Facile Route to Control over the Morphological Evolution of β-Ga_2O_3 from Nanowires to Nanoflags and to Nanosheets

We report the fabrication of β-Ga_2O_3 nanostructures on Au-coated(0001) sapphire substrate by chemical vapor deposition. The morphologies and structural properties of β-Ga_2O_3 nanostructures were characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and transmission electron microscopy. Different morphologies including nanowire, nanoflag and nanosheet were controllably synthesized by adjusting the important growth parameters of ambient source contents. It is suggested that the relative ratio of oxygen and gallium contents plays a significant role in determining the morphologies of β-Ga_2O_3 nanostructure.     

聚多巴胺修饰的纳米/亚微米二氧化钛纤维涂层高效固相微萃取邻苯二甲酸酯类化合物

采用电泳沉积与自聚合方法在镍钛（NiTi）合金表面组装聚多巴胺（PDA）修饰的纳米/亚微米二氧化钛（PDA@TiO2NPs）固相微萃取（SPME）纤维涂层。电泳沉积前,先将NiTi合金水热处理原位生成氧化钛和氧化镍复合纳米片（TiO2NiOCNFs@NiTi）,使涂层与NiTi合金牢固结合。将制备的PDA@TiO2NPs@TiO2NiOCNFs@NiTi纤维与高效液相色谱（HPLC）联用,用于富集、萃取和测定环境水样中的5种邻苯二甲酸酯（PAEs）类有机污染物,并考察了影响萃取效率的主要因素。在优化条件下,采用外标法对方法学参数进行评价。结果显示,5种PAEs在0.1 ~ 200 μg/L范围内呈良好的线性关系,相关系数（r）不小于0.998 9,检出限（LOD）和定量下限（LOQ）分别为0.013 ~ 0.055 μg/L和0.043 ~ 0.18 μg/L。单支纤维在日内和日间对50 μg/L PAEs标准溶液萃取测定的相对标准偏差（RSD）分别为5.4% ~ 6.8%和5.7% ~ 7.0%。该方法成功用于实际水样中痕量PAEs的测定,加标回收率为87.8% ~ 102%,RSD不大于8.2%。该方法灵敏度高、准确度好,适用于不同环境水样中痕量PAEs的高效分析测定。     

钒催化剂选择性氧化乳酸乙酯制丙酮酸乙酯

The structure and surface acidity of vanadium oxide supported on α-Al₂O₃、TiO₂、SiO₂ have been studied by XRD、IR、TPR and adsorption microcalorimetry. The catalytic performance of the catalysts for selective oxidation of ethyl lactate to ethyl pyruvate was determined in a continuous flow fix-bed reactor. The results showed that the dispersion of vanadium oxide on the supports weakened the V=O bond and actived the terminal oxygen, which increased the reaction activity. On the otherhand, The surface acidity is harmful to the selectivity of ethyl pyruvate. V/α-Al₂O₃ exhibited a lower conversion since its dispersion is low. The low selectivity on V/SiO₂ is due to its fairly strong surface acidity. Addition of K⁺ weakened the surface acidty and enhanced selectivity of V/SiO₂. V/TiO₂ exhibited the best activity and selectivity among the catalysts studied because of its weak surface activity. The conversion of ethyl lactate and selectivity to ethyl pyruvate are 97% and 81%, respectively, over the V/TiO₂ catalyst at 473K.     

基于NMF-PLS对含水量影响下土壤重金属含量反演模型研究

土壤中过高的重金属含量危害巨大,不仅造成了严重的环境污染,而且通过食物链进入人体对人体健康造成严重威胁,所以对重金属检测十分重要。X射线荧光光谱法具有检测时间短、无损检测、检测成本低等特点被广泛使用,然而检测的光谱数据因受到土壤含水量因素的严重干扰,导致直接对土壤重金属含量估算精度较低。以河北省保定市满城区土样为研究对象,对采集的土样进行除杂、过筛、烘干后加入一定量重金属溶液制备不同含水量不同重金属的样本进行检测。对实验中异常数据计算了马氏距离和进行NJW聚类予以剔除,分析了土壤含水量对土壤重金属光谱的影响,结果表明不同含水量间光谱重复性差,随着土壤含水量的增加光谱强度呈非线性降低。采用Savitzky-Golay卷积平滑去噪法和线性本底法对光谱进行预处理,以解决因环境、仪器本身带来的噪声和基线漂移等问题。然后针对于土壤含水量这一主要干扰,采用非负矩阵分解算法进行处理,并使用峰值信噪比这一评价模型确定端元数目,结果表明当端元数目增至10时峰值信噪比趋于稳定波动很小,非负矩阵分解处理后相同重金属含量不同含水量间光谱重复性好、相似性好,并计算了光谱间的相关系数进一步证明了光谱间的相似性。去除含水量对于光谱干扰后建立了偏最小二乘法预测模型,为了验证预测模型的精度,建立了未去除含水量的偏最小二乘法预测模型和使用外部参数正交化法去除含水量建立的偏最小二乘法预测模型,并使用评价参数决定系数(R2)、交叉验证均方根误差(RMSECV)、平均绝对误差(MAE)和相对分析误差(RPD)进行评价。验证结果表明,相比较未去除含水量建立的模型,使用非负矩阵分解去除含水量建立的偏最小二乘法模型R2和RPD分别提高了0.019 7和1.029 2,RMSECV和MAE分别降低了2.386 3和1.439 6;相对于外部参数正交化法建立的偏最小二乘法模型,R2和RPD分别提高了0.009 9和0.108 1,RMSECV和MAE分别降低了0.244 7和0.356 6,说明了经过非负矩阵分解去噪后建立的模型有效提高了预测的精度和鲁棒性。非负矩阵分解可以有效消除土壤含水量对光谱的影响,在此基础上建立的偏最小二乘法模型实现了土壤重金属含量的反演,为重金属定量检测提供了一定的技术支持。     

金纳米棒二聚体结构的Fano共振

等离激元金属纳米结构中的Fano共振,由于其在超灵敏传感、超材料、光开关和非线性光学器件等方面的潜在应用而引起了广泛的关注。但在单颗粒尺度下单个金属纳米二聚体结构的Fano共振的实验研究仍然很少。本研究基于单颗粒光谱技术从实验上探讨了二聚体结构产生的Fano共振现象。利用种子生长法制备了等离激元共振峰分别在1 060 nm和700 nm的一长一短金纳米棒,通过L-半胱氨酸分子的静电吸附自组装构建首尾相连的金纳米棒二聚体结构,在暗场显微系统中表征了金纳米棒二聚体耦合前后的散射光谱。结果表明,短金纳米棒的明偶极模式与长金纳米棒的暗四极模式间的相消干涉在660 nm处产生了明显的Fano共振谷,同时基于有限差分时域（FDTD）方法的理论模拟散射光谱与实验结果能够较好地符合。这种自组装金纳米棒二聚体在等离激元传感和探测等方面具有广阔的应用前景。