SAPO-34提升铁钒基催化剂抗碱性能研究

采用浸渍法制备Fe-VO_x/SAPO-34和Fe-VO_x/TiO₂脱硝催化剂,探究SAPO-34分子筛与TiO₂两种载体负载铁钒基氧化物催化活性及抗碱性能的差异。借助X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)、原位红外漫反射(in-situ DRIFTs)等表征手段对催化剂的骨架结构、表面物化性质、氧化还原能力以及对反应气体的吸脱附情况进行分析。结果表明:SAPO-34分子筛内部特定的孔道结构和稳定的骨架,有利于活性组分在载体上均匀分散,降低碱金属对表面活性中心的物理覆盖作用;同时其表面丰富的酸位点能够作为碱金属捕获位,保护催化剂表面的活性中心,保证催化剂的吸附-反应过程能够正常进行,从而使Fe-VO_x/SAPO-34表现出良好的抗碱金属能力。     

石墨基液流电池复合双极板

液流电池是一种安全性高、使用寿命长、可扩展的大规模储能系统,可以协助电网调峰储能,提高能源利用率,发展前景广阔。双极板是液流电池的重要组成部分。功能上起到了分隔、串联电池、传导电流、为电堆提供结构支撑等作用。从成本构成角度看,双极板的价格占电堆成本的比重也较大。开发高性能、低成本的双极板对加快液流电池的商业化应用具有重要意义,也是目前业界的迫切需求。虽然文献上报道了许多针对液流电池双极板开发的工作,但是目前高性能、低成本的液流电池双极板产品仍无法充分满足市场需求。本文着重介绍了石墨基复合双极板的研究现状,介绍了材料选择、工艺流程对关键性能的影响,对相关工作进行了评述,并为液流电池双极板的开发提出了建议。     

直接碳燃料电池燃料的研究进展

直接碳燃料电池(DCFC)是一种清洁高效利用碳资源发电的装置。其因能量转换率高,对环境污染小,燃料选择范围广等优点获得了越来越多的关注。DCFC的性能与使用的燃料密切相关,为了探究燃料对DCFC的影响,本文分别阐述了石墨、炭黑、中密度纤维板、生物质、煤、活性炭的特性及改性方法,分析讨论了燃料表面含氧官能团以及燃料中的金属催化剂对阳极电化学反应的促进作用,发现燃料表面化学性质要比比表面积更加重要。同时,本文也提出了对生物质这一优良的可再生资源的期待,为未来DCFC燃料的发展提供参考。     

新型功能碳材料的高压截获

高性能功能材料在诸多领域具有广泛的应用前景,是人们一直关注的研究热点。高压可以有效地改变物质的原子间距和成键方式,是获得新型功能材料的重要途径。在碳材料的高压研究中,许多有趣的功能碳材料,如光学透明碳、高强度弹性碳和超硬非晶碳等,已经通过不同的碳前驱体合成。本文简要介绍了作者近年来在低维碳基纳米复合材料高压研究中取得的进展,基于设计的不同低维碳前驱体,高压下截获了具有超硬特性、新型压致共价聚合及发光增强的碳材料。     

陶瓷基功能材料载体纤维增强效果及机理

以陶瓷基功能材料载体为研究对象,按照其生产工艺配方,研究了纤维种类(莫来石、氧化铝、氧化锆)及其添加量对陶瓷基功能材料载体性能的影响.在相同实验条件且不影响其功能化参数前提下,将其与未添加纤维的空白试样力学性能进行对比.结果表明,试样经1200℃烧成后,相比莫来石与氧化铝纤维增强的陶瓷基功能材料载体,氧化锆纤维的增强效果最好.当氧化锆纤维的添加量为0.8 wt;时,试样的吸水率和气孔率均较低,分别为2.0;、4.0;,相比空白对比试样抗折强度增强了42.4;.     

基于有序介孔碳的氯离子选择性电极的制备及其在手持传感系统中的应用

以有序介孔碳(OMC)球为离子-电子转换层,制备了固态氯离子选择性电极,构建了基于离子敏感的场效应晶体管(ISFET)的手持式传感系统,用于检测人体血清中的氯离子。优化了OMC前驱体的碳化温度,探究了OMC形貌结构对电极传感性能的影响;电极柔性化制备后考察了其在手持系统中对氯离子的检测效果。结果表明,最优条件下,电极在5.12×10^-4~1.02 mol/L的浓度范围呈现线性响应,响应斜率为60 mV/decade。该柔性电极在手持传感系统中展现出高灵敏度和重现性,可用于人体血清样品中氯离子的检测,其回收率为96.3%~104.9%。     

基于“真实情境与实际问题”的化学试题命制——以“碳九泄漏事故”为例

以“11·4福建泉港碳九泄漏事故”为测试载体，在深入挖掘和甄选考点后，结合当前《普通高中化学课程标准（2017年版）》对考试评价的有关说明和试题命制基本理论及技术要求，命制了一道高中化学考试试题，并在文中对试题的测试目标，如认知操作、核心素养和达到的学业质量水平加以详细分析，对试题命制的技术性要求辅以论证，以期能给同行以核心素养为测试宗旨的命题提供一些参考。     

水产品中11种海洋生物毒素的高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱检测方法研究

建立了水产品中11种海洋生物毒素的高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱(HPLC-Q-Orbitrap HRMS)检测方法。该方法采用分级提取原理,结合分散固相萃取技术(dSPE)和载体辅助液液萃取技术(SLLE),建立了对亲水性及亲脂性海洋生物毒素的"一站式"提取净化体系。在优化条件下,11种毒素在一定质量浓度范围内具有良好的线性关系,相关系数(r)均大于0.99。该方法对11种毒素的检出限为1～10μg/kg,定量下限为2～20μg/kg,加标回收率为55.6%～122%,相对标准偏差为5.4%～16%。方法快速高效,可操作性强,解决了不同理化性质的海洋生物毒素的通用性检测问题,可满足水产品中海洋生物毒素的快速筛查要求。     

基于碳量子点和罗丹明B的新型比率荧光试纸片检测水中Hg(Ⅱ)

水环境中Hg(Ⅱ)的污染对生态环境和人类健康危害极大，目前Hg(Ⅱ)的检测主要有原子光谱/质谱和电化学等方法，但存在检测仪器昂贵、操作繁琐及前处理复杂等缺点，难以在日常水环境中微量Hg(Ⅱ)现场检测的应用。因此，建立一种灵敏、准确、快捷和经济的水中Hg(Ⅱ)检测方法具有重要意义。试纸法是将普通的化学反应从玻璃仪器转移到试纸上进行的一种快速检测方法，利用试剂与目标物之间产生的化学反应，通过颜色的变化可对目标物进行定性或半定量检测，具有操作简便、快速等优点。碳量子点是一类粒径小于10 nm的碳基纳米材料，具有优异的荧光性能、较低的毒性和较高的化学稳定性。利用Hg(Ⅱ)对碳量子点的荧光具有灵敏和高效的猝灭作用，构建了一种双色比率荧光试纸片用于快速检测水中微量Hg(Ⅱ)的含量。其中，采用氮掺杂水溶性碳量子点（NCDs）作为荧光响应信号、罗丹明B（RhB）作为荧光内标信号，在单一波长（355 nm）激发下产生位于440和580 nm的双色荧光发射峰。当体系加入不同浓度Hg(Ⅱ)后，NCDs表面官能团与Hg(Ⅱ)之间的静电作用和金属配位协同作用使荧光发生猝灭，而RhB的荧光信号保持不变，利用440和580 nm双色荧光信号或其强度的比值（F₄₄₀/F₅₈₀），可实现对微量Hg(Ⅱ)的快速检测。实验对检测条件进行了优化，结果表明在HAc-NaAc缓冲液浓度为1 mmol·L-1、pH为7的条件下，F₄₄₀/F₅₈₀值与Hg(Ⅱ)浓度（0～3 μmol·L-1）呈现良好的线性关系，线性方程为F₄₄₀/F₅₈₀=-0.785 2ｃ_Hg(Ⅱ)+3.103 8，相关系数r＞0.99，以3倍标准偏差计算的检出限为2.7 nmol·L-1(n=9)。对湖水与自来水中Hg(Ⅱ)进行加标回收实验，其加标回收率在91.9%～117.9%之间，说明该方法灵敏、准确，能用于水中Hg(Ⅱ)的检测。同时，将NCDs和RhB浸渍于尼龙片上构建了双色比率荧光检测试纸片，在紫外灯（365nm）照射下可观测到试纸发射淡蓝紫色荧光。而随着Hg(Ⅱ)浓度的增加，荧光颜色从淡蓝紫色到橙色发生变化，每次检测时间只需3分钟，裸眼可检出Hg(Ⅱ)浓度低至10 nmol·L-1，实现了对水中微量Hg(Ⅱ)的灵敏、快速检测。此外，该方法对Hg(Ⅱ)的检测表现出良好的特异性。因此，基于碳量子点和罗丹明B构建的双色比率荧光试纸片具有携带方便、操作简单，以及灵敏和快速等优点，为水中微量Hg(Ⅱ)的快速检测提供了新的方法和思路。