α-Fe2O3/SiO2纳米颗粒混合体系表面的酸碱性质及其对重金属离子的吸附行为

以Fe(NO₃)₃·9H₂O和正硅酸乙酯(TEOS)为原料, 通过溶胶-凝胶法和辅助模板法分别制备了纳米α-Fe₂O₃和SiO₂, 并对所合成样品进行了粉末X射线衍射(XRD)和BET表征. 使用自动电位滴定仪测定了α-Fe₂O₃/SiO₂纳米颗粒混合体系的表面酸碱性质. 研究了在不同pH下α-Fe₂O₃/SiO₂混合体系对Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺离子的吸附行为. 基于上述实验数据, 用WinSGW软件计算了α-Fe₂O₃/SiO₂混合体系表面酸碱配位常数, 并得出结论: α-Fe₂O₃/SiO₂混合体系表面反应为单一脱质子反应≡XOH ⇔ ≡XO^-+ H⁺(lg K = -8.19±0.15), 明显区别于同时具有加质子和脱质子反应的α-Fe₂O₃/SiO₂/γ-Al₂O₃, α-Fe₂O₃/γ-Al₂O₃和SiO₂/γ-Al₂O₃等纳米颗粒混合体系. 在此基础上拟合得到α-Fe₂O₃/SiO₂混合体系吸附重金属离子Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺的表面络合反应平衡常数分别为:
≡XOH + M²⁺ ⇔ ≡XOM⁺+ H⁺ [lg K = -3.1, -3.6, -3.8 (M = Cu, Pb, Zn)].
≡XOH＋M²⁺＋H₂O ⇔≡XOMOH＋2H⁺[lg K = -8.8, -8.0, -10.5 (M = Cu, Pb, Zn)]     

网状多级孔结构氧化铁的制备、合成机理及其光催化性质

以九水合硝酸铁为原料, 利用改进的聚合诱导胶体聚集(PICA)的方法制备出三维网络状多级孔结构氧化铁(HPH). 此结构的制备关键是在合成过程中尿素和甲醛聚合生成脲醛树脂(UF). 脲醛树脂一方面在铁的羟基氧化物生长过程中与之杂化形成杂化产物Fe-UF, 另一方面则进一步聚合, 形成脲醛树脂微球(UFM). 脲醛树脂微球作为模板诱导杂化产物Fe-UF在其表面的聚集. 微球与微球之间则由于表面存在的脲醛树脂间的聚合会相互交联形成网络状结构. 经过煅烧处理后, 脲醛树脂及脲醛树脂微球的分解导致不同尺寸孔结构的生成. 光催化研究结果表明, 产物对罗丹明B的降解效率是商用纳米氧化铁的4倍.     

单分子结的构筑及分子电导性质的测试

分子电子学已成为21世纪研究的热点. 通过将具有特定功能的分子连接在纳米尺度金属电极之间从而构筑包括分子导线、开关、整流器在内的各种分子尺度电子器件, 这引起了科学家们广泛的研究兴趣. 在分子电子学研究中, 构筑金属/分子/金属(MMM)分子结是研究分子器件中电子传输性质的关键. 尽管已经取得了很大的进展, 目前在纳米尺度下构筑稳定可靠的MMM分子结并测试单个分子的电学性质仍然面临很多挑战. 本文着重对单分子电学性质的测试技术和相关理论研究的最新进展以及存在的挑战做了概述.     

组合型Pt3Sn/Al2O3催化剂用于芳香硝基化合物一锅法合成N-烷基芳胺

采用吸附法制备了组合型Pt₃Sn/Al₂O₃双金属催化剂, 将该催化剂用于芳香硝基化合物原位液相加氢一锅法合成N-烷基芳胺. 研究表明, 在503 K, 空速为7.5 h^-1, 水体积分数为5%时, 1%(质量分数)Pt₃Sn/Al₂O₃催化剂具有较高的催化性能, 硝基苯的转化率为100%, N-乙基苯胺和N,N-二乙基苯胺的总选择性为98.2%. 同时,该催化剂对原位液相加氢烷基化反应具有一定普适性, 本文研究的14 种芳香硝基化合物与低级脂肪醇反应,均具有较高的N-烷基化产率.     

Ag掺杂型空心TiO2纳米微球的制备与表征及其光催化性能

通过甲基丙烯酸与苯乙烯的乳液聚合制备了表面载有阴离子的聚苯乙烯(PSt)纳米乳胶粒. 在乙醇与水的混合溶剂中, 用硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷对其进行表面改性. 以此乳胶粒为模板, 加入钛酸四丁酯和硝酸银制备了Ag₂O掺杂型聚苯乙烯/二氧化钛(PSt/TiO₂)复合微球. 对该微球在180 °C进行液相预处理、干燥、500 °C煅烧等步骤制备了Ag 掺杂型Ag-TiO₂复合粒子. 通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等手段对PSt/TiO₂复合粒子及Ag-TiO₂空心粒子的形貌及晶体结构等进行了表征. 考察了Ag-TiO₂复合粒子在紫外光(365 nm)与紫外-可见光(370-760 nm)下对罗丹明B (RhB)降解的催化活性. 结果表明, 与不含银的TiO₂空心微球相比, 在紫外光照射下, 银含量(n_Ag/n_Ti)为0.1%的Ag-TiO₂复合粒子对RhB的降解率提高了11%左右; 在紫外-可见光照射下, n_Ag/n_Ti为1.0%和2.0% 的Ag-TiO₂复合粒子对RhB的降解率提高了30%左右.     

全新设计蛋白质的折叠机制

蛋白质全新设计和折叠研究是从两个不同的方向来理解蛋白质序列-结构-功能关系这一结构生物学重要问题. 蛋白质全新设计取得的成功实例一定程度上检验了人们对蛋白质结构和相互作用理解的准确性, 但它们中多数所表现的不同于天然蛋白质的折叠动力学特征也表明, 要达到最终的功能化实现目标还面临着不少的挑战. 本文综述了蛋白质全新设计的发展过程及现状, 蛋白质折叠研究在实验、理论及模拟方面的研究进展, 以及全新设计蛋白质的折叠机制的研究现状. 阐述了深入了解全新设计蛋白质与天然蛋白质折叠机制的不同, 可以为进一步有效地合理化设计蛋白质提供有益的参考.     

聚甲基丙烯酸甲酯-牛血清白蛋白核壳纳米粒子在金表面的吸附过程及在传感器中的应用

利用铜离子引发体系, 制备出核层为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)壳层为牛血清白蛋白(BSA)的PMMA-BSA核壳纳米粒子. 通过透射电子显微镜(TEM)表征, 直接观察到PMMA-BSA纳米粒子的核壳结构.结合X射线光电子能谱(XPS)测试, 分析PMMA-BSA纳米粒子的表面成分, 证明PMMA-BSA纳米粒子的壳层是BSA. 利用带耗散的石英晶体微天平(QCM-D)研究了PMMA-BSA纳米粒子在金片表面的吸附行为. 频率的迅速下降, 耗散因子的快速上升, 说明PMMA-BSA粒子快速地吸附到金片表面. 利用磷酸盐缓冲液反复冲洗时, 频率和耗散没有变化, 表明PMMA-BSA 纳米粒子在金片上吸附较牢固. 以金电极为基底电极, 吸附PMMA-BSA纳米粒子后, 利用戊二醛修饰粒子壳层, 再通过氨基与醛基的反应来固定葡萄糖氧化酶, 制备出电流型葡萄糖传感器. 电化学测试表明该传感器对葡萄糖具有良好的电流响应, 在0.3 V的工作电位下, 响应电流与葡萄糖浓度在0.20-5.85 mmol·L^-1范围内呈现出较好的线性关系, 相关系数为0.989. 传感器的灵敏度高达28.6 μA·L·mmol^-1·cm^-2, 响应时间仅为11 s. 传感器还具有良好的稳定性, 在25℃下储存30 d, 响应电流仅下降了16%.     

反应性模板法合成硫化银中空球-银纳米粒子异质结构

以Cu₂S中空球为反应性模板, 通过在水溶液中与银离子的阳离子交换和氧化还原反应制备了大小均匀的Ag₂S中空球-Ag纳米粒子异质结构, 即Ag₂S-Ag异质中空球. 该异质结构中每个Ag₂S中空球的直径约为600 nm, 壁厚约20–30 nm, 其表面均附着一个Ag纳米粒子. 采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和能量色散X射线谱(EDS)对所得Ag₂S-Ag异质中空球的结构和组成进行了表征. 若以CuS中空球为反应性模板, 在相似转化条件下则主要得到不含Ag粒子的Ag₂S中空球. 该结果表明, Cu₂S中的Cu(I)的还原性在Ag₂S-Ag异质中空球的形成中发挥了重要作用. 通过对所制备的Ag₂S-Ag异质中空球进行二次生长, 还可以得到Ag₂S中空球的半球表面均被Ag膜所包覆的Ag₂S-Ag异质中空球.     

铂/石墨烯氧还原电催化剂的共还原法制备及表征

使用硼氢化钠共还原法制备40% (w)铂/石墨烯电催化剂用于氧还原反应. 通过循环伏安测试发现, 这种方法制备所得铂/石墨烯催化剂对氧还原反应活性较铂/碳催化剂差, 但稳定性有所提高. 在稳定性测试中,铂/石墨烯电催化性能衰减为50%, 较铂/碳(79%)好. X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征发现在铂/石墨烯催化剂中两者存在明显交互作用, 这可能是阻止石墨烯再堆垛和防止铂颗粒团聚的主要原因. 通过对单电池性能测试也发现铂/石墨烯催化剂更有利于电池长期稳定.     

非线性边值条件非线性方程的奇摄动问题

研究了三阶非线性边值条件的非线性方程奇摄动问题,先用合成展开法对形式近似解进行构造,再利用相关微分不等式理论给出所得解的存在性及一致有效性的证明.