钯催化溴代酚的[2+2+1]去芳构螺环化反应

在零价钯的催化作用下,以简单且商品化的溴代苯酚为研究目标,炔烃作为偶联片段,通过[2+2+1]反应策略,实现了苯酚的去芳构螺环化转化,合成了一系列新颖的含有季碳中心的螺环骨架化合物.该方法采用的底物简单易得,具有宽泛的底物范围,并且可以获得较优的收率;在非对称炔烃方面,能以优异的区域选择性(19∶1rr)实现这一转化,极大地拓宽了苯酚去芳构化的研究范围.     

Understanding the battery safety improvement enabled by a quasi-solid-state battery design

The rapid development of lithium-ion batteries (LIBs) is faced with challenge of its safety bottleneck, calling for design and chemistry innovations. Among the proposed strategies, the development of solid-state batteries (SSBs) seems the most promising solution, but to date no practical SSB has been in large-scale application. Practical safety performance of SSBs is also challenged. In this article, a brief review on LIB safety issue is made and the safety short boards of LIBs are emphasized. A systematic safety design in quasi-SSB chemistry is proposed to conquer the intrinsic safety weak points of LIBs and the effects are accessed based on existing studies. It is believed that a systematic and targeted solution in SSB chemistry design can effectively improve the battery safety, promoting larger-scale application of LIBs.     

青海弧菌荧光素酶蛋白三维结构的分子模拟研究

基于荧光素酶催化发光的生物发光技术在化学、生命与环境科学等领域得到广泛应用. 部分萤火虫和发光细菌的荧光素酶晶体三维结构已经解析出来. 青海弧菌(Vibrio qinghaiensis sp.-Q67, 简称Q67)是从青海湖青海裸鲤中提取的一种新型淡水发光细菌, 已用于化学品的生物检测及毒性评价. 然而, 其催化发光过程中最重要的荧光素酶三维结构尚未解析, 阻碍了化学品对Q67产生毒性的机理研究进程. 本工作通过异源二聚体同源建模与分子动力学模拟方法构建了Q67荧光素酶的三维结构. 研究结果表明, Q67荧光素酶蛋白有α和β两个多肽亚基, 范德华力是维持α/β稳定结构的主要作用力, 而α/β亚基携带的净电荷产生的静电相互作用不利于体系稳定. 缔合的专一性则由α/β亚基接触面上的极性基团之间的氢键实现. 底物黄素单核苷酸与Q67荧光素酶的结合位点在α亚基活性口袋中, β亚基有利于保持α亚基活性口袋的稳定性.     

ICP-MS研究黄河河曲段表层沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附-解吸特性

表层沉积物易于富集和释放水中重金属,是污染水体中重金属的源和汇,研究表明黄河河曲段水体中Pb和Cr重金属污染严重。以电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)为检测手段,研究了在优化实验条件下,黄河河曲段表层沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附特性和解吸特性。结果表明：黄河河曲段沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)具有较强的吸附作用,在吸附初始5 min时吸附率均达到98%以上,且是自发的吸热过程(ΔG<0,ΔH>0)。动力学实验显示,两种离子的吸附过程均符合准二级吸附动力学。等温吸附方程拟合发现,Pb(Ⅱ)的吸附符合Langmuir模型,而Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich模型。解吸过程符合Elovich方程,且受pH的影响较大。Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)二元体系竞争效应研究表明,Pb(Ⅱ)的吸附率大于Cr(Ⅵ),且均低于单离子吸附率。扫描电子显微镜(SEM)和孔径及比表面积分析显示,黄河河曲段表层沉积物表面结构不规则,且具有相对较高比表面积。该研究揭示了Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在黄河河曲段沉积物上的吸附-解吸行为,对评估沉积物污染风险和污染修复、掌握重金属离子与沉积物之间的作用机理具有一定指导意义。     

不同气氛下LaMnO_3缓冲层后退火效应研究北大核心CSCD

在第二代高温涂层导体离子束辅助沉积技术(IBAD)路线中,LaMnO_3(LMO)作为超导层的生长面,直接影响到YBCO的性能,为改善LMO的织构、形貌等,对磁控溅射法制备的LMO薄膜进行了后退火处理,本实验系统研究了后退火处理对LMO物相、织构、表面形貌等的影响,并进一步研究了后退火效应对超导层的影响.结果表明后退火处理有助于改善LMO表面形貌,优化LMO微结构,在潮湿Ar-5%H2气氛下,LMO缓冲层改善率最高,在经湿Ar-5%H2后退火处理的LMO缓冲层上制备的超导层具有最佳的性能,在77K自场下,临界电流密度达到1.2 MA/cm^2.     

静电场描绘实验中导电介质的制备

模拟法描绘静电场是大学物理实验必修实验项目之一。在实验开设过程中,随着实验仪器的使用,产生稳恒电流场的导电介质不断磨损,介质层均匀性的破坏对实验结果的影响极大。通过配比10wt%的导电炭黑环氧树脂基导电涂料作为静电场描绘仪的导电介质,在满足介质硬度要求和制备成本低廉的前提下,实验结果表明:采用导电涂料作为同轴圆柱面间的导电介质,其电压分布的测量结果和无限长同轴线缆横断面上理论电势分布较为吻合,相对误差在3%以内。     

二维HZSM-5纳米片的合成及催化苯与稀乙烯烷基化制乙苯

采用晶种导向的方法, 以四丙基溴化铵为模板剂, 乙胺为矿化剂, 硅溶胶为硅源, 氯化铝为铝源, 60 nm Silicate-1为晶种, 于水热条件下合成了具有不同b轴厚度及硅铝比的二维 HZSM-5纳米片. 采用不同碱源对分子筛进行碱处理, 其中经NaOH处理以及NaOH与四丙基氢氧化铵(TPAOH)联合处理得到了二维多级孔HZSM-5纳米片. 利用X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 Ar吸附-脱附、 氨-程序升温脱附(NH₃-TPD)、 X射线荧光光谱(XRF)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的结构和酸性进行了表征, 考察了硅铝比和b轴厚度对催化苯与稀乙烯烷基化反应的影响. 研究结果表明, 在360 ℃, 1.4 MPa, 苯烯比为6, 乙烯体积分数为15%, 乙烯质量空速(WHSV)为1.5 h^-1的反应条件下, 随着硅铝原子比从80提高至200, 苯的转化率略有下降, 乙基选择性保持在99.2%以上, 但甲苯及二甲苯选择性分别从0.11%和0.09%均下降至0.05%. 将不同b轴厚度的HZSM-5纳米片催化剂在苯烯比为1的条件下进行实验发现, 硅铝比为160的大晶粒HZSM-5催化剂失活严重, 反应50 h时苯的转化率从34.6%下降至8%, 二甲苯选择性达到0.37%; 而b轴厚度为100 nm的二维 HZSM-5纳米片作为催化剂时苯的转化率稳定在44.0%, 乙基选择性为94.8%, 二甲苯选择性下降至0.22%, 并在100 h内保持反应性能不变.     

电感耦合等离子体质谱法测定土壤中有效态镉

建立电感耦合等离子体质谱(ICP–MS)仪测量土壤样品中有效态镉的方法。为了提高ICP–MS法测量的稳定性和准确度,优化样品粒度、称样量、振荡时间等条件,以二乙三胺五乙酸–三乙醇胺–氯化钙混合溶液(DTPA)为提取剂(固液比为1∶12.5),元素铑为内标,ICP–MS仪测定有效态镉的含量。有效态镉的线性范围为0～0.200 mg/L,线性相关系数为0.999 8,检出限为0.000 9mg/kg。测定结果的相对标准偏差为1.56%～3.16%(n=6)。用该法测定国家标准物质土壤中的有效态镉,测定值与标准值基本一致,相对误差为–2.92%～3.13%。该方法减少了样品的浪费,提高了工作效率,增加了测量稳定性,测定结果准确可靠,在检测大批量土壤有效态镉时更具有优越性。     

磁子霍尔效应

霍尔效应是凝聚态领域中古老却又极具潜力的研究领域,其起源可以追溯到数百年前. 1879年,霍尔发现将载流导体置于磁场中时,磁场带来的洛伦兹力将使得电子在导体的一侧积累,这一新奇的物理现象被命名为霍尔效应.之后,一系列新的霍尔效应被发现,包括反常霍尔效应、量子霍尔效应、自旋霍尔效应、拓扑霍尔效应和平面霍尔效应等.值得注意的是,霍尔效应能够实现不同方向的粒子流之间的相互转化,因此在信息传输过程中扮演着重要的角色.在玻色子体系(如磁子)中,相应的一系列磁子霍尔效应也被发现,他们共同推动了以磁子为基础的自旋电子学的发展.本文回顾了近年来在磁子体系中的霍尔效应,简述其现代半经典的处理方法,包括虚拟电磁场理论和散射理论等.并进一步介绍了磁子霍尔效应的物理起源,概述了不同类型磁子的霍尔效应.最后,对磁子霍尔效应的发展趋势进行了展望.