脉冲电化学驱动壳聚糖原位调控制备羟基磷灰石/银复合涂层

采用脉冲电化学驱动壳聚糖原位调控制备了具有抗菌性的羟基磷灰石/银纳米复合涂层.考察了电解液中银离子浓度、钙磷盐浓度等对复合涂层的形貌及成分的影响.探讨了壳聚糖调控羟基磷灰石和银纳米粒子的形成机理,发现在本研究的较佳实验条件为电位-1.3 V,Ag~+浓度为0.06 g·L~(-1),Ca~(2+)浓度为5 mmol·L~(-1).在此基础上对复合涂层的生物活性、生理稳定性能、抗菌性能进行分析.结果表明:复合涂层呈纳米球状,由羟基磷灰石、银、壳聚糖三相组成,并且表面有一层壳聚糖覆盖.银纳米粒子和羟基磷灰石纳米粒子在复合涂层中均匀分布.将复合涂层浸泡在SCPS溶液中37°C浸泡矿化10天后,在复合涂层表面生产细针状排列整齐的羟基磷灰石,且在(002)晶面25.8°处发生显著择优生长,表明复合涂层在快速矿化液中能诱导磷灰石生成,生物活性好.将复合涂层浸泡在37°C PBS溶液中考察其生理稳定性,壳聚糖对复合涂层中Ca~(2+)和Ag~+实现双重离子释放,且降低了离子释放速度,涂层具有良好的生理稳定性.抗菌实验表明复合涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌率达到99%以上,抗菌能力强.     

二硫代酰胺类化合物在盐酸中对碳钢的缓蚀性能(英文)

采用失重实验,动电位极化,交流阻抗,量子化学计算和拉曼光谱等方法研究了N,N′-二异丙氧基丙基二硫代二丙酰胺(DPDA)在1 mol.L-1盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能.失重实验结果表明,DPDA在盐酸溶液中能够有效地抑制碳钢的腐蚀,当缓蚀剂DPDA的浓度为1×10-3 mol.L-1时,其缓蚀效率达到90.2%.极化曲线表明DPDA为混合型缓蚀剂,单一的容抗弧变化表明碳钢电极表面的腐蚀过程主要由电荷转移步骤控制.由失重实验,动电位极化和电化学交流阻抗方法得到的DPDA缓蚀效率具有较好的相关性,均表现为缓蚀效率随着DPDA浓度的增大而增加.另外,DPDA在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式.吸附过程的吉布斯自由能(ΔG0a0d0s)为-38.65 kJ.mol-1,这说明DPDA分子在碳钢表面形成共价键而发生了自发的化学吸附.拉曼光谱表明DPDA分子有效地吸附在碳钢表面,量子化学计算结果证明DPDA分子在碳钢表面的化学吸附活性中心集中在S原子上.     

滑竹叶提取物在HCl介质中对铝的缓蚀性能

采用失重法、动电位极化曲线、电化学阻抗谱、红外光谱、紫外光谱和扫描电子显微镜研究了滑竹叶提取物(YPLE)在1.0 mol/L HCl介质中对铝的缓蚀作用。结果表明,YPLE对铝具有良好的缓蚀作用,缓蚀率随其浓度的增加而增大,且在铝表面的吸附符合Langmuir吸附等温式。YPLE为阴极抑制型缓蚀剂;电化学阻抗谱在高频区呈容抗弧,在低频区呈感抗弧,添加YPLE后,阻抗值显著增大。SEM表明,添加YPLE对铝的腐蚀产生了明显的抑制作用。     

棉布的功能化及在柔性电极中的应用

开发导电性强、柔性良好的电极基底材料对制备性能优越的柔性超级电容器具有重要意义。本研究利用聚多巴胺的黏附性和弱还原性在棉布表面形成连续分布金属银层。采用XRD,SEM对镀层的成分和形貌进行表征,对镀层的增厚率、表面方阻等进行分析,并探索了不同银溶液浓度对材料导电性和电化学性能的影响。结果表明,当银溶液浓度为15 g·L~(-1)时,材料方阻最小,且低于碳布电极,作为超级电容器柔性基底材料,对活性炭电极进行电化学性能测试,电流密度为1 A·g~(-1)时,电极的比容量达到233 F·g~(-1),是普通碳布基底的1.6倍,经过1000次长循环后电极的比容量增大1.02%。     

海沙钛铁矿在硫酸溶液中的电化学溶解研究（英文）

采用电化学技术研究了孟加拉国海沙里钛铁矿在硫酸溶液中不同温度下的溶解行为.循环伏安研究表明,在没有添加碳粉的条件下钛铁矿的溶解非常困难.为探明钛铁矿的溶解过程,考察了钛铁矿-碳比例、硫酸浓度和温度对钛铁矿电化学溶解行为的影响.结果显示,钛铁矿在低还原电位和低温下的溶解速率较慢.施加更负的还原电位和在较高的温度下溶解速率加快.增加硫酸浓度(最大浓度达到1 mol·L~(-1))也可提高溶解速率,但在较高的硫酸浓度和还原电位下,由于氢气析出导致钛铁矿的溶解速率降低且气体吸附,最后使得钛铁矿的活性表面积减小.计算得到活化能数值在高温区间为50±10 kJ·mol~(-1),而低温区间为~15±5 kJ·mol~(-1),说明低温区间为扩散控制过程,而高温区间为化学控制过程.     

纳米MnO2的制备及其电化学性能研究

加入不同浓度的十二烷基磺酸钠表面活性剂(SDS)改变微乳液溶液介质,用苯胺还原高锰酸钾,制备了不同颗粒大小的纳米片状MnO2材料.采用X射线粉末衍射、氮吸附比表面测试和扫描电镜及透射电镜表征观察合成材料.电化学测试表明,0.20 mol·L-1SDS所合成的纳米MnO2比表面约为228.2 m2·g-1,在1mol·L-1Li2SO4电解液中,该电极比电容达到237 F·g-1(0.1 A·g-1),350℃煅烧MnO2电极还可发生可逆Li+嵌脱反应增加其比电容.     

含不同氮杂环双季铵盐的合成及缓蚀性能测定

利用季铵化反应,以1,6二溴己烷分别与吡啶、α-甲基吡啶和喹啉反应制备并表征了三种含不同氮杂环的双季铵盐:溴化1,6-二吡啶己烷(BPHD)、溴化1,6-二(α-甲基吡啶)己烷(BMHD)和溴化1,6-二喹啉己烷(BQHD)。采用电化学测试、静态失重实验等方法,研究了三种双季铵盐在15%盐酸溶液中对N80钢的缓蚀效果。失重实验表明三种双季铵盐在测试体系中均能起到明显的防腐蚀作用。其中BQHD的效果最佳,浓度为1.3×10~(-2)mol·L~(-1)时,在15%HCl、25℃下对N80钢的缓蚀率达92.7%。电化学测试表明,三种化合物都为混合型缓蚀剂,且在N80钢表面的吸附符合Langmuir吸附模型。     

银纳米粒子表面等离子共振吸收-分光光度法测定废水中的邻苯三酚

基于改良银镜反应,利用银纳米粒子的表面等离子共振吸收提出了测定废水中邻苯三酚的分光光度法。室温条件下,在氢氧化钠和氨水混合溶液的碱性环境中,以吐温-20作为分散剂,邻苯三酚作为还原剂,还原银氨溶液,反应生成银纳米粒子,溶液由无色变为亮黄色,并在410nm处产生银纳米粒子表面等离子共振吸收峰。溶液的吸光度与邻苯三酚的浓度在3.96×10-7~2.38×10~(-5) mol·L~(-1)范围内呈线性关系,检出限(3σ)为2.97×10-7 mol·L~(-1),摩尔吸光率为5.483×104L·mol~(-1)·cm~(-1)。该方法应用于工业废水中邻苯三酚的测定,测定值与普通分光光度法的测定结果一致,相对标准偏差(n=5)小于5.0%,加标回收率在95.4%~104%之间。     

用于电化学水氧化的铁、镍、钴金属及其二元金属纳米颗粒比较研究（英文）

从环境兼容角度来设计应用于氧析出反应的电催化剂是否有效、耐用和廉价对能源转化过程至关重要.本文报告了一种快速制备低成本、原料丰富的金属催化剂制备方法.通过一步电化学沉积法在钛金属基材上制备了铁、镍、钴金属及其钴镍、钴铁二元金属纳米颗粒.采用场发射电子显微镜(FE-SEM)、能量散射X-射线能谱(EDX)、X-射线衍射光谱(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)和电化学技术对制备的不同纳米颗粒进行了表征.电化学结果显示,在合成的五种钛基金属纳米催化剂中,钛基上沉积钴金属纳米颗粒(Ti/Co)电极在0.l mol·L~(-1)氢氧化钾溶液中氧析出反应的电催化活性最好,0.70 V(相对于银/氯化银电极)的电流密度为10.0 mA·cm~(-2).经优化后Ti/Co电极的过电位(η)很小,当电流密度为10.0 mA·cm~(-2)时η为0.43 V,质量活性高达105.7 A·g~(-1),逆转频率(TOF)值为1.63×10~(-3) s~(-1),这些与当前最好的碳载铂(Pt/C)和氧化钌(RuO_2)电催化剂的性能相当.此外,通过计时电位技术对优化后Ti/Co电极的耐久性进行了测试,发现该电极在碱性溶液中氧析出反应的稳定性良好.本工作制备的钛金属基材上电化学沉积金属钴纳米颗粒具有高催化活性、高稳定性、原料来源丰富、廉价且易于大规模生产,在工业化水分解领域具有潜在的应用前景.     

316L钢表面纳米银镀层的制备、性质及血液相容性

采用恒电位电沉积方法在316L不锈钢表面沉积银纳米镀层, 并将钢板置于全氟硅烷溶液中浸泡, 通过动态凝血实验、 抗凝血时间测定、 血小板黏附实验、 溶血实验和蛋白吸附实验等手段, 测试材料的血液相容性. 结果表明, 通过上述方法可明显改善316L不锈钢的血液相容性, 而抗凝血性能、 溶血率及纤维蛋白吸附量不亚于裸钢板. 与316L裸不锈钢相比, 银镀膜全氟硅烷浸泡316L不锈钢具有良好的血液相容性, 是一种比较理想的冠状动脉支架材料, 具有良好的应用前景.     

聚丙烯酸在纳米TiO2表面吸附行为的研究

讨论了聚丙烯酸在纳米TiO₂水悬浮体系中的吸附行为.红外光谱分析和吸附实验结果表明,纳米TiO₂通过氢键吸附PAA.PAA吸附量随着浓度的升高而增大直至饱和吸附量,且分子量越大,饱和吸附量越大.pH值增大,则饱和吸附量减小.在相同条件下,表面吸附层的厚度随PAA分子量、浓度和pH值增大而增大.这是由PAA在颗粒表面构型的变化所致.吸附PAA后的纳米TiO₂的表面电荷密度和ζ电位发生变化,pHiep值向低值方向移动.表面吸附自由能的计算结果说明,PAA在纳米TiO₂表面的吸附是自发过程.     

空心莲子草提取物对钢在硫酸溶液中的缓蚀性能

以空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)为原料,采用40%(体积分数)乙醇水溶液为提取溶剂进行回流提取制得空心莲子草提取物(APE)。采用失重法、电化学法、扫描电子显微镜(SEM)及原子力显微镜(AFM)研究了APE在0.5 mol·L~(-1) H_2SO_4溶液中对冷轧钢的缓蚀性能及作用机理。结果表明,APE对冷轧钢在H_2SO_4溶液中具有较好的缓蚀性能,缓蚀率随APE浓度增加而增大,50℃时100 mg·L~(-1) APE的缓蚀率为84.7%;APE在钢表面的吸附模型符合Langmuir吸附等温式,且标准吸附Gibbs自由能为-29 kJ·mol~(-1)～-26 kJ·mol~(-1);动电位极化曲线表明APE属于抑制阴极为主的混合抑制型缓蚀剂;Nyquist图谱在高频区呈弥散容抗弧,而在低频区有小段感抗弧,添加APE后电荷转移电阻显著增大,SEM和AFM表征表明APE在冷轧钢表面形成吸附膜并起到缓蚀作用。     

柠檬酸辅助可控制备花状银粒子及其表面增强拉曼散射性能

以抗坏血酸为还原剂,柠檬酸为结构导向剂,一步还原硝酸银,合成了尺寸和形状可调的花状银颗粒。纳米粒子的粒径可在600～1 200 nm范围内调整,表面突起可达到10～25 nm。柠檬酸的化学性质在银纳米粒子合成多级花状银结构的过程中起着至关重要的作用。通过改变柠檬酸或抗坏血酸溶液的用量,银结构的各向异性形貌可以很容易地调节。以制备的多级花状银颗粒作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,对浓度为10~(-10)mol·L~(-1)的罗丹明6G(R6G)仍具有较高的检测灵敏度。     

Nafion含量与阴离子吸附对于铂单原子层核壳结构催化剂制备的影响

本实验利用铜的欠电位沉积技术,在旋转圆盘电极上以碳负载的钯纳米颗粒为核,制备铂单原子层核壳结构催化剂. 电化学测试用于表征不同Nafion含量的添加对于核壳结构催化剂制备的影响. 实验证明,Nafion的存在会影响铜的欠电位沉积,铂与铜的置换反应,并决定最终制备的核壳结构催化剂的氧还原催化反应的活性. 当催化剂薄层中Nafion的含量低于5%的时候,添加Nafion不但可以帮助催化剂附着在旋转圆盘电极表面,而且可以保证制备的催化剂具有较好的氧还原反应催化活性. 在H₂SO₄溶液中,钯纳米颗粒的表面存在特殊的阴离子吸/脱附电化学信号峰,这些信号峰可以用来监测Nafion含量对于铂单原子层核壳结构催化剂制备的影响.     

Nafion含量与阴离子吸附对于铂单原子层核壳结构催化剂制备的影响（英文）

本实验利用铜的欠电位沉积技术,在旋转圆盘电极上以碳负载的钯纳米颗粒为核,制备铂单原子层核壳结构催化剂.电化学测试用于表征不同Nafion含量的添加对于核壳结构催化剂制备的影响.实验证明,Nafion的存在会影响铜的欠电位沉积,铂与铜的置换反应,并决定最终制备的核壳结构催化剂的氧还原催化反应的活性.当催化剂薄层中Nafion的含量低于5%的时候,添加Nafion不但可以帮助催化剂附着在旋转圆盘电极表面,而且可以保证制备的催化剂具有较好的氧还原反应催化活性.在H_2SO_4溶液中,钯纳米颗粒的表面存在特殊的阴离子吸/脱附电化学信号峰,这些信号峰可以用来监测Nafion含量对于铂单原子层核壳结构催化剂制备的影响.     

HCl溶液中1,2-二(苯并咪唑-2-硫基)乙烷对碳钢的缓蚀行为研究

合成了缓蚀剂1,2-二(苯并咪唑-2-硫基)乙烷((bit)_2E),用元素分析、红外光谱、核磁共振谱和液质联用技术确证了缓蚀剂的分子结构。用静态失重法、动电位极化曲线法和扫描电子显微镜评价了(bit)_2E在HCl溶液中对碳钢的缓蚀性能。结果表明(bit)_2E是一种混合型缓蚀剂,缓蚀率随缓蚀剂浓度增加而增大,随HCl浓度增大而减小,受腐蚀体系温度和放置时间影响较小。在30℃的1.0 mol·L~(-1)HCl溶液中,(bit)_2E浓度为1.0×10~(-3)mol·L~(-1)时的缓蚀率为95.68%。(bit)_2E作为新型缓蚀剂在碳钢表面上的吸附符合Langmuir吸附等温方程式,属于自发进行的物理和化学吸附。     

无标记电化学生物传感平台用于癌胚抗原的检测

基于目标物诱导DNA杂交链式反应(HCR)及银纳米颗粒(Ag NPs)自组装过程构建了无标记型电化学生物传感平台,并将其应用于癌胚抗原(CEA)的检测.在目标物存在的情况下,适配体对CEA进行特异性识别并结合,释放出与之互补的触发DNA链(t DNA).该t DNA能够被金电极上的捕获探针(c DNA)捕获,并启动HCR过程,使得两条发夹DNA链被相继打开并串联成长的DNA双链结构,带正电的Ag NPs通过与该DNA结构之间的静电作用大量自组装到电极表面,并产生强的电化学信号.在优化的实验条件下,该电化学生物传感平台能够在0.5 ng·L~(-1)到50μg·L~(-1)的浓度范围内实现对CEA的良好响应.     

三角形银纳米片的合成及其影响因素

报道了一种在不需光照的条件下制备三角形银纳米片的新方法.在表面活性剂BRIJ35存在下,将硝酸银用硼氢化钠和柠檬酸钠还原,在不同温度范围内反应形成各种尺度的三角形银纳米片,探讨了硼氢化钠浓度、BRIJ35浓度和表面活性剂的种类和溶液pH值等因素对银纳米颗粒形貌和尺寸的影响.     

吐温-60对钢在Cl2CHCOOH溶液中的缓蚀性能

通过失重法、动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究了非离子表面活性剂吐温-60在0.10 mol·L^-1二氯乙酸(Cl₂CHCOOH)溶液中对冷轧钢的缓蚀性能，并且采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和接触角测试对冷轧钢表面的微观形貌和亲水/疏水性进行了表征分析。结果表明：20℃时100 mg·L^-1吐温-60的缓蚀率可达89.6%,6～48 h内缓蚀效果稳定；20～50℃时吐温-60在冷轧钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式，标准吸附Gibbs自由能为-42.92～-47.41 kJ·mol^-1,吸附过程中伴随着熵增加。动电位极化曲线表明吐温-60为“几何覆盖效应”的混合抑制型缓蚀剂；随着吐温-60浓度的增大，Nyquist图的容抗弧半径增大，电荷转移电阻增大，而界面双电层电容值下降。SEM和AFM的微观表面形貌进一步证实了吐温-60能有效减缓钢表面的腐蚀程度；缓蚀后钢表面接触角增大，表面疏水性增强，可有效屏蔽酸介质对钢表面的腐蚀。     

固定漆酶聚苯胺-CoC2O4纳米复合物修饰电极的直接电化学

采用循环伏安法、微分脉冲伏安法、交流阻抗谱以及计时电流法等电化学方法,结合红外光谱、紫外-可见分光光度法、原子力显微镜、透射电子显微镜以及原子吸收光谱等辅助手段,表征了固定漆酶的聚苯胺-草酸钴纳米复合物的化学组成、结构和形貌,测试了纳米复合物固酶前后的导电性能的变化,研究了纳米复合物修饰电极上固定漆酶的直接电化学行为,评估了该电极的催化氧还原效能以及作为电化学传感器检测氧分子的性能。实验结果表明该电极在不含电子介体的溶液中以酶活性中心T2作为首要电子受体,将得到电子传递给化学吸附的氧气使其被电还原,其表观电子迁移速率为0.017 s~(-1),且具有良好的催化氧还原性能(氧还原起始电位:460 m V vs NHE,转化氧分子为水的表观速率常数为2.6×10-4 s~(-1)),酶电催化氧还原为水分子步骤为反应的速控步。该电极作为电化学传感器对氧具有极低检测限(0.20μmol·L~(-1)),宽线性响应范围(0.4~7.5μmol·L~(-1))以及对底物高亲和力(KM=122.4μmol·L~(-1))等优势。