g-C3N4催化石墨化碳质材料的制备及光催化性能研究

通常采用以氢氧化物作为造孔剂,过渡金属硝酸盐或氯化物作为石墨化催化剂的传统两步法策略制备多孔石墨化碳材料。然而制备过程中多涉及有毒和腐蚀性试剂,且多步骤的过程耗时较长。本文以双氰胺为原料通过热缩聚反应得到g-C₃N₄,采用高铁酸钾为催化剂一步法实现g-C₃N₄的同步碳化-石墨化,并研究其光催化性能。与传统的两步法相比,该方法耗时少、效率高、无污染。与初始的g-C₃N₄材料相比,石墨化g-C₃N₄衍生碳质材料不仅显著改善了可见光的吸收,而且大大增强了光催化活性。研究了不同石墨化温度对g-C₃N₄衍生碳质材料在可见光下降解甲基橙溶液的影响。700 ℃下制备的衍生碳质材料的降解率为12.4 mg/g。光电化学测试结果表明,多孔g-C₃N₄衍生碳质材料的光生载流子密度、电荷分离和光电流(提高了5.4倍)均得到显著提高。因此,该简便、灵活方法为提高g-C₃N₄衍生碳质材料的吸附和光催化性能提供了一种有前景的、高效的途径。     

金属有机凝胶的应用研究进展

金属有机凝胶（Metal-organic gels, MOGs）是一类以金属离子和有机配体通过非共价作用桥联形成的凝胶材料。与制备耗时的金属有机框架（Metal-organic frameworks, MOFs）相比,MOGs可在温和条件下通过配位自组装、氢键作用、π-π堆积和范德华力形成多孔超分子结构,具有制备简单、比表面积大、热稳定性好、结构可调谐及金属位点丰富等优点,在传感和分析检测领域应用广泛,同时在催化、吸附、储能、电致变色器件等领域的应用也具有独特的优势。本文对近年来MOGs在上述领域中的研究和应用进展进行了评述,分析了其面临的挑战,并对其未来的发展趋势和应用前景进行了展望。     

基于CRISPR的生物分析化学技术

CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)技术是一种革命性的基因编辑和调控工具,问世之后迅速成为了生物医学领域的前沿热点,广泛用于基因功能研究和治疗。CRISPR具有优异的序列识别性质,核酸切割能力,并且易于编程设计改造,在生物分析化学领域展示出独特的魅力,在病毒检测、临床诊断和单细胞成像分析等方面都取得了突破性进展。目前基于CRISPR技术的检测方法种类繁多,本文综述了CRISPR-Cas分析检测方法的研究进展,并且展望了该技术的发展趋势。     

暗腹雪鸡细胞色素b基因的克隆及其在雉科中亲缘关系的分析

用聚合酶链式反应克隆暗腹雪鸡(Tetraogallus himalayensis)Cyt b基因,首次报道该基因的全长序列(1143bp AY678108),并与雉科中其他19个属的Cyt b基因进行同源性比较,分析了碱基组成和变异情况.用邻接法、最大简约法和最大拟然法构建了系统进化树,得到了基本相同的拓扑结构.结果表明雪鸡属与鹌鹑属、石鸡属的亲缘关系最近,形成单系群.雪鸡属与鹌鹑属的分歧时间为1.5～2.0百万年,与石鸡属分歧时间为1.7～2.4百万年.     

MgAl-PdCl4 水滑石的合成与表征

以MgAl-NO3水滑石为前驱体,用离子交换法将PdCl42-作为客体插入水滑石的层间,通过XRD、IR、DTA、比表面积等表征制备的水滑石,探讨了Pd含量、插层时间、Mg/Al摩尔比以及焙烧温度对制备水滑石结构的影响.结果表明,插层产物中PdCl42-与NO3-共存于层间,PdCl42-的引入,减小了水滑石的层间距,PdCl42-引入量越多,层间距减少的越多.Mg/Al摩尔比在2～4均可以形成MgAl- PdCl4-HLTcs,但是其值增大时,水滑石的层间距逐渐降低.插层交换时间延长有利于PdCl42-插入层间,但从制备水滑石的角度看,晶化时间8 h,即可得到结晶良好的水滑石化合物.DTA分析结果显示,在较高的PdCl42-引入量,或较高的Mg/Al摩尔比时层间PdCl42-失去Cl-转化成PdO的温度在370 ℃左右,层间NO3-的脱除温度在410 ℃附近;在低的PdCl42-引入量,或低的Mg/Al摩尔比两个脱除过程一起进行,在500 ℃左右完成.随着层间PdCl42-的分解及NO3-的脱除,400 ℃时MgO-Al2O3-PdO物相开始形成,600 ℃时基本形成完全,比表面积也达到最大,进一步提高焙烧温度至800 ℃,由于金属氧化物的晶粒变大及出现少量的MgAl2O4尖晶石物相,其比表面积有所下降.     

柱净化-分散液液微萃取用于纯化富集油田水域中10种多环芳烃污染物

采用柱净化与分散液液微萃取相结合的样品前处理方法,在去除油田水域中直链烷烃等干扰物的同时,对多环芳烃类污染物(PAHs)进行纯化富集,并利用气相色谱/质谱进行分析。分别考察了柱填料的种类、柱填料与上液量的质量比、柱流速、萃取剂种类及体积、分散剂种类及体积等对萃取效率的影响,最终选择12 g H103大孔树脂为柱填料,以柱填料/样品质量比为12:5上样,在4倍体积/小时(BV/h)柱流速下过柱吸附干扰物,洗脱液加入1.00 mL丙酮(分散剂)和15μL四氯化碳(萃取剂)后进行分散液液微萃取2 min。在最优条件下,PAHs的富集倍数为730~1579,检出限(S/N=3)为1.1~5.3 ng/L,线性范围为0.01~50μg/L,相对标准偏差(n=5)为0.6%~3.4%,回收率为82.6%~104.6%。本方法最大程度地降低了基质中干扰物对分析结果的影响,提高了方法的准确性,操作简单方便,尤其适用于受污染油田水体的快速分析。     

二维α-In2Se2的铁电性与器件应用

铁电体具有可控的非易失电极化,在现代电子学中有着广泛的应用,例如大容量电容器、新型二极管、铁电场效应晶体管、铁电隧道结等．伴随着电子元器件的不断微型化,传统铁电体面临着极大的挑战,即在器件减薄过程中受限于临界尺寸效应,铁电性很难稳定存在于纳米乃至单原子层二维极限厚度下．鉴于二维范德华材料具有界面饱和、层间相互作用弱、易于实现二维极限厚度等特性,因此,在二维材料家族中寻找室温二维铁电性将是解决传统铁电体瓶颈的有效方法．本文将首先回顾近年来二维铁电物性研究的相关背景,并针对其中在技术应用上较为重要的α-In２Se３ 面外铁电性作详细介绍,最后总结基于二维α-In２Se３ 的铁电器件应用进展。     

光致发光与荧光传感 ——光化学基本原理的应用

在物理化学课程教学中融入科学前沿实例可以帮助学生掌握基本原理、提高学习兴趣。光化学是物理化学课程中的重要学习内容,但该部分内容因为涉及到激发态的能量衰减过程而抽象难懂。如果在学习这部分知识时,将该部分原理在指导荧光传感探针设计和研究作用机理方面的应用作为知识灵活运用的实例引入,则对理解和掌握所学内容大有裨益。教学时可通过对荧光传感探针的结构及作用机制、各种光物理过程对荧光发射的影响,以及基于荧光传感原理的科研成果的介绍,使学生体会到物理化学的基本原理在科学前沿中的实际应用。     

双金属RuM（M=Co，Ni）合金纳米粒子负载于MIL-110（Al）：协同催化氨硼烷水解释氢

By adjusting various Ru/M (M=Co, Ni) molar ratios, a series of highly dispersed bimetallic RuM alloy nanoparticles (NPs) anchored on MIL-110(Al) have been successfully prepared via a conventional impregnation-reduction method. And they are first used as heterogeneous catalysts for the dehydrogenation reaction of AB at room temperature. The results reveal that the as-prepared Ru₁Co₁@MIL-110 and Ru₁Ni₁@MIL-110 exhibit the highest catalytic activities in different RuCo and RuNi molar ratios, respectively. It is worthy of note that the turnover frequency (TOF) values of Ru₁Co₁@MIL-110 and Ru₁Ni₁@MIL-110 catalysts reached 488.1 and 417.1 mol H₂ min^-1 (mol Ru)^-1 and the activation energies (E_a) are 31.7 and 36.0 kJ/mol, respectively. The superior catalytic performance is attributed to the bimetallic synergistic action between Ru and M, uniform distribution of metal NPs as well as bi-functional effect between RuM alloy NPs and MIL-110. Moreover, these catalysts exhibit favorable stability after 5 consecutive cycles for the hydrolysis of AB.