从废水到新能源:光催化燃料电池的优化与应用

随着经济的飞速发展,社会对能源的需求日益扩大,对工业废水的无害化处理也提出了更高的要求。光催化燃料电池 (photocatalytic fuel cell, PFC) 在燃料电池中引入半导体光催化材料作为电极,实现了有机污染物高效降解和同步对外产电的双重功能,在废水无害化与资源化利用方面具有潜在的应用价值。半导体光催化电极是PFC系统高效运行的核心组件,增强其可见光响应和光生载流子分离是提高PFC性能的关键策略。反应器结构设计和运行参数优化也有利于改善PFC性能。本文从PFC基本原理和应用入手,综述了PFC在环境污染物资源化处理中的研究进展,并详细阐述了提高PFC的污染控制性能和产电效率的优化手段,为进一步设计高效稳定的PFC系统并实现其在水污染控制和清洁能源生产中的应用提供理论指导。     

基于碳化硅衬底的宽禁带半导体外延

宽禁带半导体具备禁带宽度大、电子饱和飘移速度高、击穿场强大等优势,是制备高功率密度、高频率、低损耗电子器件的理想材料。碳化硅(SiC)材料具有热导率高、化学稳定性好、耐高温等优点,在SiC衬底上外延宽禁带半导体材料,对充分发挥宽禁带半导体材料的优势,并提升宽禁带半导体电子器件的性能具有重要意义。得益于SiC衬底质量持续提升及成本不断降低,基于SiC衬底的宽禁带半导体电子市场占比呈现逐年增加的态势。在SiC衬底上外延生长高质量的宽禁带半导体材料是提高宽禁带半导体电子器件性能及可靠性的关键瓶颈。本文综述了近年来国内外研究者们在SiC衬底上外延SiC、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga₂O₃)所取得的研究进展,并展望了SiC衬底上宽禁带半导体外延的发展及应用前景。     

毛冬青总皂苷对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及血液微量元素影响

目的研究毛冬青总皂苷对脑缺血再灌注损伤的保护作用,并初步探讨其血液微量元素的影响。方法动物随机分为假手术组、模型组、毛冬青总皂苷(高、中、低)剂量组及阳性药物对照组,运用大鼠大脑中动脉栓塞,制作脑缺血再灌注损伤模型,缺血10 min后,给药组及阳性药物组于舌下静脉给予高、中、低剂量的毛冬青总皂苷及假手术组、模型组给予等体积的溶剂。缺血60 min再灌注24 h后,每组取8只大鼠断头取脑,TTC染色,测定脑梗死体积;取血,测定血液中3种微量元素Ca、Zn、Cu的含量。结果毛冬青总皂苷组与模型组相比,毛冬青总皂苷治疗组脑梗死体积减小,病理变化较轻;模型组与假手术组比较血液中Ca、Cu含量增加明显有统计学意义,Zn含量明显降低与假手术组比较有统计学意义(P0.05),毛冬青高、中、低剂量组与模型组比较Ca、Cu含量明显降低,Zn含量明显升高,而且呈明显的量效关系,与模型组比较有统计学意义(P0.05)。结论毛冬青总皂苷对脑缺血再灌注损伤具有一定的保护作用,其保护机制与毛冬青总皂苷抗氧化作用及增强氧自由基的清除有关。     

西北太平洋表层沉积物地球化学特征及其物源指示意义

为深入了解西北太平洋表层沉积物地球化学特征及物质来源，对大洋40航次在西北太平洋马尔库斯-威克海山区采集的表层沉积物进行了全岩地球化学和黏土矿物测试分析。结果表明，研究区表层沉积物稀土元素（REE)平均质量分数为302.87×10^-6，北美页岩标准化稀土配分模式与黄土相似，并具Ce轻微负异常和Eu无异常特征。稀土配分模式、判别函数（discriminant functions,DF）、M/I（蒙脱石/伊利石）及涂片鉴定等结果指示沉积物物源具有多源性，主要为陆源风尘物质，并受海洋自生物质的强烈影响，海山玄武岩及其蚀变产物和硅质生物也有一定的贡献。研究区沉积物稀土特征既不同于边缘海沉积物，也有别于远洋沉积物，而与弧后盆地沉积物类似。结合1/δCe-LREE/HREE和LREE/HREE-Y/Ho判别图解结果，研究区沉积物物源结构属性应介于边缘海沉积物与远洋沉积物之间，为洋陆过渡区沉积。     

计算代数方程组孤立奇异解的符号数值方法

求解代数方程组是计算代数几何的最基本问题之一,孤立奇异解的计算则是其中最具挑战性的课题之一,在科学与工程计算中有着广泛的应用,如机器人、计算机视觉、机器学习、人工智能、运筹学、密码学和控制论等.本文结合作者的研究成果,综述了符号数值方法在计算代数系统孤立奇异解、特别是近似奇异解精化与验证方面的研究进展,并对未来的研究方向提出了展望.     

二环己基-18冠-6加速锶离子在微米管支撑的水/1,2-二氯乙烷界面上的转移反应

采用玻璃微米管支撑的液/液界面通过循环伏安法(CV)研究了二环己基-18冠6(DCH18C6)加速Sr2+在水/1,2-二氯乙烷(W/DCE)界面上的转移反应,考察了DCH18C6加速Sr2+在W/DCE界面转移的影响因素,如DCH18C6和Sr2+浓度等,并求算其络合物的稳定常数。实验结果表明,Sr2+与DCH18C6发生的是一个1:1的扩散控制的界面络合转移过程,其络合常数β为5.31×1023。本研究可为理解溶剂萃取Sr2+行为提供基础理论数据。     

气相色谱法测定饮用水中碘代消毒副产物碘代三卤甲烷的研究

对比研究了吹扫捕集/气相色谱-质谱法(PT/GC-MS)和液液萃取-气相色谱/电子捕获检测器(LLE-GC/ECD)检测饮用水中碘代三卤甲烷(I-THMs)的分析方法。结果表明,采用甲基叔丁基醚(MTBE)作为萃取剂直接液液萃取,LLE-GC/ECD检测更适于I-THMs的分析。在选定条件下,内标法定量,6种ITHMs在0.5~1 000μg/L范围内线性关系良好,相关系数均大于0.99,相对标准偏差(RSD,n=7)为3.9%~6.4%,方法检出限为0.05~0.11μg/L。0.5,2.0,10.0μg/L加标水平下,分别对某地表水、水厂滤后水和自来水进行I-THMs的加标回收实验,平均回收率为81.2%~108.6%,RSD为2.6%~7.7%。结果表明,该方法简便、快速、灵敏,适用于饮用水中新兴消毒副产物I-THMs的检测。     

聚合物结构对包膜缓释肥缓释性能的影响

研发和使用缓控释肥能有效解决普通肥料利用率低以及由于化肥使用过量而引起的环境问题。聚合物包膜型缓控释肥是缓控释肥中的一种,影响其缓释性能的因素如环境因素、包膜厚度、加工工艺等,前人已研究较多。聚合物结构对于缓释性能的影响也很重要,而这方面研究较少。本文主要讨论了聚合物结晶性、分子亲疏水性、分子链柔顺性、交联等结构因素对缓释性能的影响。深入研究聚合物结构对缓释性能的影响有助于缓控释材料的创新;能为聚合物包膜材料的设计、聚合物缓控释肥的研发及生产提供一定的理论依据。     

N-(2-吡咯甲基)-1-苯基乙亚胺·二甲基铝的合成、结构及其催化丙交酯的活性

通过席夫碱配体N-（2-吡咯甲基）-1-苯基乙亚胺与三乙基铝按物质的量之比为1：1在无氧无水的条件下反应,合成了席夫碱铝的有机金属化合物N-（2-吡咯甲基）-1-苯基乙亚胺·二甲基铝。其结构分别用核磁氢谱、碳谱,元素分析和X射线单晶衍射技术进行了表征。铝化合物在催化外消旋丙交酯开环聚合反应中表现出了中等的活性并得到了以等规聚合为主的高聚物。     

NH3在硼纳米管表面吸附的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论研究了NH₃在完整和含有缺陷的硼纳米管上的吸附行为以及相关电子性质. 计算结果表明, 对于α硼纳米管, 在不同的直径和手性条件下, NH₃均倾向于吸附在配位数为6的顶位上. 电子结构计算结果表明, NH₃能够吸附在纳米管表面主要是由于N和B原子产生了较强的相互作用. 表明硼纳米管是一种潜在的NH₃气气敏材料.