《理化检验-化学分册》2016年专题报道征稿启事北大核心CSCD

为推动分析化学学科的发展,展现该学科的新成就、新进展,促进专业技术人员的交流,《理化检验-化学分册》编辑部将在2016年于第5期、第9期、第10期杂志上分别推出'水质分析'、'食品分析'、'矿产品及金属材料分析'等3期专题报道,热忱欢迎相关领域的技术人员踊跃投稿。内容涉及:1)水质分析检测饮用水、地下水、地表水、工业废水、市政污水等环境水体及其杂质。     

基于SEDRIS的虚拟试验合成环境建模技术研究

为解决合成环境的统一描述和可交互问题,在分析合成环境数据表示与转换标准SEDRIS基础上,提出了基于SEDRIS的虚拟试验合成环境建模方法,针对大气、红外、电磁等3类自然环境,给出了实现环境数据表示和转换的技术途径。通过系统开发,实现了4种试验环境条件下对产品性能的验证与评估,建立的环境模型具有良好的交互性,建模方法可应用于多种试验环境的描述,为虚拟试验合成环境模型体系、标准规范和辅助工具的形成打下了基础。     

模拟驾驶环境下注意力评估系统设计与实现

为研究注意力对安全驾驶的影响,搭建了一套模拟驾驶系统来监控驾驶员的脑电注意力水平;设计了一个实验范式,采集了3个被试的十八次实验数据并进行违规脑电信息的统计分析和评估;,结果表明:驾驶员注意力低水平与交通违规具有明显的相关性;违规驾驶的注意力指标与被试个体特征有关,并且具有具有较好的重现性;驾驶员交通违规的低水平阈值可以通过本模拟环境来测量,这对安全驾驶和事故风险控制具有积极的意义。     

环境化学开放性实验设计:重金属污染土壤的化学淋洗*

介绍了一个开放性环境化学实验。该实验以被重金属污染的土壤为研究对象,分别使用稀盐酸、乙二胺四乙酸、氯化钙为淋洗剂,对其进行化学淋洗修复。通过电感耦合等离子体光谱仪分析比较修复前后土壤中铅、镉的含量,用以帮助学生加深理解配合/螯合作用、酸-碱反应、离子交换反应、胶体的性质、土壤重金属形态、土壤性质与组成等相关环境化学知识。实验所用的土壤样品由学生自选,不同类型土壤的理化性质影响淋洗效果,从而增加了实验结果的不确定性。本实验贴近学科前沿且联系工程实际,可激发学生独立思考和探索精神,提高学生的科研能力与解决复杂问题的能力。     

纳米羟基磷灰石纳米管的一种简便制备方法及其对溶液中重金属离子的吸附

采用简便的方法合成了20~40 nm长、56 m^2·g^-1的比表面积的羟基磷灰石纳米管(HAP)。然后用制备的HAP纳米管在水溶液中同时吸附Pb^2+、Cd^2+、Cu^2+、Co^2+、Ni^2+、Zn^2+和Hg^2+,其具有高的吸附能力,并能实现快速去除。此外,制备的HAP纳米管对7种重金属离子的脱附率均小于1%,表现出较强的稳定性。实验数据采用Langmuir等温线模型和Freundlich等温线模型进行分析。2个方程的应用结果表明,吸附平衡最适合Langmuir模型,单层饱和吸附能力为958.28 mg·g^-1,具有较好的吸附性能。通过能量色散X射线光谱(EDS)和X射线衍射(XRD)图进一步研究了吸附机理,结果表明,当溶液中Pb^2+离子数量足够时,吸附机理为Pb取代了HAP中的Ca,形成了更稳定的Pb5(PO4)3(OH)。上述实验研究预测了利用HAP纳米管处理含铅废水在环境污染治理中的可行性。     

磁性氧化石墨烯的制备及其在环境水样中7种内分泌干扰物检测中的应用

制备了十二胺修饰的磁性氧化石墨烯纳米材料并将其用于磁固相萃取。在对磁固相萃取材料合成与萃取条件以及液相色谱分离等条件进行优化的基础上,建立了磁固相萃取与高效液相色谱-紫外检测对环境水样中7种内分泌干扰物的分析方法。该方法对雌酮、雌二醇、雌三醇、双酚A、17α-乙炔基雌二醇、己烷雌酚和雄烯二酮7种内分泌干扰物的检出限在0.10~0.23 nmol/L之间。将该方法分别应用于废水样品和湖水样品的加标回收试验,回收率在73.9%~112.9%和74.9%~114.7%之间。该方法操作简便,分析成本较低,可为环境水体中内分泌干扰物的分析提供技术支持。     

涡旋提取-石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中有效态镉

土壤作为农业生产的重要载体,是保障农产品质量安全的关键源头。近年来,随着经济的快速发展,土壤中重金属污染问题日益凸显,已成为世界性的重大环境问题之一。目前针对土壤中重金属的调查分析大多处于总量水平,这并不能全面地评价重金属的生态风险,因为土壤-重金属-生物体之间存在复杂的动态相互作用,土壤中只有部分重金属能被生物体吸收,这部分能被生物体吸收利用的元素以特定的形态存在,这种特定的形态被称之为有效态。土壤中重金属能否被植物吸收主要取决于该元素的有效态[1],因此土壤中重金属有效态含量的测定,对评价和控制其生物毒害作用具有更实际的意义。镉是生物蓄积性强、具有"三致"作用的剧毒元素,会通过食物链富集到人体,从而对人体健康造成危害[2]。目前我国暂未制定土壤中有效态镉的限量标准,关于土壤中有效态镉含量测定方法的研究也较少[3-5],国家标准方法 GB/T 23739-2009(S)《土壤质量有效态铅和镉的测定原子吸收法》前处理采用振荡器低效提取,提取时间长,试剂用量大,提取液根据含量高低选用火焰原子吸收光谱仪或者石墨炉原子吸收光谱仪,操作较繁琐,无法满足批量样品快速分析的要求。文献[3-4]采用超声提取-电感耦合等离子体质谱法,前处理操作简单,但仪器成本较高,方法应用的推广有一定的局限性,且由于土壤样品基体复杂,容易堵塞雾化器导致仪器故障。     

深共熔溶剂-高效液相色谱联用提取测定环境水样中的3种药品和个人护理品

建立了深共熔溶剂-高效液相色谱联用提取测定环境水样中3种药品和个人护理品(PPCPs)的方法。通过优化前处理条件,3种PPCPs(氯霉素、氯苯甘醚和萘普生)利用氯化胆碱-乙二醇深共熔溶剂为提取剂,经超声功率120 W下超声波提取5 min,离心转速9000 r/min下离心10 min富集提取。采用外标法定量分析,在5.0~200.0 mg/L范围内线性关系良好,相关系数r≥0.9998。3种环境水样中PPCPs的回收率为81.4%~94.8%,相对标准偏差分别为1.5%,0.4%和0.3%。氯霉素、氯苯甘醚和萘普生的方法检出限(LODs)分别为0.9,3.3,1.6 mg/L,定量限(LOQs)分别为3.1,12.2,5.0 mg/L。方法能够满足环境水样中3种PPCPs的检测需求。     

凝聚态化学研究中的动力学振动光谱理论与技术

化学变化的本质是化学键的形成与断裂。凝聚态化学的主要特征是分子内的物理与化学过程与周围环境之间的动态相互作用和动力学耦合,不仅会影响化学键形成与断裂的化学反应平衡与反应速率,还会改变化学反应的走向。动力学振动光谱技术是探测凝聚态体相中与表面上各种微观分子细节最为有力的当代谱学表征技术之一。与脉冲核磁技术类似,科学家们使用一组精心设计的激光脉冲在凝聚态体系中激发复杂的光学响应,所产生的信号中包含了比传统吸收光谱丰富得多的反应机理、分子与溶液结构、分子运动、电荷与能量传递等微观信息。近年来,各种动力学振动光谱被运用于凝聚态化学的各个领域,尤其是在溶液态和表界面态领域,获得了一系列突破性进展,并且处于不断发展的过程之中。在本文中,我们将回顾及展望动力学振动光谱技术的基本概念、实验方法和理论框架,以及它们在凝聚态及表面态化学中的重要应用。     

Ti-doped nano-porous graphene: A material for hydrogen storage and sensor

Clustering of Ti on carbon nanostructures has proved to be an obstacle in their use as hydrogen storagematerials. Using density functional theory we show that Ti atoms will not cluster at moderate concentrations when doped into nanoporous graphene. Since each Ti atom can bind up to three hydrogen molecules with an average binding energy of 0.54 eV/H₂, this material can be ideal for storing hydrogen under ambient thermodynamic conditions. In addition, nanoporous graphene is magnetic with or without Ti doping, but when it is fully saturated with hydrogen, the magnetism disappears. This novel feature suggests that nanoporous graphene cannot only be used for storing hydrogen, but also as a hydrogen sensor.