稀土元素发光特性及其应用

近年来 ,稀土元素及其化合物已成为现代尖端科技领域不可缺少的特殊材料 ,本文就其发光特性和应用作一介绍     

不同方法制备的CeO2-ZrO2体系结构研究

采用不同方法制备了几种CeO2-ZrO2二元氧化物体系,并用XRD、BET、XPS等技术研究了各个体系中氧化铈与氧化锆的存在状态.结果表明以773K焙烧过的氧化锆为载体,浸渍Ce(NO3)3溶液制得的CeO2/ZrO2体系中,氧化铈单层分散于氧化锆的表面,分散阈值约为0.03gCeO2/gZrO2.以水合氧化锆为载体,浸渍Ce(NO3)3溶液制得CeO2-ZrO2固溶体,但用此法制备的固溶体样品与用共沉淀法制备的样品不同.共沉淀法得到的是均一固溶体,浸渍法得到的是富锆固溶体和富铈固溶体的混合物;而且浸渍法制备的样品表面Ce/Zr原子比高,热稳定性好.     

Doping silver nanoparticles in AOT lyotropic lamellar phases

The organic lyotropic liquid crystal with long-range structural order is used as template to assemble inorganic/organic hybrid by doping pre-fabricated Ag nanoparticles. The lamellar hybrid with both hydrophilic and hydrophobic particles doped simultaneously is realized for the first time. The change of template structure after doping and the stability origin of dual-doped system are characterized by small angle X-ray scattering and polarized optical microscopy. Results show that the interaction and space matching between surfactant bilayers and doped particles are key factors to obtain stable hybrid.     

基态UC2分子的结构和势能函数

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法和相对论有效原子实势理论模型(RECP),对UC2分子可能的结构进行优化计算,得到UC2分子稳定构型为角形C-U-C(C2v);由微观可逆性原理,判断了UC2分子的离解极限;并且导出了基态UC2分子(X 5B1)的多体项展式势能函数,其势能面等值图展现了C-U-C(C2v)稳定结构;根据势能面等值图,讨论了C+UC(X 3П)反应和U+C2(X 1∑+g)反应的势能面静态特征.     

液态低沸点气体的表面张力

利用双毛细管法测定了液氮沸点温度下液氮的表面张力。用非线性方程γ=γ0(1-T/TC)n描述了液态N2、O2、Ar、Xe、H2、Ne、He、F2和Kr的表面张力与温度的关系,并采用一元线性回归的方法拟合了上述各流体的参数γ0和n,准确度高于文献值,说明方程能正确表达表面张力与温度的关系。这些数据有利于对上述低沸点气体进行准确的热力学计算。     

锆氢化反应热力学函数的计算

用B3LYP/SDD密度泛函方法计算了ZrH的微观性质,气态ZrH(D,T)的能量(E),熵(S)以及 Zr与氢同位素气体反应的热力学函数.在ZrH(s)、ZrD(s)和ZrT(s)的E和S的计算中,近似以分 子总能量中的振动能Ev代替固态能量,以电子和振动熵SEv代替固态熵.在这种近似下,计算了 不同温度下Zr与H2、D2、T2反应的ΔH、ΔG、ΔS及氢化反应平衡压力,导出了与温度 的依赖关系.计算结果表明,ZrH(s)的生成热为161.34 kJ穖ol-1,与实验值(173.5 kJ穖ol -1)接近,表明这种近似处理方法是合理的,可以用于研究贮氢材料氢化反应的热力学.     

二氧化钚分子的多体展式势能函数

从导出基态PuO2分子的电子状态X5Σ g正确地判断其离解极限出发,采用MP2方法,应用相对论有效原子实模型(RECP)优化出PuO2(X5Σ g)分子稳定构型为线性OPuO(D∞h),其平衡核间距Re=0.18004nm.同时也计算出振动频率,并优化出存在亚稳态的Pu-O-O(C∞v)构型.使用多体项展式理论方法,导出了基态PuO2分子的分析势能函数.该势能表面准确地再现了O-Pu-O(D∞h)平衡结构和亚稳态的Pu-O-O(C∞v)构型.然后根据势能函数等值图讨论了O(3Pg) PuO反应的势能面静态特征.     

Fura-2探针对希土Y3+跨PC12细胞膜行为研究

使用AR-MIC-CM阳离子测定系统,发展Fura-2荧光测定技术,将其应用于测定细胞内游离希土离子Y³⁺,并以此研究了Y³⁺跨PC12细胞(大鼠嗜铬细胞瘤细胞)膜的行为。结果表明：在模拟细胞内各离子组分,pH=7.05的溶液中,测得表观解离常数为4.5p mol·L^-1。对于PC12细胞,静息条件下Y³⁺不能跨越细胞膜进入胞内。与钙离子通道相关的KCl和去甲肾上腺素均不能刺激希土Y³⁺过膜。用Ouabain(哇巴因)使胞内Na⁺超载后,Y³⁺可过膜进入细胞内,且过膜量与胞外Y³⁺浓度和胞内Na⁺超载程度有一定的浓度依赖关系,提示Y³⁺可以经由Na⁺/Y³⁺交换机制过膜而进入细胞内。     

人工智能助力当代化学研究

以机器学习为代表的人工智能在当代的科学研究中正在发挥越来越重要的作用.不同于传统的计算机程序,机器学习人工智能可以通过对大量数据的反复分析和自身模型的优化,即“学习”过程,从而在大量的数据中寻找客观事物的相互联系,形成具有更好预测和决策能力的新模型,做出合理的判断.化学研究的特点恰恰是机器学习人工智能的强项.化学研究经常要面对十分复杂的物质体系和实验过程,从而很难通过化学物理原理进行精准的分析和判断.人工智能可以挖掘化学实验中产生的海量实验数据的相关性,帮助化学家做出合理分析预测,大大加速化学研发过程.本文介绍了当代人工智能方法及用其解决化学问题基本原理,并通过具体案例展示了人工智能辅助解决不同化学研发问题的方法以及对应的机器学习算法.将人工智能运用在化学科学的尝试正处于蓬勃上升期,人工智能已经初步展示出对化学研究的强大助力,希望本文能帮助更多的国内的化学工作者了解和运用这一有力的工具.     

西南山地煤矿区耕地土壤-农作物重金属富集及健康风险评价

为了解西南某典型山地煤矿区周边农田土壤、农作物重金属的富集情况及对当地人群健康的影响程度,采集矿区周边农田土壤样品和对应的农作物样品,测定重金属Cr、Mn、Zn、As、Pb的含量。运用Nemero指数法、潜在风险指数法对土壤重金属的污染程度进行评价;采用靶标危害系数法(THQ)评价农作物重金属对人体的健康风险。结果显示,Cr、Mn、Zn、As、Pb分别是背景值的1.81、1.90、2.89、1.30、0.86倍,处于轻度污染级别,轻微危害程度。农作物重金属Cr、Pb和As含量的超标情况较严重,Zn的含量超标相对较小。各农作物富集的重金属对人体的健康风险大小为：高粱>玉米>白菜>葱>辣椒。农作物重金属对儿童健康的危害均达到了慢性中毒;对成人健康的影响,高粱处于慢性中毒,其它农作物重金属处于产生较大影响的危害程度。农作物重金属与土壤重金属的相关性分析表明,农作物重金属的含量与土壤重金属全量并无线性关系;各重金属在农作物中的转移能力不同;Pb,As在农作物中的转移能力较大,而Cr相对较小。鉴于矿区重金属的富集情况,应尽快采取修复治理措施,为保证当地人群健康,建议当地居民不再食用和种植富集重金属严重的高粱、玉米农作物。