CO2和N2电还原中缺陷及界面工程的最新进展

实现碳氮循环是人类社会发展的迫切要求,也是催化领域的热门研究课题。在可再生能源的推动下,电催化技术引起了人们的广泛关注,且可以通过改变反应电压获得不同的目标产品。基于此,电催化技术被认为是缓解当前能源危机和环境问题的有效策略,对实现碳中和具有重要意义。其中,电催化CO₂还原反应(CO₂RR)和N₂还原反应(N₂RR)是一种有前途的小分子转化策略。然而,CO₂和N₂均为线性分子,其中C＝O和N≡N键的高解离能导致了它们高的化学惰性。此外,最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)之间的巨大能量间隙使它们具有高的化学稳定性;且CO₂和N₂的低质子亲和力使它们难以被直接质子化。另一方面,由于CO₂RR和N₂RR与析氢反应(HER)具有相近的氧化还原电位,造成其与HER之间存在竞争性关系,这也是致使催化剂在CO₂RR和N₂RR转化效率低的重要影响因素。因此,CO₂RR和N₂RR仍然面临着过电位高及法拉第效率低等问题。为了克服这些瓶颈,人们为提升CO₂RR和N₂RR电催化剂性能做出了很多努力。众所周知,电催化过程发生在催化剂表面,主要涉及质量传递和电子转移等过程。由此可见,催化剂的性能与其质量和电子传输能力密切相关,而调控催化剂表面结构可以优化活性点的质量和电子转移行为。电催化剂的缺陷和界面工程可通过表面原子工程来实现电子结构调控,对于提高气体吸附能力、抑制HER、富集气体及稳定中间产物等具有重要意义。到目前为止,所报道的各种缺陷和复合电催化剂在提高CO₂RR和N₂RR催化性能等方面均表现出巨大的潜力。在此,我们综述了CO₂RR和N₂RR中催化剂缺陷工程及界面工程的最新进展;首先讨论了四种不同的缺陷(空位、高指数晶面、晶格应变和晶格无序)对CO₂RR和N₂RR性能的影响;然后,总结了界面工程在聚合物-无机复合材料催化剂中的重要作用,并给出了典型实例;最后,展望了原子级电催化剂工程的发展前景,提出了开发和设计高效CO₂RR和N₂RR电催化剂的未来发展方向。     

纤维素类芒属草本能源植物品质近红外光谱快速检测技术研究

我国生物质能源产业近年来得到快速发展,但对能源草的研究还处于初级阶段,如果能建立全面的能源植物木质素、纤维素、半纤维素的近红外预测模型数据库,将有助于优良品种的筛选、能源植物能用性能的评价及生物质能源产业在线控制。本研究采用傅里叶变换近红外光谱(FT-NIR)技术结合偏最小二乘法(PLSR)建立了荻、南荻、奇岗、芒四种芒属能源植物品质指标(纤维素,半纤维素,木质素和灰分)近红外预测模型,并在此基础上研究了样本粒度对模型的影响。研究结果表明：(1)四种芒属能源植物茎秆中纤维素,半纤维素和木质素含量误差均方根(RMSECV)分别为1.35％(R2=0.88),0.39%(R2=0.91)和0.35%(R2=0.80),叶片中纤维素,半纤维素和木质素含量误差均方根(RMSECV)分别为0.72%(R2=0.88),0.85%(R2=0.85)和0.44 (R2=0.87),所建的纤维素,半纤维素和木质素的近红外校准模型在预测未知样品含量时效果较好,但灰分含量预测效果不理想;(2)2和0.5 mm粒度样品所建近红外模型均满足样品检测精度要求,但考虑到时间和人工成本,建议在工厂对能源植物原料品质进行分析时,采用2 mm样品建模。     

飞秒激光激发空气电离的阈值研究

报道在脉宽50fs—22ps,波长800nm脉冲激光作用下的空气电离阈值的研究结果.利用探测等离子体发光信号的方法,实验测量了激发空气电离所需的阈值激光强度.结果表明,当激光脉冲宽度从50fs增加到22ps时,阈值光强I_th从8.7×10¹⁴W/cm²下降到2.7×10¹³W/cm²;I_th经历了由迅速降低逐渐发展为缓慢降低的过程.在50fs—1p 关键词： 飞秒激光 阈值 多光子电离 碰撞电离     

试验器材库房管理系统的设计与实现

为解决单位试验器材库房人工管理效率低下、与项目和人员没有建立有效关联、存在一定的安全隐患等问题,根据国家及单位相关的质量和安全规定,结合单位试验器材库房管理的实际需求,采用C#和SQL Server开发了Windows平台下基于C/S架构的试验器材库房管理系统,该系统建立了项目信息、用户信息和实验器材的有效关联,实现了库房试验器材的快速查询、自动申请领用、归还和状态管理等功能,有效地控制了项目的知悉范围和试验器材的使用范围。该系统的顺利研制和使用不仅给科研生产提供了便利,也提高了试验器材库房管理的效率,进一步提升了质量和安全管理水平。     

固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法检测粮食及其制品中的玉米赤霉烯酮类真菌毒素

建立了粮食及其制品中6种玉米赤霉烯酮类物质(α-玉米赤霉醇、β-玉米赤霉醇、α-玉米赤霉烯醇、β-玉米赤霉烯醇、玉米赤霉酮和玉米赤霉烯酮)的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)检测方法。样品用84%(体积分数)乙腈水溶液提取,通过ENVI-Carb石墨化炭黑(GCB)固相萃取柱进行富集净化,用6 mL二氯甲烷-甲醇(7:3, v/v)溶液洗脱,采用UPLC-MS/MS进行测定。在ACQUITY UPLCTM BEH C18反相柱上分离,梯度洗脱,流动相为水和乙腈;质谱采集模式为电喷雾负离子多反应监测模式。以α-玉米赤霉烯酮-d4为内标,6种目标物的线性范围为0.1～50 μg/L,相关系数(R2)大于0.99,检出限为0.1～0.2 μg/kg, 3个不同水平的加标平均回收率为79.9%～104.0%,相对标准偏差不大于10%。应用该方法对北京市的粮食及相关产品进行了分析,结果发现玉米赤霉烯酮的检出率最高,含量为0.42～220.7 μg/kg;此外还检出了α-和β-玉米赤霉烯醇。该方法具有操作简单、灵敏度高、重现性好等特点,符合食品样品中痕量污染物的检测要求。     

Numerical simulation of quasi-streamwise hairpin-like vortex generation in turbulent boundary layer

A mechanism for generation of near wall quasi-streamwise hairpin-like vortex （QHV） and secondary quasi-streamwise vortices （SQV） is presented. The conceptual model of resonant triad in the theory of hydrodynamic instability and direct numerical simulation of a turbulent boundary layer were applied to reveal the formation of QHV and SQV. The generation procedures and the characteristics of the vortex structures are obtained, which share some similarities with previous numerical simulations. The research using resonant triad conceptual model and numerical simulation provides a possibility for investigating and controling the vortex structures, which play a dominant role in the evolution of coherent structures in the near-wall region.     

基于人工表面等离激元探针实现太赫兹波的紧聚焦和场增强

为提高太赫兹近场显微成像技术的分辨率,设计了一款在Teflon探针的尖锥形表面镀上厚度渐变、具有相同占空比的超薄金属银制条带的探针,用于实现探针尖端处人工表面等离激元的激发和太赫兹波的亚波长聚焦.研究表明,对于频率为0.1 THz的入射波,厚度渐变镀银条带探针产生的紧聚焦光场的尺寸可稳定在20μm左右(λ/150),探针尖端处最大电场强度为入射电场强度的849倍.研究还发现,周期性金属条带的数目和入射电场的偏振方向可对探针尖端处产生的紧聚焦光斑的尺寸和电场强度等进行灵活有效的调控.     

介绍一个分析化学研究型教学实验——食品中微量铝含量的测定

介绍以铬天青S为显色剂,在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵存在下,测试食品中微量铝的含量。讨论了测试体系的酸度、表面活性剂用量对测定结果的影响及样品预处理技术。推荐该实验作为低年级本科生的分析化学研究型教学实验。     

反相离子对色谱法测定牛奶与奶粉中糠氨酸的含量

建立了反相离子对色谱法测定牛奶和奶粉中糠氨酸含量的分析方法。样品的盐酸水解液经氮气吹干,流动相溶解定容后直接测定。实验条件为:Luna C18色谱柱,柱温30℃,以2.5mmol/L 1-庚烷磺酸钠(磷酸调pH2.2)-乙醇(体积比为88∶12)为流动相,检测波长为280nm,流速为1mL/min。结果表明,糠氨酸的质量浓度在0.5～75.0mg/L范围内与其峰面积呈良好的线性关系,线性方程为y=49365x+10677(r=0.9999),检出限(S/N=3)为0.0065mg/L。牛奶和奶粉样品的RSD分别为0.3%和1.0%,平均加标回收率均为98%。该方法在样品预处理中省去了干过滤及C18柱预萃取过程,操作简便,成本低廉,适用于乳品中糠氨酸含量的测定。     

基于含氟表面活性剂修饰的金纳米粒子测定卡托普利

在较高离子强度和一定温度下,卡托普利能引起非离子表面活性剂FSN-100修饰的14nm金纳米粒子胶体溶液快速聚集,引起金纳米粒子在519nm处的吸光度降低,而在640nm处的相对吸光度成线性增加.据此,建立了一种光度测定卡托普利的新方法.卡托普利药片制剂中常见赋形剂,如淀粉、糊精、葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、明胶、山梨醇、乳糖等对本实验没有干扰.本方法具有快速、简便、选择性高等优点,线性范围为2.0～12.5μg/mL,卡托普利检出限(S/N=3)为1.25μg/mL.该方法成功用于药片制剂中卡托普利的测定,回收率在99%到103%之间.