微波消解-高分辨电感耦合等离子体质谱法(HR-ICP-MS)测定煤炭中35种痕量金属元素

高分辨电感耦合等离子体质谱可以区分干扰元素和目标元素微弱的质量数差别,能解决大多数多原子、氧化物干扰问题,在煤炭痕量元素分析领域受到关注,但煤炭样品中痕量金属元素尤其是稀土元素受到的质谱干扰挑战未被系统地报道。本文采用HNO3-HF混酸微波消解煤炭样品,优化了消解时间、赶酸、复溶等前处理条件,研究了煤炭中钒、铬、锰、钴、镍、铜、镓、锗、砷、铷、锶、钇、铌、钼、镉、锡、锑、铯、钡、镧、铈、镨、钕、钐、铕、镝、钆、铽、钬、铒、镥、铪、铊、铅、钍共35种痕量金属元素在低、中、高分辨率下的质谱干扰,采用高分辨率模式测定Ge、Nd、Eu、Gd、Ho、Er、Lu,采用中分辨率模式测定Ga,采用低分辨率模式测定其余元素,建立了高分辨电感耦合等离子体质谱测定煤炭中35种痕量金属元素的方法。在优化的实验条件下,各元素标准曲线线性相关系数均在0.9999以上,检出限为0.001~0.082 μg/g。选择煤炭标准样品（SARM 20）进行方法验证,测定结果的相对标准偏差为0.27%~6.27%,测定值与标准值基本一致,标准样品中无认证值的元素进行加标回收试验,加标回收率为85.8%~116.55%。选取俄罗斯其它烟煤、澳大利亚其它烟煤、蒙古炼焦煤、印度尼西亚褐煤、俄罗斯无烟煤、印度尼西亚其它烟煤6个代表性样品进行测试,分析了不同产地煤炭的痕量金属元素含量差异。Mn、Ba、Sr以及稀土元素在6种煤炭中存在显著性差异,可为煤炭原产地溯源分析奠定基础。     

便携式X射线荧光光谱法在化肥砷、隔、铅、铬、汞快速检测中的应用

为评估便携式X射线荧光光谱法(PXRF)对化肥中砷、隔、铅、铬、汞五种重金属含量测定的可靠性,使用PXRF法分别对4个模拟污染化肥样品,以及在全国11个省、直辖市或自治区抽样的103个化肥样品进行测定,与肥料检测国家标准(GB/T 23349-2020)中实验室分析方法的测定结果进行了比较。结果表明：PXRF法对模拟污染化肥样品中As、Cd、Pb元素测定的准确度在90% ~ 115%之内,相对标准偏差小于10%,对Cr的测定准确度在115% ~ 140%之间,相对标准偏差在3.99% ~ 15.83%之间,对Hg的测定准确度在70% ~139%之间,相对标准偏差在3.68% ~ 9.37%之间。PXRF法测定的结果与实验室分析法所确定的参考值有较好的相关性,R2 在0.8906 ~ 0.9816之间,PXRF法各元素的最低检出含量低于国家标准限值或与之相当。因此PXRF法能满足肥料中五种重金属含量的快速筛查要求,可作为辅助手段用于肥料重金属污染抽查,有效减少抽样量,提高抽样效率。     

改进化学课堂演示实验,培养学生能力

化学是一门以实验为基础的学科,中学化学教材体现了这一特征,安排了大量的课堂演示实验和一定数量的学生实验。按教材节数和必做演示实验数之比,初中约为1:2,高中约为1:1.5。     

葡萄糖和水混合溶液中多组份电解质溶液热力学I: HCl-NaCl-D-glucose-H2O体系(5-45℃)

本文在恒定葡萄糖质量百分数x=10%的条件下,应用电动势法测定无液体接界电池(A)和电池(B)的电动势: Pt,H2(1.013X10^5 Pa)|HCl(m),D-Glucose(x),H2O(1-x)|AgCl-Ag Pt,H2(1.013X10^5 Pa)|HCl(ｍA),NaCl(ｍA),D-Glucose(x),H2O(1-x)|AgCl-Ag (B) 根据电池(A)电动势确定混合液中的Ag-AgCl电极的标准电极电势,讨论了HCl的迁移性质;利用电池(B)的电动势确定了HCl在该体系中的活度系数γA,结果表明,在恒定总离子强度下,HCl的活度系数服从Harned 规则。在溶液组成恒定时,lgγA是温度倒数1/Τ的线性函数,进一步讨论了混合物中HCl的相对偏摩尔焓,计算了HCl的介质效应。     

苯并-12-冠-4磺酰氯接枝聚苯胺及其锂盐络合固体电解质的合成与性能研究

合成了侧链悬挂苯并-12-冠-4小环冠醚功能基的接枝聚苯胺,经锂盐络合和十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂,得到新型的电子-离子混合导体.用四探针法测得其室温电导率高达10-2S/cm.采用红外光谱分析化学结构,扫描电镜观察了表面形貌.X射线衍射分析证明此种混合导体为无定形态,有利于离子导电.热分析表明它有良好的热稳定性.     

罗丹明123荧光法测定阴离子表面活性剂

研究了罗丹明123(RDM123)与阴离子表面活性剂(AS)的荧光反应,建立了荧光光度法测定环境水中阴离子表面活性剂。在稀H2SO4溶液中,罗丹明123与阴离子表面活性剂形成黄色荧光缔合物,激发波长为500 nm,发射波长为538 nm。通过含时密度泛函计算结果得:罗丹明123化合物激发波长主要是π→π*电子跃迁产生。阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(DBOSO3Na)、十二烷基硫酸钠(DSO4Na)浓度分别在0~56和0~115μg/m L范围与ΔF呈良好的线性关系,检出限分别为0.0576和0.0843μg/m L,方法用于环境水中阴离子表面活性剂的测定。     

SnO2/石墨纳米片复合电极及其在超级电容器中的应用

在电场的作用下对石墨棒进行电化学剥离, 使其表面形成相互平行排列, 且垂直于石墨棒基底的二维(2D)石墨纳米片阵列(GNSA). 然后通过阴极还原电沉积法制备SnO₂/石墨纳米片阵列(SnO₂/GNSA)复合电极.采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外(FT-IR)光谱对其形貌和结构进行了表征.电化学测试表明该复合电极具有优异的超电容性能, 在0.5 mol·L^-1 LiNO₃电解质中, 扫描速率为5 mV·s^-1, 电位窗口为1.4 V时, 比电容达4015 F·m^-2. 由SnO₂/GNSA复合电极和相同电解质组装成的对称型超级电容器, 在扫描速率为5 mV·s^-1时, 其电位窗口可增至1.8 V, 能量密度达到0.41 Wh·m^-2, 循环5000 圈后其比电容仍保持为初始比电容的81%.     

离子色谱法测定1,3,5-三(3-二甲基氨丙基)六氢三嗪含量

建立了环状有机多胺类化合物1,3,5-三(3-二甲基氨丙基)六氢三嗪(PC41)的离子色谱测定法。研究表明,采用Ionpac CS12A阳离子交换柱,抑制电导模式,以25 mmol/L硫酸溶液为淋洗液,可对1,3,5-三(3-二甲基氨丙基)六氢三嗪进行定量测定。多胺类化合物在抑制电导下为非线性响应,故采用二次抛物线方法定量,线性范围为0~17.84 mg/L,线性方程为y=–0.001 8x2+0.231 3x+0.011 5,相关系数为0.999 8,测量结果的相对标准偏差小于1%(n=5),3水平加标回收率为99.3%~100.2%。该方法操作简单,测定结果准确可靠,可用于测定合成聚亚胺酯原料1,3,5-三(3-二甲基氨丙基)六氢三嗪的含量。     

在线固相萃取/液相色谱-线性离子阱质谱法同时定性定量检测全血和尿液中7种抗凝血杀鼠药

建立了同时测定全血和尿液样品中7种抗凝血杀鼠药的在线固相萃取/液相色谱-线性离子阱质谱(on-line SPE/LC-LIT/MS)分析方法。用乙腈沉淀样品中的蛋白质,于稀释、离心、过滤后直接进样。经在线固相萃取柱富集纯化;以C18柱为分析柱,甲醇-乙酸铵水溶液(0.02 mol/L)为流动相进行梯度洗脱;在电喷雾电离(ESI)负离子模式下,记录目标母离子在锁定保留时间窗口内的二级全扫描信号,通过自建数据库进行定性确证,挑选高灵敏度与专属性的二级子离子进行定量,从而实现7种杀鼠药的同时定性和定量分析。7种杀鼠药在各自质量浓度范围内线性关系良好,相关系数为0.9946~0.9997,检出限和定量限分别为0.02~1.00 ng/mL和0.10~4.00 ng/mL, 3个添加水平的回收率为81.0%~113.9%,相对标准偏差为0.1%~6.2% (n=6)。该方法简单方便,灵敏度高,能够满足全血和尿液样品中7种抗凝血杀鼠药的快速筛查和准确定量。     

以氨水做碱源胶态晶种导向法合成小晶粒TS-1分子筛

TS-1分子筛具有MFI拓扑结构,因其独特的择形选择性和优异的催化氧化能力而广受关注.最早报道的TS-1合成方法采用大量四丙基氢氧化铵(TPAOH)作为有机结构导向剂, TPAOH价格昂贵,制约着TS-1分子筛大规模应用.开发廉价、环境友好的合成工艺是TS-1分子筛合成领域的重要课题.以价格相对较低的四丙基溴化铵(TPABr)代替TPAOH做有机结构导向剂,以氨水为碱源可合成TS-1分子筛,但产物晶粒尺寸远远大于以TPAOH做模板的合成结果,影响TS-1分子筛的传质和催化性能.因此,人们对该法进行了改进,选用有机胺作为碱源, TPABr为结构导向剂合成TS-1分子筛,但始终未能将其晶粒尺寸降至1μm以下.在合成体系中引入预先合成的TS-1分子筛或TS-1胶态前驱体作为晶种可以促进成核,缩短成核诱导期,有利于获得小晶粒尺寸的TS-1分子筛.此类方法往往需要辅助以大量有机胺等结构导向剂;胶态TS-1前驱体的制备需要特别小心以保证晶种中Ti的四配位状态,通常需要经历低温水解钛酸四丁酯(TBOT)和高温加热除醇等繁琐步骤.而胶态纯硅silicalite-1制备则相对简单,且已广泛用于导向合成同样具有MFI结构的ZSM-5沸石,但目前鲜有以silicalite-1做晶种合成TS-1分子筛的报道.基于此,本文以纯硅胶态silicalite-1为晶种,以氨水做碱源,辅助以少量TPABr做导向剂,合成了小晶粒TS-1分子筛,并以正己烯环氧化和环己酮氨肟化做探针反应考察了所得TS-1分子筛的催化氧化性能. X射线衍射结果表明,当晶种中SiO2占合成体系中SiO2的10 wt%(晶种引入TPAOH, TPAOH/SiO2=0.35),加入TPABr (TPABr/SiO2=0.03)做辅助结构导向剂,即合成体系中总(TPAOH+TPABr)/SiO2摩尔比低至0.07时,所得样品依然具有良好的结晶度.扫描电镜照片观察不到无定形物存在;晶种中SiO2占合成体系中SiO2的10 wt%时,所得TS-1晶粒尺寸约为250 nm ×150 nm ×50 nm;其他条件不变,胶态晶种用量增加到15 wt%时,初级晶粒尺寸基本保持不变,晶粒-晶粒之间交叉生长,形成孪生形貌;继续增加胶态晶种用量至20 wt%时,晶粒尺寸下降至仅100 nm左右;而用20 wt%胶态晶种所含相同量的TPAOH来代替胶态晶种,得到样品呈近10μm的大块状.与之对应的是,胶态silicalite-1晶种导向得到的小晶粒TS-1分子筛具有比直接用TPAOH得到的大块状样品更大的外比表面积和堆积孔体积.分析结果显示所得TS-1分子筛的体相TiO2/SiO2比在41–43.红外光谱和紫外可见光谱结果表明,胶态晶种导向法所得TS-1分子筛中的Ti主要以四配位状态存在,而直接用TPAOH合成的大块状样品则呈现显著骨架外Ti吸收峰,说明胶态晶种有助于Ti物种进入分子筛骨架.在催化正己烯环氧化反应时,用胶态silicalite-1晶种导向得到的小晶粒TS-1分子筛表现出与大块状TS-1相似的催化性能;而以环己酮氨肟化做探针反应时,小晶粒TS-1分子筛因具有外比表面积大和扩散路径短等优点而表现出远远高于大块状TS-1分子筛的催化活性.但与文献报道的相同SiO2/TiO2比的TS-1分子筛比较,本文所得小晶粒TS-1分子筛催化正己烯环氧化的活性略差.提高该小晶粒TS-1分子筛正己烯环氧化活性和建立构-效关系是下一步工作的重点.