微波消解-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测生物质中的碱金属和碱土金属

为研究并解决测试生物质样品中碱金属和碱土金属含量的干扰,采用微波消解-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法对生物质中的碱金属和碱土金属钾、钙、钠、镁元素进行测定,考察了样品消解后不同的酸体系,共存元素干扰对钾、钠、钙、镁含量测定的干扰研究。经过研究表明,接近分析标准曲线酸浓度的样品干扰小,铅、铟、钛、锰元素对钠元素测定造成干扰,砷、铜、镉对钙元素测定干扰,铝对钾元素测定有干扰,镁测定不受共存元素干扰影响,运用干扰系数法可以减少共存元素对测定元素的误差。各待测元素标准曲线相关系数大于0.9996,检出限为0.0014~0.023 mg/L,玉米芯各元素的相对标准偏差为0.98%~1.9%,加标回收率为80.2%~106%;西瓜皮的各元素相对标准偏差为0.91%~2.3%,加标回收率为85.3%~106%。方法用于测定国家标准物质GBW07603,各元素结果均在标准值参考范围内。方法用于测定生物质中碱金属和碱土金属的结果,用t检验法与离子色谱测定值进行比对,结果无显著性差异。     

基于核磁共振技术探讨有机硅电解质物化特性

有机硅化合物是电解质材料研究的热点之一,其物理化学特性是衡量电池性能的重要参数.本文采用多种核磁共振（NMR）技术（包括¹H NMR、¹³C NMR、DOSY、⁷Li NMR、¹⁹F NMR）对有机硅化合物CN（CH₂）₂SiCH₃（OCH₂CH₂OCH₃）₂（BNS）的结构,电解液（LiPF₆/BNS）的溶剂化效应、扩散系数和热稳定性四个方面进行了分析评价,发现BNS和LiPF₆之间具有溶剂化效应;BNS的氰基（CN）和醚键（-O-）基团可与Li⁺形成络合物,且氰基配位能力优于醚键,络合键的形成促进了LiPF₆的离解和扩散,同时也提高了LiPF₆/BNS的热稳定性,证明高温下LiPF₆的分解是电解液失败的主要原因.该研究为开发新型电解质化合物及促进其性能提升提供了理论依据.     

光催化反应中气体产物在线评价系统

基于气体产物在线分析, 搭建了光催化反应体系, 实现了多反应通道的批次实时在线色谱分析, 建立了光催化剂活性评价系统.通过与实验装置连接, 实现在线色谱分析, 可以实时定性定量检测催化反应产物, 提高分析效率, 为科研工作提供高效、便捷、系统的服务.同时, 在此基础上建立的光催化剂活性评价系统, 可为太阳能光化学转换利用及环保技术的研究奠定试验基础.光催化剂活性评价系统拓展了仪器的使用功能, 应用范围得到提升, 可为化工合成催化剂评价系统的研发提供借鉴.     

激光拉曼光谱在气体水合物研究中的应用

天然气水合物是一种重要的潜在能源。用激光拉曼光谱法表征气体水合物能够为研究水合物形成机理和开采方法提供重要信息。系统介绍了激光拉曼光谱法的基本原理,综述了激光拉曼光谱仪在气体水合物微观表征上的各种实际应用。通过激光拉曼测试可分析水合物气体组成、推测结构类型,再利用经验公式或者相对定量法可计算出其大/小笼的气体占有率和水合数;利用原位拉曼技术可以观测水合物形成和分解的微观过程,解析气体分子进入和离开笼子的进程、进行水合物形成和分解过程中气体浓度变化及水合物形成过程中气体溶解度的测定,辨识水合物系统中的相变过程,进而研究水合物形成和分解动力学;激光拉曼光谱法还可用于研究超高压条件下气体水合物的结构及其变化过程。原位拉曼光谱能够对深海天然气水合物及其环境在原位进行表征;利用拉曼成像技术可以对水合物晶体表面进行系统测定,探求气体组分在晶体表面的分布。随着激光拉曼技术的发展及与其他设备联用水平的提高,激光拉曼光谱仪向便携,高灵敏度发展,能够更广泛深入地进行气体水合物微观研究。     

CO2在气体水合物结构特性的固体核磁共振波谱与拉曼光谱实验研究

天然气水合物是蕴含着巨大能源潜力的非常规能源,2017年和2020年两次我国南海探索性试采的成功,加快了天然气水合物项目的进展。二氧化碳置换开采法,既能开发CH₄,又能封存CO₂。同时水合物法分离烟气中CO₂具有很好的应用前景,而CO₂在气体水合物的微观结构和特性尚不明确,实际应用存在一定的未知影响。为了考察其特性,利用13C固体核磁技术（NMR）和拉曼光谱（Raman）进行CO₂置换CH₄水合物、合成13CO₂-H₂-CP混合水合物实验表征,讨论CO₂在水合物中的定量问题,研究CO₂分子在笼型结构中的分布,探讨CO₂分子在气体水合物中的结构类型和特性。结果表明：（1）利用Raman费米低频共振1 277.5 cm-1峰积分得到CO₂在I型大笼（51262笼）的占有率为0.978 2,CH₄在Ⅰ型小笼（512笼）和大笼（51262笼）的占有率为0.059 3和0.009 5,水合数7.61,Raman费米高频共振1 381.3 m-1峰积分得到CO₂在51262笼的占有率为0.984 3,CH₄在512笼和51262笼的占有率为0.023 7和0.003 3,水合数7.70,CO₂几乎占满了大笼,CO₂气体的加入会导致水合物中,CH₄的大、小笼占有率均大幅度降低,置换后水合数略低于纯甲烷水合物,未标记的CO₂水合物在核磁中较难测出信号,CO₂气体置换后CH₄在小笼的占有率仅0.097 5,大笼占有率为0.317 2,两种方法差异主要原因为核磁的CO₂未出峰。（2）利用拉曼费米低频共振1 273.4 cm-1峰积分得到H₂、CO₂在512笼、CP在51262的占有率分别为0.124 8,0.304 2和0.997 8,水合数9.16;Raman费米高频共振1 380.6 cm-1峰积分得到H₂、CO₂在512笼、CP在51262的占有率分别为0.123 6,0.577 1和0.985 1,水合数7.12。13C标记CO₂分子在水合物中达到较好的固体核磁分辨率,首次确认CO₂在Ⅱ型小笼中的化学位移为124.8 ppm,计算得到CO₂的小笼占有率为0.783 1,CP的大笼占有率为0.971 8,水合数6.70,Raman高频频费米共振峰（1 380.6 cm-1）定量计算与13C NMR结果更接近。（3）对CO₂的13C NMR化学位移进行了归属,并结合Raman与13C NMR的对比分析,为CO₂水合物的13C NMR研究和拉曼定量提供参考。     

勃姆石热转化过程的原位表征与分析

基于溶胶-凝胶工艺制备勃姆石,采用同步热分析技术并结合N2吸附-脱附技术分析其热物理化学变化行为,运用原位变温X射线衍射技术表征其热转化过程中的相变。结果表明:勃姆石在热作用下,首先失去物理吸附水,随着温度升高,210℃开始失去化学吸附水,310℃后逐步发生脱羟基失水反应,在此过程中随着水分的逐渐失去,其BET比表面积和孔径逐渐增大;400℃由正交晶系变为立方晶系γ-Al2O3,900℃之后部分γ-Al2O3转变为四方晶系d-Al2O3,1 060℃开始转变为单斜晶系θ-Al2O3,1 200℃时样品基本转变为斜方六面体晶系α-Al2O3。     

核磁共振技术在生物质转化中的应用

生物质结构的精确分析研究有利于其各个组分的转化利用,而核磁共振（NMR）技术是生物质解聚及结构演变分析中重要的表征技术.本文主要介绍了¹H NMR、¹³C NMR、³¹P NMR和2D HSQC四种NMR技术在生物质结构、产物定性和定量分析、反应路径和催化解聚机理探究中的应用,然后讨论了NMR技术应用于生物质研究中存在的主要问题,并进行了展望.     

基于激光诱导荧光法的同轴射流火焰中羟基自由基、甲醛、发热率与一氧化氮的二维可视化测量

对现有单一组分羟基自由基(OH)平面激光诱导荧光系统(PLIF)装置进行功能扩展研发,在不增加激光器和探测器的情况下,拓展了甲醛(CH_(2)O)、发热率(heat release rate,HRR)和一氧化氮(NO)三个参量的PLIF成像测试模块.同时,利用所研制的同轴射流火焰装置开展了所建立的多参量PLIF测量技术的实测验证,获得了同一火焰轴截面上的OH、CH_(2)O、HRR与NO的二维分布.测试系统可广泛用于各种火焰结构测试及污染物NO产生机理分析,为燃烧反应动力学模型及火焰结构理论研究提供有力的试验数据支撑.     

离子色谱仪检定及整机性能不确定度评定

介绍电导检测器离子色谱检定方法。采用氯离子标准物质,使用泵流量设定值误差、流量稳定性、基线噪声、基线漂移、最小检测浓度、线性相关性、整机性能定性定量重复性等参数对离子色谱仪进行检定。同时用5 μg/mL氯离子为检测离子,结合JJF 1059.1–2012 《测量不确定度评定与表示》对整机性能不确定度来源进行考察。结果表明:在置信区间为95%时(包含因子k=2),氯离子的质量浓度为(4.94±0.35)μg/mL。经不确定度分析,标准工作曲线拟合引入的不确定度最大,其次是样品的重复随机测试过程。     

甲烷水合物的固体核磁共振碳谱与激光拉曼光谱研究

甲烷水合物（CH₄·nH₂O）是主要由甲烷和水分子构成的冰状笼型化合物,在自然界储量巨大．固体核磁共振（NMR）波谱和激光拉曼光谱是在分子水平分析甲烷水合物的重要手段．该文利用低温固体核磁共振碳谱（¹³C NMR）对合成的甲烷水合物结构进行了研究,分别使用¹³C交叉极化（¹³C CP）和高功率质子去偶（¹H HPDEC）2种脉冲程序采集甲烷水合物的¹³C NMR谱图,结合实验结果分析及理论推导可知,使用¹H HPDEC方法得到的¹³C NMR谱图信号更强,更利于定量分析;甲烷气体与冰粉合成的甲烷水合物为I型,其大笼和小笼占有率分别为0.988和0.824,水合数为6.07;甲烷气体与SH2站位沉积物和冰粉合成的甲烷水合物也为I型,其大笼和小笼占有率分别为0.987和0.887,水合数为5.98;SH2站位沉积物使合成的甲烷水合物的小笼占有率提高、水合数降低、水合物饱和度提高．激光拉曼光谱结果证实了上述结果的准确性．该文为甲烷水合物测试提供了重要的方法参考．