负载无定型钌纳米簇的原子级钴掺杂一维碳纳米笼增强析氢催化性能

析氢反应是电解水产制氢的关键反应之一.在碱性条件下,由于催化剂表面与反应过程中产生的氧物种、氢物种与催化剂的吸附未处于最佳状态,析氢反应动力学往往比较缓慢,比在酸性条件下慢2-3个数量级.目前,铂基纳米催化剂被认为是最优的析氢催化剂,但因价格昂贵、稳定性较差,限制了其在电解水器件上的大规模应用.因此,设计一种价格较为低廉、活性高和稳定性好的碱性析氢催化剂尤为必要.钌作为铂族金属之一,其价格约为铂的三分之一,但其与氢的结合能却与铂类似.因此,钌基催化剂被认为是有望替代铂作为析氢催化剂.本文结合模板法、静电纺丝和碳化热解策略构筑了一种负载无定型钌纳米簇的原子级钴掺杂一维碳纳米笼催化剂,有效提升了碱性条件下析氢反应性能.该催化剂具有较高的比表面积,丰富的缺陷结构,原子级分散的金属Co掺杂以及无定型钌纳米簇结构,并在碱性条件下催化析氢反应时,表现出了低起始过电位,低Tafel斜率(62 mV dec^-1)和高稳定性.X射线衍射(XRD)结果表明,该催化剂中钌和钴以无定型形式存在.选区电子衍射结果表明了无定型结构的存在,并且钌以纳米簇形式存在,其平均粒径为1.48 nm.X射线光电子能谱结果表明该催化剂含有较高的氮掺杂,拉曼光谱证明了其存在碳缺陷结构.进一步通过X射线近边吸收谱和扩展边精细结构谱研究了钌和钴的配位环境,结果发现,钌带轻微正电荷,并且存在Ru-Ru键;钴带正电荷,价态介于0与+2价之间,其主要与N配位.在1 mol/L氢氧化钾电解液中,该杂化催化剂的电催化活性明显高于没有钴掺杂的催化剂以及商业化铂/碳催化剂.在电流密度为10 mA cm^-2时,过电位仅为40 mV,在过电位为100 mV时,该催化剂的质量催化活性达到了3.77 mAμg_Ru^-1,远超商业化铂/碳(2.01 mAμg_Ru^-1)和钌/碳(1.66 mAμg_Ru^-1).该催化剂也表现出了优异的析氢催化稳定性,5000圈循环后,10 mA cm^-2下的过电位仅增加了2 mV,在恒电流测试中,10 h后电位仅下降了95 mV.     

壳聚糖辐射裂解制备基因载体及其体外转染性能研究

Chitosan (CS) is expected to be an ideal gene carrier for its high biosafety. In this work, CS with low molecular weight were prepared through the γ-ray radiation on the acetic acid solution of CS. The CS chains were scissioned under the γ-ray radiation, and the molecular weight (MW) of CS decreased with the absorbed dose. When the absorbed dose was above 30 kGy, the molecular weight of CS decreased about an order of magnitude. The γ-ray-radiation-scissioned CS can e ectively bind with plasmid (pEGFP) through complex coacervation method, forming pEGFP/ γ-ray-radiation-scissioned CS complex particles with a size of 200-300 nm. The complex particles have good stability and little cytotoxicity. The in uitro gene transfection efficiencies of the pEGFP/ γ-ray-radiation-scissioned CS complex particles were investigated by fluorescence microscope and flow cytometry. The results showed that the gene vectors using γ-ray-radiation-scissioned CS as the carrier will possess better gene transfection efficiency than those using natural high-MW CS as the carrier. The higher the absorbed dose, the smaller the MW of CS and the better transfection efficiency of the corresponding gene vector. This work provides a green and simple method on the preparation of CS-based gene vectors with high efficiency and biosafety.     

多孔功能梯度材料Timoshenko梁的自由振动分析

基于Timoshenko梁理论研究多孔功能梯度材料梁(FGMs)的自由振动问题.首先,考虑多孔功能梯度材料梁的孔隙率模型,建立了两种类型的孔隙分布.其次,基于Timoshenko梁变形理论,给出位移场方程、几何方程和本构方程,利用Hamilton原理推导多孔功能梯度材料梁的自由振动控制微分方程,并进行无量纲化,然后应用微分变换法(DTM)对无量纲控制微分方程及其边界条件进行变换,得到含有固有频率的等价代数特征方程.最后,计算了固定-固定(C-C)、固定-简支(C-S)和简支-简支(S-S)三种不同边界下多孔功能梯度材料梁自由振动的无量纲固有频率.将其退化为均匀材料与已有文献数据结果对照,验证了正确性.讨论了孔隙率、细长比和梯度指数对多孔功能梯度材料梁无量纲固有频率的影响.     

贵金属元素电化学分析研究(Ⅸ)——微量铑的阳极溶出伏安法测定

Shifris B.J.等用伏安法在0.5mol/LHCl(含0.1mmol/LHg~(2+))支持电解质中,进行了Cu-Ni精矿中Rh、Ir的连续测定,但灵敏度较低,只能测至1μmol/L。作者曾用HgCl_2-HCl-乙二胺体系测定Rh(Ⅲ),检出限为10ng。 本文进一步发现铑离子在H_2SO_4-HgCl_2介质中,具有稳定而尖锐的阳极溶出峰(见图1)。图中Rh(Ⅲ)峰右侧出一微小平台是由于     

一种可绝对定量核酸的数字PCR微流控芯片

构建了一种新型的可进行核酸单分子扩增和核酸绝对定量的数字聚合酶链式反应(数字PCR)微流控芯片.应用多层软光刻技术,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为芯片材料,盖玻片作为基底制作了具有3层结构以及微阀控制功能的微流控芯片.芯片的大小与载玻片相当,可同时检测4个样品,每个样品通入芯片后平均分配到640个反应小室,每个小室的体积为6 nL.以从肺癌细胞A549中提取的18sRNA为样品检测了该芯片的可行性.将样品稀释数倍后通入芯片,核酸分子随机分布在640个小室中并扩增.核酸分子在芯片中的分布符合泊松分布原理,当样品中待测核酸分子平均拷贝数低于0.5个/小室时,则每个反应小室包含0个或1个分子.经过PCR扩增后,有模板分子的小室检测结果为阳性反应,而无模板分子的小室为阴性反应,最后通过计数阳性反应室的个数,可绝对定量原始待测样品中的目标DNA分子拷贝数.实验结果表明,该数字PCR芯片可实现DNA单分子反应和核酸绝对定量,具有成本低、灵敏度高、节省时间和试剂以及操作简单等优点,为数字PCR方法在普通实验室的应用提供了一种新途径,可用于癌症及感染性疾病的早期诊断、单细胞分析、产前诊断以及各种细菌病毒的核酸检验等研究.