具有高电催化活性的g-C3N4-ZnS-DNA纳米复合材料的制备及应用

g-C3N4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-C3N4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-C3N4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CO2转换成有用的碳氢燃料等方面,但关于g-C3N4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-C3N4-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-C3N4纳米片,接着将它们与DNA复合,成功制备了g-C3N4-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-C3N4-ZnS-DNA-GCE修饰电极的上的电化学行为.电化学阻抗谱表明,g-C3N4-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-C3N4膜相比,ZnS和DNA共掺杂的g-C3N4膜对NP和PCP的电化学响应明显提高,峰电流是g-C3N4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-C3N4-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-C3N4-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-C3N4表面,导致ZnS纳米片组装成线性超结构,形成稳定的g-C3N4-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-C3N4-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.     

近质子滴线核28S的β 延迟γ 衰变研究

在兰州重离子研究装置上,依托兰州放射性束流线,产生、分离和鉴别了同位旋第三分量TZ=?2的近质子滴线核28 S,并通过使用包括双面硅条探测器和高纯锗探测器在内的探测阵列,开展了28 S的β延迟γ衰变测量.实验准确测量了28 S衰变中的5条β延迟γ射线,得到了子核28 P相应能级的能量.首次提取出了β衰变布居到28P低激...     

电容层析成像

介绍了作者在电容ＣＴ重建算法、测量装置方面所进行的工作，并较为详细地介绍一种基于网络理论的新算法，这种算法是将介质分布映射为一个电容网络，网络中的电容值直接与介质分布有关。为了解决从测量电极所测得的电容计算网络内部电容这一逆问题，分析和利用了附加的网络结构约束。将测量过程等效为相应的四端网络，利用迭代方法进行求解，得到了较好的实验结果。     

2-吡啶甲醇和1,1,1-三羟甲基乙烷混合配体七核锰配合物的合成、晶体结构与磁性

四水合氯化锰、2-吡啶甲醇和1,1,1-三羟甲基乙烷在乙腈里反应合成出一个七核Mn簇合物[Mn₃^ⅡMn₄^Ⅲ(Cl)₆(hmp)₆(thme)₂]·H₂O·3CH₃CN(1·H₂O·3CH₃CN,hmpH为2-吡啶甲醇, thmeH3为三羟甲基乙烷),并对该化合物进行X射线衍射单晶结构分析、元素分析、红外光谱和磁性研究。1·H₂O·3CH₃CN属于单斜晶系I2/a空间群,配合物核骨架可看成由交替的Mn^Ⅱ和Mn^Ⅲ离子形成一个六边形,而这个六边形又围绕在1个Mn^Ⅲ离子的周围,这种结构类型的配合物以前并没有报道过。磁性研究表明,化合物1·H₂O中Mn^Ⅲ与Mn^Ⅱ或Mn^Ⅲ与Mn^Ⅲ离子之间总体是铁磁性耦合的,交流磁化率研究发现该化合物有弱的频率依赖现象。     

聚氨酯结构与径向分布的分子动力学模拟

采用分子动力学方法计算得到DHI-乙烯醇聚合体系统的结构和径向分布函数。讨论了系统结构和径向分布函数与温度和压力之间的关系。结果表明粘合系统的空间分布一般地随着温度和压力的增加而收窄,对增加聚氨酯系统的粘合性具有积极的意义。     

Stability of concentration-related self-interstitial atoms in fusion material tungsten

Based on the density functional theory, we calculated the structures of the two main possible self-interstitial atoms(SIAs) as well as the migration energy of tungsten(W) atoms. It was found that the difference of the 110 and 111 formation energies is 0.05–0.3 e V. Further analysis indicated that the stability of SIAs is closely related to the concentration of the defect. When the concentration of the point defect is high, 110 SIAs are more likely to exist, 111 SIAs are the opposite. In addition, the vacancy migration probability and self-recovery zones for these SIAs were researched by making a detailed comparison. The calculation provided a new viewpoint about the stability of point defects for selfinterstitial configurations and would benefit the understanding of the control mechanism of defect behavior for this novel fusion material.     

彩色漫射物体的压缩全息层析成像

漫射物体的压缩全息利用其非相干散射密度函数在统计意义上满足稀疏先验这一假设,可以从多幅散斑图案实现漫射物体的层析重建,避免了散斑和不同平面的散焦图像之间的串扰。将单波长照明条件拓展到红、绿、蓝三色波长,提出一种新的适用于彩色漫射物体的压缩全息层析成像方法,搭建多波长照明条件下漫射物体的层析成像模型,并通过解压缩推理方法有效地分离不同平面的三维非相干密度函数。数值模拟实验表明,所提方法可以在多幅二维彩色散斑图案中成功进行彩色层析漫射物体的压缩重建,有效地抑制了散斑效应以及不同平面的散焦图像之间的相互串扰。     

亲水纳米二氧化硅修饰丝网印刷碳糊电极的改进性能研究

研究了以铁氰化钾为电子传递剂,亲水纳米二氧化硅为固定化酶的载体与高分子成膜材料掺杂制作的生物敏感膜修饰丝网印刷碳糊电极葡萄糖生物传感器的改进特性,并从机理上分析了形成这种优化的原因。实验采用柠檬酸作为缓冲液,在高分子成膜材料、铁氰化钾、稳定剂、葡萄糖氧化酶中掺杂均相处理后的纳米二氧化硅制备生物敏感膜,并制成腔体,将其与未经过纳米二氧化硅掺杂制备的生物传感器进行对比实验。实验证明:用掺杂纳米二氧化硅制作的生物敏感膜修饰的丝网印刷碳糊电极与未修饰电极相比,灵敏度提高了2.6倍,线性检测范围为1.1~33.3 mmol/L,对测试范围内不同浓度的葡萄糖样本,相对标准偏差<5%,重现性和稳定性良好,具有较高的研究价值和应用前景。     

基于模拟酶-天然酶级联反应的双模式传感平台用于生物标志物的超灵敏检测

重要生物标志物例如碱性磷酸酶(ALP)的高灵敏度检测和准确分析对于疾病的早期检测和治疗至关重要.本工作合成了Cu基金属有机框架材料HKUST-1,探索了其类氧化酶性质.通过设计HKUST-1模拟酶与ALP天然酶的级联催化体系,构建了高灵敏度及高选择性的荧光/紫外双模式检测平台,用于生物标志物ALP及焦磷酸根离子(PPi)的检测.利用所设计的级联催化反应对信号的有效放大以及荧光和紫外双信号输出,对ALP的检测限分别低至0.0078和0.039nmol·L^-1.本工作首次开发了基于模拟酶-天然酶级联催化放大的双模式生物分析方法,实现了两种生物标志物的灵敏检测以及酶抑制剂的抑制效率评估,并将其应用到人血清样品中ALP的超灵敏分析,在临床诊断中具有巨大应用潜力.     

强关联效应下非磁性元素Ir掺杂的SmFeAsO电子结构理论研究

基于密度泛函理论, 采用广义梯度近似方法 (SGGA+U) 计算分析了SmOFeAs电子结构以及 Ir 掺杂对该体系晶体结构和电子结构的影响. 结果表明, 随着Ir的掺杂, SmOFeAs晶体结构中FeAs层与SmO层之间的耦合增强, 晶体内部所含的铁砷四面体随着Ir掺杂其畸变性程度逐步减小. Fe3d以及As4p杂化轨道对体系电子结构起主要影响作用. Ir掺杂所引入的电子使FeAs层的巡游电子增多、Fe3d轨道中的 d_z2轨道离域性增强. 当Ir掺杂量为20%时, 费米面处于电子态密度峰值附近, 费米面急剧变化使该体系的T_c值有所增高, 反映了体系费米能级移动与其超导电性的密切关联性. 计算的电子态密度与XPS所得价带谱实验结果一致, 进一步验证了采用SGGA+U方法其包含修正d轨道局域电子的库仑势, 使得计算结果与实验结果更加接近. 关键词： U')" href="#">GGA+U SmOFeAs 晶体结构 电子结构