两步法制备多孔硅及其表征II：脉冲电流法

采用脉冲阳极／阴极电流和化学氧化两步法分别在1：1的氢氟酸和乙醇溶液中及20％硝酸溶液中制备出孔径约为0．5－3μm,厚度大约为10－20μm的多孔硅样品,将获得的多孔硅结构再进一步用扫描电子显微镜和拉曼光谱仪进行表面形貌和光学性质的考察,与恒电流－化学氧化两步法制得的多孔硅相比,用脉冲电流法得到的多孔硅的孔径范围较大,且多孔层较厚,制备时加紫外光照显著提高了多孔硅的,并发生“蓝移”现象,用脉冲电流法制得的多孔硅在老化后（在干燥器放置一年）同样观察到光致发光明显增强。     

我国能源化学学科发展的初步探析

能源化学是在世界能源需求日益突出的背景下处于发展初步阶段的新兴交叉学科,主要利用化学的理论和方法来研究能量获取、储存及转换过程的规律,探索能源新技术的实现途径.作为能源学科中最主要的二级学科之一,能源化学是在融合物理化学、材料化学和化学工程等学科知识的基础上而提升形成,兼具理学、工学相融合大格局的鲜明特色,是指导能源高效利用和新能源开发的关键学科之一.能源科学很可能跟随材料科学和环境科学形成壮大的足迹,成为被学术界、工业界和社会所广泛认可的新兴一级学科,进而被基本学科指标数据库(Essential Science Indicators,ESI)所收录,能源化学则有望最早搭建起全面系统的知识框架体系,成为能源科学二级学科分支中的前行者和引航员.本文对能源化学学科的内涵及分类、战略地位、规律及特点等进行了梳理和分析,在明确学科发展目标与学科任务的基础上,提出了对我国能源化学学科发展的初步建议.目前需要把握国际尚未建立能源化学学科特别是本科-研究生教育体系的关键时机,借助高校体制机制改革的东风,集中全国优势力量,全面细致地做好顶层设计和学科规划,编写出国际首套本科生教材,加快在部分基础好的高校开展试点工作,力争在国际上引领能源新学科的建立、发展与应用.     

铝表面前处理及化学沉积镍初期行为

利用开路电位-时间(EOCP-t)曲线,研究铝表面经浸镍和化学预镀镍前处理后,化学沉积镍的初期行为;通过扫描电子显微镜(SEM)观察铝表面经前处理后的表面形貌.结果表明:未经及经前处理的铝表面,化学沉积镍的初期行为都经历去氧化膜、活化、混合控制以及化学沉积过程.经过浸镍和化学预镀镍前处理后的铝表面附着细小的镍颗粒.依据EOCP-t和SEM的最佳实验结果,在含有络合剂和还原剂的碱性预镀镍溶液中,经二次化学预镀镍前处理,成功实现铝基底弱酸性化学镀镍.所获得的化学镀镍层与铝基底结合牢固,呈团颗粒状形貌和非晶态结构.     

脉冲激光沉积纳米TiO2薄膜电极的现场光电化学

在O3 /O2 气氛中采用 35 5nm激光烧蚀金属钛靶的反应性沉积薄膜方法 ,成功地在镀ITO膜的玻璃基片上制备了纳米锐钛矿相TiO2 薄膜电极 .用循环伏安法研究了在Li/TiO2 电池中TiO2 薄膜电极的电化学嵌入Li离子的行为 .由现场快速紫外可见吸收光谱实时监测TiO2 薄膜电极的显色特性 ,在波长 42 0和 6 5 0nm附近出现 2个明显的吸收峰 ,并发现TiO2 薄膜电极的吸收谱的涨落过程与Li离子的嵌入和脱嵌过程具有相关性与可逆性 ,表明该纳米TiO2 薄膜电极具有高质量的光电化学性能 .     

关于可控组装的一些思考（一）——从催化到催组装

分子组装的范畴和复杂性远歹乇于合成反应,但是它们有着相同目标,即高选择性和高效率地创造新物质和制备新功能材料．因此,我们尝试将合成中广泛应用的催化概念拓展至组装研究,提出用于调控和加速组装过程的催组装（cassemblysis）的新思路．为此,我们将迄今泛用的自组装、助组装等术语重新进行规范和分类,即所有的分子组装可分为自组装和助组装．绝大多数组装属于助组装,这可进一步分为催组装、共组装和外场助组装3大类．催组装中的催组剂（cassemblyst）类似于合成中的催化剂,可在不改变总吉布斯自由能变化的条件下加速组装过程,催组装因此有望成为在分子以上层次高选择性且高效率地创造新物质的最佳途径．一些催组装体系在组装之后还会进一步进行化学耦联反应,由此显著提高产物的稳定性,组装与耦联总过程可称为催组联（catassemblysis）．我们分别在小分子和生物大分子两个层次上,分析说明了迄今已被不自觉使用的催组装和催组联的一些典型事例,提出了光电催组装的设想,比较了与催组装关联的纳米粒子组装体系,探讨了与催组装相关的简要模型和机理．本：炙强调,在开展可控组装研究中,不仅要设计与合成各种新组装基元,而且要注重构建催组剂和催组联剂,发展催组装的实验和理论方法学,揭示催组剂作用于组装基元的机理,将有望推动可控组装在创造新物质和制备新功能材料方面发挥更大作用．     

Au_(core)@Pt_(shell)/GC电极上甲醇解离中间体CO氧化的SERS研究

本文采用共焦显微拉曼系统对不同介质中甲醇解离中间体CO在Aucore@Ptshell/GC电极上的氧化行为进行了研究。结果显示,不论在酸性、中性还是碱性介质中,甲醇均能在Aucore@Ptshell/GC电极上自发氧化解离出强吸附中间体CO;较低电位下,CO在酸性和中性介质中以线性吸附为主,碱性介质中则以桥式吸附为主。此研究表明,电极在中性及碱性介质中对甲醇解离中间体CO的电氧化比在酸性介质中有更好的催化活性,原位表面增强拉曼光谱技术有望拓展成为研究电催化反应的有效工具。     

金纳米空球的合成及其SERS效应

本文利用非晶硒溶胶作模板合成了金纳米空球,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及拉曼光谱对其进行了表征,结果显示,所得到的金纳米空球呈多晶结构,粒径约为150 nm,壳层厚度约为25 nm,表面为颗粒状金原子团簇;将金纳米空心球组装到玻碳电极表面,以SCN-作为探针分子,初步探讨了金纳米空球的SERS效应,表明其具有较强的SERS活性。     

基于表面增强拉曼光谱的合成色素专利蓝V的快速检测

食品安全问题一直是社会和广大群众关注的焦点问题,食品安全现状较为严峻,因此实现食品中有害物质的快速检测具有重要的实际意义。合成色素是一种常见的食品添加剂,然而合成色素的超标添加和非法添加依旧是食品安全中的重要问题之一,极大地危害人民群众的身体健康和食品工业的健康发展。常见的合成色素检测方法,均存在耗时长、费用高等缺点,不适应于合成色素的实时监测和快速筛查。为克服传统方法的缺点,提出利用表面增强拉曼光谱检测技术对合成色素进行检测,该方法具有检测速度快、检测灵敏度高等优点,能够达到现场实时检测的目的。此外,由于拉曼检测方法往往依赖于复杂的样品前处理操作,而常见的固相萃取技术一般依赖于人工操作,过程复杂且耗时较长,严重影响食品快速检测效率。因此,开发了一种全自动固相萃取装置,通过设计嵌入式硬件电路系统及其软件,精确控制蠕动泵流速和多路阀门开关实现了活化、上样、淋洗、洗脱四个步骤的全自动操作和参数控制,从而达到食品样品的全自动快速固相萃取。在实验部分,配制不同专利蓝V浓度的果汁饮料,然后利用该装置对果汁中的专利蓝V进行前处理,对萃取柱填料和萃取中各个步骤的时间和试剂进行了合理的选择,利用表面增强拉曼光谱检测技术成功地检测了合成色素中的专利蓝V。实验结果表明,所研制的自动固相萃取装置对比传统手工萃取,每个样品节省了近一半的萃取时间（10 min降为5 min）且能够同时处理5个样品,萃取时间稳定不易受人为因素影响,从而极大地提高了萃取效率和稳定性。此外,通过自动萃取获得的样品,对比手工萃取操作,因其受外界干扰相对较小,能够得到更强的拉曼光谱信号（约增强50%）,获得了满意的萃取效果。对不同浓度的专利蓝V样品的结果显示,该方法能够实现检出质量浓度在0.5 mg·L-1水平,可有效满足现场监测需求。具有快速、方便、灵敏度高等特点。     

基于密度泛函理论计算分析磺胺类抗生素的拉曼光谱

最近我们研究组发现磺胺类抗生素在不同团聚剂作用下的表面增强拉曼光谱(SERS)会发生明显的差异。为了研究产生差异的原因,我们采用密度泛函理论(DFT)计算的方法,讨论了磺胺类分子的构型变化、构象变化、质子化以及分子间二聚体等方面的变化对其在金纳米粒子上的SERS变化的影响。