等离子体技术的固氮应用

空气中的氮气由于其牢固的N≡N三键,不易被植物直接吸收。等离子体固氮为高效实现将氮分子（N2）转化为可吸收的含氮化合物（NOx,NH3等）提供了新途径。相比传统Haber-Bosch（H-B）工艺,等离子体技术可以使用间歇性可再生能源,成本低廉,并且理论能耗仅为H-B工艺的0.5倍,因而在固氮领域受到广泛关注。本篇综述首先阐述了等离子体在固氮应用上的优势,然后,介绍了等离子体固氮的反应原理以及其在固氮（用于NH3或NOx合成）领域的研究现状,并对比了当前已有的等离子体反应器类型及其固氮效果。最后,总结了等离子体固氮技术当前面临的挑战,并指出了该方向未来研究的重点。     

MOFs/水凝胶复合材料的制备及其应用研究

金属有机框架(MOFs)具有大量的孔隙结构和活性位点,在气体吸附、催化、医疗等领域均发挥了巨大的作用。MOFs是晶体粉末,具有脆性较大、在水中易分解和不易回收等缺点,从而限制了其应用。通过MOFs与柔性高分子的复合,特别是与水凝胶的复合,极大地改善了复合材料的柔顺性、可回收和可加工性等特性,进一步拓宽了MOFs的应用领域。本文详细阐述了基于水凝胶MOFs原位生成法、MOFs /水凝胶同时生成法和水凝胶包裹MOFs法等三种不同方法制备MOFs/水凝胶复合材料的研究进展,并对上述三种制备方法的特点及其产物特征进行了总结,进一步归纳了复合材料在生物医药、催化、废水处理和气体吸附等领域的应用。最后,对MOFs/水凝胶复合材料制备方法的改进和复合材料应用前景进行了深入讨论和展望。     

探究实验教学中“控制单一变量”思想的培养——以“浓度对化学反应速率的影响”为例

控制单一变量思想是化学学科的本质之一,是探究实验中不可或缺的认知成分。针对人教版高中《化学反应原理》"浓度对化学反应速率的影响"一节,充分挖掘实验的定量价值,以3种不同层次浓度方案的设计和评价,生成控制单一变量思想的具体内涵。教学过程中以任务驱动的形式,充分激发学习兴趣,培养实验探究能力、深化思维水平。     

利用血管生成模型计算实体肿瘤内的血液动力学

肿瘤血管生成(Tumor-induced Angiogenesis)是指在实体肿瘤细胞诱导下毛细血管的生长以及肿瘤中血液微循环的建立。肿瘤内血液、组织液等流体流动在肿瘤药物输运过程中扮演着重要作用,而这些流动受到肿瘤内微血管网络结构的直接影响。目前要获得精确的肿瘤内外的毛细血管拓扑结构存在一定困难,因此给肿瘤内的血液动力学研究带来困难。本文根据肿瘤内外的复杂生理特性,建立肿瘤内外血管生成的二维离散模型,在获得相对真实的毛细血管网络拓扑结构基础上对肿瘤内的血液动力学进行初步计算,数值计算的结果加深了对肿瘤的复杂生理特性的理解,同时也给肿瘤内的药物输运给予一定的提示。     

过渡金属元素X(X=Mn,Fe,Co,Ni)掺杂对ZnO基阻变存储器性能的影响

实验表明掺杂是一种改善阻变存储器性能的有效手段,但其物理机理鲜有研究.本文采用第一性原理方法系统研究了过渡金属元素X(X=Mn,Fe,Co,Ni)掺杂对ZnO基阻变存储器中氧空位迁移势垒和形成能的影响.计算结果表明Ni掺杂可同时有效降低+1和+2价氧空位在掺杂原子附近的迁移势垒,X掺杂均减小了氧空位的形成能,特别是掺杂Ni时氧空位的形成能减小最为显著(比未掺杂时减少了64%).基于该结果制备了未掺杂和Ni掺杂ZnO阻变存储器,研究表明通过掺杂控制体系中氧空位的迁移势垒和形成能,可以有效改善器件的初始化过程、操作电压、保持性等阻变性能.研究结果有助于理解探究影响阻变的微观机制,并可为掺杂提高阻变存储器性能提供一定的理论指导.     

把它们“就地正法”

听刘老师的课越久,同学们也越来越相信,刘老师掌握着许多神秘好玩的学习方法,谁要是能把它们都学到手,那么数学考试一定能得高分.不过大家也都变得有点儿怕他,担心自己的学习不能让他满意,这点好像和以前的江老师不一样呢. 就像今天,刘老师眉头紧锁地走进教室,他一句话都还没说呢,就先叹了一口气,这下大家紧张了.     

Janus二维双层MoSSe/WSSe异质结光电性质的第一性原理研究

通过第一性原理计算研究了四种二维双层MoSSe/WSSe范德瓦耳斯异质结的光电性质。声子谱表明四种结构具有可靠的热力学稳定性。根据堆垛方式的不同，双层MoSSe/WSSe异质结可以是间接或直接半导体。而且，两种Janus型MoSSe/WSSe异质结具有1.22和1.88 eV的适中带隙、显著的可见光吸收系数、跨越了水氧化还原电位的带边位置。因此，Janus型的MoSSe/WSSe异质结构在光催化水分解领域具有一定的应用前景。     

具有表面活性的功能化离子液体N-(三甲氧硅丙基)-N-甲基-2-吡咯烷酮盐酸盐的合成与表征

以N-甲基-2-吡咯烷酮和3-氯丙基三甲氧基硅烷单体为原料,利用SN2亲核取代反应合成具有一定表面活性的功能化离子液体N-(三甲氧硅丙基)-N-甲基-2-吡咯烷酮盐酸盐.通过元素分析、红外光谱和核磁共振对功能化离子液体进行表征,并测定了其表面张力和导电率.结果表明,合成的产物结构与其理论结构基本一致,具有较宽的液体温度范围和较低的表面张力,并具有较高的电导率,随着温度的升高,电导率逐渐增高.     

嵌段共聚物聚(异丙基丙烯酰胺)-b-聚(双丙酮丙烯酰胺)制备及其对叶酸的载负和释放

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)和双丙酮丙烯酰胺(DAAM)为原料,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)可控聚合反应法合成了两亲性两嵌段共聚物-聚(异丙基丙烯酰胺)-b-聚(双丙酮丙烯酰胺)(PNIPAm-b-PDAAM),用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构和组成进行了表征。这种共聚物在水溶液中能够自组装成稳定的聚合物胶束,通过荧光探针测得其低临界胶束浓度(CMC)约为7.0 mg/L。采用扫描电子显微镜(SEM)和动态激光光散射(DLS)测得,PNIPAm-b-PDAAM在水溶液中自组装成核壳结构的球形胶束,SEM测得其直径约150 nm,且分散性良好。以其聚合物胶束为载体、叶酸(FA)为模型药物,模拟人体生理环境进行药物体外释放,结果表明,叶酸的负载量及负载率分别为25%和74%。在人体温度37℃、pH值分别为4.0、6.86、9.18磷酸缓冲溶液(PBS)中,FA在20 h内的释放均比25℃快,释放速率随pH值增加而增大,最大累积释放率分别为31%、67%和72%。