厌氧消化过程化学变化的教学研究

有氧和无氧分解是生物体代谢有机物的2种途径,前者一直是生物化学课程中物质代谢的教学核心和重点。厌氧消化是有机物经无氧分解生成甲烷和二氧化碳的途径,相比于有氧分解,其具有化学反应众多、中间产物多、途径复杂等特点,同时对维护自然生态平衡、物质循环和人类社会的绿色健康发展等具有重要作用。如此重要的途径长期以来一直没有在生物化学教材与教学内容中体现,亟需进行教学改革。利用布鲁姆教学目标分类理论将厌氧消化过程中的主要反应、氧化还原过程及电子传递、热力学变化及串联反应等知识进行系统介绍,对物质代谢的另一条无氧路径进行补充,丰富了学生代谢网络的知识框架,完善了生物化学教学体系,相关教学内容和经验可供同行参考借鉴,对相关课程教学改革具有重要价值。     

介电聚酰亚胺薄膜研究进展

聚酰亚胺电介质是电气工程、电子信息技术、航空航天等领域的一类重要的绝缘材料,然而在实际应用中依然存在材料设计制备、结构-性能关系与性能调控等方面的问题尚未解决。多重应用场景下介电性能的不匹配限制了聚酰亚胺的创新式发展,成为制约电工、电子信息航空航天领域发展的重要问题。本文基于影响电介质薄膜电-热特性的基本原理,从分子结构改性和复合结构优化等方面详细综述了调控聚酰亚胺高/低介电特性、热稳定性和绝缘强度等综合性能的研究方法和内部机理,总结了当前聚酰亚胺薄膜在能源系统和电子器件中残存的问题及面临的挑战,并为聚酰亚胺薄膜未来的发展及应用提供有意义的指导。     

乙烯在钯圆盘电极的电化学氧化研究（英文）

由于巨大的潜在市场,乙烯的电化学氧化受到愈来愈多的关注。目前,主流的电化学氧化法仍以依赖于氧化还原媒介的介导氧化法为主,而这些媒介的使用在电解过程中产生大量的腐蚀性中间体,使其实际应用受到阻碍。直接电氧化法可有效规避此问题,但又受到低活性和低选择性的限制。在本工作中,我们针对目前最先进的钯催化直接氧化体系,在中性条件下开展了一系列电化学研究,以对该过程的机理获取更深入的认识。在氮气和乙烯氛围下,钯电极的循环伏安谱图有显著区别。我们发现电解过程中生成的Pd(Ⅱ)物种在乙烯氛围下可绕过原本的电化学还原路径,通过一个化学步还原为Pd(0),因此可能是乙烯氧化的活性位点。Pd(Ⅱ)物种所对应的还原峰也因此可作为乙烯吸附的数量的指标。通过电化学脉冲序列的设计,我们在钯催化剂上识别了两种具有不同吸附强度的乙烯,其强、弱吸附模式所对应的电荷转移比例约为0.3:1。弱吸附的乙烯在钯电极表面表现出可逆的吸脱附行为,而具有强吸附模式的乙烯无法通过物理过程脱附,可能指向到乙烯深度氧化过程。这项工作为进一步设计高性能乙烯直接电氧化催化剂提供了设计思路和方向。     

三乙四胺钴配合物氧合结构和老化机理

以固相法合成的三乙四胺钴配合物为研究体系,采用正离子电喷雾串联质谱、紫外-可见吸收光谱、拉曼共振光谱和红外光谱等表征手段,研究了配合物与氧分子的相互作用过程及配合物在吸氧过程中的结构变化。结果表明,三乙四胺钴配合物的吸氧过程是一个动态的变化过程,氧合产物由双氧双桥联的氧合配合物CoⅢL-(O2)2-CoⅢL形式向双羟基桥联的老化配合物CoⅢL-(OH)2-CoⅢL形式转变;18O2同位素标记实验验证了Co-O-O-Co的存在。酸解实验说明OH桥联配合物的形成是造成可逆性差的根本原因。这些结果为探知多胺钴配合物的氧合结构和老化机理提供了新的研究方法和实验依据。     

吡罗昔康在纳米Fe_3O_4-石墨烯复合修饰玻碳电极上的电化学行为及电分析研究

采用纳米Fe3O4粒子(nano-Fe3O4)和石墨烯(Reduced Graphene Oxide,RGO)制备了nano-Fe3O4-RGO复合材料修饰玻碳电极(nano-Fe3O4-RGO/GCE),采用循环伏安法(cyclic voltammetry,CV),方波伏安法(square wave voltammetry,SWV),计时电流法(chronoamperometry,CA),计时库仑法(chronocoulometry,CC)研究了吡罗昔康(Piroxicam,PC)在此复合修饰电极上的电化学行为及电化学动力学性质。实验结果表明,与GCE相比,nano-Fe3O4-RGO/GCE对PC的电化学氧化作用有显著的促进作用,其氧化峰电流显著增加;对各种实验条件进行了优化,测得峰电流Ipa与PC浓度在2.0×10-6~2.0×10-4mol·L-1范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为5.3×10-7mol·L-1,加标回收率为100.0%~104.0%。该方法快速,灵敏,并将nano-Fe3O4-RGO/GCE用于市售吡罗昔康片剂的测定,结果符合定量测定要求。     

芬苯达唑在石墨烯与[Bupy]PF_6复合修饰碳糊电极上的电化学性质及电分析方法研究

本文研究了芬苯达唑(Fenbendazole,FBZ)在石墨烯(RGO)与离子液体(N-丁基吡啶六氟磷酸盐)复合修饰碳糊电极上的电催化氧化及电化学动力学性质。同时用CC法(计时库仑法)、计时电流法(CA)测定FBZ在RGO-[Bupy]PF6/CPE上的电极反应动力学参数,并用方波伏安法(SWV)测定FBZ氧化峰电流(Ip)与其浓度c在4.0×10-8~1.0×10-5mol·L-1范围内呈良好线性关系,线性回归方程为Ip(μA)=1.471+5220.78c(10-3mol·L-1),R=0.9995,检测限(S/N=3)为1.4×10-9mol·L-1,在此基础上用SWV法对FBZ片剂中FBZ含量进行了电化学定量测定,RSD在0.2%~0.9%之间,回收率在99.0%~101.4%之间。     

电致化学发光法高灵敏度测定血清中的辛可宁

利用金电极为工作电极,研究了辛可宁-Ru(bpy)2+3体系的电致化学发光行为。研究表明,辛可宁对Ru(bpy)2+3在电极表面的电致化学发光具有显著的增强作用,据此建立了一种高灵敏度测定辛可宁的电致化学发光分析方法。考察了硼酸-硼砂缓冲溶液的浓度、p H值、联吡啶钌浓度、光电倍增管电压等参数对实验的影响。在12 mmol/L硼酸-硼砂缓冲溶液(p H 9.0)中,辛可宁浓度的对数lgc在3.0×10-9~6.0×10-6mol/L范围内与Ru(bpy)2+3的电致化学发光强度变化值(ΔI)呈线性关系,检出限(S/N=3)为1.76×10-10mol/L。应用此法对血清中辛可宁的浓度进行测试,加标回收率为102.1%~109.5%。     

不同方法制备Pt/C催化剂对燃料电池催化活性的影响

分别采用高压有机溶剂法和回流法不同的制备方法,制备了含铂20%(w)的催化剂Pt/C-HP(高压有机溶剂法)和Pt/C-Reflux(回流法)。实验发现:对于甲醇的阳极氧化过程,高压有机溶胶法制得的催化剂活性较高,催化剂Pt/C-HP甲醇氧化峰电流密度是Pt/C-Reflux的1.5倍,且远远高于商业催化剂JM3000含铂20%(w)Pt/C催化剂,催化剂Pt/C-Reflux甲醇氧化峰电流密度与商业催化剂JM3000催化剂相当。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、循环伏安法(CV)等方法对催化剂进行表征的结果表明:高压有机溶胶法制得的催化剂分散性比回流法制得的催化剂好,使得前者催化剂的电化学活性比表面积得到了显著的提高。     

毛细管电色谱-电喷雾-飞行时间/质谱联用分离分析混合手性药物

建立了一种毛细管电色谱-电喷雾-飞行时间/质谱(CEC-ESI-TOF/MS)联用分离分析盐酸异丙肾上腺素和盐酸氯丙那林混合手性药物的方法。利用实验室自制有机-无机杂化开管柱作为色谱分离柱,考察了缓冲溶液的浓度、p H值、运行电压、分离温度、鞘液的种类、鞘液添加剂、鞘液的流速等分离检测条件对分离度和电离强度的影响。结果表明,在优化的分离检测条件下,两种混合手性药物的4个组分在18.5min内实现基线分离。     

2,2-二甲基-1-[5-二茂铁基-3-(三氟甲基)-1H-吡唑-1-基]丙-1-酮的合成及其电化学性质

以乙酰基二茂铁为原料,经3步反应合成了一个新型的二茂铁衍生物——2,2-二甲基-1-[5-二茂铁基-3-(三氟甲基)-1H-吡唑-1-基]丙-1-酮(4),其结构经1H NMR,ESI-MS,元素分析和X-射线单晶衍射表征。4属单斜晶系,P2(1)/c空间群,晶胞参数a=7.805 6(4),b=20.906 1(11),c=11.124 6(6),β=93.820(2)°,V=1 811.33(17)3,Z=4,Dc=1.482 g·cm-3,μ=0.872 mm-1,R1=0.034 8,wR2=0.089 2。采用循环伏安法研究了4的电化学性质。结果表明:4有一对可逆的氧化还原峰,Epa=0.640 V,Epc=0.482 V,ΔE=153 m V。