GO/Ag3PO4复合光催化剂的制备、表征及光催化性能

以石墨粉为原料,采用Hummers氧化法合成氧化石墨烯(GO).然后在超声作用下,将不同含量的Ag₃PO₄沉积在GO上,制备了一系列4% (w,质量分数) GO/Ag₃PO₄、8% GO/Ag₃PO₄、16% GO/Ag₃PO₄和32% GO/Ag₃PO₄复合光催化剂.对所制备的光催化剂运用N₂物理吸附、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)等手段进行了表征,并在可见光下考察了GO含量对Ag₃PO₄光催化降解甲基橙(MO)的性能.结果表明, GO能够和Ag₃PO₄实现均匀复合.复合GO提高了催化剂的比表面积,改善了催化剂的吸附性能.复合16% GO使Ag₃PO₄光催化活性提高最显著, 120 min内对MO的降解率达到83%,是纯Ag₃PO₄光催化活性的7.5倍. GO能提高催化剂的比表面积,促进光生电子-空穴(e^-/h⁺)的分离,产生更多活性自由基,从而提高Ag₃PO₄光催化的活性和稳定性.     

对流层大气NO3与N2O5的实地测量

大气硝基(NO₃)自由基和五氧化二氮(N₂O₅)是对流层大气化学反应的核心物种,对于理解大气氧化性、二次有机气溶胶生成、活性卤素化学和全球硫素循环等对流层大气化学研究的关键问题具有重要意义。大气NO₃自由基和N₂O反应活性高、大气寿命短、浓度低,其定量分析非常具有挑战性。本文总结了大气NO₃自由基与N₂O₅的实地测量方法,并对差分光学吸收光谱(DOAS)、腔衰荡光谱(CRDS)、腔增强光谱(CEAS)、激光诱导荧光光谱(LIF)、电子顺磁共振谱(MIESR)和化学离子化质谱(CIMS)等六类技术方法的准确度、精确度、时间分辨率、测量干扰、标定方法和系统稳定性等方面进行了系统比较。综合分析认为吸收光谱法是对流层NO₃自由基与N₂O₅测量技术的发展方向,其中近期发展起来的腔技术(CRDS和CEAS)显示出较好的应用潜力。但是我国实际大气环境中普遍存在高浓度的颗粒物污染,如何在高颗粒物条件下实现NO₃自由基与N₂O₅的精密准确测量具有挑战性。本文进一步归纳了NO₃自由基与N₂O₅在城市、森林、自由大气和海洋海岸等典型大气环境条件下的浓度水平和主要科学发现,探讨了一些亟待解决的问题和可能的重点研究方向。     

基于果糖自氧化体系的抗氧化剂筛选方法

机体内果糖的自氧化过程中会产生多种自由基, 并最终转化为羟自由基, 苯甲酸钠可捕获羟自由基生成具有强荧光信号的羟基苯甲酸钠. 本文采用荧光光度法考察了影响果糖自氧化体系的各种因素, 建立了果糖自氧化产生羟自由基体系. 实验结果表明, 在果糖浓度为8.00 mmol/L, CuSO₄浓度为20.0 μmol/L, 苯甲酸钠浓度为24.0 mmol/L, pH=7.4, 温度为37℃及反应时间为24 h的条件下, 果糖自氧化体系最终可产生19.27 μmol/L的羟自由基. 抗氧化剂的存在可清除果糖自氧化过程中产生的自由基, 使最终生成的羟自由基的量减少, 从而导致生成的羟基苯甲酸钠减少, 荧光信号减弱, 由此建立了基于果糖自氧化体系的抗氧化剂筛选方法. 利用本评价体系考察了抗氧化剂盐酸小檗碱和阿魏酸的抗氧化能力, 实验结果表明, 中药标准品盐酸小檗碱和阿魏酸均能有效清除果糖自氧化体系产生的羟自由基, 其IC₅₀值分别为0.023和0.036 mmol/L.     

利用原子转移自由基聚合方法制备一种新型聚合物整体柱固相萃取材料初探

利用两步原子转移自由基聚合(ATRP)方法,初步建立了新型聚合物整体柱固相萃取(SPE)材料制备的新方法。首先利用ATRP方法,以乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）为交联剂,在室温条件下,在滤头中原位快速聚合制备得到负载有聚合物整体柱的萃取装置;然后采用表面诱导的电子转移活化再生原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)方法进行表面修饰,得到了聚(二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯)(PDMAEMA)修饰的柱体;进一步将此整体柱用作萃取材料,实现了对激素类药物的富集分析。本研究表明:ATRP有望作为一种简单、有效及反应条件温和的聚合方法用于整体柱的制备,且该方法有潜力实现固相萃取材料在不同装置中的制备。     

可逆加成-断裂链转移自由基聚合法合成梳型磺化聚醚醚酮

以带双硫酯取代基聚醚醚酮为大分子链转移剂, 采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)法合成不同接枝率的磺化聚醚醚酮(g-SPEEK), 并对其结构进行表征. 在单体/链转移剂/引发剂的投料比(摩尔比)为50:4:1, 温度为70 ℃, 反应24 h, 得到聚合物膜的离子交换容量和吸水率分别为1.312 mmol/g和43.51%, 其溶胀率为5.05%, 低于Nafion膜的11.50%. 热重分析(TGA)结果表明该梳型g-SPEEK具有较好的热力学稳定性, 且该聚合物膜具有与Nafion膜相当的抗氧化性. 在相同的离子交换容量下, 梳型g-SPEEK比主链型SPEEK具有更好的H⁺离子透过性能.     

卤代有机污染物的光化学降解

包括全氟或部分氟代化合物（PFCs）、氯代有机物（COCs）以及溴代有机物（BOCs）等的卤代有机污染物（halogenated organic contaminants,HOCs）排放到环境中会表现出持久性有机污染物的特征,因此涉及HOCs性质、光吸收与量子效应、材料与界面特性、环境条件等方面优化的光化学清除方法成为一个重要的研究方向。基于此,本文归纳分析了光激发催化剂产生活性物种如h_VB⁺、e_CB^-、 ·OH、e_aq^-等氧化或还原全氟辛酸、多氯联苯、多溴联苯醚的反应机理及直接光解机理,指出HOCs的光化学降解主要是通过其与活性物种之间电子转移或其激发态光致还原脱卤来实现,认为光催化材料和反应过程优化设计是影响光催化降解HOCs的重要因素。基于目前已经取得的研究发现与成果,从界面电子转移、材料能带信息、反应与分离集成化等方面提出本领域未来学术与技术层面值得深入探索的关键问题。     

微囊藻毒素分子印迹搅拌棒涂层的研制及其吸附性能

以微囊藻毒素(MC)-LR为模板,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合技术,在凹凸棒土(ATP)表面制备了磁性分子印迹聚合物,并通过溶胶-凝胶法将分子印迹聚合物作为涂层介质制作搅拌棒。同时通过红外吸收光谱和扫描电镜等对印迹聚合物进行了结构和形貌的表征,并用液相色谱研究了搅拌棒涂层对水体中微囊藻毒素的吸附性能。结果表明,在最佳萃取条件下,分子印迹搅拌棒涂层对MC-LR具有较高的选择性能,在0.010~5.0 mg/L范围内线性关系良好(r²>0.997),检出限(S/N=3)可低至0.27 μg/L。MC-LR加标水平为20.0~80.0 μg/L的回收率范围为83.33%~100.07%,相对标准偏差(RSD)为1.40%~9.17%。该方法快速、灵敏、选择性高,可用于环境水体中微囊藻毒素的分析检测。     

气相自由基反应动力学的光电离质谱研究

气相自由基能与各种气体发生快速反应,在大气化学、燃烧化学和星际化学等重要的化学过程中起着关键性的催化作用。许多实验方法(例如荧光法和吸收法)已经用于研究气相自由基反应动力学过程,并取得许多重要的成果,但这些技术局限于探测小分子自由基反应。流动管反应器和闪光光解结合光电离质谱的实验技术以其通用性、多重探测性、选择性和灵敏性等多种优势,成为研究气相自由基反应的主要实验方法。本文介绍利用高通量、高分辨、连续可调的同步辐射光电离质谱开展多种自由基反应研究所取得的一些独创性的成果。另外,该技术具有独有的时间分辨、能量分辨和异构体分辨的能力,能够广泛用于大气化学、燃烧化学和星际化学中一些重要的气相自由基(如烷氧自由基、烃类自由基等)反应宏观动力学过程的研究。     

光交联Pickering乳液中的粒子稳定剂制备胶体体微胶囊

研究了光敏性聚合物刷修饰二氧化硅纳米粒子的制备及其乳化行为, 提供了一种制备新颖“胶体体”微胶囊的方法. 首先, 在二氧化硅纳米粒子表面引入原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂分子, 通过表面引发ATRP得到含有香豆素侧基聚合物刷光敏性的纳米二氧化硅粒子(SiO₂-PMMA-PCMA); 然后, 以该粒子为乳化剂制备油包水型的皮克林乳液; 最后, 在紫外光的照射下引发香豆素侧基的交联反应从而得到“胶体体”微胶囊. 结果表明, 香豆素单体7-(2-甲基丙烯酰乙氧基)-4-甲基香豆素(CMA)和SiO₂-PMMA-PCMA在紫外光作用下都可以发生交联反应, 以SiO₂-PMMA- PCMA纳米粒子作乳化剂可以制备稳定的皮克林乳液, 光交联后得到的“胶体体”微胶囊的平均粒径约为170 μm.     

PtBA-g-PPEGMEMA接枝共聚物的合成及其包埋阿霉素的研究

通过可逆加成-裂解链转移聚合和原子转移自由基聚合,制备了以聚丙烯酸叔丁酯为主链、以聚(聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯)为侧链的两亲性接枝共聚物PtBA-g-PPEGMEMA,该方法克服了以往通过聚合物修饰来引入接枝点时所存在的接枝点密度不高和不可控的局限性.接着,以PtBA-g-PPEGMEMA为载体,对抗肿瘤药物阿霉素进行了负载,制备得到了尺寸为164.8nm的纳米载药胶束.其释放试验表明,该体系具有缓释特征.