极界面保护层的设计

将聚苯乙烯磺酸(PSS)进行锂化处理后, 涂覆在锂箔表面, 在锂金属表面构筑一层均匀的聚苯乙烯磺酸锂(PSSLi)界面保护层, 形成PSSLi@Li复合电极. 通过红外光谱(FTIR)、 电化学阻抗谱(EIS)、 电池性能分析和有限元多物理场仿真模拟等方法, 对该复合电极进行了结构和性能研究. 结果表明, PSSLi界面保护层能有效地避免电解液与锂金属的直接接触, 抑制了“死锂”和锂枝晶的生成. 聚苯乙烯磺酸锂具有整齐排布的磺酸基团, 为锂离子提供了稳定的传输通道, 能够均匀化锂离子的迁移速率, 调节锂离子在电极表面的浓度分布, 并实现均匀的锂金属沉积/剥离. 电化学实验数据表明, 将该PSSLi界面层涂覆在铜箔表面进行库仑效率测试, 循环 350次实验后仍然能够保持在99.5%以上; 利用PSSLi@Li复合电极组装形成的对称电池, 在1 mA/cm²的电流密度、 1 mA·h/cm²的面积容量下, 能够稳定循环1200 h以上; PSSLi@Li与磷酸铁锂正极材料组装的全电池, 在1C倍率下循环500次后, 仍具有115 mA·h/g的容量, 容量保持率可达81%以上; 在8C的高倍率下, 该电池的容量可达到105 mA·h/g.     

含氨基磺化聚芳醚酮砜质子交换膜的制备与性能

通过四元缩聚的方法合成了带有氨基的磺化度可控的磺化聚芳醚酮砜共聚物(Am-SPAEKS). 采用红外光谱和核磁共振谱表征了Am-SPAEKS共聚物的结构. 该共聚物膜具有较好的热性能、尺寸稳定性、较高的质子传导率和阻醇能力. 在80℃时Am-SPAEKS-1膜的质子传导率达到0.0894 S/cm, 而其甲醇渗透系数在25℃时为0.24×10^-6 cm²/s, 低于相同温度下SPAEKS膜(0.87×10^-6 cm²/s)和Nafion膜(2×10^-6 cm²/s). 结果表明, Am-SPAEKS膜能够满足质子交换膜燃料电池(PEMFC)的使用要求.