一种新型酶生物燃料电池阳极构建及性能研究

通过酸化碳纳米管(CNTs)和β-环糊精(β-CD)之间的范德华力作用, 实现CNTs的β-CD功能化. β-CD具有内腔疏水、外壁亲水的环状结构, 其内腔容易与二茂铁(Fc)形成稳定的主客体包合结构, 实现Fc在碳纳米管上的高效固载; 再将CNTs-β-CD-Fc复合物与葡萄糖氧化酶(GOD)混合, 采用戊二醛实现酶分子间的交联, 形成GOD/CNTs-β-CD-Fc复合物, 然后将其涂覆到玻碳电极(GC)上, 得到一种新型的酶生物燃料电池阳极(GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC). 采用同步热分析法、傅里叶变换红外光谱和透射电子显微镜对所制备的CNTs-β-CD-Fc复合物进行了表征, 采用循环伏安法研究了GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极对葡萄糖氧化的催化性能. 结果表明: 在同等实验条件下, 没有固载Fc的GOD/CNTs- β-CD/GC电极基本无催化电流, 而GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极表现出比GOD/CNTs-Fc/GC电极更为优越的电催化性能. 进一步以GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极或GOD/CNTs-Fc/GC电极为酶阳极, 商用催化剂E-TEK Pt/C电极(E-TEK Pt/C/GC)为阴极, 构建葡萄糖/氧气生物燃料电池(EBFC), 结果表明前者的最大功率密度(33 μW·cm^-2, 0.18 V)几乎是后者的三倍(11.7 μW·cm^-2, 0.16 V). 通过记录开路电位随时间的变化研究了EBFC的稳定性, 以GOD/CNTs-β-CD-Fc/GC电极为阳极的EBFC在连续工作9 h后仍保留了92%的开路电位, 表明该电池具有良好的连续工作稳定性. 我们提出的这种新型生物燃料电池阳极的构造方法, 为构建高性能、高稳定性的葡萄糖/氧气EBFC提供了新的思路.     

金属纤维烧结过程的分数阶模型

基于金属纤维烧结结点的几何模型,运用Caputo分数阶微分方程,建立时间分数阶表面扩散模型,使用有限差分法求数值解,实现金属纤维烧结过程的数值模拟.对不同的阶数进行模拟,得到0~1阶烧结过程数值结果及颈长变化规律;在阶数为0.9阶时,模拟初始夹角为0°、30°、60°、90°时的烧结过程.结果表明：阶数等于1时的结果与整数阶扩散模型一致;烧结的初始阶段,整数阶与分数阶模拟的颈半径迅速生长,随着烧结的进行,分数阶模拟的烧结颈长出现局部波动,最后以大于整数阶的增长速率增长;阶数固定时,初始夹角越小,增长速率越大.分数阶表面扩散模型比整数阶表面扩散模型能更好地描述纤维烧结过程中烧结结点的复杂变化.     

氢化物发生-原子荧光光谱法测定1：5万区域地质调查样品中的As、Sb、Bi、Hg等4种元素

建立了氢化物发生-原子荧光光谱法测定1∶5万区域地质调查样品中的As、Sb、Bi、Hg等4种元素的分析方法,通过采用王水(1+1)分解样品,在盐酸(5%)介质中用硼氢化钾作为还原剂对As、Sb、Bi、Hg等4种元素进行氢化物发生-原子荧光光谱法测定。方法检出限为0.008 9(As)、0.008 1(Sb)、0.008 1(Bi)、0.001 7(Hg)μg/g,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)为0.82%～7.6%,准确度△lgC=-0.01～0.02。方法简便、成本低,检测结果准确,检出限、准确度及精密度均能达到行业规范要求,适用于1∶5万区域地质调查样品水系沉积物、土壤中As、Sb、Bi、Hg等4种元素的测定。     

铁载分离-碘酸钾滴定法测定高钼、高锡物料中的锡含量

锡在现代工业中主要应用于焊接[1-3]、食品包装和加工、3D打印等领域[4-5]。对锡矿产的过度开采,造成具有开采价值的锡矿资源开始日渐萎缩。从废旧的含锡物料中重新分离提纯是金属锡再生的一种趋势[6-8]。在第三方检测接收到检测锡的样品中,测定高钼、高锡物料中锡含量的样品越来越多.