氧化铜表面臭氧分解路径及表面氧物种生成机理研究

基于密度泛函理论（DFT）计算研究了O3在完整和具有氧空位的CuO(111)表面吸附的吸附位、吸附结构、吸附能和电子转移情况,比较了O3在完整表面和具有氧空位的表面分解的路径和能垒,分析了氧空位和表面吸附氧的生成机理。结果表明,在完整CuO表面,O3分子通过化学吸附或物理吸附表面结合,吸附能最高为-1.22eV（构型bri(2)）。O3在具有氧空位的CuO表面均为化学吸附,吸附能最高为-2.95eV（构型ovbri(3)）,显著高于完整表面的吸附能。O3吸附后,Cu吸附位的电荷密度减小,O3中的O原子附近的电荷密度显著增强,电荷从CuO表面转移到O3,并形成Cu-O离子键。O3分解后形成了超氧物种,提高了表面的氧化活性。在完整表面,以构型bri(2)为起始构型的路径反应能垒最低,为0.52eV;O2*在完整表面的脱附所需要的最低能量为0.42eV,形成氧空位的O2*脱附能为2.06eV。在具有氧空位的表面,O3分解的反应能垒为0.30eV（构型ovbri(1)）和0.12eV（构型ovbri(3)）,均低于完整表面的反应能垒;分解形成的O2*的最低脱附能也低于完整表面,为0.27eV。可见,氧空位的形成提高了吸附能,降低了反应能垒,使O3分子更容易吸附在CuO表面,并加快了O3的催化分解。     

Mn-Ce-M复合改性无硅残渣炭催化剂的NH3选择性还原NO性能研究

生物质作为极具潜力的可再生能源,其热解制油技术备受关注,副产物残渣炭的高值化利用是当下重要的研究内容之一。脱硅处理不仅可实现硅的资源化利用,同时可以实现炭材料的结构改性。本文开展了残渣炭煮溶脱硅研究,并基于最佳脱硅方式,探究不同金属M（M：Ho、Sb、La、Nd）对无硅残渣炭（FRB）催化剂的脱硝性能的影响规律。结果表明：煅烧预处理结合煮溶脱硅可以脱除99%以上的SiO2,脱硅的同时理化性质显著改善,表现出较大的比表面积（1923 m2/g）、丰富的介/微孔结构以及表面含氧官能团,并促进了催化剂的SCR反应活性（250℃时NOx脱除率可达100%）。此外,Ho改性无硅残渣炭脱硝催化剂具有最好的低温脱硝活性,在200~300℃范围内保持80%以上的脱硝效率。表征结果显示,MnCeHo/FRB催化剂具有较强的表面酸性和氧化还原性,活性组分在载体上均匀分散,且表面化学吸附氧较为丰富。此外,In-situ DRIFTs实验表明MnCe/FRB催化剂表面同时存在E-R和L-H机理,但E-R机理占主要地位。     

Polyamide Nanofiltration Membrane from Surfactant-assembly Regulated Interfacial Polymerization of 2-Methylpiperazine for Divalent Cations Removal

Removal of metal ions from water can not only alleviate the scaling problem of domestic and industrial water, but also solve the water safety problem caused by heavy metal ion pollution. Here, we fabricate a positively charged nanofiltration membrane via surfactant-assembly regulated interfacial polymerization(SARIP) of 2-methylpiperazine(MPIP) and trimesoyl chloride(TMC). Due to the existence of methyl substituent, MPIP has lower reactive activity than piperazine(PIP) but stronger affinity to hexane, resulting in a nanofiltration(NF) membrane with an opposite surface charge and a loose polyamide active layer. Interestingly, with the help of sodium dodecyl sulfate(SDS) assembly at the water/hexane, the reactivity between MPIP and TMC was obviously increased and caused in turn the formation of a positively charged polyamide active layer with a smaller pore size, as well as with a narrower pore size distribution. The resulting membrane shows a highly efficient removal of divalent cations from water, of which the rejections of MgCl₂, CoCl₂ and NiCl₂ are higher than 98.8%, 98.0% and 98.0%, respectively, which are better than those of most of other positively charged NF membranes reported in literatures.     

Metal-Organic Frameworks-derived Indium Clusters/Carbon Nanocomposites for Efficient CO2 Electroreduction

Electrochemical reduction of carbon dioxide into value-added products is a promising way to recycle the greenhouse gas, thus solving the crisis of global warming. Pressing challenges remain in regulating the catalytic selectivity. In this work, we demonstrated a metal-organic frameworks-assisted approach to synthesizing In species loaded on the surface of N doped carbon matrix. By controlling the particle sizes, the catalytic selectivity can be easily altered. The obtained In_c/NC possesses the outstanding capability for converting CO₂ into CO. And 80.09% Faraday efficiency (FE) of CO can be achieved at 0.8 V vs. RHE. While the In₂O₃/C exhibits different catalytic behaviors, the main product is formic acid and the FE is more than 50% at 0.8 V vs. RHE. The selectivity reversal can be attributed to the strong interactions between In clusters and N atoms of carbon supports, which efficiently inhibits the formation of the by-product, formic acid. Our research has paved a new way to modulate catalytic selectivity by manipulating the fine structures of the catalysts.     

水载流-原子荧光光谱法同时测定土壤中痕量砷、汞

改变原子荧光光谱法以稀酸为载流的进样方式,以水为载流在新型双道原子荧光光谱仪上同时测定了土壤中的痕量砷(As)、汞(Hg)。采用王水水浴加热溶解样品,用50 g/L硫脲-抗坏血酸混合溶液预先将砷还原为As(Ⅲ),保持10%(体积分数)以上盐酸浓度,不转移直接定容静置后测定。优化了仪器工作条件,详细考察了以水为载流测定的可行性,选择了同时测定As、Hg所需的硼氢化钾浓度和盐酸浓度。节省了酸试剂用量,操作快速,单个样品测定仅需20 s左右。方法检出限As为0.005 mg/kg,Hg为0.0008 mg/kg,相对标准偏差(RSD,n=7)在1.0%~7.4%,经土壤国家标准物质和实际样品验证,适合土壤中痕量As、Hg的同时快速测定。     

SC-ICP-MS法测定金属元素的方法研究

为了使用单细胞电感耦合等离子体质谱(SC-ICP-MS)方法准确测定单个细胞中的铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、铜(Cu)和锌(Zn)等多种内源性金属元素,该文基于动态反应池(DRC)模式对目标分析物的反应气流量和极杆抑制参数q(RPq)进行了优化,并研究了进样速度、细胞密度、驻留时间等因素对SC-ICP-MS检测的影响。分别采用细胞悬液直接进样、使用超声波探头使细胞悬液中的细胞破碎后进样和使用浓硝酸消解细胞后进样的ICP-MS测定结果对SC-ICP-MS定量结果的准确性进行验证分析。实验结果表明,可采用超声波破碎细胞的ICP-MS测定结果评估SC-ICP-MS测定的单细胞内Zn和Cu含量的准确性,采用酸消解细胞的ICP-MS检测结果验证单细胞内Fe和Cr的含量。缺少细胞标准物质时对SC-ICP-MS方法定量结果进行多角度验证是必要的。研究表明,使用SC-ICP-MS法可以较好地进行单细胞元素相关分析。     

QuEChERS/高效液相色谱-串联质谱法测定柑橘中7种酚类环境激素

建立了QuEChERS/高效液相色谱－串联质谱（QuEChERS/HPLC－MS/MS）同时检测柑橘中7种酚类环境激素的分析方法。柑橘样品均质粉碎后采用乙腈（含0.1%甲酸）超声提取,氯化钠盐析,经N-丙基乙二胺（PSA）+C18粉末吸附剂净化,目标化合物经Waters ACQUITY UPLC BEH C18柱（50 mm × 2.1 mm,1.7 μm）分离,以水（含0.5 mmol/L乙酸铵）和甲醇为流动相进行梯度洗脱。考察了不同提取溶剂、提取时间、提取溶剂体积、吸附剂种类和用量对目标化合物回收率的影响。结果表明：在最佳条件下,双酚A（BPA）、壬基酚（NP）、双酚F（BPF）在0.5～100 μg/L范围内线性关系良好,双酚B（BPB）、双酚S（BPS）、4-n-壬基酚（4-n-NP）、4-n-辛基酚（4-n-OP）在0.2～100 μg/L范围内线性关系良好,相关系数（r2）均不小于0.994 1,检出限（LOD）为0.2～0.5 μg/L,定量下限（LOQ）为0.5～1.5 μg/L。在10、250、500 μg/kg 3个加标水平下,目标化合物的回收率为88.5%～109%,相对标准偏差（RSD）为1.2%～9.0%。应用该方法对市售的8种柑橘样品进行检测,BPA在7种柑橘中均检出,4-n-OP在5种柑橘中检出,NP和4-n-NP在3种柑橘中检出,BPB在1种柑橘中检出,BPF、BPS在所有样品中均未检出。该方法操作简单、快速灵敏、定量准确、精密度高,适用于柑橘中7种酚类环境激素的测定。     

有机酸配合剂对CuZnAl催化剂结构和性能的影响

以小分子有机酸(柠檬酸、草酸、酒石酸)为配合剂,乙二醇为胶凝剂,采用完全液相法制备系列CuZnAl催化剂,在浆态床反应器中进行CO加氢性能测试.利用XRD、H_2-TPR、NH_3-TPD、N_2物理吸附等方法对其结构进行表征,考察有机酸配合剂对催化剂结构性能的影响.结果表明,改变小分子有机酸种类及用量可以调变催化剂表面酸量和Cu~0晶粒尺寸,其中适当增加柠檬酸用量,有利于提高催化剂结构的稳定性,而弱酸量和Cu~0晶粒尺寸对低碳醇的生成有重要影响;反应温度对催化产物分布有显著影响,250℃有利于低碳醇生成,280℃二甲醚选择性明显增加,且二甲醚和低碳醇选择性呈负相关.     

硫鸟嘌呤修饰的Mn:ZnS QDs磷光探针检测铂(Ⅲ)

通过水相合成法制备了硫鸟嘌呤(TG)修饰的锰掺杂硫化锌量子点(TG-Mn:ZnS QDs)。加入Pt⁴⁺后,Pt⁴⁺会与硫鸟嘌呤上的氮原子结合形成N-Pt⁴⁺配位结构附着在TG-Mn:ZnS QDs的表面,随着Pt⁴⁺浓度的增加,TG-Mn:ZnS QDs-Pt⁴⁺体系发生电子转移而导致磷光逐渐被猝灭,基于此构建了检测Pt⁴⁺的磷光探针。实验中考察了p H、时间对Pt⁴⁺猝灭TG-Mn:ZnS QDs磷光强度的影响。在最佳实验条件下,Pt⁴⁺浓度在0.06~2.4μg/mL范围内与TG-Mn:ZnS QDs的磷光强度呈良好的线性关系y=0.0884x+0.2319,R²=0.991,方法检出限(3σ/n)为1.3μg/mL。该磷光探针适用于实际样品中Pt⁴⁺含量的测定。     

基于AltiVec技术的PowerPC处理器矢量运算性能测试

基于AltiVec技术的PowerPC处理器,在很多嵌入式信号处理领域已经取代传统的DSP处理器成为信号处理器件的首选。为了评估基于AltiVec技术的PowerPC处理器的矢量运算性能和信号处理能力,选取MPC8641D处理器为硬件测试平台,采用符合VSIPL标准的VSI/Pro Core矢量库和ixlibsav矢量库,通过测试复乘和FFT典型算法不同类型的运算时间,对AltiVec处理单元的矢量运算性能进行了测试评估。通过对测试结果的分析,基于AltiVec技术的PowerPC处理器具备强大的矢量运算处理性能,可以满足嵌入式数字信号处理技术对高性能处理器的需求。