石墨烯及其复合材料在样品前处理中的应用

样品前处理新技术与方法研究是现代分析化学的重要研究课题与发展方向之一。固相萃取是目前应用最为广泛的样品前处理技术,其技术核心是吸附材料,因此开发新型吸附材料是样品前处理领域的研究热点。石墨烯是一种新型碳纳米材料,由于其良好的物理化学性质,在短短几年内迅速成为众多学科的研究热点。其高比表面积、良好的化学稳定性和热稳定性使之在分离科学领域得到广泛的应用。本文系统综述了石墨烯及其复合材料在样品前处理中的应用研究,主要包括其作为固定相在固相萃取、固相微萃取、磁固相萃取等技术在环境、食品、生物等样品前处理中的应用。     

锂离子正极材料LiCo1-xMgxMnO4与LiCo1-xAlxMnO4 (x = 0, 0.02, 0.05, 0.1)的制备及其电化学性能

采用固相法合成掺杂镁和铝尖晶石LiCoMnO₄材料,研究镁和铝掺杂量对尖晶石LiCoMnO₄电极的初始容量、放电平台以及循环性能的影响. 利用扫描电子显微镜、粉末X-射线衍射仪观察分析材料形貌及结构. 结果表明,所合成材料的粒径分布均匀,结晶性较佳. LiCoMnO₄电极初始容量为87.0 mAh.g^-1,少量镁或铝掺杂使电极初始容量有所增加,LiCo_0.98Mg_0.02MnO₄和LiCo_0.98Al_0.02MnO₄电极初始容量分别为91.3和93.6 mAh.g^-1,提高了其5 V放电平台的比例,过量掺杂则其容量降低. 此外,掺杂Al显著改善了LiCoMnO₄电极的循环性能,而掺杂镁对电极的循环性能其影响不明显.     

Half-plane diffraction of Gaussian beams carrying two vortices of equal charges

This paper derives explicit expressions for the propagation of Gaussian beams carrying two vortices of equal charges m=±1 diffracted at a half-plane screen, which enables the study of the dynamic evolution of vortices in the diffraction field. It shows that there may be no vortices, a pair or several pairs of vortices of opposite charges m=+1, -1 in the diffraction field. Pair creation, annihilation and motion of vortices may appear upon propagation. The off-axis distance additionally affects the evolutionary behaviour. In the process the total topological charge is equal to zero, which is unequal to that of the vortex beam at the source plane. A comparison with the free-space propagation of two vortices of equal charges and a further extension are made.     

巴豆醛气相选择性加氢催化剂

巴豆醛是α, β-不饱和醛中最具代表性的一类有机化合物,采用气相催化巴豆醛选择加氢制备巴豆醇符合原子经济和绿色化学要求,具有重要的工业应用和学术价值。本文综述了近十年国内外巴豆醛气相选择性加氢合成巴豆醇的负载型催化剂的研究成果,评述了贵金属催化剂(铂、金、铱、银、钯)和非贵金属催化剂(钴、铜)上巴豆醛选择性加氢性能,分析了活性组分、载体、助剂以及活性组分粒径对催化剂性能的影响,探讨了巴豆醛选择性加氢的反应机理和失活机理。最后,对气相巴豆醛选择性加氢催化剂所存在的问题进行总结,并对催化剂的发展趋势作出了展望。指出了非贵金属催化剂的巴豆醛选择性加氢性能因具有价廉易得等优势,将是该领域的研究方向之一。催化剂失活是巴豆醛气相选择性加氢工业化的最大障碍,因此研究和认识反应机理,解决催化剂失活问题是重点研究方向。     

厚朴酚键合硅胶液相色谱固定相的制备、表征与性能评价

通过γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH-590)的作用, 将具有抗菌功能的中草药厚朴的主要药用成分厚朴酚键合在硅胶表面上, 制备了厚朴酚键合硅胶液相色谱固定相. 采用红外光谱、元素分析和热重分析对该固定相进行了表征. 以苯同系物、5种吡啶、6种苯胺和8种芳香羧酸类化合物为溶质探针, 初步考察了该新型固定相的基本色谱性能, 研究了其对这些化合物的保留机理. 结果表明, 该固定相的反相色谱性能类似于十八烷基键合硅胶固定相(ODS), 分离原理与疏水性作用有关; 另外, 该固定相包含有别于疏水性作用的氢键作用、π-π电荷转移作用和偶极-偶极等作用, 多种作用力使其在分离某些可电离的碱性和酸性化合物时表现出更好的选择性和分离效果. 厚朴酚配体的多种作用位点对快速分离极性芳香化合物有重要贡献.     

人参中农药多残留的超高效液相色谱-串联质谱分析方法研究

以传统中药人参为研究对象, 建立一种同时检测人参中46 种农药多残留的基质固相分散-超高效液相色谱-串联质谱(MSPD-UPLC-MS/MS)方法. 前处理方法分别采用N-丙基乙二胺(PSA)和乙腈作为MSPD的分散剂和洗脱剂, 检测方法采用正负离子同时扫描, 利用超高效液相色谱-串联质谱在分时段多反应监测模式下进行定量和定性分析. 大部分农药在5～500 μg/kg 范围内线性关系良好, 在低(10 μg/kg)、中(50 μg/kg)、高(100 μg/kg)三个浓度水平上的添加回收率平均值在70%～110%之间, 相对标准偏差(RSD)小于15% (n＝3), 定量限小于0.01 mg/kg, 能够满足农药多残留分析要求. 该方法通用性强、选择性好、灵敏度高、简单廉价.     

关于混合模式色谱固定相对蛋白保留特征的研究

为使混合机理色谱(MMC)得到广泛地应用, 合成、表征和评价MMC固定相就成了首先要解决的问题. 依据离子交换色谱柱也具有疏水色谱(HIC)保留机理的特征, 选了4种弱阳离子交换(WCX)柱和一根二维[2D(WCX,HIC)]色谱柱, 研究了标准蛋白在这两类色谱柱上的保留行为. 这四种WCX色谱柱中的两种能在WCX和HIC两种分离模式下分离蛋白, 虽不如2D色谱柱效果好, 但有可能当成“准2D柱”来使用. 发现蛋白在这四种WCX柱上所显示的HIC分离特征各不相同, 且保留值随盐浓度变化呈现出的“U型”曲线也有大的差异. 实验结果显示, “U型”曲线的宽度和临界点分别与色谱动力学和热力学因素相关. 还对这两类色谱固定相的峰容量表征方法和命名提出了建议和说明.     

四氯合镉酸正十一烷铵的合成、晶体结构及低温热容

合成了四氯合镉酸正十一烷铵配合物(C₁₁H₂₃NH₃)₂CdCl₄(s)[简写: C₁₁Cd(s)]. 用X 射线单晶衍射技术、化学分析和元素分析确定其晶体结构和化学组成. 利用其晶体学数据计算出晶格能为: U_POT＝908.18 kJ·mol^-1. 利用精密自动绝热热量计测定了它在78～395 K 温区的低温热容, 结果表明, 该配合物在此温区出现两次连续的固-固相转变, 计算出两次相变的峰温、摩尔焓及摩尔熵分别为: T_trs,1＝(321.88±0.07) K, Δ_trsH_m,1＝(37.59±0.17) kJ·mol^-1, Δ_trsS_m,1＝(117.24±0.12) J·K^-1·mol^-1, T_trs,2＝(323.81±0.30) K, Δ_trsH_m,2＝(12.42±0.02) kJ·mol^-1 和Δ_trsS_m,2＝(38.36±0.09) J·K^-1·mol^-1. 用最小二乘法将实验摩尔热容对温度进行拟合, 得到热容随温度变化的多项式方程. 用此方程进行数值积分,得到此温区每隔5 K 的舒平热容值和相对于298.15 K 时的热力学函数值.     

孔道中杂合-β-环糊精的有机-无机手性固定相的制备及手性分离性能

制备了β-环糊精-6-单取代氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷手性单体(β-CD siloxane),以该手性单体和1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTEE)为硅源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板,采用水热合成法直接制得孔道中含有环糊精的手性介孔材料。 再对该产物进行苯基异氰酸酯化得到杂合β-环糊精的有机-无机介孔分离材料(β-CD PMOs)。 在正相HPLC及反相HPLC条件下,分别考察该填料柱对常见含氮碱性药物对映体的拆分效果。 结果表明,不管在反相或正相分离模式下,采用常见的流动相在pH=4.15条件实现了11个碱性药物的手性分离,手性选择因子(α)最高可达2.42。 孔道中直接杂合β-环糊精的手性固定相制备方法简便、快速和成本低,进一步优化成孔条件后有一定应用前景。     

SPH方法在液固撞击数值模拟中的应用

对液滴分别采用光滑粒子流体动力学(SPH)和任意拉格朗日-欧拉(ALE)两种方法模拟液滴高速冲击有机玻璃(PMMA)过程中液滴的变形、固体结构的损伤.结果表明:两种算法中结构表面的损伤情况与Brunton实验数据吻合,证明了数值分析方法的可行性和精确性;此外,对比发现SPH方法模拟液固撞击过程更具有优势.利用SPH方法分析实际工程问题,验证了两种工程处理技术可以有效地提高螺旋桨抗雨水的冲击能力.