原位电化学与核磁共振联用新技术及其应用进展

电极表面微观的电化学反应动力学机制无法通过孤立的传统电化学方法直接揭示,核磁共振技术能在分子水平上提供待测样品的化学位移和J耦合产生的微小分裂等信息,它可以更容易地鉴定同分异构体、分子构象和电子变化。因此,原位电化学与核磁共振联用技术可以从分子层面上对物质反应机理和反应动力学过程进行原位无损实时研究,发现非原位技术无法监测的短寿命中间体,揭示反应机理和构效关系等相关信息,是一种非常有发展前途的原位谱学技术。但是由于电化学池和核磁共振的不兼容性,对原位电化学与核磁共振的研究及应用相对较少,为了让更多的人了解原位电化学与核磁共振联用这一新技术,文章分别阐述了该技术的国内外进展、工作原理、面临的挑战及其在电化学催化及物质反应机理、燃料电池和药物研究等方面的应用,并对今后需要解决的关键性问题进行了展望。     

钨酸铋量子点和纳米片修饰石墨相氮化碳复合催化剂的制备及其可见光催化活性增强

利用超声-水热法、使用油酸钠辅助合成钨酸铋(Bi₂WO₆)量子点/纳米片修饰的石墨相氮化碳(g-C₃N₄)(Bi₂WO₆/g-C₃N₄)复合光催化剂。 通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、N₂吸附-脱附等技术手段获得Bi₂WO₆/g-C₃N₄催化剂的组成、结构和光吸收性能,分析合成机理。 以罗丹明B(RhB)水溶液为模拟污染物,考察Bi₂WO₆/g-C₃N₄复合催化剂的可见光催化活性。 结果表明:g-C₃N₄和Bi₂WO₆的质量比为3:7的Bi₂WO₆/g-C₃N₄-30具有最有效的异质界面,电化学阻抗和光电流测试结果显示该催化剂的光生载流子传输速率快、复合率低,可见光照射120 min对RhB的降解率达到95.8%;通过活性物质捕捉实验获知光生空穴是光催化反应中的主要活性物质,分析异质界面对光催化活性的影响,进而提出光催化反应机理。     

应用刚果红-壳聚糖褪色反应光度法测定微量阳离子表面活性剂

在pH 10.5的B-R(或pH 9.0的氨水-氯化铵)缓冲溶液中,溴化十六烷基三甲胺和氯化十六烷基吡啶能使刚果红与壳聚糖(体系Ⅰ)或刚果红与羧甲基壳聚糖(体系Ⅱ)生成的有色物质产生灵敏的褪色反应,在530 nm波长处,其褪色程度△A与溴化十六烷基三甲胺及氯化十六烷基吡啶用量呈线性关系,溴化十六烷基三甲胺和氯化十六烷基吡啶的质量浓度分别在0.2～3.6 mg·L-1(体系Ⅰ)和0.08～3.2 mg·L-1(体系Ⅱ)范围内呈线性,表观摩尔吸光率εCTMAB=2.08×104L·mol-1·cm-1,εCPC=2.52×104L·mol-1·cm-1(体系Ⅰ);εCTMAB=2.22×104L·mol-1·cm-1,εCPC=2.55×104L·mol-1·cm-1(体系Ⅱ),拟定的方法用于水样中微量阳离子表面活性剂的测定,测得方法的回收率在99.1%～100.8%之间,测定值的相对标准偏差(n=6)在1.2%～3.0%之间.     

一类非线性四阶双曲方程扩展的混合元方法的超收敛分析

对一类非线性四阶双曲方程利用双线性元Q_(1)及Nedelec's元建立一个扩展的协调混合元逼近格式.首先证明了逼近解的存在唯一性.其次,基于上述两个单元的高精度结果,给出了插值和投影之间的误差估计,再利用对时间t的导数转移技巧和插值后处理技术,在半离散和全离散格式下分别导出了原始变量u和中间变量v=-△u在H~1模及中间变量q=▽u,σ=-▽(△u)在(L~2)~2模意义下单独利用插值和投影所无法得到的具有O(h~2)和O(h~2+τ~2)阶的超收敛结果.最后通过数值算例,表明逼近格式是行之有效的.这里,h和τ分别表示空间剖分参数及时间步长.     

利用烟草高效转化功能基因体系的建立

对农杆菌介导的烟草遗传转化条件进行探索,以20 mg/L的潮霉素作为转化苗的筛选压,稀释至OD600为O.2～O.3的农杆菌对外植体浸染15 min,于添加300 mg/L头孢霉素的生根培养基中诱导生根,可稳定获得较高的阳性转化率.经PCR和PCR-Souttlern检测,阳性转基因植株达84.8%以上.通过本研究建立了一种稳定高效的功能基因烟草遗传转化体系.     

环形池内双层流体热毛细对流不稳定现象实验研究

为了了解水平温度梯度作用下双层流体内热毛细对流的特征,实验观察了环形池内由1cSt硅油和氟化液FC-40组成的双层流体内热毛细对流失稳后的不稳定现象。实验表明,随着上层或下层流体厚度的增加,流动稳定性减弱。当上层厚度为1.5 mm时,内外环间温差超过临界温差后在外环区域产生三维稳态的直条纹、并在内环区域产生热流体波,波纹产生于上层流体。当上层流体厚度为2mm时,液层内三维稳态直条纹占主导。环形池旋转使稳态条纹变为弯曲波纹,并且液层内只有一组传播方向与环形池的旋转方向相反的热流体波。     

冲击载荷下分支交错层状仿生复合材料动态断裂行为的实验研究和数值模拟

通过三点弯动态冲击实验和数值模拟方法,研究了分支交错层状仿生复合材料的动态断裂韧性。首先设计并制备了分支交错层状仿贝壳复合材料试样,即将一种脆性刚性材料和一种橡胶类材料分别作为复合材料的硬质层和软胶层;随后采用改进的分离式Hopkinson压杆装置进行了三点弯冲击实验;接着讨论了初始冲击速度、硬质材料长宽比、软质材料层厚度对复合材料试样动态断裂行为的影响;最后采用ABAQUS有限元数值模拟,研究了不同宽度和不同冲击方向对复合材料试样动态断裂韧性和裂纹扩展的影响。结果表明:随着冲击速度和硬质材料长宽比增加、软胶层厚度减小,裂纹越倾向于沿直线扩展,反之,裂纹越倾向于绕过硬质材料沿着软胶层呈折线扩展;试样的峰值动载荷和起裂时间也随之增大。有限元模拟结果表明:随着结构总宽度的增大,试样断裂韧性增加,裂纹倾向于绕过硬质材料沿着软胶层扩展;采用实验设计的冲击方向时,试样的断裂韧性高于其他方向。     

漫谈自然之“声”

 人们对声音是再熟悉不过的了,每时每刻都要与声音打交道。从大自然的风声、雷声,到飞机划破长空的呼啸声;从婴儿“呱呱”落地时的第一声哭泣,再到人类用于交流的语言和美妙的音乐,声音与人类总是相伴的。没有声音的世界将是不可思议、极其恐怖、无法生存的。那么,什么是声音?其奥秘何在?这就让我们走进声音的世界,揭开其神秘的面纱。一、声音的物理机制平时人们所说的声音,从物理上讲,指的就是声波,声波本质上是一种机械纵波。     

掺Ba的Bi-Sr-Cu-O单晶Raman散射研究

利用Ｒａｍａｎ散射研究了Bi₂Sr_2-xBa_xCuO_y（ｘ＝０，０．２，０．４）单晶样品的声子振动性质。实验结果表明，在Bi₂Sr_2-xBa_xCuO_y体系的Ｒａｍａｎ谱中主要出现以下几个频率的特征振动模，即１９６，３００，４６０，６２５和６６０ｃｍ^－１；而频率为１９６，３００，６２５，６６０ｃｍ^－１<     

伟大的门捷列夫的预见

今年2月8日是俄罗斯天才的化学家门捷列夫(1834—1907)诞生125周年纪念。特选此译文刊出以为纪念。