基于铁氰化钐修饰的玻碳电极研究鸟嘌呤和腺嘌呤的电化学行为及其含量的测定

利用电化学沉积法将铁氰化钐沉积在玻碳电极表面,形成铁氰化钐修饰电极,并利用循环伏安法研究了鸟嘌呤和腺嘌呤在该修饰电极上的电化学行为。相比裸玻碳电极,鸟嘌呤和腺嘌呤在修饰电极上的氧化峰电流增大,氧化峰电位降低,说明该修饰电极对鸟嘌呤和腺嘌呤的氧化具有良好的电催化能力。在优化条件下,两者的氧化峰电流与其浓度在5.0~70μmol·L-1范围内呈现线性关系,检出限(3S/N)均为1.0μmol·L-1。     

多壁碳纳米管修饰丝网印刷碳两阵列电极检测叶酸

以聚乙烯不干胶掩膜模板法结合手工丝网印刷技术制作了含有两个碳工作电极,一个大面积碳对极和一个厚膜Ag/AgCl参比电极的集成化碳两阵列电极系统。以多壁碳纳米管(MWCNTs)作为修饰材料,以叶酸作为模型分子,采用循环伏安和差示脉冲伏安法研究了叶酸在MWCNTs修饰碳阵列电极上的电化学行为。结果表明,铁氰化钾在2个MWCNTs修饰碳电极上氧化峰电流相对平均偏差为1.8%,叶酸在修饰电极上发生了明显的催化作用,且氧化峰电流大大增强。在优化条件下,氧化峰电流与叶酸浓度在3.0~100μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为1.77μmol/L(S/N=3)。采用标准加入法,以市售叶酸片检测本方法的可靠性,回收率90.0%~108.7%。     

钯/碳纳米纤维复合材料修饰电极同时检测邻苯二酚和对苯二酚

利用电纺丝技术制得钯/碳纳米纤维复合材料(Pd/CNFs),并将其用于修饰玻碳电极Pd/CNF-GCE/CME.Pd/CNF-GCE/CME对邻苯二酚和对苯二酚的氧化还原反应具有较高的电催化活性,显著提高了二者电化学反应的可逆性.考察了支持电解质的酸度对邻苯二酚和对苯二酚电化学响应的影响,选用0.1 mol/L PBS(pH 8.0)作为支持电解质.用微分脉冲伏安(DPV)法对邻苯二酚和对苯二酚进行选择性检测:当混合溶液中存在50 μmol/L对苯二酚时,邻苯二酚的氧化峰电流与其浓度在1～90 μmol/L范围内呈线性关系,检出限为0.3 μmol/L(S/N=3);当存在50 μmol/L邻苯二酚时,对苯二酚的氧化峰电流与其浓度在2～100 μmol/L范围内呈线性关系,检出限为1.0 μmol/L.另外,此修饰电极具有较好的重现性和较强的抗干扰能力.将此修饰电极用于模拟水样中邻苯二酚和对苯二酚的测定,结果令人满意.     

检测硝基苯的类石墨氮化碳修饰电化学传感器研究

以三聚氰胺为原料,利用热缩聚法制备了类石墨氮化碳(g-C_3N_4),并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱等方法对其进行表征。然后将g-C_3N_4超声分散于Nafion溶液中,将所得悬浊液修饰到玻碳电极上,制备用于检测硝基苯的电化学传感器(g-C_3N_4/Nafion/GCE)。采用循环伏安法、方波伏安法研究了硝基苯在该电极上的电化学行为。在优化实验条件下,硝基苯在该电极上的方波伏安还原峰电流与其浓度在4.0×10~(-6)~6.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数(r)为0.999 8,检出限为4.0×10~(-7)mol/L。按照国家标准方法对实际水样进行检测,未检测出硝基苯。配制两个浓度水平硝基苯的模拟水样进行加标回收实验,其回收率分别为102.1%和99.9%。用气相色谱法做对照实验,结果表明本方法与气相色谱法的测定结果无显著性差异。     

介孔碳/纳米金修饰电极同时测定多巴胺、抗坏血酸和尿酸

采用溶胶法制备了介孔碳/纳米金复合材料,并利用透射电子显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪进行了表征。将合成的复合材料修饰于玻碳电极表面,用循环伏安法同时测定多巴胺(DA)、抗坏血酸(AA)和尿酸(UA)。在pH 7.2磷酸盐缓冲溶液中,DA、AA和UA的氧化峰得到了很好的分离;和裸电极比,介孔碳/纳米金修饰电极对DA、AA和UA具有良好的电催化作用,DA、AA和UA的氧化峰的峰电流强度分别增加1.7,2.0,12倍,3种物质的浓度分别在0.20~45.8,4.0~792.0,0.06~166.0μmol·L-1范围内与其峰电流强度呈线性关系,检出限(3S/N)分别为0.075,7.5,0.021μmol·L-1。     

槲皮素在氧化锆/石墨烯修饰玻碳电极上的电化学行为及检测

采用电沉积技术制备了氧化锆/石墨烯修饰的玻碳电极。利用循环伏安法研究了扫描速率和p H对槲皮素电化学行为的影响,结果表明,槲皮素在该修饰电极上的电极反应是扩散控制过程。采用示差脉冲伏安法测定槲皮素:在0.1 mol/L的磷酸盐缓冲溶液中(p H 7.0)槲皮素的氧化峰电流与其浓度在8.0×10-6~2.4×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,线性方程为ip(μA)=-0.1320c-6.1743,相关系数为-0.9913,检出限为2.0μmol/L(S/N=3)。修饰电极已用于实际样品的测定。     

CeO2纳米晶包裹碳纳米管修饰电极对特布他林的电催化测定

制备出CeO2纳米晶包裹碳纳米管修饰玻碳电极,并运用循环伏安法、交流阻抗谱探讨了该电极的电化学特性。研究了特布他林在该修饰电极上的直接电化学行为。实验结果表明,特布他林在该修饰电极上具有良好的电流响应,与裸玻碳电极相比在pH 7.0缓冲溶液中氧化峰电位负移314 mV。采用计时电流法测定特布他林,其氧化峰电流与浓度在5.0×10-7~1.0×10-4mol/L范围呈良好线性关系,线性方程为:Ip(μA)=4.952-0.04724c(μmol/L),线性相关系数为0.9920,检出限为5.0×10-8mol/L(信噪比为3)。该电极已用于特布他林片剂中特布他林的测定。     

单壁碳纳米管Nafion复合膜修饰玻碳电极用于示差脉冲伏安法测定多巴胺

将单壁碳纳米管(SWCNT′s)分散在5%(质量分数)的Nafion溶液中并滴涂在玻碳电极表面,红外灯烘干后,制得了SWCNT′s/Nafion修饰电极。采用循环伏安法研究了多巴胺在修饰电极上的电化学行为。结果表明,多巴胺在该修饰电极上出现了一对氧化还原峰,其氧化峰峰电位(Epa)为0.408 V(对Ag/AgCl电极,下同),还原峰峰电位(Epc)为0.335 V,且其峰电流与裸玻碳电极比较增大50倍。据此提出了用示差脉冲伏安法测定多巴胺的方法。多巴胺的浓度在120μmol.L-1以内与对应的氧化峰电流呈线性关系,检出限(3S/N)为0.2μmol.L-1。修饰电极用于多巴胺注射液中多巴胺的测定,测定值与标示值相符,加标回收率在96.2%～101.0%之间。     

电化学还原的氧化石墨烯修饰电极检测L-色氨酸

制备了氧化石墨烯修饰玻碳电极,并运用循环伏安法对氧化石墨烯进行了直接的电化学还原,研究了L-色氨酸在该电化学还原的氧化石墨烯修饰玻碳电极上的电化学行为。结果表明,L-色氨酸在该修饰电极上其氧化峰电流与裸玻碳电极相比增大了7.1倍,且峰电位负移80mV。利用差分脉冲伏安法,在pH=6.5的磷酸盐缓冲溶液中测定L-色氨酸,氧化峰电流与其浓度在0.4～65.0μmol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.998,方法检出限为0.2μmol/L。     

具有高电催化活性的g-C_3N_4-ZnS-DNA纳米复合材料的制备及应用（英文）

g-C_3N_4作为丰富的可见光光催化剂,具有独特的二维结构,优异的化学稳定性和可调的电子结构;但因其激子结合能高和结晶度较低,导致其光催化过程量子效率偏低,限制了光催化剂的推广应用.根据g-C_3N_4独特的可调电子结构,将其与半导体材料进行耦合,形成异质结构,通过调控半导体的能带结构,优化其光吸收能力,促进光生电子-空穴对的快速分离,从而抑制光生载流子的复合,提高其光催化效率.目前,人们已发展了许多g-C_3N_4与窄禁带和宽禁带半导体耦合形成的二元纳米复合材料,广泛应用于光催化降解污染物、光催化水解产氢和光催化还原将温室气体CO_2转换成有用的碳氢燃料等方面,但关于g-C_3N_4基的三元复合光催化剂,尤其与天然纳米材料DNA复合,研究其电催化性能的却鲜有报道.近年来,随着环境污染日益严重,被称为环境激素的五氯酚(PCP)、壬基酚(NP)等一系列环境激素在水体和土壤等环境介质中长期残留,难以降解,且容易聚集在生物体内,通过空气循环和食物链等方式进入人体,对环境和人体产生极大的危害,所以越来越多的人致力于环境激素的高效筛选和检测的研究.常规的分析方法已经很难满足人们对环境激素的高灵敏检测的要求,而电化学方法因其操作简单、成本低廉、选择性好、灵敏度高、样品前处理简单等特点而备受关注.本文成功设计和制备了g-C_3N_4-ZnS-DNA三元纳米复合材料.首先,采用水热法制备了ZnS半导体纳米片,采用热解法制备了g-C_3N_4纳米片,接着将它们与DNA复合,成功制备了g-C_3N_4-ZnS-DNA纳米复合材料,通过苯胺聚合法修饰到玻碳电极表面,成功构建了NP和PCP环境激素新型的电化学传感器.通过透射电镜、X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱和X射线光电子能谱等对其形貌、结构及组分进行了表征.采用CHI660C仪器对新型的电化学传感器的电催化性能进行了系统研究.通过循环伏安法(CV)和示差脉冲伏安法(DPV)研究了NP和PCP在g-C_3N_4-ZnS-DNA-GCE修饰电极的上的电化学行为.电化学阻抗谱表明,g-C_3N_4-ZnS-DNA纳米复合材料大大促进了修饰电极的电子传递能力,与g-C_3N_4膜相比,ZnS和DNA共掺杂的g-C_3N_4膜对NP和PCP的电化学响应明显提高,峰电流是g-C_3N_4膜的2倍,电催化活性明显增强.在最优化条件下,NP和PCP检测的线性范围分别为2.0×10~(-5)-1.0×10~(-8)和1.0×10~(-5)-1.0×10~(-8)mol L~(-1),检出限均为3.3×10~(-9)mol L~(-1).将g-C_3N_4-ZnS-DNA-GCE修饰电极用于湖水中NP和PCP的测定,其回收率均高于90%,证明g-C_3N_4-ZnS-DNA纳米复合材料修饰电极可应用实际水样中痕量环境激素的测定.同时,我们分析了电催化活性增强的原因:(1)DNA分子通过C-O-C键连接到g-C_3N_4表面,导致ZnS纳米片组装成线性超结构,形成稳定的g-C_3N_4-ZnS-DNA纳米复合材料;(2)由于DNA和PCP或NP之间的相互作用使得电极表面上的PCP和NP的浓度增加;(3)纳米复合材料聚苯胺膜可促进电子转移和加速PCP或NP向电极表面的扩散;并提出了Z型g-C_3N_4-ZnS-DNA纳米复合材料的电子转移路径,以及PCP和NP的可能的电催化氧化机理.     

碳纳米管含量对炭炭复合材料组织及力学性能的影响

炭纤维上原位合成了均匀生长且具有伸张形貌的碳纳米管,借助化学气相渗透制备了碳纳米管增强的炭炭复合材料,研究了不同含量的碳纳米管对炭炭复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：炭纤维上生长碳纳米管改变了热解炭的沉积行为,诱导了各向同性热解炭的生成,且随着碳纳米管含量的增加,各向同性热解炭的厚度增加,但是复合材料的d002值却明显降低。微量的碳纳米管即可显著提高复合材料的力学强度,随着其含量的增加,复合材料的力学强度和模量迅速提高,但材料的断裂行为却急剧恶化,断裂模式由最初的假塑性断裂转变为脆性断裂。     

Adsorption of Carbon Dioxide on Activated Carbon

The adsorption of CO2 on a raw activated carbon A and three modified activated carbon samples B, C, and D at temperatures ranging from 303 to 333 K and the thermodynamics of adsorption have been investigated using a vacuum adsorption apparatus in order to obtain more information about the effect of CO2 on removal of organic sulfur-containing compounds in industrial gases. The active ingredients impregnated in the carbon samples show significant influence on the adsorption for CO2 and its volumes adsorbed on modified carbon samples B, C, and D are all larger than that on the raw carbon sample A. On the other hand, the physical parameters such as surface area, pore volume, and micropore volume of carbon samples show no influence on the adsorbed amount of CO2. The Dubinin-Radushkevich (D-R) equation was the best model for fitting the adsorption data on carbon samples A and B, while the Preundlich equation was the best fit for the adsorption on carbon samples C and D. The isosteric heats of adsorption on carbon samples A, B, C, and D derived from the adsorption isotherms using the Clapeyron equation decreased slightly increasing surface loading. The heat of adsorption lay between 10.5 and 28.4 kJ/mol, with the carbon sample D having the highest value at all surface coverages that were studied. The observed entropy change associated with the adsorption for the carbon samples A, B, and C (above the surface coverage of 7 ml/g) was lower than the theoretical value for mobile adsorption. However, it was higher than the theoretical value for mobile adsorption but lower than the theoretical value for localized adsorption for carbon sample D.     

广州大气细粒子中有机碳、元素碳和水溶性有机碳的分布特征

在广州市中山大学采样点进行了为期1年的大气细粒子(PM2.5)采样,监测分析得到PM2.5及有机碳(OC)、元素碳(EC)和水溶性有机碳(WSOC)等组分的质量浓度,并进行了比较和评价分析。结果表明广州市细粒子碳污染较严重。对OC、EC和WSOC质量浓度的月变化和季节变化特征进行了讨论,并分析了原因。OC、EC浓度相关性好,表明OC、EC来源大部分相同。根据OC/EC比值,估算二次有机碳(SOC)量,结果是SOC占OC的1/3。讨论了SOC和SOC/OC比值的季节分布,结果证明SOC夏季生成比冬季多。     

碳/碳复合材料碳源化合物乙苯热裂解机理的热力学研究

主要采用Gaussian 03程序中的密度泛函理论(DFT),在UB3LYP/6-31G*水平上对碳材料用碳源化合物乙苯的初期热裂解反应机理进行了研究.对反应物和产物的结构进行了能量梯度法全优化,计算了不同温度下(298～1573 K)的热力学参数.结果表明:在298～1573 K下,热力学首先支持生成甲苯自由基和甲基自由基的反应为主反应路径.低温下,生成苯乙基自由基(α位脱氢)的反应比例大于生成苯基自由基的反应,而高温下(823 K),生成苯基自由基的反应比例大于苯乙基自由基(α位脱氢)的反应.     

Carbon Whisker Membrane

We report a recent developed membrane called carbon whisker membrane (CWM). The CWMs consist of a tubular ceramic membrane covered by a layer of carbon film and carbon whiskers formed on the surface of the carbon film. Hydrocarbons such as methane and a modified chemical vapor deposition apparatus were employed for fabricating uniformed CWMs. Because of the unique feature of the CWMs, the filtration performance of the CWMs was investigated and it was found that the CWMs possess a function of anti-attachment of particles and/or biomaterials on the membranes so that the permeate flux and the cleaning process of the membrane can be improved.     

超级电容器用含氮碳与含氮碳/炭气凝胶复合电极材料的制备和性能研究

采用原位聚合法合成聚苯胺(PAIN)及聚苯胺/炭气凝胶(PAIN/CA)复合材料,经过高温裂解制备含氮碳(NC)及含氮碳/炭气凝胶复合材料(NC/CA),再以KOH为活化剂对其进行活化,制备活化含氮碳(ANC)及活化含氮碳/炭气凝胶复合材料(ANC/CA)。采用扫描电镜、循环伏安、恒流充放电以及电化学阻抗等方法进行性能测试,结果表明,由于KOH的活化作用,含氮碳材料的粒径明显变小,其比电容值为138 F/g,高于未活化含氮碳材料(98 F/g),ANC/AC3复合材料电极的比电容值比ACA电极(88 F/g)高,达到127 F/g。     

氮化钴电催化还原二氧化碳为一氧化碳

电催化还原二氧化碳是一种潜在的解决全球变暖的途径,但是仍有许多挑战. 本文报道了使用氮化钴在水溶液中电催化还原二氧化碳为一氧化碳. 通过对比不同煅烧温度及气氛合成的催化剂表明氮掺杂对催化活性的提高至关重要. 其中700-Co_5.47N/C展现了最高的催化活性,在较低的电势-0.7 V(vs. RHE)下,一氧化碳的电流密度达到9.78 mA·cm^-2. 另外,通过改变电解电压,CO/H₂ 的比例能在1:3到3:2之间调节. 91 mV·dec^-1的Tafel 斜率表明形成表面吸附的CO₂^·-中间体是CO₂表面还原的决速步骤,而氮化策略可以增加表面碱性位点的数量,从而稳定还原的中间体,提高反应效率和产物选择性.     

Carbon Nanotube@N‐Doped Mesoporous Carbon Composite Material for Supercapacitor Electrodes

Here, carbon nanotube@N‐doped mesoporous carbon (CNT@N‐PC) composites were synthesized by using resorcinol‐formaldehyde resin as carbon source, ionic liquids (ILs) as template, and nitrogen sources and tetraethyl orthosilicate (TEOS) as assistant agent. The use of ILs‐modified CNT with nitrogen and TEOS facilitated the generation of a richer mesoporous structure. The obtained CNT@N‐PC was composed of a CNT core and mesoporous carbon particles around it. CNT@N‐PC showed a 3D network structure like “dewy cobwebs” and had a high surface area of 857 m² g^?1, uniform pore size distribution (3.0 nm), and suitable N content (4.9 at.%). When used as supercapacitor electrode, the CNT@N‐PC exhibited a high specific capacitance (244 F g^?1 at 1 A g^?1), good rate capability and favorable capacitance retention (92.5 % capacitive retention after 5000 cycles), demonstrating the potential for application in high‐performance supercapacitors.     

活性炭上化学气相沉积法生长纳米碳纤维

利用流化床技术,以天然气为碳源,负载于活性炭上的纳米镍粒子为催化剂,在750 ℃下采用化学气相沉积法制备了气相生长纳米碳纤维(VGCNFs)/活性炭(AC)复合物。通过对样品进行XRD、激光拉曼光谱、扫描电镜和氮吸附检测,发现VGCNFs生长在活性炭的各个侧面上,以顶部生长模式为主,纤维的直径在40～120 nm之间,由于粗糙的纤维表面和石墨片层的翘曲而缺陷较多。VGCNFs/AC复合物与原料活性炭相比,BET比表面积从2 367 m²·g^-1降到了1 474