脱氢枞酸酯键合硅胶色谱固定相的制备及应用

将天然可再生资源脱氢枞酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应制得脱氢枞酸酯（DAGME）,并将其通过“巯-烯”点击反应接枝到巯基功能化硅胶表面,制备得到一种疏水型脱氢枞酸酯键合硅胶色谱固定相（SilDAGME）。利用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、热失重分析（TGA）和元素分析（EA）对固定相进行表征,结果表明Sil-DAGME固定相成功制备。以烷基苯、Tanaka测试混合物、多环芳烃、酚类化合物和黄酮类化合物作为分离对象对Sil-DAGME的分离性能及保留机制进行评价。研究发现Sil-DAGME除疏水作用保留机制外,还具有氢键和π-π相互作用。基于多种保留机制的协同作用,Sil-DAGME对上述分析物均表现出良好的分离性能。此外,Sil-DAGME不仅具有良好的重现性（RSD为0.050%～0.19%,n=10）、稳定性（RSD为0.25%～1.0%,n=7）和可重复制备性（RSD为0.78%～2.1%,n=3）,还对红豆杉树皮粗提物表现出良好的分离效果。将脱氢枞酸用于制备新型的色谱填料不仅为紫杉醇的分离和检测提供了一种新途径,也为以天然产物松香作为功能配体设计和制备新型固定相提供了参考。     

Investigating the Mechanism by Which Intragap States Tailor Light Emission: Case of Copper Deficient and Zn Doped Cu−In−Se Quantum Dots**

The large structural tolerance of I–III–VI group quantum dots (QDs) to off-stoichiometry allows their photoluminescence properties to be adjusted via doping, thereby enabling application in different fields. However, the photophysical processes underlying their photoluminescence mechanism remain significantly unknown. In particular, the transition channels of CuInSe₂ QDs, which are altered by intrinsic and extrinsic intragap states, remain poorly reported. Herein, we investigated the photophysical processes associated with intragap states via electrochemical and optical techniques by using copper deficient Cu−In−Se QDs as well as Zn doped Cu−In−Se QDs. When the Cu/In molar ratios of Cu−In−Se QDs increased from 0.3 : 1 to 0.9 : 1, the photoluminescence spectra displayed a red-shift from 700 nm to 1050 nm. Although there was a blue-shift after the introduction of Zn²⁺ dopants in Cu−In−Se QDs, a significant red-shift occurred (from 660 nm to 760 nm) when the Zn/Cu molar ratios decreased from 0.7 : 0.3 to 0.3 : 0.7. The Gaussian deconvolution results of the photoluminescence spectra and the band gap derived from absorption spectra by fitting supported the fact that the optical transition channels are dependent on the Cu/In and Zn/Cu molar ratios. After the introduction of the Zn²⁺ ions, the alloyed-resultant blue-shift of the emission spectra was observed, primarily due to the enlarged band gap; however, the radiative recombination of prominent intrinsic intragap states is still observed; and only a small proportion of the band-edge exciton undergoes recombination for the sample with low Zn content. Cyclic voltammetry measurements revealed well-defined extrinsic Zn_Cu intragap states (Zn substitution on Cu sites) and intrinsic Cu^x (x= 1+/2+) states in the band gap. The results presented here provide a better understanding of the varying effects of dopant on photoluminescence in terms of I–III–VI group QDs.     

Experimental study on synchrotron radiation photoionization of secondary organic aerosol derived from styrene ozonolysis

Secondary organic aerosol (SOA) produced by ozonolysis of styrene and other alkene compounds is a major part of fine particles in urban atmospheres. The atmospheric ozonolysis process of styrene is simulated in a smog chamber, and the formed SOA particles are detected on-line by a synchronous radiation vacuum ultraviolet photoionization mass spectrometer (VUV-PIMS) in this study. Through molecular ion peaks in the photonionization mass spectra of SOA and the corresponding photoionization efficiency curve, combined with off-line measurement verification of ultraviolet visible and infrared absorption spectra, it is determined that formaldehyde, formic acid, benzene, phenol, benzaldehyde, and benzoic acid are the main constituents of styrene SOA. These provide new information for studying the atmospheric ozonolysis oxidation mechanism of styrene. VUV-PIMS can get over complicated sample preparation procedures, secondary pollution, and other shortcomings of the off-line method and is a useful instrument to measure constituents and unveil the formation process of SOA particles.     

土壤胶体迁移行为及其介导污染物迁移模拟与研究进展

本文综述了土壤多孔介质中胶体迁移的释放与沉积机制、影响胶体迁移的多种因素以及土壤中胶体与各种污染物的协同迁移作用,总结了模拟胶体迁移的数学模型以及计算机软件的应用。研究表明,胶体在土壤中的迁移主要受应变、附着、薄膜应变等迁移机制的影响,多孔介质的性质、流体的性质以及胶体自身的性质也会影响胶体的迁移。此外,胶体能有效吸附地下水多孔介质中的有机或无机污染物,并对其在地下环境中的迁移产生显著影响。目前已有许多学者通过数学模型来模拟胶体在土壤中的迁移过程,而计算机技术的进步也将促进更加先进的软件模型应用到胶体迁移的模拟中。     

Preparation of silicon-doped ferrihydrite for adsorption of lead and cadmium: Property and mechanism

In this study, Si-doped ferrihydrite (Si-Fh) was successfully synthesized by a simple coprecipitation method for removal of heavy metals in water. Subsequently, the physicochemical properties of Si-Fh before and after adsorption were further studied using several techniques. The Si-Fh exhibited good adsorption capacity for heavy metal ions such as Pb(II) and Cd(II). The maximum adsorption capacities of lead and cadmium are respectively 105.807, 37.986 mg/g. The distribution coefficients of the materials for Pb(II) and Cd(II) also showed a great affinity (under optimal conditions). Moreover, it was found that the adsorption fit well with the Freundlich isotherm and pseudo-second-order kinetic model which means this was a chemical adsorption process. It can be conducted from both characterization and model results that adsorption of Pb(II) and Cd(II) was mainly through the complexation interaction of abundance oxygen functional groups on the surface of Si-Fh. Overall, the Si-Fh adsorbents with many superiorities have potential for future applications in the removal of Pb(II) and Cd(II) from wastewater.     

多相催化过硫酸盐工艺处理水环境中有机污染物的非自由基过程

20世纪80年代至今,水处理技术中的高级氧化过程(AOP)已被广泛研究及应用。然而水体中的有机污染物仍因种类繁多和降解难易不同困扰着研究者们,因此对于AOP的机理过程需要更深入的分析认识,以利于技术的进一步发展及应用。AOP中的过硫酸盐氧化工艺近年来得到大量关注,其自由基机理的关键活性物种是·OH 和·SO₄^-。非自由基机理分为¹O₂氧化和PS直接氧化(也称电子转移),某些体系中高价态金属也直接或间接地参与氧化过程。但非自由基过程的发生机理及优势特点仍存在争议。本文综述了基于多相催化过硫酸盐高级氧化过程处理水中有机污染物的最新研究,阐述反应机理及其分析手段,并指出当前研究可能存在的问题。对于过硫酸盐高级氧化工艺中非自由基过程的未来研究方向及应用前景提出展望。     

碳量子点的荧光发射机制

碳量子点(CQDs)一般是指粒径小于10 nm的零维碳材料,因其具有优良的光学特性而在生物成像、光学器件、生物复合材料和生物传感等领域得到广泛应用,并有望成为未来应用最广泛的一种碳材料。CQDs的光学特性受粒径、表面官能团及合成的条件(如温度、溶剂的种类和pH等)的影响,为了精准调控其光学性能以及进一步扩大其应用范围,需对其光致发光(Photoluminescence,PL)机制进行详细研究。然而,CQDs的PL机制尚不完全明确,目前,已提出的PL机制有量子限域效应、表面态发射、碳核和荧光分子、多环芳烃分子发射、自陷激子模型、表面偶极子发射中心、聚集发射中心、多发射中心、缓慢的溶剂弛豫和溶剂化效应等。但这些发光机制都只能在一定程度上解释CQDs的部分PL现象,还没有一种机制能解释CQDs的所有PL现象,严重制约了对CQDs光学特性的调控。本文对CQDs不同的PL机制进行分类和总结,希望为进一步阐明其PL机制及实现CQDs 光学特性的可控调节提供参考。     

Rh(Ⅱ)催化吲哚衍生物[3+3]环化机理及产物性质分析

采用密度泛函理论研究了双铑催化3-重氮吲哚啉-2-亚胺与2H-吖丙因[3+3]内环化反应过程. 该过程主要包含铑金属卡宾体形成、 C―N键活化裂解和吲哚啉[3+3]内环化反应. 研究结果表明, 双铑催化剂发生偶联作用, 促进C-N偶联及2H-吖丙因C―N键裂解; 反应控速步骤为吲哚[3+3]环化反应过程, 铑催化剂在[3+3]环化前脱出. 对产物吡嗪并吲哚类化合物光电性质的分析表明产物具有较低空穴重组能, 吸收与荧光发射光谱存在较大斯托克斯位移. 因此该产物可作为潜在的空穴传输材料和荧光发射材料.     

基于三苯胺的荧光探针设计、合成与应用研究进展

螺旋桨结构的三苯胺荧光团既能作为强的电子供体,又能作为潜在的聚集诱导发光(AIE)骨架.同时,三苯胺衍生物很容易通过简单的反应进行结构修饰,如醛基、氨基、硼酸基、卤素、乙炔基等取代的三苯胺能够发生缩合反应或偶联反应等,进一步功能化.因此,功能性三苯胺类化合物被广泛用于太阳能电池、荧光染料、固态发光材料和荧光探针的分子设计中.根据三苯胺基荧光探针的检测对象,将其分为阳离子、阴离子和中性小分子荧光探针三类,并从分子的结构和性能出发,重点综述了近五年来国内外三苯胺基荧光探针在分子设计、合成与检测应用方面的最新进展.展望未来,构建近红外发光和高量子效率的AIE荧光探针值得关注.     

电沉积制备的PtNi纳米粒子用于氧还原反应:成核和生长机理

质子交换膜燃料电池(PEMFCs)电堆中阴极Pt基催化剂的高用量造成其成本居高不下,成为阻碍燃料电池汽车商业化推进的重要原因,因此开发低Pt、高活性的Pt基催化剂势在必行.Pt合金催化剂能够有效地降低Pt用量,并通过对合金颗粒的元素比例、晶面、粒径等实行精确调控,显著提升氧还原(ORR)催化活性.然而,目前常用的制备方法由于原料与制备成本高昂、过程复杂大都难以适应规模化生产需求.电化学方法通过控制施加的电流或电位控制晶体生长.在水体系中该方法已得到验证,但由于Pt化合物的热力学标准电极电位与过渡金属元素之间相差较大,且对于过渡金属来说,电负性大多小于铂,因此还原电位通常负于析氢电位,使得二者难以实现共沉积.有机体系中电位窗口比水体系大得多,Pt与电位较负的过渡金属可实现共沉积,采用小分子有机溶剂也可避免溶剂清洗问题,具有应用潜力.本文提出了一种简单的一步电沉积方法,选择易溶于水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,将碳载体滴涂到玻碳电极上作为工作电极,通过电化学方法直接将Pt-Ni合金沉积到碳载体上,并利用物化表征与密度泛函理论(DFT)理论计算来探究共沉积机理.透射电镜表征结果表明,在不同的沉积电位下均可得到分散均匀、粒径适当的催化剂;且随着电位值降低,催化剂颗粒分散得更均匀,颗粒粒径不断减小.元素分布和晶面结果表明,铂镍元素均匀分布于颗粒中.所有样品均表现出优异的ORR性能,最高的面积比活性达到商业催化剂的6.85倍.将材料表征、电化学表征与DFT计算结合,建立起了铂镍合金生长过程的模型,并发现了有机体系中独特的成核-生长机理.将体系中的DMF换成超纯水,用同样的方法进行沉积,得到的催化剂颗粒团聚严重,说明DMF的使用能够避免颗粒团聚.在单独铂的体系中沉积发现,负载量极小,表明体系中镍前驱体的添加对于催化剂的沉积过程起到重要作用.电化学表征结果表明,在所选用的DMF有机体系中,镍的还原电位与铂的十分接近,但还原动力学更慢,趋向于先形成吸附原子后快速还原.由此可以推测,在二者合金的形成过程中,镍在碳载体表面的缓慢还原而形成的吸附原子能够成为铂还原的活性位点,从而降低了铂还原成核所需的能量,使得载体上的成核位点大大增加,这与DFT模拟结果一致.DFT建立了碳上镍的位点和铂的位点,分别在上面进行铂的还原,发现镍位点上比铂位点上更容易实现铂沉积.本文提出了铂镍共沉积的机理:在过电位(即还原能量)下,铂的还原动力学较镍稍快,于是铂先还原形成晶核,但难以达到生长的临界半径,于是单独铂体系中的沉积负载量很少.载体上还原的镍为铂还原提供了大量的活性位点,促进了铂还原,并与镍共沉积.Pt-Ni表面则进一步促进了铂的沉积和颗粒的生长.综上,本文提出了一种用于制备铂合金催化剂的有机电沉积体系,实现了单分散的碳载铂镍合金催化剂的一步制备.随后,本文将材料表征、电化学表征与DFT计算相结合,建立起了有机体系中铂镍合金成核-生长过程的机理模型.