Three Keggin-based complexes modified by an asymmetric ligand: structures,electrochemical, photocatalytic and fluorescence sensing properties

By using an asymmetric ligand with triazole and imidazole groups, three Keggin-based complexes were obtained, [Cu(HMET)₄(H₂O)₂](PMo₁₂O₄₀)₂·2H₂O (1), [Cu₃(HMET)₄Cl₂(H₂O)₂(XM₁₂O₄₀)₂]·4H₂O (X?=?Si, M?=?W 2, X?=?Ge, M?=?Mo 3) (MET?=?4-(2-imidazol-1-yl-ethyl)-4H-[1,3,4]triazole). Complex 1 contains discrete Keggin anions and mono-nuclear [Cu(MET)₄(H₂O)₂]²⁺ clusters. Complexes 2 and 3 are isostructural with tri-nuclear Cu clusters linked by Keggin anions to construct a 1D chain. The 1- to 3-CPEs show electrocatalytic properties and can also act as nitrite amperometric sensors. Complexes 1–3 exhibit photocatalytic activities for degradation of MB. Complexes 1–?3 own fluorescence sensing properties for detecting Hg²⁺ ions.

Graphical abstract

By using an asymmetric ligand three POM-based complexes were constructed. The 1– to 3–CPEs exhibit good electrocatalytic activities and can be used as nitrite amperometric sensors. The title complexes show good photocatalytic activities for degradation of MB. Moreover, complexes 1–3 can act as fluorescence sensors to selectively detect Hg²⁺.

     

质子-中子相互作用玻色子模型SU(3)算法与简单应用

质子-中子相互作用玻色子模型(简称IBM-2)具有很好的壳模型微观基础,是描述中重质量偶偶核结构的标准模型之一。对比早期建立在弱耦合U(5)基底的NPBOS算法,本文介绍基于弱耦合SU(3)基底求解IBM-2模型哈密顿量的新算法结构,通过举例典型相互作用项在SU(3)基底下矩阵元说明如何利用SU(3)群代数技术求解IBM-2哈密顿量,并应用该算法求解常Q形式哈密顿量来拟合过渡区核素152, 154Sm低激发实验数据,提供了一个展示SU(3)算法可靠性和利用IBM-2描述过渡区核素的应用实例。     

活性材料冲击释能行为研究进展

活性材料是一种具备释能特性的新型材料,其在冲击导致的高压/高温作用下可以发生化学反应,释放大量的化学能,因此在破片、聚能破甲战斗部等军事领域有广泛的应用潜力。为了实现对活性材料释能过程的设计与控制,推进活性材料武器化应用进程,就必须解答活性材料冲击释能行为中所包含的一系列复杂的力-热-化耦合问题。近40年来,对活性材料的冲击释能行为已开展了大量研究,本文在此基础上系统梳理了活性材料的冲击诱发化学反应机理、动力学以及相关效应的研究现状,重点关注活性材料的冲击释能实验表征技术、冲击诱发化学反应理论模型以及考虑力-热-化耦合的冲击压缩数值模拟方法等3方面的研究进展。总结认为,对活性材料冲击释能行为的研究已经具有一定的积淀,但目前对实验中超快化学反应行为的实时诊断研究还缺乏更加丰富、精细、直观的表征与探索,相关理论与数值模拟研究尚未建立能够完整描述活性材料冲击释能行为的力-热-化理论模型,缺乏能够从宏观尺度描述冲击释能行为的有效方法。因此,超快化学反应实验表征技术、宏观角度的力-热-化机理与模型建立及其数值模拟应用以及具备可调性能的活性材料制备新工艺3方面研究内容将是推进活性材料未来军事化应用的重点关注对象。     

Morphology‐controlled Fabrication of SnO2/ZnO Nanocomposites with Enhanced Photocatalytic Performance

In this work, a series of novel SnO₂/ZnO nanocomposites with different morphologies were fabricated via a facile hydrothermal technique followed by calcination in air. The morphological, structural and photocatalytic properties of the SnO₂/ZnO nanocomposites were studied using different methods. The results showed that the synthesized nanocomposites possessed crystal phases of wurtzite hexagonal phase ZnO and tetragonal rutile phase SnO₂. In addition, the morphologies of SnO₂/ZnO nanocomposites strongly depended on the molar ratios of Sn and Zn. Compared with ZnO and SnO₂, the SnO₂/ZnO nanocomposites exhibited considerably higher degradation efficiency for the photodegradation of methylene blue and quinolone antibiotics under mercury lamp irradiation. The SZ‐2 nanospheres exhibited the highest degradation efficiency of 95.81%, which was about 2.63 times higher than that of ZnO nanoparticles. Moreover, the trapping experiments confirmed that ˙OH played the dominant role in MB degradation. Finally, the charge carriers potential transfer pathway and photocatalytic degradation mechanism were put forward. This study provides an economical way to prepare hybrid nanocomposites with controlled morphology for practical applications in the photocatalytic degradation of organic dyes and residual antibiotics.     

简易型微流控芯片捕获循环肿瘤细胞的研究

本研究以循环肿瘤细胞(乳腺肿瘤细胞)为研究对象,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)、双面粘性薄膜(DSA)、玻片为原材料,采用激光雕刻技术制作微流控芯片,结合巯基-马来酰亚胺基团硅烷化偶联法和免疫荧光技术进行芯片内捕获检测实验,并使用外周血肿瘤细胞来验证此微流控芯片的实用性,使用具有高速摄像功能的荧光显微镜进行镜下观察及拍摄. 成功构建了一种简易型微流控芯片系统,利用此系统可实现对乳腺肿瘤细胞(92±3)%的捕获率,对外周血肿瘤细胞(88±3)%的捕获率,而且芯片的制作工艺简单,对实验仪器要求低,1 min内即可制作完成,简化了制作过程,弥补了传统光刻工艺复杂繁琐的不足,为临床检测疾病的发生与发展提供了新的研究方向.     

自动真空液相色谱装置的研制及其在五味子成分分离中的应用

为满足天然产物高效分离的需求,本文研制了自动真空液相色谱(AUTO-VLC)装置并用于五味子石油醚萃取物的分离。该装置由自主设计的流动相储备系统、10通分流切换阀、3通切换阀、3个不同规格的动态轴向压缩色谱柱、10通馏分收集阀和馏分收集器组成,采用可编程逻辑控制器(PLC)S7-200实现了分离过程的不同比例流动相切换、不同规格色谱柱选择、分离时间设定及馏分收集的自动控制及监测。应用于五味子成分分离的结果表明:采用150 mm直径动态轴向压缩色谱柱的VLC,从100 g五味子石油醚萃取物中一次分离得到6个组成明显不同的样品(S1~S6)。建立了通过多次薄层色谱(TLC)展开筛选VLC分离条件的方法,并进行了分离验证。VLC分离条件选择方法:自动真空液相色谱的初始洗脱剂的比例以首次TLC展开时全部目标化合物的比移值(R_f)介于0~0.45时展开剂的组成为宜;梯度洗脱比例变化以k值(展开次数(n)与R_f的线性函数斜率)和TLC分离度为依据选择;不同R_f范围内洗脱次数由n≈ ΔR_f/k计算。采用选择的条件从样品S5中分离得到了13个组分和4个纯度在85%以上的化合物,仅耗时17 h。AUTO-VLC的研制对于中药成分的自动和系统性分离具有重要价值。     

镍铜合金立方体纳米晶的脉冲电沉积及电催化析氢性能

以泡沫镍(NF)为基体, 采用常规脉冲伏安法合成了独立分相的金属Ni, Cu为主晶相、 平均粒径为70 nm的规则立方体结构镍铜合金电催化剂(NiCu/NF). 在电催化析氢反应中, NiCu/NF表现出优良的催化活性和优异的催化稳定性, 在电流密度为10 mA/cm ²时, 在1.0 mol/L KOH溶液中需要的析氢过电位仅为86 mV, 催化24 h的电位波动仅为12 mV. 二级复合纳米立方体结构使NiCu/NF展现出15.5倍于空白NF的电化学活性面积(ECSA), 为电催化反应提供了大量催化活性位点, 也为电极表面的电荷传输、 物质传递提供了充足的通道; Cu的引入以及NiO/Ni异质结的形成改善了邻近Ni原子的活性, 使镍基材料本征析氢活性得以改善, 三者协同促进了NiCu/NF电催化活性的提升. NiCu/NF电极在析氢过程中遵循Volmer-Heyrovsky机理, 反应速率由电极表面吸附氢原子的电化学脱附过程决定.     

磷掺杂镍基硫化物超薄纳米片构筑多级微孔双功能催化剂促进高效水电解产氢

利用一步水热合成法在三维多孔泡沫镍(nickel foam, 简称 NF)表面构筑了由超薄纳米片交织互联形成的多级微孔结构复合材料。当初始混合料液中硫、磷物质的量之比为 1:1时, 在 120℃下水热反应 24 h获得了以 Ni₃S₂为主晶相、少量 NiPS₃为次晶相的镍基复合电催化剂(NiSP/NF)。得益于其超薄纳米片交织形成的独特二级微孔结构, 其电化学活性面积较空白 NF增加了近 14倍, 也为其在水电解析氢反应中的应用提供了充足的活性位点和界面通道。同时, 受益于晶态 Ni₃S₂和 NiPS₃所造成的晶格缺陷和强电子作用, 材料的本征催化活性也得以显著提升。多方协同作用使得 NiSP/NF在全水分解中均表现出优异的催化性能, 其在 1 mol·L^-1 KOH溶液中获得 10 mA·cm^-2的电流密度需要的析氢和析氧过电位仅为-67和 212 mV。在全水分解电解槽中, 其获得 100 mA·cm^-2的电流密度仅需 1.878 V的槽电压, 甚至在 500 mA·cm^-2的高电流密度下需要的分解槽压也仅为 2.558 V, 优于商业贵金属催化剂, 电解水产氢效率显著提高。NiSP/NF在全水分解中还呈现了极优异的长效稳定性及耐用性, 在电流密度为 500 mA·cm^-2时经过 120 h的恒电流催化后, 其增加的分解槽压不足 0.03 V。     

Yb/Er掺杂Y2O3纳米核壳颗粒的荧光性能及体内标定研究

为改善无机Y2O3上转换纳米粒子(UCNPs)的荧光性能,且同步实现其在生物体内的成像标定,通过共沉淀法及梯度合成工艺,制备出各组不同壳层厚度的Y2O3:Yb³⁺,Er³⁺@Y2O3:Yb³⁺ UCNPs。利用透射电子显微镜(TEM)扫描、X射线衍射(XRD)、上转换荧光(UCL)光谱、UCL寿命等对样品的形貌、结构及荧光性能进行了表征。结果表明：利用共沉淀法制得小尺寸Y2O3:Yb³⁺,Er³⁺@Y2O3:Yb³⁺纳米核壳颗粒,平均粒径范围在25.57~26.24 nm之间。通过调整Yb³⁺浓度和水浴时间优化合成工艺,获得高发射强度、长荧光寿命方案(80% Yb掺杂,8 h水浴)。高红绿比的荧光发射特征,决定其在小动物体内荧光标定检测时更宜采用红色信道。