金-银双金属纳米簇@多壁碳纳米管-二氧化钛纳米材料为新型氧化还原探针构建电化学免疫传感器

该研究合成了具有独特“珍珠项链”结构的金－银双金属纳米簇@多壁碳纳米管－二氧化钛纳米复合材料（Au－Ag NCs@CNTs－TiO2?NPs）作为信号标签、载体和信号放大器,构建了一种高灵敏“三明治”式电化学免疫传感器用于糖类抗原19－9（CA19－9）的检测。首先将具有过氧化物模拟酶特性的磁性Au－Fe3O4 NPs用于修饰电极,然后通过化学键合作用将anti－CA19－9抗体和BSA固载于电极表面,再通过特异性反应结合不同浓度的抗原和具有氧化还原活性和放大作用的Au－Ag NCs@ CNTs－TiO2 NPs/Ab2/BSA生物耦合物形成夹心免疫结构进行检测。结果表明,通过双重过氧化物模拟酶催化底液中的H2O2,有效地放大了响应信号,在最优条件下,CA19－9在0.01～200 U/mL浓度范围内线性关系良好,最低检出限为0.003 U/mL。采用标准加入法测得免疫传感器的回收率为94.6%～105%,相对标准偏差（RSD）为4.3%～6.5%,表明该免疫传感器有望用于临床血清样品中CA19－9的检测。     

还原氧化石墨烯改性少层剥离石墨增强石墨基钾离子电池负极稳定性

钾在石墨中嵌入电位较低,因此石墨负极可使钾离子电池具有较高的能量密度,是一种理想的钾离子电池负极材料。然而,石墨嵌钾后的体积膨胀率高达60%,导致钾离子电池的循环稳定性较差。此外,钾嵌入石墨层间的动力学过程缓慢,制约了钾离子电池倍率性能的提升。在本工作中,我们用还原氧化石墨烯(rGO)包覆剥离石墨(EG),得到一种具有协同效应的层状复合材料。一方面,以少层的EG代替石墨可以减少由于钾的嵌入/脱嵌所引起的体积膨胀和内部应力;另一方面,外层rGO可以避免EG的堆叠,这有利于加速动力学过程并在钾化/去钾化过程中稳定结构。当复合材料所用EG和GO的质量比为1 : 1时,其性能达到最优,在50 mA·g^-1的电流密度下能够提供443 mAh·g^-1的比容量;在电流密度为800 mA·g^-1时,比容量为190 mAh·g^-1,保持率为42.9%。相同测试条件下,纯EG和rGO的容量保持率仅为14.2%和27.2%。测试结果说明EG-1/rGO-1复合材料在比容量和倍率性能两个方面得到了提升。     

水热炭化生物质与煤共热解和共气化特性研究

煤和生物质共热化学转化有助于当前化石能源系统的低碳化发展。本研究以烟煤和木质生物质为原料,研究煤和生物质共热解和共气化特性,并考察了不同水热炭化温度和生物质掺混比的影响。利用热重分析仪和在线质谱分析共热解和共气化的协同作用和氢气释放特性。采用Model-fitting方法,单独分析热解和气化阶段的整体反应动力学。结果表明,煤和生物质共气化阶段的协同作用显著强于共热解阶段。生物质比例越高,共气化协同作用越明显,水热炭化会削弱共气化的协同作用。共热解过程,H₂的产生受抑制。共气化过程可采用一级模型描述,而共热解过程需遵循n级反应模型。未处理的或轻度水热炭化的生物质与煤的混合物,共热解整体活化能和反应级数大于加权平均值,而其共气化的活化能变化趋势相反。重度水热炭化生物质与煤的混合物,共热解和共气化的活化能均接近加权平均值。     

硫化烯烃在镍基电刷镀层表面的作用机理

利用球－盘式摩擦磨损试验机，研究了润滑油极压抗磨添加剂硫化烯烃在Ｎｉ－Ｐ电刷镀层和Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ电刷镀层表面的作用效果，并且利用Ｘ射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪分析了各摩擦表面边界润滑膜的成分和结构，进而分析讨论了添加剂硫化烯烃在这２种镀层摩擦表面的作用机理．结果表明，在基础油液体石蜡中添加适量的硫化烯烃润滑时，Ｎｉ－Ｐ镀层的承载能力显著提高，Ｎｉ－Ｐ镀层和Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ镀层的磨损率都明显降低．硫化烯烃在镀层摩擦表面反应生成的ＮｉＳ膜具有良好的极压、抗磨和一定的减摩作用     

利用介孔分子筛中高度分散的Cu-Co氧化物的高效协同作用提高VOCs的催化消除效率

采用一种改进的胶束辅助合成方法,成功地制备了一系列含铜钴氧化物的x Cuy Co/NS-MS-s介孔分子筛催化剂。以气相甲苯作为VOCs的代表污染物,考察了催化剂对甲苯的去除效果。通过各种表征手段,对催化剂的结构、形貌以及Cu-Co双金属物种的化学状态等物理、化学性质进行了详细的表征。结果表明,当双金属之比控制为n_(Cu)∶n_(Co)=1∶3时,催化剂具有最佳的甲苯催化燃烧活性(甲苯转化率50%时的温度T_(50)=232℃,甲苯转化率99%时的温度T_(99)=239℃)以及良好的稳定性。     

季膦盐型双功能金属Salen配合物催化二氧化碳转化为高附加值化学品

随着全球“温室效应”和能源危机的加剧,近几年二氧化碳作为一种丰富、无毒、廉价的碳一原料广受关注.目前,在温和条件下实现二氧化碳的化学转化仍然是一个十分具有挑战性的课题,其关键的科学问题是二氧化碳分子的有效活化.本文发现,在不添加任何助催化剂的条件下,季膦盐型双功能金属Salen配合物不仅能够以有机胺、含氢硅烷和二氧化碳为原料,在温和条件下通过N-甲酰化反应实现系列甲酰胺类衍生物的高效合成,而且能够催化二氧化碳和环氧化合物的环加成反应,从而实现环状碳酸酯的宏量制备.催化实验及动力学研究结果表明,该双功能催化剂通过金属活性中心和卤素阴离子之间的分子内协同催化作用,既可利用高活性锌氢键调控含氢硅烷中的硅氢键,又能通过高活性铝氧键激活环氧化物的三元环,进而导致二氧化碳的方便插入及高效活化.譬如:当使用1.0 mol％锌催化剂时,仅加入1倍当量的苯硅烷,在25℃C和0.5 MPa的条件下,反应6h后N-甲酰苯胺收率高达99％;而当使用0.5 mol％铝催化剂时,在100℃C和2.0 MPa的条件下反应2h,环加成反应转化率接近100％,环状碳酸酯选择性可达99％.另外,上述两个反应都表现出优异的底物扩展性,具有良好的官能团相容性.在此基础上通过构建反应动力学模型,采用在线红外跟踪技术,阐明了协同活化机制在二氧化碳催化转化过程中的作用原理及共性/个性规律,丰富并发展了二氧化碳活化的基本理论.最后,单组分催化剂可通过溶剂调变的方式很容易实现回收及再利用,表现出“均相催化,两相分离”的特点.循环使用五次后催化活性和选择性未见明显下降.     

有机物对厌氧氨氧化菌活性影响研究进展

厌氧氨氧化反应(Anammax)功能菌世代时间长,生长条件苛刻,在有机物存在的条件下,反应过程和脱氮效果极易受到影响。因此,如何降低有机物对厌氧氨氧化菌(AAOB)活性的影响,是其应用的难点。近年来,研究者在有机物对Anammox反应影响方面开展了大量研究,本文主要综述了有机物的浓度和种类对AAOB活性的影响,并建议控制低浓度有机物环境下(100~200 mg/L以下),可降低有机物对AAOB活性的抑制;同时,可调控不同种类和浓度有机物的异位利用,形成Anammox-反硝化协同作用、Anammox-甲烷化-反硝化耦合作用等实现同步脱碳除氮。最后认为,在有机物对Anammox的影响方面,还可进一步开展AAOB的新陈代谢机制、与其他菌种的竞争合作机理以及耦合作用下菌种富集纯化等方面的研究。     

Cu(Ⅱ)助剂与石墨烯协同增强AgBr可见光光催化性能

采用简单、低温的溶液浸渍法制备了Cu(Ⅱ)助剂和石墨烯共修饰的高效AgBr可见光光催化剂。降解甲基橙的实验结果表明:经Cu(Ⅱ)助剂与石墨烯协同修饰后的AgBr表现出很好的降解性能,其中Cu(Ⅱ)(0.5 mol·L^-1)/AgBr-rGO(0.5wt%)具有最高性能(rGO代表还原石墨烯),速率常数是0.02731 min^-1,是AgBr(0.00807 min^-1)的3.38倍、AgBr-rGO(0.5%)(0.01598 min^-1)的1.7倍、Cu(Ⅱ)(0.5 mol·L^-1))/AgBr(0.01519 min^-1)的1.8倍。Cu(Ⅱ)助剂与石墨烯复合协同作用增强光催化性能的原因是:Cu(Ⅱ)易于捕获光生电子,石墨烯比表面积大,可为Cu(Ⅱ)提供更多的还原位点,加快了AgBr上的光生电子-空穴对的有效分离。本研究可以为制备高性能AgBr光催化剂提供新的思路。     

基于螺环结构桥连的固有微孔卟啉聚合物网络的制备与表征及其催化Knoevenagel缩合反应

通过5,10,15,20-四(4-羧基苯基)(TCPP)卟啉单体与含螺环结构的二胺单体(SpiroDA)的缩聚反应,实现了含螺环结构的卟啉基固有微孔材料的定向合成(PIM-Spiro)。同时在相同的工艺条件下,以对苯二胺(PPDA),4,4'-二氨基二苯醚(ODA)作为二胺单体分别制备了相应的聚酰胺(PA)网络材料。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)、氮气吸附等分析测试手段对3种聚酰胺材料的网络结构和物理化学性能进行了表征。结果表明:螺环扭曲结构的引入可以有效提高微孔卟啉聚合物网络的比表面积,同时在溶剂中表现出很强的溶胀特性;所制备的聚酰胺网络材料中的卟啉基和酰胺键所含的高密度N—H键,赋予材料良好的碱性催化特性。     

氧化反应对胜利褐煤水蒸气气化反应的促进作用Ⅱ.作用机理研究

在φ80×3 000 mm耐高温不锈钢管反应器中,进行了N2/N2+O2/N2+H2O/N2+O2+H2O气氛下800和900℃的胜利褐煤气化实验,采用红外光谱、X射线光电子能谱、拉曼光谱和烟气在线分析等研究了添加氧气前后半焦的物理结构、官能团及煤气组成的变化,旨在探讨氧化反应促进水蒸气气化反应的作用机理。结果表明,氧化反应对水蒸气气化反应的促进作用可用半焦的微观结构变化和水蒸气气化解离吸附机理解释。氧化反应的开孔和扩孔作用使碳颗粒微孔数量、比表面积、孔容、吸附量明显增加,更多的碳表面活性位暴露出来,也促进了半焦中甲基、亚甲基、C=O键、C-O键的断裂和高活性的羧基COO-和大量氢自由基的生成,这些都有利于水蒸气气化反应的进行,尤其在高温和水蒸气含量较高时。同时,氧气的加入改变了反应气氛中CO2、CO、H2相对含量和水蒸气分子/活性炭原子内能,也有利于水蒸气气化反应的进行,这与水蒸气气化解离吸附机理相吻合。