Broadband Light Harvesting and Unidirectional Electron Flow for Efficient Electron Accumulation for Hydrogen Generation

The efficiency of solar hydrogen evolution closely depends on the multiple electrons accumulation on the catalytic center for two‐electron‐involved water reduction. Herein, we report an effective approach to enable broadband light absorption and unidirectional electron flow for efficiently accumulating electrons at active sites for hydrogen evolution by rationally engineering the nanostructure of Pt nanoparticles (NPs), TiO₂, and SiO₂ support. In addition to Schottky‐junction‐driven electron transfer from TiO₂ to Pt, Pt NPs also produce hot electrons by recycling the scattered visible and near‐infrared (vis‐NIR) light of the support. Unidirectional electron flow to active sites is realized by tuning the components spatial distribution. These features collectively accumulate multiple electrons at catalytic Pt sites, thereby affording enhanced activity toward hydrogen evolution under simulated sunlight.     

1,2-二(苯并咪唑-2-基)乙醇的合成及其对Q235钢的缓蚀性能研究

通过DL－苹果酸与邻苯二胺以盐酸盐形式在乙二醇中发生缩合反应,合成了一种双苯并咪唑化合物二(2-苯并咪唑)乙醇(HbbImet),采用静态失重法、极化曲线法和电化学阻抗谱研究了HbbImet在0.5mol/L的盐酸溶液中对Q235钢的缓蚀性能,并探讨了缓蚀机理。结果表明,同一温度条件下HbbImet的缓蚀效率随其浓度的增加而增大,同一浓度条件下HbbImet的缓蚀效率温度的升高而减小。25℃下当HbbImet浓度为120mg/L时,其缓蚀效率可达92.23%,具有良好的缓蚀性能。HbbImet的添加显著增大了腐蚀反应的表观活化能,有效抑制了腐蚀反应的进行,是一种以控制阴极析氢过程为主的混合型缓蚀剂。     

离子选择性微电极用于原位测量离子扩散系数

扩散系数是描述物质扩散过程的重要参数,而用膜池法、放射性或荧光示踪法、分子动力学模拟等现有方法无法原位进行生物体系中离子扩散系数的实时测量。 本文利用离子选择性微电极响应迅速、高选择性、高灵敏度、高空间分辨率、对样品无污染等优势,通过分析单个植物细胞原生质体在培养液中破裂时所形成的离子浓度脉冲信号,建立了相应的点源扩散模型,推导出了描述离子浓度随时间变化的理论公式,并通过该公式对实验测得的脉冲信号进行拟合,得到了离子的扩散系数,从而建立了一种用离子选择性微电极原位测定离子扩散系数的新方法,并将其应用于芦荟细胞原生质体破裂时离子扩散系数的测定,得到了Ca²⁺、Na⁺和K⁺的扩散系数分别为(6.51±0.12)×10^-6、(2.93±0.15)×10^-5和(3.03±0.35)×10^-5 cm²/s。 对比发现,拟合得到的Ca²⁺、Na⁺和K⁺扩散系数均略高于已报道的数值(纯水中),这一现象的产生可能是因为原生质体是在低渗液中吸水膨胀,细胞膜内压力升高产生内外压力差,该压力差会加速细胞破裂时离子的扩散。 这一方法对生物体系无干扰,较好地解决了生物体系中离子扩散系数原位实时测量的难题。     

高光学质量氮化碳薄膜的制备和表征

氮化碳(graphitic carbon nitride,g-CN)作为一种非金属半导体材料已被广泛应用于多种能源相关领域研究中。目前由于制备高质量g-CN薄膜的困难,大大限制了其在实际器件上的应用。本文中,我们报道了一种可制备高光学质量gCN薄膜的方法:即由三聚氰胺先通过热聚合制备本体g-CN粉末,再由本体g-CN粉末经过气相沉积在ITO导电玻璃或钠钙玻璃基底上制备g-CN薄膜。扫描电子显微镜和原子力显微镜的测量结果表明在ITO玻璃基底上形成的g-CN薄膜形貌结构均一且致密,厚度约为300nm。扫描电镜能量色散能谱和X射线光电子能谱测量结果表明在ITO玻璃基底上制备的g-CN薄膜的化学组成与本体g-CN粉末的化学组成基本一致。同时,我们发现制备的g-CN薄膜和本体g-CN粉末一样在光照射下可以有效降解亚甲基蓝染料。此外,我们还测量了制备的g-CN薄膜的稳态吸收光谱、稳态荧光光谱、荧光寿命和价带谱,并运用吸收光谱和价带谱数据确定了其能带结构。     

某些分析化学实验教材中均相沉淀概念的误区

目前,均相沉淀法在大学分析化学实验中已很少采用。高锰酸钾间接滴定法测定钙含量是大学分析化学实验中的经典实验之一,历史上存在均相沉淀法和传统沉淀法2种不同的沉淀操作。虽然我国现有大学分析化学实验中已不采用均相沉淀法进行该实验,但在某些分析化学实验教材中,却存在概念混乱的现象,即把传统沉淀法称作均相沉淀法。对这种现象进行了探讨和总结。     

Sandwich教学法在物理化学教学中的应用——以化学势表达式的推导为例

以化学势表达式的推导为例,探究了Sandwich教学法在物理化学教学中的应用。详细介绍了Sandwich教学法实施过程中教师如何提出问题以呈现教学目标,学生如何通过自主学习与全班交流来探究与解决问题,以及最后又如何通过总结与反馈回归教学目标。通过以学生为主体的Sandwich教学过程的实施,学生对化学势概念、热力学基本方程及状态函数法等重要的物理化学基本概念、公式及方法有了更深入的理解和掌握。Sandwich教学方法相较于传统教学模式更能激发学生学习的主动性和积极性,从而提高学生学习物理化学的兴趣与效果。     

表面增强拉曼光谱法分析软饮料中的阿斯巴甜

应用超声技术辅助预处理,以纳米银为活性基底,在溶液pH 5.0、纳米银与阿斯巴甜(APM)混合比例1∶1、混合温度30℃、加热时间6 min的条件下,利用表面增强拉曼光谱(SERS)结合化学计量法对纯品及软饮料中APM进行定量检测。结果表明:APM在0.5～100 mg/L范围内线性关系较好,其中水标准溶液的相关系数为0.993 3,检出限(LOD)为0.41 mg/L,苏打水、雪碧、可乐、芬达等标准溶液的相关系数为0.974 7～0.984 8,加标平均回收率为88.4%～121%,相对标准偏差小于7%。运用SERS检测软饮料中APM具有分析速度快、无损、环境污染小等优点,适用于食品中阿斯巴甜的定量分析,为食品添加剂的进一步表征和检测建立了依据,显示了SERS技术在化学物质检测领域具有巨大潜力。     

柱前衍生毛细管电泳-电致化学发光法测定瓜瓤组织中的瓜氨酸含量

以甲醛和硼氢化钠为主要衍生反应试剂,对瓜氨酸分子中的α-氨基进行N-甲基化得到具有强电致化学发光信号的单一衍生产物。据此建立了一种用毛细管电泳-电致化学发光法(CE-ECL)高选择性测定瓜瓤组织中瓜氨酸含量的新方法。在优化的实验条件下,瓜氨酸的衍生物可在5 min内达到电泳分离,且瓜氨酸浓度在9.0～250μmol/L范围内时,其衍生物的电泳峰强度值与待测浓度间呈良好的线性关系(r~2=0.999 6),检出限(S/N=3)为3.2μmol/L。对同一标准样品平行进样6次,测得其电泳峰强度值和迁移时间值的相对标准偏差分别为2.6%和0.92%。此外,采用标准加入法对4种鲜瓜瓤组织中的瓜氨酸进行了定量测定,结果表明西瓜、甜瓜、籽瓜、哈密瓜的鲜瓜瓤组织中瓜氨酸的含量分别为2.75、0.95、1.26、1.19 mg/g,对实际样品的加标回收率为91.4%～106%。     

Effects of Ag Doping Content and Dispersion on the Photocatalytic and Antibacterial Properties in ZnO Nanoparticles

ZnO nanoparticles(NPs)with different contents of Ag dopants were obtained by one-step solvothermal method.The crystalline structures of the prepared composites were characterized by means of X-ray diffraction(XRD).The morphology and composition of the samples were studied by means of scanning transmission electron microscopy(TEM)5 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)and electron microscopy(SEM).Photoluminescence(PL)spectra have been used to investigate pure ZnO,Ag-ZnO and Ag-ZnO-PVP NPs to determine the effect of composition on PL properties.It was found that the Ag-ZnO samples showed stronger emissions than pure ZnO.The catalytic activity of samples was measured by the degradation rate of R6G,which exhibited that Ag-ZnO nanocomposite demonstrated enhanced photocatalytic activity compared to the pure ZnO NPs.The possible influence factors to the photocatalytic and antibacterial activities of the sample were explored,including Ag contents and dispersion.It was presented that the photocatalytic activity of Ag-ZnO-PVP was better than that of Ag-ZnO and it showed the highest photocatalytic activity with 7%of Ag content.The Ag-ZnO-PVP can kill the Escherichia coli(E.coli)cells.