部分还原氧化石墨烯/二氧化钛复合材料的水热合成及其光催化活性

采用水热法以Hummers氧化法制备的氧化石墨和钛酸四丁酯为原料制备了部分还原的氧化石墨烯/二氧化钛(RGO/TiO₂)复合光催化剂, 并研究了该复合材料在可见光以及紫外光下对亚甲基蓝的光催化降解活性.结果表明, 通过改变反应温度和氧化石墨加入量可以调控TiO₂的晶相组成及其在复合材料中的分散性; 在水热反应过程中氧化石墨烯发生了部分还原; 所制备的RGO/TiO₂复合材料的可见光和紫外光催化活性均高于纯TiO₂; 部分还原的氧化石墨烯在复合材料中担当载体和电子受体, 同时可以使TiO₂的初始吸收边向可见光区域红移, 增强了TiO₂在可见光区域的吸收, 能有效提高对目标污染物的吸附性和光催化降解活性.     

Debye-screening effect on electron-impact excitation of helium-like Al11+ and Fe24+ ions

Debye-screening effects on the electron-impact excitation (EIE) processes for the dipole-allowed transition 1s$^{2}$ $^{1}{\rm S} \to 1$s2p $^{1}$P in He-like Al$^{11+}$ and Fe$^{24+}$ ions are investigated using the fully relativistic distorted-wave methods with the-Hückel (DH) model potential. Debye-screening effects on the continuum-bound (CB) interaction and target ion are discussed, both of which result in reduction of EIE cross sections. This reduction due to screening on the CB interaction is dominant. The non-spherical and spherical DH potentials are adopted for considering the screening effect on the CB interaction. It is found that the spherical DH potential could significantly overestimate the influence of plasma screening on EIE cross sections for multielectron He-like ions.     

三元锂离子动力电池衰减机理

失效分析是通过剖析电池循环过程中复杂的物理和化学变化引起的失效现象,优化材料制备和电池制作工艺,提升电池性能的有效途径。 通过对3.0～4.2 V电压范围1C循环1000周镍钴锰酸锂(NCM,LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂)三元锂离子动力电池拆解分析后发现,正极容量损失约为2.73%,负极容量损失约为2.4%。 对比正负极片循环前后X射线衍射和场发射扫描电子显微镜分析发现,正极容量损失主要由正极颗粒破碎和结构转变引起的,负极衰减主要由循环过程中Li⁺持续脱嵌导致石墨层状结构损伤引起的。 正极过渡金属阳离子溶解并沉积在负极,催化电解液/电极界面副反应,导致负极过度成膜,活性锂损失,影响电极过程动力学也是电池失效的原因之一。     

1,3,4-噁二唑和1,3,4-噻二唑衍生物的设计、合成和生物活性研究

为了寻求新型抗肿瘤药物,设计并合成了一系列新型1,3,4-噁二唑和1,3,4-噻二唑衍生物,对这些化合物在人类四种癌细胞:B-16(皮肤黑色素瘤细胞)、PC-3(人前列腺癌细胞)、U87(人原发性胶质母细胞瘤细胞)和A549(人非小细胞肺癌细胞)进行抗肿瘤活性评价.结果显示部分化合物具有较好的抗肿瘤活性,尤其是5-{6-[4-(2-羟基乙基)哌嗪-1-基]-2-甲基嘧啶-4-基氨基}-[1,3,4-噻二唑-2-羧酸(2-甲氧基苯基)酰胺(8b)]和5-{6-[4-(2-羟基乙基)哌嗪-1-基]-2-甲基嘧啶-4-基氨基}-[1,3,4-噻二唑-2-羧酸(4-甲氧基苯基)酰胺(8c)],对四种癌细胞都显示出较高的抗肿瘤活性,其抑制活性均优于阳性对照达沙替尼,随后对这类化合物抑制肿瘤的可能靶点开展了进一步研究.     

不同结构烷基铝催化异戊二烯齐聚与聚合行为研究

烷基铝（AlR₃）作为Ziegler-Natta催化剂体系的助催化剂组分,起到烷基化、还原主金属化合物、参与活性中心形成与演变、链转移剂等重要作用.然而烷基铝自身对二烯烃单体也具有催化作用.本工作采用不同结构烷基铝如三乙基铝（AlEt₃）、三异丁基铝（Al（i-Bu）₃）、氢化二异丁基铝（AlH（i-Bu）₂）、一氯二乙基铝（AlEt₂Cl）、二氯一乙基铝（AlEtCl₂）,研究了烷基铝的种类和浓度对异戊二烯催化行为的影响.采用核磁共振氢谱（¹H NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）、气相色谱-质谱联用（GC-MS）等对产物的微观结构（顺式-1,4-和反式-1,4-含量）和分子量及分布等进行了表征,探讨了不同结构烷基铝的催化行为.发现烷基铝不仅可以催化异戊二烯齐聚,与微量水作用后还可以引发异戊二烯阳离子聚合,得到顺反混合结构的线性聚合物.烷基铝浓度对其催化行为有较大影响.当n（Al）/n（M）=1050×10^-5时,AlEtCl₂的催化活性显著提高,产物主要为线性聚合物;而其他结构烷基铝的催化活性较低.当n（Al）/n（M）≤350×10^-5,烷基铝自身催化异戊二烯齐聚及聚合能力极弱.过低和过高的烷基铝浓度都不利于获得高分子量聚合物.这为深入理解Ziegler-Natta催化剂体系烷基铝组分的催化作用及其对聚合物的影响提供依据.     

细胞研究中的金属配合物-核酸相互作用

金属配合物与核酸相互作用的探讨对新型抗癌金属药物的设计、核酸结构的特异识别和核酸水解断裂的研究一直起着巨大的推动作用。不仅如此,配合物与核酸的相互作用已被引入细胞生物学研究中。本文利用一些典型的研究结果,对配合物与核酸相互作用应用于胞内DNA定位成像,对胞内信号转导和表观遗传的影响,以及金属配合物作为非病毒基因载体进行了总结。     

?OH对肌原纤维蛋白中敏感氨基酸的氧化效应分析

借助Fe3+-H2O2-Vc氧化模型体系,通过测定不同H2O2浓度条件下,氧化对肌原纤维蛋白中的氨基酸及氧化衍生物含量的影响,分析了羟自由基(·OH)对肌原纤维蛋白中敏感氨基酸的氧化效应。结果表明:·OH对构成肌原纤维蛋白氨基酸的氧化具有选择性,门冬氨酸(Asp)、甘氨酸(Gly)及亮氨酸(Leu)等对氧化作用不敏感,其含量变化不显著,而半胱氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met)及酪氨酸(Tyr)对氧化敏感,随着H2O2浓度增加,模型体系中·OH的生成量也逐渐增加,导致3种敏感氨基酸含量呈下降趋势;对蛋白的羰基、总巯基及二酪氨酸等氧化衍生物含量的测定结果显示,氧化会导致蛋白的羰基及二酪氨酸含量增加,总巯基含量下降;进一步研究表明,氨基酸氧化存在明显的浓度效应,随着H2O2浓度升高,模型体系中·OH的生成量逐渐增加,氨基酸氧化程度加重,与未氧化的肌原纤维蛋白相比,当H2O2浓度达到20.0 mmol/L时,Cys、Met及Tyr的含量分别下降了13.3%、11.6%、20.5%。综上所述,氧化引起的含有活性基团敏感型氨基酸的结构改变是导致蛋白氧化的主要原因。     

由高反射结构组成异质结中的高透射界面模理论和实验研究

通过对两种异质结(金属-光子晶体异质结和光子晶体异质结)进行理论计算发现,由两种高反射材料(如负介电常数材料、光子晶体禁带材料)构成的异质结中,存在高透射的局域界面模,并且这种局域界面模的存在与零阻抗条件相关.同时,实验制作了一种金属-光子晶体异质结结构,并在近红外波段观察到该局域界面模的存在.     

Electronic structure of twinned ZnS nanowire

The electronic properties of twinned ZnS nanowires （NWs） with different diameters were investigated based on first-principles calculations. The energy band structures, projected density of states and the spatial distributions of the bottom of conduction band and the top of the valence band were presented. The results show that the twinned nanowires exhibit a semiconducting character and the band gap decreases with increasing nanowire diameter due to quantum confinement effects. The valence band maximum and conduction band minimum originate mainly from the S-p and Zn-s orbitals at the core of the nanowires, respectively, which was confirmed by their spatial charge density distribution. We also found that no heterostructure is formed in the twinned ZnS NWs since the valence band maximum and conduction band minimum states are distributed along the NW axis uniformly. We suggest that the hexagonal （2H） stacking inside the cubic （3C） stacking has no effect on the electronic properties of thin ZnS NWs.     

Diode-pumped 1018-nm ytterbium-doped double-clad fiber laser

We report a 1 018-nm ytterbium-doped double-clad fiber laser pumped by 970-nm diode. A pair of fiber Bragg gratings with reflectivities of 99.9% and 9% at a center wavelength of 1 018.9 nm are employed as cavity mirrors. The ytterbium-doped double-clad fiber is a 2.6-m-long Liekki fiber. Laser output power of 7.5 W at 1 018 nm is obtained under the pump power of 59.2 W. The overall slope efficiency of the fiber laser is about 16%. This low slope efficiency is mainly due to the incomplete absorption of the pump power.