基于生物活性PEDOT负载血红蛋白的H_2O_2生物传感器

H_2O_2检测的灵敏度和精确性非常重要,因为H_2O_2不仅是一些高选择性酶的副产物,而且是食物、药物、临床、工业、环境分析和众多其它领域的重要中间体.因此,建造高灵敏度高精确性的H_2O_2生物传感器具有广泛的市场前景.     

KMnO_4和H_2O_2在酸性溶液中的反应机理

有些中学化学教师在讲解KMnO_4于酸性溶液中同H_2O_2反应时(某些专著也有类似问题),认为反应方程式是2KMnO_4+H_2O_2+3H_2SO_4→K_2SO_4+2MnSO_4+4H_2O+3O_2……(1)这是化学计量方程的最简式,完全不能代表反应的机理。产生这种错觉的原因由于:虽然知道H_2O_2能自发分解,但在用KMnO_4滴定时也并未发现H_2O_2有     

氧还原2e-体系电催化剂的研究进展

氧还原(ORR)可分为4e~-体系和2e~-体系.在燃料电池中,O_2经过4e~-体系直接生成H_2O,经过2e~-过程直接产生H_2O_2,H_2O_2可以产生电能,是替代石油或氢气的理想能源载体,而且H_2O_2在实际生活生产中也具有广泛应用.但是,燃料电池中2e~-体系氧还原反应非常缓慢,故开发高效、低成本的氧还原催化剂已成为近年来的研究热点.本文主要综述了近些年氧还原2e~-体系电催化剂的研究进展,并对它们的选择性、活性和稳定性进行深入探讨.最后,对电化学制备H_2O_2的最新进展作了简要总结,并对今后的研究挑战作了展望.     

一种比率型荧光探针用于成像活细胞中的过氧化氢

过氧化氢(H_2O_2)以分子信号的形式在各种生理和病理过程中都起着重要作用,因此快速、高效、灵敏地检测活细胞或生物体中的H_2O_2具有重要意义.本研究设计了一种新型的H_2O_2比率型荧光探针HDP-1,其对H_2O_2表现出比率荧光响应.探针HDP-1在H_2O_2检测方面具有选择性好、灵敏度高、细胞毒性低和反应速率快等优点,同时,该探针在检测活细胞中外源性和内源性H_2O_2都表现出了优异的性能.     

电化学法直接制备层状双金属氢氧化物-聚苯胺修饰电极及其在H_2O_2检测中的应用

以电化学方法在玻碳电极(GCE)上修饰聚苯胺(PAN)和层状双金属氢氧化物(LDHs),得到PAN-LDHs/GCE。以该电极为工作电极,探讨了H_2O_2的电化学行为。结果表明,相比GCE和LDHs/GCE,PAN-LDHs/GCE对H_2O_2的电化学信号表现出良好的电化学响应。H_2O_2的浓度在为0.1μmol/L~2 mmol/L范围时,响应电流与H_2O_2的浓度呈现出两段良好的线性关系,相关系数R分别为0.9956和0.9985,检出限为35 nmol/L。将PAN-LDHs/GCE应用于湖水样品中的H_2O_2的分析检测,加标回收率为98.0%~102.0%,RSD为3.2%。PAN-LDHs/GCE可用于对实际水样中H_2O_2检测。     

Sb对Pd基催化剂用于常压直接合成H_2O_2的促进效应（英文）

H_2O_2作为一种高效绿色氧化剂,广泛应用于造纸、纺织、水处理等工业领域.目前蒽醌法是工业上生产H_2O_2的主要方法,相比之下,利用H_2和O_2直接合成H_2O_2,能耗低,污染小,适合与下游工艺技术进行耦合.而缺乏高性能催化剂是制约直接法合成H_2O_2工业化的主要原因.本文通过浸渍法制备了一系列负载型Pd-Sb/TiO_2双金属催化剂,并用于常压下H_2O_2直接催化合成反应.利用透射电子显微镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS),H_2/O_2程序升温脱附(H_2/O_2-TPD),X射线衍射(XRD),原位CO吸附的傅里叶变换漫反射红外光谱(CO-DRIFTS)等手段对催化剂的电子和几何结构进行解析,深入研究了助剂Sb对该体系的促进作用.结果显示,与单金属Pd催化剂相比,适量金属Sb的加入有效提高了催化性能,抑制了副反应的发生.当Pd/Sb摩尔比为50/1(Pd50Sb)时,H_2O_2的选择性高达73%;但是当Pd/Sb为2时,催化剂对生成H_2O_2几乎没有活性.TEM和XRD证明,Sb的加入显著促进了Pd颗粒在载体TiO_2上的分散.XPS和H_2-TPD实验,发现,Sb改变了催化剂表面Pd~(2+)/Pd0的比例,抑制了金属Pd的氧化;同时,Sb主要以氧化态存在,在催化剂表面形成Sb_2O_3氧化层,覆盖表面的Pd活性位,从而抑制了反应中H_2在催化剂表面的活化以及H_2O_2加氢副反应的发生.O_2-TPD结果表明,随着Sb的加入,O_2的脱附峰明显减弱,表明Pd-Sb/TiO_2不利于O_2的解离吸附.此外,原位CO-DRIFTS实验结果表明,Sb均匀分布在Pd-Sb催化剂表面,致使有利于生成H_2O的连续Pd活性位明显减少,而有利于合成H_2O_2的单个Pd原子活性位明显增加.总的来说,Sb对Pd表面起到了显著的修饰作用,提高了催化剂表面O_2的非解离活化,从而促进了H_2O_2的高选择性合成.但是过量Sb的加入会抑制催化剂对H_2的活化作用,致使催化剂活性下降,因此优选Pd/Sb的比例对于提高催化剂性能具有重要作用     

四元交互体系Li~+,Mg~(2+)/SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)—H_2O25℃溶解度和溶液物化性质的研究

研究了Li~+,Mg~2+/SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)—H_2O四元交互体系25℃时的溶解度和溶液的密度及折光率.四种原始组份未发生脱水作用,体系中也没有复盐或固溶体形成.体系25℃溶解度等温线由五段组成,有四个结晶区,分别对应于四种原始组份,其中以MgB_4O_7·9H_2O的结晶区最大.溶解度等温线上有两个零变量点,其一为MgB_4O_7·9H_2O,MgSO_4·7H_2O,Li_2SO_4·H_2O三盐共饱点,另一为MgB_4O_7·9H_2O,Li_2B_4O_7·3H_2O,Li_2SO_4·H_2O三盐不相称共饱点.     

CHEMILUMINESCENCE OF THE LUMINOL—H_2O_2—C10~- SYSTEM

The chemiluminescence (CL)behavior of luminol—H_2O_2—CIO~- system was studied,and the CL system can be used todetermine hydrogen peroxide(H_2O_2).Optimium data for thedetermination of H_2O_2 were provided and the effect of foreign ionswas also discussed.     

基于偶氮化反应构筑无酶无试剂型H_2O_2传感器研究

近年来,人们在临床诊断、化学医药、环境保护等领域对H_2O_2的测定展开了广泛研究.电化学方法测定H_2O_2具有方法简便、灵敏度高等优点.发展无酶无试剂型H_2O_2传感器是重要的研究方向之一.新型无酶无试剂H_2O_2生物传感器的构筑过程如图1所示.以自组装共价键合法,4-氨基苯硫酚(4-ATP)自组装在Au电极表面后进行偶氮化反应,通过偶联反应实现硫堇Th的共价固定.     

在30℃时K_2CO_3-K_2SO_4-K_2B_4O_7-H_2O体系的溶解度等温线

1.用等温法测定在30℃时K_2CO_3-K_2SO_4-H_2O,K_2B_4O_7-K_2CO_3-H_2O和K_2B_4O_7-K_2SO_4-H_2O三个三元体系的溶解度等温线.在上述体系中存在K_2CO_3·3/2H_2O,K_2SO_4和K_2B_4O_7· 4H_2O固相. 2.研究在30℃时K_2CO_3-K_2SO_4-K_2B_4O_7-H_2O四元体系的溶解度等温线.相图中只有K_2SO_4和K_2B_4O_7·4H_2O两个有效相区.     

SOD-PVP/Au电极的电化学行为及对H_2O_2的电催化

以聚乙烯吡咯烷酮K30为电催化剂,羧甲基纤维素为膜固定剂,将超氧化物歧化酶固定在电极上,制备了SOD-PVP/Au修饰电极.采用循环伏安法研究了该修饰电极的电化学行为,在pH7.0 PBS缓冲溶液中于0.305V和0.111V处出现一对明显的氧化还原峰,电极反应是一个受扩散控制的准可逆过程,扩散系数4.71×10~(-7)cm~2/s、异相电子迁移常数5.37×10~(-6)cm/s.修饰电极能够催化H_2O_2的电还原,还原峰电流与H_2O_2浓度在2.0×10~(-6)～2.0×10~(-4)mol/L范围呈线性关系,相关系数R=-0.99042,可用于H_2O_2的电催化检测.     

对多壁碳纳米管的结构和组成进行精细调控提高其电催化氧还原反应制H2O2的催化活性

双氧水(H_2O_2)是一种重要的化工原料.目前,其工业生产主要采用蒽醌法,但工艺复杂、能耗高,同时高浓度H_2O_2不宜储存和远距离运输.电催化氧气二电子还原(ORR)制备H_2O_2技术具有绿色环保、工艺简单等优点,且可实现H_2O_2的原位生产,受到了广泛关注.开发高效、廉价的非贵金属催化剂是ORR制备H_2O_2技术的关键.多壁碳纳米管(MWCNTs)作为一种便宜易得、稳定环保的常用催化材料,具有一定的ORR催化活性,本文对MWCNTs进行表面氧化处理,通过优化氧化处理的条件调控其结构和表面的含氧官能团含量,提高MWCNTs电催化ORR制H_2O_2的性能.物化表征结果表明,随着氧化处理温度的上升或时间的延长, MWCNTs的结构从外到内逐渐被破坏,管壁表面对2e–路径ORR具有催化活性的缺陷和含氧官能团含量逐渐增加.但随着氧化程度进一步加深, MWCNTs的管壁被严重破坏,材料导电能力显著降低,从而不利于电催化ORR的进行.电化学测试结果表明,在所有的氧化MWCNTs样品中,O-CNTs-40-1(40 oC,氧化处理1h)电流最大,相比未经处理的商业化MWCNTs的ORR起始还原电位正移最明显.而且催化ORR制H_2O_2的选择性提升幅度也最大,其中双氧水产率从约30%提升至50%左右,反应转移电子数则从3.4降低至3.0.电化学阻抗谱结果表明, O-CNTs-40-1具有最佳导电能力.将O-CNTs-40-1负载到聚四氟乙烯处理过的碳纸(CP)上作为电极,用于0.1 molL~(–1)KOH溶液中电催化ORR生成H_2O_2的实验结果显示,恒电位0.46 V(vs.RHE)40 min, CP@O-CNTs-40-1电极的H_2O_2累积浓度为64.8 mg L~(–1),而CP@MWCNTs电极对应的浓度仅为39.4 mg L–1.且CP@O-CNTs-40-1电极在H_2O_2累积过程中对应的电流效率达到52%–65%.这表明比未经调控的MWCNTs,经过精准调控结构和组成之后的O-CNTs-40-1更加适合用作电催化ORR原位制备H_2O_2的催化剂.通过精确调控结构和组成之后, MWCNTs外层断裂腐蚀而内层结构完好,使其同时具备足够的催化2e–路径ORR活性位点和良好的导电能力,因而大幅提高了电催化ORR制备H_2O_2的性能.这为进一步探索优化设计碳基材料的结构,提升催化剂电催化ORR原位制备H_2O_2的性能提供了一种有用的思路.     

H_2O_2强化g-C_3N_4可见光电催化降解亚甲基蓝的研究

通过高温液相生长法在氧化铟锡玻璃上构筑了g-C_3N_4薄膜电极,该电极作为阳极在H_2O_2辅助作用下光电催化降解亚甲基蓝.研究结果表明,g-C_3N_4与H_2O_2在可见光下存在协同作用;在外加电压1.5 V,50 mmol L-1H_2O_2条件下,亚甲基蓝的降解率在2 h内由35.92%提高至53.43%.系统研究了H_2O_2浓度、外加电压、初始p H对亚甲基蓝降解的影响.采用电子顺磁共振自旋捕捉技术和自由基猝灭实验等方法证实了·O2-和·OH为光电催化过程中的主要氧化物种,提出了可能的催化反应机理,在外加H_2O_2条件下,g-C_3N_4受可见光激发生成的光生电子被O2或H_2O_2捕获,最终生成·OH,从而将有机染料降解.g-C_3N_4薄膜电极表现出较高的稳定性.     

乙烯和乙烷在CeO_2上温和条件下表面氧化反应的原位FT-IR研究

本文用原位FT-IR研究了CeO_2上O_2、C_2H_4和C_2H_6的吸附以及C_2H_4和C_2H_6的氧化反应。室温下吸附O_2后在CeO_2表面上形成超氧物种(O_2~-),吸附C_2H_4后在990cm~(-1)处检测到红外峰,归属为吸附C_2H_4与表面晶格氧形成的C-O键的振动频率。这些吸附物种在高于100℃时消失。室温下C_2H_6在CeO_2表面上未形成吸附态。C_2H_4在CeO_2表面上60℃即可发生氧化反应。在300℃以下,C_2H_4氧化后表面上主要形成甲酸根物种。当高于300℃时表面上主要是深度氧化的产物碳酸基物种。C_2H_6在CeO_2表面上200℃始被氧化为甲酸根物种,高于300℃时,表面上也主要形成碳酸基物种。在气相O_2存在下也得到与上述相同的结果。讨论了C_2H_4和C_2H_6的表面氧化机理以及表面氧物种的作用,认为在低于300℃时,参与C_2H_4和C_2H_6氧化的氧物种主要是表面晶格氧,超氧吸附物种可能在高于300℃时才参与反应。     

不同预处理后的Re2O7/γ-Al2O3催化剂上顺磁物类的ESR考察

Re_2O_7/γ-Al_2O_3催化剂经N_2,H_2-O_2和丙烯预处理后,用ESR技术可以检测到不同的顺磁物类。经N_2处理后,g=2.22的顺磁物类的信号强度随Re_2O_7含量增加而增加。经H_2-O_2处理后,可以检测到g=2.011和g=2.040的不对称的O_2~-的信号,并因此使低Re_2O_7含量的催化剂显示较高的活性。经丙烯处理后生成对称的g=2.004的碳物类的信号。虽然,碳信号的强度与催化剂的丙烯歧化活性之间无平行关系,但经丙烯-O_2处理后也能检测到O_2~-的信号,和经丙烯及丙烯-O_2处理后能使低Re_2O_7含量催化剂的活性显著增加。不同预处理的结果表明:部分还原的Re离子在丙烯歧化中起十分重要的作用。     

硼酸盐化学——XXXⅣ.MgO-B_2O_3-18%MgCl_2-H2_O体系20℃热力学非平衡态相图

采用结晶动力学方法对MgO-B_2O_3-18％MgCl_2-H_2O体系20℃时过饱和溶液的结晶过程进行了研究,结晶析出固相通过X射线粉末衍射、红外光谱、热分析和化学分析进行鉴定,从而给出该体系20℃时的热力学非平衡态相图.该相图有8个相区分别与H_3BO_3,MgO·3B_2O_3·7.5H_2O,MgO·3B_2O_3·7H_2O,2MgO·3B_2O_3·15H_2O（多水硼镁石）,MgO·2B_2O_3·9H_2O,2MgO·2B_2O3·MgCl_2·14H_2O,5Mg（OH）_2·MgCl_2·8H_2O和Mg（OH）_2相对应.     

磷钼钒杂多酸在苯直接羟化反应中的催化作用—H_2O_2活化机理的探讨

磷铝钒杂多酸(H_(3+n)PMo_(12-n)V_nO_(40))+H_2O_2体系在苯直接羟化反应中的催化行为和众所周知的Fenton试剂(Fe~(++)+H_2O_2)完全不同。酚是羟化的唯一产物;H_2O_2分解动力学曲线呈“S”型。电子光谱数据表明,H_2O_2分解过程形成两种中间络合物。以此为依据,提出了磷钼钒杂多酸对H_2O_2活化和苯羟化的反应机理,认为杂多酸阴离子上的钒离子先和H_2O_2形成过渡的金属过酸型络合物,然后再按自催化机理转化成金属过氧络合物,后者在反应中起活化H_2O_2和羟化苯的活性种作用。按此反应机理所得的动力学公式可以对实验结果作出比较合理的解释。     

磷钼钒杂多酸在苯直接羟化反应中的催化作用—H2O2活化机理的探讨

磷铝钒杂多酸(H_(3+n)PMo_(12-n)V_nO_(40))+H_2O_2体系在苯直接羟化反应中的催化行为和众所周知的Fenton试剂(Fe~(++)+H_2O_2)完全不同。酚是羟化的唯一产物; H_2O_2分解动力学曲线呈“S”型。电子光谱数据表明, H_2O_2分解过程形成两种中间络合物。以此为依据, 提出了磷钼钒杂多酸对H_2O_2活化和苯羟化的反应机理, 认为杂多酸阴离子上的钒离子先和H_2O_2形成过渡的金属过酸型络合物, 然后再按自催化机理转化成金属过氧络合物, 后者在反应中起活化H_2O_2和羟化苯的活性种作用。按此反应机理所得的动力学公式可以对实验结果作出比较合理的解释。     

盐卤硼酸盐化学——XⅦ.MgO-B_2O_3-28%MgCl_2-H_2O体系20℃热力学非平衡态液固相关系研究

用动力学方法对MgO·nB_2O_3在28%MgCl_2-H_2O浓盐溶液中形成的过饱和溶液的结晶过程进行研究,首次得到MgO-B_2O_3-MgCl_2-H_2O体系过饱和区内的液固相关系图,即热力学非平衡态液固相关系图.该相图有六个相区:H_3BO_3,MgO·3B_2O_3·7.5H_2O,MgO·3B_2O_3·7H_2O,2MgO·2B_2O_3·MgCl_2·14H_2O,3Mg(OH)_2·MgCl_2·8H_2O和5Mg(OH)_2·MgCl_2·8H_2O.拟合得到各结晶过程的动力学方程,同时对结晶机制进行了探讨.     

电子受体H_2O_2和O_2对TiO_2光催化甘油氧化反应中活性氧物种~1O_2和OH~·的影响（英文）

在室温条件下研究了电子受体H_2O_2和O_2对TiO_2光催化甘油氧化反应中的活性氧物种、甘油转化率和产物分布的影响.当在紫外光辐射和TiO_2的体系中不存在电子受体时,只产生HO~·自由基.而当在此体系中有电子受体存在时,则产生了HO~·自由基和~1O_2,但它们的浓度不同,这取决于电子受体的浓度.以H_2O_2为电子受体时甘油转化率的提高大于以O_2为电子受体时.甘油转化生成有价值产物的类型则与体系中的活性氧物种浓度有关.