TS-2微球的形成机理、后处理修饰和催化应用

钛硅分子筛材料是一种优异的选择性氧化反应催化剂,能在温和的条件下活化双氧水,并且只副产水,构建了一系列绿色高效的催化反应体系,已成功地应用于环己酮氨肟化、丙烯环氧化等工业过程.但是,工业上使用的钛硅分子筛通常需要经过成型,这避不可免地引入惰性的粘结剂甚至会造成堵孔,导致催化剂的活性降低.因此,直接合成具有微米尺度的钛硅分子筛材料有望解决上述问题.本文通过控制晶化条件直接水热合成了一种由初级粒子经晶间交叉生长堆积成的TS-2微球,详细考察反应条件,包括季铵盐模板剂的用量、H2O/Si比、醇的存在与否和晶化温度等的影响,发现反应体系保持高的碱度、静态晶化以及体系无醇是TS-2微球形成的关键因素.进一步地对TS-2晶化过程进行详细跟踪考察,发现常规TS-2纳米颗粒与TS-2微球在晶化初期均会形成无定形微球.随着晶化的进行,无定形相晶化成为TS-2纳米晶粒,是一级粒子,相互堆积形成次级粒子.较高的碱度使得TS-2微球的一级粒子以交叉生长的方式堆积,从而保证微球形貌在整个晶化过程中得以保持;而TS-2纳米颗粒中初级粒子以平行的方式堆积,无法保持初始的微球形貌,最终形成纳米尺度的聚集体.扫描电镜和透射电镜照片均证实了TS-2微球中初级粒子成交叉生长的方式堆积.TS-2微球催化剂经模板剂、氯化铵和哌啶组成的混合溶液水热处理,发生了溶解-再晶化过程,外比表面积从148增至176 m2 g-1,介孔孔容从0.16 cm3 g-1升至0.24 cm3 g-1;成功引入介孔的同时,仍能保持TS-2微球形貌以及Ti活性中心的四配位状态.经哌啶混合溶液处理后得到的MS-TS-2-PI在环己酮肟化反应中表现出优于MS-TS-2微球的催化性能,环己酮转化率从18.6%升至91.4%,环己酮肟选择性从86.6%升至97%.再经Na+离子交换可以消除骨架中的Si-OH,增强了骨架的疏水性,进一步地提高了其在环己酮肟化反应中的催化性能;环己酮转化率和环己酮肟选择性均>99%.在环己酮肟化连续反应中,TS-2微球表现出稳定的催化性能,使用寿命达到90 h,与工业TS-1催化剂相当,是一种具有工业前景的催化剂.     

Ti-MOR钛硅分子筛催化甲乙酮氨氧化反应性能

以TiCl4蒸气处理深度脱铝的丝光沸石,采用气固相同晶置换制备了含钛丝光沸石(Ti-MOR),并以H2O2作为氧化剂,考察了釜式反应器中Ti-MOR催化甲乙酮(MEK)与氨的液相氨氧化反应合成甲乙酮肟(MEKO)的性能,进而在连续淤浆床反应器中评价了Ti-MOR的稳定性和选择性.结果表明,在优化的反应条件下,Ti-MOR催化剂上MEK连续氨氧化反应的转化率和MEKO选择性分别达到95%和99%以上,优于传统的钛硅分子筛TS-1;同时,MEK转化率、MEKO选择性、催化剂耐积炭性以及稳定性等指标接近结构重排改性的Ti-MWW催化剂.     

高掺镁铌酸钾晶体的主折射率及其温度系数的测量

本文报道掺5mol%MgO的铌酸锂(liNbO_3)晶体的主折射率n_o、n_o及其温度系数.用自准直法在0.5398μm、0.6328μm、1.0795μm和1.3414μm波长上,并在20℃～160℃温度范周内,测量了该晶体的主折射率,并获得在这些波长上的折射率温度系数.修正的Sellmeier方程的常数也在20℃～160℃温度内推算出.用此结果计算室温的二次谐波I类临界相位匹配角与实验值符合得很好,又计算二次谐波的非临界相位匹配温度,其结果也与实验值较符合.     

冲击波测试系统低频特性与补偿方法研究

为提高冲击波超压峰值的测量精度,多数学者把重点集中在系统高频特性研究上,以拓宽带宽的方式提高峰值测试的准确性。冲击波另外两个主要参数正压作用时间、比冲量却和测试系统的低频特性息息相关。针对实爆中出现的不同传感器正压作用时间差异较大的问题,对冲击波信号进行了边际谱分析,获得了信号的低频特性。建立了一阶参数模型来表征低频特性,通过激波管试验数据获取了7种系统的低频模型参数。采用零极点配置法设计了低频补偿模型。结果表明:冲击波测试系统低频特性严重影响冲击波信号正压作用时间测试准确性,基于低频特性补偿的数据处理方法可以有效的提高冲击波信号正压作用时间、比冲量地测试精度。     

新型Ti/TiOxHy/Sb-SnO2电极上苯胺电化学氧化反应

苯胺是一种重要的化工原料,广泛应用于印染、制药、造纸、橡胶等领域.随着化工行业的迅速发展,苯胺的需求量越来越大.然而,苯胺毒性高,大量使用势必造成水体中苯胺浓度的升高,给人类健康及生态环境造成危害.因此,急需一种高效、洁净、经济的方法处理含苯胺废水.电化学氧化法比较新颖,相比传统废水处理方法,它具有高效、简单、清洁等优点,因此被应用于很多废水处理当中,但过多的能耗限制了其进一步广泛应用.阳极作为电化学氧化技术的核心部件,直接影响到电化学氧化反应性能.因此开发出一种高效、经济的阳极材料很有必要.此外,对苯胺降解条件的优化也同样重要.关于苯胺电化学氧化,已有的研究包括Pt电极、PbO2电极和石墨电极等阳极材料.比较而言, Ti/Sb-SnO2电极具有制备工艺简单,析氧过电位较高,材料廉价和电催化性能较强等优点.然而,它的稳定性仍有待提高.因此本文制备了一种高稳定性的Ti/TiOxHy/Sb-SnO2电极,并用于处理苯胺废水.较为系统地研究了电流密度、苯胺初始浓度、pH、NaCl投加量及反应器类型对苯胺电催化氧化性能的影响,同时采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电化学测试对该电极进行了表征,并应用紫外-可见光谱、化学需氧量、电流效率及能耗对不同参数进行评定和优化. SEM及XRD结果表明, Ti/TiOxHy/Sb-SnO2电极涂层覆盖比较完全、紧实,未出现裂缝的发生,因而有利于提高电极稳定性.循环伏安测试结果表明,此电极具备较高的析氧过电位(2.0 V vs Ag/AgCl)及电化学孔隙度(76.31%),因此有利于电极催化性能的提高.苯胺电化学氧化实验结果发现,该反应符合准一级动力学模型,且高电流密度、酸性环境、适当NaCl投加量(0.2 wt%)更有利于苯胺的降解.另外, Ti/TiOxHy/Sb-SnO2电极在三维反应器中对苯胺的处理效果要远远好于在二维反应器中.可以看出, Ti/TiOxHy/Sb-SnO2电极具有较好的处理苯胺性能,可为苯胺废水处理的应用提供了一定的理论指导.     

粗粒化自由能模拟研究ABC输出蛋白质构象态转变

本文应用了粗粒化分子动力学方法模拟计算了ATP结合盒式输出蛋白沿其构象转变途径反应坐标的平均力势,这个反应坐标被定义为内门和外门质量中心距离之差. 计算得到的平均力势能很好地描述不同的向内构象态、向外构象态和阻塞构象状态,以及它们之间的转变. 粗粒化分子动力学自由能模拟显示,在向内构象态到向外构象态转变过程中,内门在外门打开之前先行关闭;反之,在向外构象态到向内构象态转变过程中,外门在内门大开之前先行关闭. 因此,在向内构象态和向外构象态两种转变过程中,都经过了阻塞构象状态. 模拟结果揭示了ATP结合盒式输出蛋白的传输单向性,这种特性在生命体系功能实现中具有十分重要的意义. 这些结果与先前晶体结构实验［Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104,19005 (2007)］发现有根本的不同,这些实验结果显示了内外门同时打开的不合理结果. 本文通过计算模拟阐明了ABC输出蛋白构象态变化的分子机理.     

基于电流传输器的网格多涡卷混沌吸引子在混合图像加密中的研究

该文提出了一种新的基于第二代电流传输器（CCII）的网格多涡卷混沌吸引子产生器,用于物理混沌加密和高级加密标准（AES）加密的混合图像加密算法．因CCII比普通运放有更好的频率特性和更大的动态范围,能产生频率更高,动力学特性更复杂的多涡卷物理混沌信号．基于CCII的多涡卷物理混沌加密和AES加密的混合加密系统。不存在确定的明文密文映射关系,密文统计特性也应优于其他加密系统．基于该算法研究了混合加密和单级加密的抗统计分析能力,以及涡卷数目不同的混沌信号在该算法中应用时密文统计特性的不同．完成了基于CCII的混沌电路设计与硬件实现,对加密系统进行了数值仿真,仿真结果与理论分析一致,同时表明涡卷数目越多的混沌系统其加密产生的密文相关性越弱．     

一个具有完全四翼形式的四维混沌

本文通过引进一个非线性状态反馈控制器, 提出了一个新的四维混沌系统, 该混沌吸引子能在任何方向上都表现出四翼形式. 由于存在一个大的正李雅普诺夫指数, 混沌系统具有一些非常有趣和复杂的动力学行为. 对系统的一些基本动力学特性进行了数值模拟和理论分析, 如平衡点、耗散性、Poincaré映射、频谱、时域谱和混沌行为等. 通过对Lyapunov指数谱和分岔图的分析, 进一步研究了混沌行为的系统参数敏感性. 最后, 设计了一个实现四翼混沌系统的振荡电路, EWB观察结果与数值模拟结果具有良好的一致性.     

关节滑液的傅里叶变换红外光谱分析

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术分别对骨关节炎和健康动物关节的关节滑液进行了光谱研究。研究发现,骨关节炎关节滑液的3 870~2 600cm~(-1)谱带较健康组(3 700~2 600cm~(-1))变宽,吸光度增强;同时(1 200~960cm~(-1))/1 647cm~(-1)的峰面积比明显大于健康组。具体应归因于骨关节炎期间关节滑液内成分发生变化,最明显的则是蛋白多糖及透明质酸含量增多;同时,关节滑液内分子间产生氢键效应。这一研究在骨关节炎的临床诊断中有着重要的应用前景,同时也对骨关节炎的早期诊断有重要意义。     

电催化二氧化碳还原的铜基催化剂设计与反应机理研究进展

利用电催化技术和阴极区的还原反应将CO₂转化为高能化学品是解决温室效应和实现人工碳循环的有效途径。与其它金属催化剂相比,Cu基催化剂因其能生成多碳产物而备受关注,但其缺点是对产物的选择性差。因此,近年来,研究者致力于探究Cu基催化剂在反应过程中的C-C偶联机制及影响因素,并对Cu基催化剂进行针对性的结构设计和实验合成。本文总结了Cu基电极上电催化CO₂还原反应(CO₂RR)的基本原理,分析了影响电催化CO₂RR的关键因素(电催化反应器、pH值、压力和温度、CO₂的流速与浓度),综述了针对Cu基催化剂改性的相关策略(合金化、纳米结构改性、杂原子掺杂、亲/疏水性、单原子催化剂)的研究进展,最后,展望了电催化CO₂RR的Cu基催化剂领域的机遇与挑战,以期为今后开展相关研究提供有益参考。