聚吡咯对Cu(II)的催化还原作用

以对甲苯磺酸钠为掺杂剂在不锈钢(SS)电极表面恒电位合成聚吡咯(PPy)修饰膜, 采用恒电位和动电位对Cu(II)的还原效果进行了研究, 并与不锈钢电极进行了对比. 结果表明, 由于聚吡咯的催化作用, 聚吡咯修饰电极对Cu(II)还原效率高于不锈钢电极; 聚吡咯膜对析氢有明显的抑制作用, 因此电流效率远远高于不锈钢电极, 这是采用聚吡咯进行电化学还原的明显优势. 通过在不同浓度Cu(II)酸性溶液中的循环伏安行为讨论了聚吡咯对Cu(II)的还原作用机理.     

荧光光谱和紫外光谱法研究Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)与血清白蛋白的作用

本文采用荧光光谱法研究了Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在血清白蛋白上的结合位点,并用紫外光谱法研究了二者与血清白蛋白之间的结合竞争。研究结果表明:Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)对血清白蛋白的色氨酸残基和酪氨酸残基均具有荧光猝灭作用,Cu(Ⅱ)的猝灭程度远远强于Cd(Ⅱ)。Cu(Ⅱ)只与214位色氨酸残基发生作用,而Cd(Ⅱ)与牛血清白蛋白的214位和135位色氨酸残基均发生作用。Cu(Ⅱ)与Cd(Ⅱ)同时存在时Cu(Ⅱ)与牛血清白蛋白的结合占主导作用。     

Cu(100)表面HCOO对CO2吸附的稳定作用

采用广义梯度近似(GGA)的密度泛函理论(DFT)(DFT-GGA)并结合平板模型, 研究了CO2在HCOO 修饰Cu(100)表面的吸附行为. 计算结果表明, 与清洁Cu(100)表面相比较, CO2在HCOO修饰的Cu(100)表面的吸附强度增强, 其线性对称性不存在. 究其原因可归结为HCOO的存在使CO2分子带有部分极性, 从而使其与Cu(100)表面的作用增强.     

重金属Cr(Ⅵ)离子与血清白蛋白的结合反应机制研究

电聚法制备聚苯胺修饰电极(PANI/GCE),并通过循环伏安法和电化学交流阻抗法表征修饰电极;利用修饰电极研究Cr(Ⅵ)离子与血清白蛋白(Bovine serum albumin,BSA)的结合反应机制并构建理论模型方程.结果表明,成功制备PANI/GCE修饰电极,修饰电极测定Cr(Ⅵ)-BSA分子相互作用结果显示良好的线性响应关系,利用建立的理论模型方程计算Cr(Ⅵ)与蛋白质的结合参数(β=2.07×104 L.mol-1,n=1.03),说明Cr(Ⅵ)与血清白蛋白存在明显的相互作用.     

HCOO在Cu(110)、Ag(110)和Au(110)表面的吸附

采用密度泛函理论(DFT)以及广义梯度近似方法(GGA)计算了甲酸根(HCOO)在Cu(110)、Ag(110)和Au(110)表面的吸附. 计算结果表明, 短桥位是最稳定的吸附位置, 计算的几何参数与以前的实验和计算结果吻合. 吸附热顺序为Cu(110)(-116 kJ·mol-1)>Ag(110)(-57 kJ·mol-1)>Au(110)(-27 kJ·mol-1), 与实验上甲酸根的分解温度相一致. 电子态密度分析表明, 吸附热顺序可以用吸附分子与金属d-带之间的Pauli 排斥来关联, 即排斥作用越大, 吸附越弱. 另外还从计算的吸附热数据以及实验上HCOO的分解温度估算了反应CO2+1/2H2→HCOO的活化能, 其大小顺序为Au(110)>Ag(110)>Cu(110).     

Cu单原子修饰对Fe(111)表面CO吸附性能及电子性质调变的第一性原理研究

采用密度泛函理论方法研究了Cu单原子修饰对Fe(111)表面CO吸附性能和电子性质的调变作用,其中,Cu单原子修饰研究了吸附和取代两种方式。结果表明,CO在Cu修饰的Fe(111)面吸附能力都会变弱,一是Cu原子自身提供的位点对CO的吸附较弱;二是Cu会使其附近的Fe对CO的吸附变弱。分析电子性质表明,Cu作用于Fe表面后,会导致Cu附近Fe原子部分电子向Cu原子转移,进而削弱了Fe与吸附分子间电子交互作用而改变Fe原子的吸附能力。故Cu原子改性Fe表面可以很好地调变CO的吸附、解离及后续反应催化活性,这为进一步探究Cu改性Fe表面的合成气催化反应机理提供了基础信息。     

稀土离子与牛血Cu(Zn)-SOD的作用

采用ESR、CD谱和荧光光谱研究了pH=6.3时六次甲基四胺-HCl缓冲溶液中LaCl_3和TbCl_3与Cu(Zn)-SOD的配位作用和结构。Cu(Zn)-SOD可增强Tb~(3+)的荧光发射,Tb~(3+)与Cu(Zn)-SOD有多个配位位置,其中有2个强结合位点,La~(3+)与Tb~(3+)可竞争Cu(Zn)…SOD上相同结合位点,77K下La~(3+)与Tb~(3+)使Cu(Zn)-SOD的Cu~(2+)活性中心的配位环境由菱形对称结构向轴对称结构转变,使Cu(Zn)-SOD的局部结构变松散,但对SOD酶活性基本无影响,表明稀土离子主要与酶蛋白分子中的酸性氨基酸羧基配位,对酶蛋白二级结构仅产生微弱扰动,对活性中心空间结构影响较小,基本不影响Cu(Zn)-SOD酶活性。     

1,10-菲咯啉Cu(Ⅱ)配合物修饰碳糊电极的电催化析氢性能

以1,10-菲咯啉和5-磺基间苯二甲酸单钠盐为配体,通过水热法制备Cu(Ⅱ)配合物,并通过IR、XPS、XRD、TG以及元素分析对配合物结构进行了表征。首次利用该Cu(Ⅱ)配合物修饰碳糊电极研究其在酸性介质中的电催化析氢活性。采用阴极极化曲线,交流阻抗等电化学方法对GPE和Cu(Ⅱ)配合物-GPE电极的电催化析氢性能进行测试,结果表明Cu(Ⅱ)配合物-GPE电极的析氢电势比GPE电极的析氢电势正移了170 mV,且Cu(Ⅱ)配合物-GPE的交换电流密度是GPE电极的13倍。Cu(Ⅱ)配合物不但能降低析氢反应过程中的过电势,增强电极的催化活性,而且对析氢反应过程中对于电子的转移起到一定促进作用。     

新型低成本吸附剂稻壳对Cu(Ⅱ)的去除行为研究

借助吸附动力学和吸附等温线方程,研究了稻壳对Cu(II)的去除性能,考察了流速、溶液初始pH值对动态吸附穿透曲线的影响,利用扫描电镜(SEM)表征了稻壳的表面形貌,通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)探讨了Cu(II)的去除机制和途径.结果表明:吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温线方程,稻壳对Cu(II)的理论吸附容量为1.6173mg?g-1,吸附反应可以自发进行.不同操作条件下,穿透曲线的走势有一定差异.在Cu(II)的去除过程中,OH、SiO-烷基等官能团有重要作用;XRD图谱显现了纤维素的特征峰,吸附后没有发现Cu(II)的典型峰;反应完成后稻壳上检测到了Cu(II)的存在,XRF证明了吸附反应的可进行性.     

过氧化氢酶与Cu(Ⅱ)络合的ESR谱及活性分析

用Cu(Ⅱ)对过氧化氢酶(CAT)进行修饰，制备了Cu(Ⅱ)络合的CAT，称为Cu(Ⅱ)CAT．Cu(Ⅱ)CAT除了具有CAT的活性外，还有SOD样活性．Cu(Ⅱ)CAT可以抵抗O2.-的氧化损伤作用．     

对苯二酚在掺Cu(Ⅱ)类普鲁士蓝膜修饰电极上的电化学行为研究

采用循环伏安法在普鲁士蓝膜中掺杂Cu2+,制得掺Cu(Ⅱ)类普鲁士蓝膜(Cu-PB膜)。利用循环伏安法、库仑分析法和电化学阻抗法对Cu-PB膜进行电化学表征,结果显示Cu2+进入普鲁士蓝的内部结构,取代了其中的高自旋铁。该Cu(Ⅱ)类普鲁士蓝膜对对苯二酚具有明显的电催化作用,电极反应过程是扩散控制的准可逆过程,在5.0×10-5~1.0×10-3mol.L-1范围内,还原峰电流与对苯二酚浓度呈良好的线性关系,检出限为1.0×10-6mol.L-1。计算了对苯二酚在Cu-PB膜修饰电极上电极过程的动力学参数。     

Sb在Cu单晶电极上欠电位沉积的电化学和现场STM研究

应用循环伏安法和现场扫描隧道显微镜研究了在HClO4和H2SO4两种溶液中Sb于Cu(111)和Cu(100)电极上的欠电位沉积.结果表明,不同的表面原子排列和强吸附阴离子的存在将明显影响Sb的欠电位沉积行为.在结构较为开放的Cu(100)表面,Sb形成的欠电位沉积层结构也较为开放,并且伴随着表面合金的形成;而在密堆积的Cu(111)表面上,Sb形成了致密的单层结构.又当Cu(111)表面存在强吸附的SO42-时,Sb原子首先在SO42-吸附层与Cu表面交接的新台阶处成核,随后通过取代SO42-向上一层晶面发展,表现出独特的成核—生长行为;而在弱吸附的HClO4溶液中,Sb的欠电位沉积系以在晶面上随机形成一些单原子层高度的Sb岛为特征.在Cu(100)表面,通过SO42-的诱导共吸附,欠电位沉积的Sb原子形成了开放性更大的(4×4)结构,不同于在HClO4溶液中所形成的(22×22)R45°结构.     

含酚氧桥的新型Cu(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Co(Ⅱ)配合物的合成和磁性

合成了3种新型配合物[Cu(samen)Mn(NO_(2-)Phen)_2](1)、[Cu(sampn)Mn(NO_(2-)Phen)_2](2)和[Cu(samen)CO(terp)](3)(samen~(4-)、sampn~(4-)、NO_(2-)Phen和terp分别表示N,N′-乙二水杨酰胺根阴离子、N,N′-1,2-丙二水杨酰胺根阴离子、5-硝基-1,10-菲绕啉和联三吡啶),测得配合物的变温磁化率,求出交换积分,J分别为-63cm~(-1)(1)、—65cm~(-1)(2)和—7.68cm~(-1)(3),表明金属离子间有反铁磁超交换作用。     

功能化有序介孔碳对重金属离子Cu(II)、Cr(VI)的选择性吸附行为

以三嵌段共聚物F127为模板剂, 酚醛树脂为碳源, 正硅酸乙酯为硅源, 三组分共组装合成介孔碳?氧化 硅纳米复合物, 再经HF去除氧化硅, 得到有序介孔碳(OMC). X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、低温 N2吸脱附(BET)等测试表明, 所得样品具有高度有序的介孔结构, 比表面积和孔容分别为1330 m²·g^-1和2.13 cm³·g^-1, 平均孔径6.4 nm. 对其先氧化、后氯化、再胺化, 得到不同胺基接枝量的胺化介孔碳(C-NH₂(m), m为加入的乙二胺的质量(g)). 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱表征结果证实, 胺基官能团成功接枝到有序介孔碳表面.TEM测试表明介孔碳的有序孔道结构得到了较好的保持. 以有序介孔碳、胺化介孔碳作吸附剂对Cu(II)、Cr(VI)进行选择性吸附研究. 结果表明: 功能化修饰前, 样品对Cu(II)、Cr(VI)饱和吸附量分别为213.33、241.55 mg·g^-1; 修饰后饱和吸附量可分别达到495.05、68.21 mg·g^-1. 功能化介孔碳表现了较强的选择性吸附Cu(II)的能力.     

染料预负载树脂对Cu(Ⅱ)的吸附作用特性

通过预负载实验,研究了染料预负载超高交联吸附树脂NDA-150对Cu(Ⅱ)的作用特性。研究结果表明,NDA-150负载酸性蓝29的能力很强,但对Cu(Ⅱ)吸附极弱。预负载酸性蓝29显著提高了NDA-150对Cu(Ⅱ)的吸附能力,而且随染料负载量的增加,Cu(Ⅱ)的吸附量呈阶段性的线性增长,单位增长倍率先增后降呈现两个阶段。FT-IR和XPS的表征结果显示,固相上染料分子中磺酸基、氨基及羟基参与了对Cu(Ⅱ)的吸附,这为染料预负载增强了树脂对Cu(Ⅱ)的吸附亲和力提供了直接证据。通过Ca(Ⅱ)屏蔽位点实验,表明固相中染料分子主要为Cu(Ⅱ)的吸附提供离子交换位点,此外还提供部分螯合位点。由此可见,超高交联吸附树脂NDA-150有可能同时去除废水中染料及共存重金属离子。     

功能化有序介孔碳对重金属离子Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的选择性吸附行为

以三嵌段共聚物F127为模板剂,酚醛树脂为碳源,正硅酸乙酯为硅源,三组分共组装合成介孔碳-氧化硅纳米复合物,再经HF去除氧化硅,得到有序介孔碳(OMC).X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、低温N2吸脱附(BET)等测试表明,所得样品具有高度有序的介孔结构,比表面积和孔容分别为1330m2·g-1和2.13cm3·g-1,平均孔径6.4nm.对其先氧化、后氯化、再胺化,得到不同胺基接枝量的胺化介孔碳(C-NH2(m),m为加入的乙二胺的质量(g)).傅里叶变换红外(FT-IR)光谱表征结果证实,胺基官能团成功接枝到有序介孔碳表面.TEM测试表明介孔碳的有序孔道结构得到了较好的保持.以有序介孔碳、胺化介孔碳作吸附剂对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)进行选择性吸附研究.结果表明:功能化修饰前,样品对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)饱和吸附量分别为213.33、241.55mg·g-1;修饰后饱和吸附量可分别达到495.05、68.21mg·g-1.功能化介孔碳表现了较强的选择性吸附Cu(Ⅱ)的能力.     

Cu(Ⅱ)Fe(Ⅲ)Cu(Ⅱ)异三核配合物的合成及表征

合成了三种以草酸根为桥联配体的异三核配合物。经元素分析、红外光谱、电子光谱、摩尔电导及室温磁矩对配合物的组成和结构进行了表征。研究表明 ,在Cu(Ⅱ ) Fe(Ⅲ ) Cu(Ⅱ )离子间存在着反铁磁相互作用。     

聚邻苯三酚修饰电极的制备及其对铜(Ⅱ)的测定

采用电化学方法在pH 7.0磷酸缓冲溶液(PBS)中,将邻苯三酚氧化电聚合制成稳定的水不溶性膜修饰在玻碳电极(GCE)表面,将制得的膜修饰电极(PPG/GCE)在一定电位下选择性预富集铜(Ⅱ),并用差分脉冲溶出伏安法测定。结果表明,该膜修饰电极对铜(Ⅱ)的富集作用明显强于裸玻碳电极。对电聚合条件、富集和溶出介质、还原时间、富集电位等实验参数进行了考察,在优化实验条件下,Cu(Ⅱ)的浓度在5.0×10-8~1.0×10-5mol/L范围内与阳极氧化峰电流呈线性关系,相关系数为0.998 1,检出限为1.0×10-9mol/L。制得的修饰电极具有较高的灵敏度和选择性,可用于实际样品人发的分析,样品的回收率为99%~104%。     

吸附O的Cu(110)c(2×1)表面原子结构和电子态

采用第一性原理的密度泛函理论方法计算了清洁Cu(110)表面和吸附O原子的Cu(110) c(2×1)表面的原子结构, 结构弛豫和电子结构, 得到了各种表面结构参数. 分别计算了O原子在Cu(110)表面三个可能吸附位置吸附后的能量, 并给出了能量最低的吸附位置上各层原子的弛豫特性和态密度. 结果表明O吸附后的Cu(110)表面有附加列(added-row)再构的特性, O原子吸附在最表层铜原子上方, 与衬底Cu原子的垂直距离为0.016 nm, 以氧分子为能量基准的吸附能为－1.94 eV; 同时由于Cu 3d- O 2p态的杂化作用使得低于费米能级5.5~6.0 eV的范围内出现了局域的表面态. 计算得到清洁的和氧吸附的Cu(110)表面的功函数分别为4.51 eV和4.68 eV. 电子态密度的结果表明：在Cu(110) c(2×1) 表面O吸附的结构下, 吸附O原子和金属衬底之间的结合主要是由于最表层Cu原子3d态和O原子2p态的相互作用.     

Cu(CMQA)(H2O)配合物修饰电极作为识别和测定变性核酸的电化学探针

合成了N-羧甲基-L-蛋氨酸-N'-8-喹啉酰胺与铜(Ⅱ)的配合物[Cu(CMQA)(H2O)],并将它修饰于玻碳电极上.用循环伏安法检验了该修饰电极的电化学特性,发现在pH 5.0的乙酸盐缓冲底液中,电极对变性核酸(ssDNA)具有电化学活性;在循环伏安图上于(Epa)180 mV及(Epc)320 mV处出现氧化还原电位峰;并发现ssDNA的浓度变化引起其峰电流的变化.当用差示脉冲伏安法(DPV)试验ssDNA浓度与峰电流的关系时,结果表示随ssDNA浓度的增加,峰电流(ip)也随之增加,且ssDNA浓度在0.05～9.0 mg·L-1范围内与ip值的增加呈线性关系.但以小牛胸腺DNA(ctDNA)及鱼精RNA(yRNA)作试验时,其浓度变化不引起峰电流的变化,在此基础上建立了一种测定ssDNA的新方法.应用于合成试样分析时,根据结果算得方法的检出限(3σ)为25μg·L-1,回收率在95%～105%之间.