磷酸钙纳米结构材料的微波辅助液相合成

微波加热作为一种新兴热源具有加热速率快、制备时间短、节能等优点,已经被广泛应用于合成包括磷酸钙在内的多种无机纳米材料.磷酸钙作为典型的生物材料,其制备新方法的探索、结构/尺寸/形貌调控、性能研究和应用探索是生物材料领域的一个重要研究方向.本文阐述了微波辅助合成法用于制备纳米材料的优势,并综述了微波辅助液相快速合成磷酸钙纳米结构材料的进展.采用微波液相合成技术,可以制备出包括颗粒、一维、二维和三维结构在内的多种磷酸钙纳米结构材料,同时还可以通过功能性组分的掺杂/复合对磷酸钙纳米材料进行功能化.预期未来微波液相合成法在包括磷酸钙在内的多种无机纳米材料的合成领域将得到快速发展和广泛应用;另外,微波液相合成的磷酸钙纳米结构材料在药物递送和控释、蛋白吸附、金属离子吸附、生物成像及骨缺损修复等众多领域具有良好的应用前景.     

超分子化学中的多点统计作用:设计与应用

在超分子主客体作用力中,多点统计作用和多价作用及多配体作用有根本差别,前者对主体的空间形态、尺寸和电子环境没有严格要求,实现起来比较容易。多点统计作用是一种动态几率作用,合理设计主体的电子环境,可以显著增强主客体作用强度;而通过拓扑(几何)环境的设计可以削弱其他分子的统计竞争作用,同样可以显著增强主客体作用,作用常数提高近十万倍。利用多点统计作用可以实现对水中微量和痕量污染物的高效捕捉,包括尺寸较小的重金属离子、染料和那些高度亲油的致癌芳烃;也可用于多肽的分离提取,最低能达到飞摩尔级以下的痕量提取;调控统计作用几率还可以以热力学方式调控客体释放速率。本文就超分子体系中的多点统计作用的应用及特点进行了总结。     

培养高一学生化学实验的规范性

规范的实验操作是探究实验顺利进行的前提与保障,分析了高一学生在化学实验中存在不规范操作的原因,从开学第一课、课前预习、课后反思、随机评价等角度探讨了培养学生实验规范操作的某些做法。     

传声器次声段灵敏度校准的误差机理研究*

次声波广泛存在于自然界与人类活动中,由于次声波具有穿透能力强、衰减小等特点,隔离和消除十分困难,对次声的监测防护与利用成为人们关注的焦点。次声波的定量研究依托传声器的测量实现,对传声器的灵敏度原级校准是保证测量精度的前提。该文基于活塞发生器校准原理下的压力泄漏与热传导耦合衰减模型,在COMSOL多物理场仿真软件中对校准腔和传声器后腔内的声场特征进行了数值仿真。创新性地提出了模型比较法,准确量化了次声段校准核心的泄漏、热传导独立与耦合修正量,验证并揭示了声压泄漏与热传导损失的幅值与相位变化机理。进一步地对传声器的次声段灵敏度校准过程进行了联合数值模拟,仿真结果表明,内外均压校准声场下传声器灵敏度的幅相频响应存在明显差异,但与校准腔内的泄漏与热传导效应无关。基于搭建的活塞发生器原级校准平台对传声器系统进行了原级校准,通过实验手段初步揭示了内外均压校准机制下传声器幅值灵敏度与相位灵敏度的显著差异。     

低活性无烟煤固定床二氧化碳催化气化反应动力学研究

在内径18 mm的固定床反应器中研究了福建低活性无烟煤二氧化碳催化气化反应动力学。考察了消除内外扩散影响的实验条件。在750 ℃～907 ℃，以碳酸钠为催化剂分别测定了永安丰海筛无烟煤、永安加福筛无烟煤和永定无烟煤的转化率与时间的关系；以碳酸钾及纸浆黑液为催化剂测定了永定无烟煤的转化率与时间的关系。永安加福筛无烟煤采用均相一级反应模型及未反应缩芯模型进行拟合，得出气化反应速率常数、反应活化能和指前因子，与热天平的实验结果进行比较，固定床反应速率常数明显变大，活化能和指前因子也大，是由于固定床中有较高的二氧化碳到煤粒表面的传递速率和较高的升温速率所致。     

Permutation Test在假设检验中的应用

本文介绍了一种实用的、基于大量计算的统计推断方法———Permutation test。该法根据所研究的问题构造检验统计量,并利用手头样本,按排列组合的原理导出检验统计量的理论抽样分布;若难以导出确切的理论分布,则采用抽样模拟的方法估计其近似分布,然后求出从该分布中获得手头样本及更极端样本的概率(P值),并界定此概率值,作出推论。本方法属分布自由检验,适用于总体分布未知的小样本资料,以及某些难以用常规方法分析的资料之假设检验问题。本文就“Permutation”的含义,“Permutation tes”t的特点,“统计量的构造”,“模拟次数的选择”,应用进展等问题展开探讨。     

原子层沉积法制备巯丙基硅胶及其对溶液中钯(Ⅱ)离子的吸附行为

采用原子层沉积技术, 在3~5 kPa真空和125~150 ℃ 的反应条件下, 使γ-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)和γ-巯丙基二甲氧基甲基硅烷(MPDMMS)3种巯丙基硅烷试剂气化, 并在三乙胺的催化作用下, 分别将其键合于多孔硅胶表面, 制得贵金属钯(Ⅱ)的高效吸附剂. 分别采用FTIR、¹³C和²⁹Si固体核磁、元素分析、热重分析和氮气吸附-脱附等技术研究了巯基硅胶的键合模式和功能基团键合量. 用分光光度法研究了在pH=3.0条件下水溶液中Pd(Ⅱ)离子在巯基硅胶上的吸附行为. 结果表明, 在MPTMS, MPTES和MPDMMS所修饰的硅胶中, 硅烷试剂的功能基团均以双齿键合结构为主, 表面键合量分别达到2.76, 2.53和2.70 μmol/m². 对Pd(Ⅱ)离子的吸附遵从Langmuir等温吸附方程, 饱和吸附量分别达到5.45, 4.21和4.81 μmol/m², Pd/S的摩尔比分别为1.44, 1.35和1.39. 原子层沉积法制备的巯丙基硅胶基质钯吸附剂的巯基键合密度和对钯(Ⅱ)离子的吸附容量均比传统的有机溶剂介质法高.     

Multi-gigahertz laser generation based on monolithic ridge waveguide and embedded copper nanoparticles

Copper(Cu)nanoparticles(NPs)are synthesized under the near-surface region of the Nd∶Y₃Al₅O₁₂(Nd:YAG)crystal by direct Cu⁺ions implantation.Subsequently,the monolithic ridge waveguide with embedded Cu NPs is fabricated by C⁴⁺ions irradiation and diamond saw dicing.The nonlinear optical response of the sample is investigated by the Z-scan technique,and pronounced saturable absorption is observed at the 1030 nm femtosecond laser.Based on the obvious saturable absorption of Cu NPs embedded Nd:YAG crystal,1μm monolithic mode-locked pulsed waveguide laser is implemented by evanescent field interaction between NPs and waveguide modes,reaching the pulse duration of 24.8 ps and repetition rate of 7.8 GHz.The work combines waveguides with NPs,achieving pulsed laser devices based on monolithic waveguide chips.     

气相色谱-质谱法测定木材中的五氯苯酚

建立采用气相色谱–质谱法检测木材中五氯苯酚含量的方法。用甲醇为萃取溶剂超声提取木材中五氯苯酚,以气相色谱–质谱仪进行定量分析。五氯苯酚的质量浓度X在0.025～2.0 mg/L范围内与其色谱峰面积Y呈良好的线性关系,线性回归方为Y=394.4X–8 435,线性相关系数r~2为0.999,检出限为0.03 mg/kg。在20,40,125μg/L加标水平下,样品加标回收率为94.1%～101.8%,测定结果的相对标准偏差为0.90%～2.13%(n=6)。该方法的样品前处理简单,不需要衍生化,具有较高的准确度与精密度,可用于木材中五氯苯酚的测定。     

NiS2助剂修饰g-C3N4光催化剂的简易合成及光催化制氢性能增强研究

g-C3N4是一种新型的稳定的半导体光催化材料,它可以通过热缩聚法、固相反应法、电化学沉积法和溶剂热法等制备.g-C3N4禁带宽度约为2.7 eV,吸收边在460 nm左右,具有合适的导带位置,可用作可见光响应制氢的光催化材料,但在实际应用中g-C3N4光催化性能较低,其原因可归纳为:(1)g-C3N4在吸收光子产生电子和空穴对后,光生载流子的传输速率较慢,容易在体相或表面复合,致使g-C3N4的量子效率较低;(2)材料在合成过程中易于结块,使g-C3N4的比表面积远小于理论值,严重削弱了g-C3N4光催化材料的制氢性能.目前已有很多关于g-C3N4改性的报道,但一些方法对材料的处理过程耗时较长或者合成过程较难控制.用助剂改性是提高光催化制氢活性的半导体材料的主要策略之一.合适的助剂可改进电荷分离和加速表面催化反应,从而提高光催化剂的制氢活性.虽然稀有金属或贵金属,如铂、金和银可大大提高g-C3N4的制氢速率,但由于其昂贵和稀缺性,因而应用严重受限.因此,开发成本低、储量丰富、高性能助剂来进一步提高制氢性能具有重要意义.NiS2来源丰富、价格低廉.它可在酸性和碱性的环境保持相对较高的稳定性,且其表面电子结构表现出类金属特性.但它较难与半导体光催化剂形成强耦合和界面,通常需要水热等条件下合成.实验表明,g-C3N4表面存在着大量的含氧官能团及未缩合的氨基基团,为表面接枝提供了丰富的反应活性位点,因而可利用g-C3N4表面均匀分布的含氧官能团等和Ni2+结合,再原位与S2?反应,从而在g-C3N4上负载耦合紧密的NiS2助剂,进一步提高复合材料的光催化制氢活性.本文采用低温浸渍法制备了NiS2/g-C3N4光催化剂.NiS2助剂在温和的反应条件下与g-C3N4光催化剂复合,可以防止催化剂结构的破坏,同时使得助剂均匀地分散,并紧密结合在催化剂表面,从而大大提高光催化剂的制氢性能.该样品制备过程为:(1)通过水热处理制备含氧官能团和较大比表面积的g-C3N4;(2)添加Ni(NO3)2前驱体后,Ni2+离子由于静电作用紧密吸附在g-C3N4表面;(3)在80oC加入硫代乙酰胺(TAA),可在g-C3N4的表面紧密和均匀形成助剂NiS2.表征结果证实成功制备NiS2纳米粒子修饰的g-C3N4光催化剂.当Ni含量为3 wt%,样品表现出最大的制氢速率(116μmol h?1 g?1),明显高于纯g-C3N4.此外,对NiS2/g-C3N4(3 wt%)的样品进行光催化性能的循环测试结果表明:该样品在可见光照射下可以保持一个稳定的、有效的光催化制氢性能.根据实验结果,我们提出一个可能的光催化机理:即NiS2促进了物质表面快速转移光生电子,使g-C3N4光生电荷有效分离.基于NiS2具有成本低和效率高的优点,因而有望广泛应用于制备高性能的光催化材料.