改性铁粉和氧化铁粉一种新型储氢材料研究

本文以铁粉和氧化铁粉为原料，通过浸渍法制备了一种新型改性铁氧化物储氢材料。通过储氢性能的研究，评价并比较了不同金属添加剂Al, Cr, Ni, Co, Zr和Mo对铁粉和氧化铁粉的改性作用。结果表明：添加了金属Mo的改性样品Fe-Mo和Fe₂O₃-Mo均具有很好的储氢性能和循环稳定性。其中，样品Fe₂O₃-Mo的改性效果最佳。这可以通过该样品的放氢温度从改性前的527^oC降到改性后的283^oC看出（此时的放氢速率为250u mol·min^-1·Fe-g^-1）。这与Mo添加剂能够有效的阻止样品颗粒的凝结有关。此外，该样品的体积质量储氢能力和体积储氢能力分别达到了4.5 wt.%和72kg H₂/m²，该值已接近IEA标准，具有潜在的应用价值。     

一种新型储氢材料——改性四氧化三铁的储氢性能研究

以金属Mo, Al, Cr, W可溶盐为添加物, 通过共沉淀法由FeCl₃和(NH₄)₂Fe(SO₄)₂•6H₂O的水溶液制备了单金属添加的Fe₃O₄改性储氢材料. 采用循环储氢性能评价方法, 研究了材料的储氢性能; 利用X射线粉末衍射、SEM扫描电镜和BET比表面积测试手段, 分析了材料储-放氢前后的微观结构. 结果表明: 添加了Mo金属的Fe₃O₄材料四次循环的放氢温度最低, 为310～314 ℃(放氢速率为300 μmol•min^－1•Fe-g^－1), 低于目前同类最好的储氢材料(50 ℃左右); 对材料的微观结构研究表明: 采用本文方法制备的金属添加的Fe₃O₄储氢材料其粒度大约在50～70 nm. 此外, 材料的催化活性主要与掺杂的金属类型和材料粒度的大小有关.     

对苯二甲酸-锌配合物孔结构的研究

以硝酸锌和对苯二甲酸为反应物,N,N′-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,用溶剂热法合成出结构稳定的对苯二甲酸-锌配位化合物(MOF-L)。并采用XRD、TG、低温N₂吸附等测试手段对合成的MOF-L进行了表征。结果表明,样品的孔径分布均呈双峰型,孔结构主要由孔径小于1 nm的微孔和少量1.5～2.0 nm的超微孔组成,且小于0.7 nm的极微孔丰富;其表面在极微孔和超微孔范围存在两种吸附位。300 ℃煅烧的样品,Langmuir比表面积和单点总孔容分别为1 243 m²·g^-1和0.46 cm³·g^-1,在77 K、1.0 bar时的储氢容量为1.3wt%。400 ℃煅烧后,骨架扭曲坍塌,Langmuir比表面积、总孔容及储氢容量分别下降为1 113 m²·g^-1、0.43 cm³·g^-1和0.8wt%。     

十六烷基二苯醚二磺酸钠表面化学性质及胶团化作用

用滴体积法通过表面张力的测定, 系统地研究了十六烷基二苯醚二磺酸钠(C₁₆-MADS)在不同温度(298.0～318.0 K)和不同NaCl浓度(0～0.50 mol•L^-1)下的表面活性. 结果表明, 温度升高使C₁₆-MADS溶液的临界胶束浓度(cmc)略有增大, 表面极限吸附量(Γ_∞)降低. cmc随NaCl浓度的增大从1.45×10^-4 mol•L^-1降至4.10×10^-5 mol•L^-1, 但最低表面张力(γ_cmc)基本不受影响. 在298.0 K与303.0 K时, NaCl浓度的增大, Γ_∞增大; 在308.0、313.0与318.0 K时, NaCl浓度的增大, 出现了Γ_∞从2.27 μmol•m^-2降低至1.41 μmol•m^-2的“反常”现象. 胶团形成自由能(ΔG_m⁰)随温度和NaCl浓度增加负值增大(－63.98～－76.20 kJ•mol^-1), 胶团的形成主要是熵驱动过程.     

[Cr(III)(SSA)(en)2]•2H2O配合物的合成、表征及性质研究

有机铬(III)配合物具有较高的生物利用率. 本文合成了一种新型磺基水杨酸铬(III)混配配合物[Cr(SSA)(en)₂]•2H₂O (SSA＝5-磺基水杨酸, en＝乙二胺), 通过红外、紫外、荧光光谱以及元素分析、电导率测定和X晶体衍射等方法对其结构进行了表征. 在pH 7.4, 0.05 mol•L^－1 Tris-HCl缓冲液中, 利用荧光光谱研究了配合物与人血清白蛋白的结合. 结果表明配合物可与人血清白蛋白以较强的分子间作用力结合, 条件结合常数为(2.7±0.1)×10⁴ mol•L^－1, 结合位点数为3.87. 在pH 7.4, 0.05 mol•L^－1 Tris-HCl缓冲液中, 观察了不同温度下EDTA和脱铁伴清蛋白为竞争剂的配体取代反应动力学行为, 其中37 ℃时反应速率常数分别为0.0142和0.0225 h^－1.     

丝印电极法体外筛选黄嘌呤氧化酶抑制剂方法研究

建立丝印电极快速筛选黄嘌呤氧化酶(XO)抑制剂的新方法. 利用丝网印刷技术制作一次性使用的丝印碳糊电极, 采用吸附法将羧基化的多壁碳纳米管(MWNTs)修饰在电极表面, 建立测定尿酸(UA)的简单快捷的计时电流分析方法, 将该法应用于XO抑制剂的体外筛选. 在0.3 V (vs. Ag/AgCl)的工作电位下, UA在MWNTs修饰的丝印电极上产生灵敏的响应电流, 响应时间30 s, 测定UA的线性范围为2～300 μmol•L^－1, 线性方程为Y (μmol•L^－1)＝43.8240X (μA)－0.1592, r＝0.9998, 最低检出限为1 μmol•L^－1. 用该法对4种中药水提物进行了筛选, 相对空白对照组, 桑寄生500 μg•mL^－1浓度组有显著性差异. 该法简单、快速, 电极制作成本低, 所需仪器简单, 适用于体外大量筛选XO抑制剂.     

Fe(III)与2,3-二羟基苯磺酸钠配位反应的动力学研究

[H⁺]在0.01～0.70 mol•L^－1范围内, 离子强度为1.00 mol•L^－1, [Fe(III)]>>[配体]、[H⁺]>>[配体]的条件下, 研究了Fe(III)与2,3-二羟基苯磺酸钠(Tiron)的配位反应. 发现当[H⁺]≤3.00×10^－2 mol•L^－1时, [Fe(III)]²对反应速率有明显的贡献. 求得了相关反应的动力学参数, 从而揭示了FeOH²⁺和与Tiron配位的解离反应途径及的缔合反应机制, 并提出了该配位反应的可能机理.     

含磷酰杂菲苯甲酸对苯二酯的聚集诱导发光增强性能及其在检测过渡金属离子中的应用

有机化合物因成膜以后荧光淬灭而使其应用受到很大限制, 所以研究、开发能在聚集状态下呈现优异发光性能的新材料就尤为重要. 由于分子间π-π和极性共同相互作用, 使得磷酰杂菲环的转动受到限制, 从而使苯甲酸-2-[6-氧化-6-氢-二苯基(c,e)＜1,2＞氧杂磷酰基]-1,4-二羟基苯二酯(OP)在达到一定规整聚集程度时, 荧光强度成倍增加, 具有了聚集诱导发光增强(AIEE)性质. 实验结果表明: 浓度低于1×10^－6 mol•L^－1 的OP会失去AIEE性质; 浓度为1×10^－4 mol•L^－1的Hg^2＋, Fe^2＋和 Fe^3＋会分别淬灭浓度为1×10^－5 mol•L^－1 OP荧光强度的26%, 34%, 74%, 而Pb^2＋, Zn^2＋, Cd^2＋, Co^2＋, Mn^2＋, Cu^2＋, Ni^2＋, Ag^＋等离子的淬灭效率却很低, 这一性质表明该化合物可以用作过渡金属离子的特异性检测材料.     

LiFePO4/C正极材料的液相合成及电化学性能研究

尝试对共沉淀法进行改进, 利用自制的加料装置合成了橄榄石型LiFePO₄/C复合正极材料. 应用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、循环伏安(CV)以及恒电流充放电测试等方法对目标材料进行了结构表征和电化学性能测试. 实验结果表明采用该法得到的样品具有单一的橄榄石结构, 样品形貌规则, 粒径细小均匀. 改性后的材料具有较高的首放容量及良好的循环稳定性能. 0.1C倍率下充放电测试表明, 其首次放电比容量超过145 mAh•g^－1, 50次循环后, 容量没有明显衰减. 0.2C和0.5C倍率下的平均放电容量分别为130及120 mAh•g^－1, 循环过程中样品表现出较好的循环稳定性.     

LiFePO4/C正极材料的液相合成及电化学性能研究

尝试对共沉淀法进行改进, 利用自制的加料装置合成了橄榄石型LiFePO₄/C复合正极材料. 应用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、循环伏安(CV)以及恒电流充放电测试等方法对目标材料进行了结构表征和电化学性能测试. 实验结果表明采用该法得到的样品具有单一的橄榄石结构, 样品形貌规则, 粒径细小均匀. 改性后的材料具有较高的首放容量及良好的循环稳定性能. 0.1C倍率下充放电测试表明, 其首次放电比容量超过145 mAh•g^－1, 50次循环后, 容量没有明显衰减. 0.2C和0.5C倍率下的平均放电容量分别为130及120 mAh•g^－1, 循环过程中样品表现出较好的循环稳定性.     

Studies on a New Material for Hydrogen Storage and Supply by Modified Fe and Fe2O3 Powder

Modified iron oxide, a new material for hydrogen storage and supply to polymer electrolyte fuel cell （PEFC）, was prepared by impregnating Fe or Fe2O3 powder with an aqueous solution containing metal cation additives （Al, Cr, Ni, Co, Zr and Mo）. Hydrogen storage properties of the samples were investigated. The results show that both Fe and Fe2O3 powder with additive Mo presented excellent catalytic activity and cyclic stability, and their hydrogen producing temperature could be surprisingly decreased. The temperature of forming hydrogen for the Fe2O3-Mo at the rate of 250 μmol·min^-1·Fe-g^-1 could be dramatically decreased from 527 ℃ before addition of Mo to 283 ℃ after addition of Mo in the fourth cycle. The cause for it was probably related to preventing the sinter of the sample particles. In addition, hydrogen storage capacity of the Fe2O3-Mo can reach w=4.5% （72 kg H2/m^3）, close to International Energy Agency （IEA） criterion. These show the value of practical application of the Fe2O3-Mo as the promising hydrogen storage material.     

Hydrogen production from water decomposition by redox of Fe2O3 modified with single- or double-metal additives

Iron oxide modified with single- or double-metal additives (Cr, Ni, Zr, Ag, Mo, Mo-Cr, Mo-Ni, Mo-Zr and Mo-Ag), which can store and supply pure hydrogen by reduction of iron oxide with hydrogen and subsequent oxidation of reduced iron oxide with steam (Fe₃O₄ (initial Fe₂O₃)+4H₂↔3Fe+4H₂O), were prepared by impregnation. Effects of various metal additives in the samples on hydrogen production were investigated by the above-repeated redox. All the samples with Mo additive exhibited a better redox performance than those without Mo, and the Mo-Zr additive in iron oxide was the best effective one enhancing hydrogen production from water decomposition. For Fe₂O₃-Mo-Zr, the average H₂ production temperature could be significantly decreased to 276 °C, the average H₂ formation rate could be increased to 360.9-461.1 μmol min⁻¹ Fe-g⁻¹ at operating temperature of 300 °C and the average storage capacity was up to 4.73 wt% in four cycles, an amount close to the IEA target.     

电沉积三维多孔Pt/SnO2薄膜及其对甲醇的电催化氧化

在高电流密度下以阴极析出的氢气泡为“模板”电沉积三维多孔Sn薄膜, 经在200 ℃ 2 h和400 ℃ 2 h热处理氧化后电沉积金属Pt, 制得三维多孔的Pt/SnO₂ (3D-Pt/SnO₂)薄膜. 通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了薄膜的形貌和结构. 结果显示Pt主要沉积在SnO₂枝晶上, 形成Pt_shell/SnO_2core结构的枝晶. 在0.5 mol•dm^－3 H₂SO₄＋1.0 mol•dm^－3 CH₃OH溶液中的循环伏安结果表明, 3D-Pt/SnO₂薄膜电极在酸性溶液中电催化氧化甲醇的性能优于电沉积的纯铂电极, 而且具有较高的稳定性.     

H2O2-鲁米诺-荧光素钠-K2CO3高灵敏化学发光法测定二氧化碳

在碱性介质中, CO₃^2－对H₂O₂氧化鲁米诺化学发光反应具有重要作用, 荧光素钠对该反应具有很强的增敏作用. 据此, 建立了化学发光法测定二氧化碳的新方法. 方法的线性范围为1.0×10^－10～5.0×10^－6 mol•L^－1 CO₃^2－, 检出限为 1.2×10^－11 mol•L^－1 CO₃^2－ (相当于5.3×10^－10 g•L^－1 CO₂). 该方法用于室内外空气中二氧化碳含量的测定, 相对标准偏差1.8%～2.1% (n＝11), 加标实验回收率97.6%～101.4%. 论文还探讨了反应的发光机理, 发光反应很可能是由溶液中的CO₃^2－与H₂O₂作用而产生的活性自由基引发, 荧光素钠对发光的增敏作用为化学能量转移过程.     

1-甲基-3-己基咪唑碘在染料敏化太阳电池中的应用研究

利用超微铂电极和循环伏安法, 以及电化学阻抗谱研究了在1-甲基-3-己基咪唑碘(HMII)的3-甲氧基丙腈(MePN)溶液中I₃^－和I^－的氧化还原行为, 并对比了由不同浓度的I₂和HMII组成的电解质溶液对染料敏化纳米薄膜太阳电池(DSCs)光伏性能的影响. 发现以MePN为溶剂, 含1.0 mol•dm^－3 HMII, 0.12 mol•dm^－3 I₂, 0.10 mol•dm^－3 LiI和0.50 mol•dm^－3 4-叔丁基吡啶的电解质溶液, 其DSCs的短路光电流密度为14.06 mA•cm^－2, 开路电压为0.71 V, 填充因子为0.69, 光电转换效率达6.81%.     

利培酮的电化学行为及应用研究

采用循环伏安法、线性扫描伏安法、常规脉冲伏安法和恒电位电解法等电化学手段, 详细研究了利培酮在pH 7.07～10.32 B-R缓冲溶液和0.2 mol•L^－1 NaOH溶液中的电化学行为. 研究表明: 在pH 7.07～10.07 B-R缓冲溶液中, 利培酮产生的P₁波为催化氢波. 在pH＝10.32 B-R缓冲溶液中, 利培酮可以产生P₂和P₃两个波. 其中, P₂波为不可逆的单电子还原波, P₃波可以分裂成两个波P_3a和P_3b. P_3a波为P₂波的进一步单电子还原, 而P_3b波则属于催化氢波. 在0.2 mol•L^－1 NaOH溶液中, 利培酮产生的P₄波是一个两电子的不可逆还原波. 另外, 根据P₁波的一阶导数峰电流与利培酮浓度在1.6×10^－5～2.0×10^－6 mol•L^－1 (r＝0.9950)间的线性关系, 建立了利培酮片剂中利培酮含量的测定新方法. 新方法的检出限为1.0×10^－6 mol•L^－1, 回收率在105%～102%之间, 相对标准偏差为0.84%.     

3-芳基噻唑烷-4-酮-2-酰胺的合成及其抗肿瘤活性研究

合成了系列新的3-芳基噻唑烷-4-酮-2-酰胺衍生物,并测试了化合物抑制肿瘤细胞增殖活性.部分化合物对A-549和Hela肿瘤细胞有弱的细胞毒性,而对BGC-823没有抑制作用,表现出一定的选择性.其中,化合物7ad对A-549有较强的抑制活性(IC50=21.0μmol·L-1),与阳性对照顺铂的抑制活性(IC50=19.4μmol·L-1)相当.初步的构效关系表明化合物的立体结构可能对其抗肿瘤活性影响较大.