CeO2/NaNbO3复合物的水热合成及其光催化性能的提高

钙钛矿型NaNbO3由于其非线性光学、铁电、离子导电性、高声速、光催化性能和光折变等优良性能而备受关注. 在光催化反应中, 宽禁带宽度(≈ 3.24 eV)使NaNbO3具有较高的导带底(CBM)和较低的价带顶(VBM). 因此, 它表现出强烈的光氧化和光还原能力. 众所周知, 钙钛矿型光催化剂光电子激发和传输能力的增强归因于其较高的对称性. 因此, 具有高对称性的立方NaNbO3有利于电子激发和转移. 但是, 一些固有的缺点, 包括电荷分离效率低、量子产率差和光催化活性差等, 限制了其在光催化领域的实际应用. 为了解决这些问题, 一种有效的方法是与其他半导体结合, 形成具有改善光催化活性的异质结复合物. CeO2作为传统的催化剂在光催化领域得到了广泛研究. CeO2具有稳定、无毒的特点, 是一种n型半导体. 目前, 研究人员已经发现CeO2与不同半导体的耦合可以提高CeO2的光催化活性. 这归因于能级水平的适当匹配.本文通过简易水热法制备了高活性的CeO2/NaNbO3异质结复合物, 并采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM, HRTEM)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)等表征技术研究了所制光催化剂的物相结构、样品形貌和光学性能. 所制样品的光催化活性通过光催化降解无色抗菌环丙沙星(CIP)和染料罗丹明B(RhB)证实. 结果表明,在紫外和可见光照射, CeO2/NaNbO3复合物比纯NaNbO3具有更高的光催化活性. 此外, CeO2/NaNbO3复合物中CeO2的最佳质量比为2.0 wt%. 紫外光照射下光催化性能的显著提高是由于CeO2/NaNbO3异质结的形成不仅提高了光生电荷在界面范围内的迁移速率, 而且降低了光激发产生的电子和空穴的复合率. 可见光照射下内置电场的存在促进了电子和空穴的分离, 提高了光催化性能. 此外, 利用光致发光(PL)光谱、光电流、电化学阻抗谱和捕获实验证明了样品的光催化反应机理.捕获实验结果表明, ·OH自由基、·O2-自由基和空穴都参与了RhB的光催化降解过程. 最后, 探讨了提高光催化活性的可能机理.     

三层前向人工神经网络全局最优逼近

提出了求解不等式约束非线性优化问题的群体复合形进化算法 ,提出的算法能充分利用目标函数值的信息、优化搜索过程具有较强的方向性和目标性 ,收敛速度较快 ,且是全局优化算法 ;将群体复合形进化算法应用于三层前向人工神经网络逼近 ,提出了三层前向人工神经网络全局最优逼近算法 ;将三层前向人工神经网络全局最优逼近算法应用于实例 ,表明了提出的全局最优逼近算法的有效性 .     

芳香族化合物生物降解性的QSBR研究

分别采用线性基团贡献法和人工神经网络法对芳香族化合物的生物降解最大去除率QTOD进行QSBR研究。得到不同基团对生物降解性的贡献顺序为 :C6H5>COOH >OH >CO >CH3 >C1 >NH2>NO2 。线性基团贡献法对于训练组和测试组的预测正确率分别为 86%和 80 % ,总的预测正确率达85 % ;而人工神经网络法的预测正确率分别为 94%、80 %和 92 %。结果表明 ,线性基团贡献法和神经网络法的预测效果均很好 ,而神经网络法的预测更精确。     

新型Fe掺杂钙钛矿型KMgF_3光催化剂制备及性能

通过微乳液法制备了Fe掺杂钙钛矿型KMgF_3光催化剂,运用扫描电子显微观察(SEM)、X射线衍射光谱(XRD)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致发光光谱(PL spectra)、X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂形貌、结构及理化特性等进行表征。考察了制备材料对水体中罗丹明B和甲基橙的光降解性能和其稳定性。结果表明,Fe~(3+)通过取代Mg~(2+)掺杂进入KMgF_3晶格形成均质固溶体,抑制晶粒长大和团聚的同时形成新的掺杂能级和浅电子陷阱,显著改善催化剂的光谱响应和抑制催化剂表面光生电子和空穴的复合。最适Fe~(3+)掺杂量为Mg~(2+)的1/4(摩尔分数),掺杂催化剂对水体罗丹明B、甲基橙的降解率30min内分别可达92%、91%,相比未掺杂的催化剂,降解率分别显著提升了约63%、68%。经5次光降解实验循环后,掺杂催化剂活性仍可保持新鲜催化剂的90%以上。     

超高效液相色谱-串联质谱法测定环境水体/污泥中5种痕量雌激素

对固相萃取条件、加速溶剂萃取条件进行了优化,采用内标法结合超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱仪进行测定,建立了环境水样、污泥中5种典型雌激素的测定方法。在最佳条件下,水样中5种雌激素的检出限为0.8 ng/L(除E3的检出限为1 ng/L),线性范围为3～1000 ng/L,相关系数在0.9566～0.9999之间;污泥样品中5种雌激素的检出限为0.5 ng/g(除E3的检出限为0.8 ng/g),线性范围为2.5～500 ng/g,相关系数在0.9224～0.9999之间。方法用于实际环境水样、泥样中痕量雌激素的测定。     

功能化石墨烯固定酪氨酸酶修饰电极的制备、表征及其对对苯二酚的测定

酪氨酸酶通过乙二胺作为悬臂分子稳定地固定到功能化氧化石墨烯上,再将该杂化材料修饰玻碳电极表面制成新型生物传感器。酪氨酸酶固定在氧化石墨烯上的物理化学行为通过X射线光电子光谱和电化学阻抗进行表征,显示功能化氧化石墨烯可以促进固定酶的活性位点与修饰电极之间的电子传递。通过循环伏安法研究该电极的直接电化学和电催化行为,表明其电化学行为是一个直接的吸附控制氧化还原反应。在优化实验条件下,对苯二酚在3.0~200.0μmol/L浓度范围内与其氧化峰电流呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)达1.0μmol/L。该生物传感器显示了较好的重现性、稳定性及选择性,在实际水样检测中得到良好应用。     

小檗碱与人免疫球蛋白在仿生膜中的相互作用

利用荧光光谱、圆二色谱(CD)和动态激光散射技术研究了小檗碱与人免疫球蛋白(HGG)在以双(2-乙基己酯)-磺酸基琥珀酸钠(AOT)/异辛烷/水微乳液为膜的模拟环境下的结合反应. 通过Scatchard方程分别计算了不同温度下的反应结合常数. CD光谱结果表明: 小檗碱与HGG键合改变了蛋白原有的构象. 同时由热力学结果可知, 小檗碱与HGG之间的相互作用主要以疏水作用为主, 同时存在静电作用力和氢键作用力. 动态激光散射结果进一步证明了药物与HGG在微乳液中的相互作用. 通过计算机模拟技术, 在不考虑环境影响的条件下从理论上探讨了HGG与小檗碱的结合区域和结合模式.     

用1～18GHz啁啾脉冲傅里叶变换微波光谱仪检测化学反应（英文）

傅里叶变换微波光谱仪是测量分子转动跃迁的主要工具,是研究分子转动光谱学的重要仪器。以量子力学为基础的转动光谱学对物质分子的结构分析以及破解射电望远镜所捕获的深空分子信号至关重要,这使得微波光谱仪在相关领域能发挥不可或缺的作用。目前,世界各国都在致力于研制和改进微波光谱仪以提高仪器的分辨率、灵敏度、以及应用范围,我国也正在该类仪器研制上进行积极的探索,期望为该领域做出应有的贡献。介绍了一种工作频段在1~18 GHz的宽带啁啾脉冲式傅里叶变换微波光谱仪的设计和研制。该光谱仪用于线性频率扫描的宽带啁啾脉冲信号由采样速率为1.25 GS·s^-1的任意波形发生器产生。宽带啁啾脉冲信号经混频和放大后可覆盖特定的频率范围,随即通过喇叭天线传播到样品真空室与超音速膨胀的气相样品分子束相互作用。样品分子被激发后发出的分子自由感应衰减信号由接收电路导出并放大,然后直接在高速数字示波器上数字化。该微波光谱仪的诸多电子器件均由计算机控制,利用开发的LabVIEW程序可实现仪器的自动化控制。应用气体喷嘴技术能有效降低待测样品气体束在检测室的转动温度,使仪器获得更好的检测灵敏度。应用多脉冲自由感应衰减技术能大幅度提高信号采样频率从而进一步提高仪器灵敏度。利用实验室研制的啁啾脉冲式傅里叶变换微波光谱仪对盐酸和叔丁醇的化学反应进行了监测,并成功检测到了该反应的产物叔丁基氯。通过测量天然丰度下反应产物叔丁基氯及其单取代37Cl同位素异数体的分子转动光谱数据,并利用光谱分析软件拟合这些数据后得到了叔丁基氯精准的光谱参数(转动常数,离心畸变常数,核四极耦合常数等)和分子结构信息。将以上参数和结构信息与高斯计算结果对比后证实了本实验宽带光谱仪检测到的光谱数据具有高精准度。通过对比前人所测的光谱数据进一步展示了该实验宽带光谱仪在低频范围内杰出的测试性能。     

顺序流动环定量注射分析技术测定水中亚硝酸盐

采用定量的顺序注射分析法测定水中亚硝酸根离子的含量,经过优化实验条件,该法的线性范围为0 ～1 mg/L,检出限为0.002 mg/L.方法适用于环境水样的分析,回收率在98.3％ ～101.2％之间.