非线性体系S~2O~8^2^——ClO~2^——S^2^-化学反应研究

对于新发现的S~2O~8^2^--ClO~2^--S^2^-体系在CSTR实验中铂电位的振荡现象、以及Batch实验中铂电位、pH值的非线性现象进行了报道。分析了该体系的自催化过程,提出了反应的几个步骤所对应的化学方程式,并且对自催化机理进行了初步的分析。     

钴基水滑石衍生物催化甲醛氧化活性成分的探究

甲醛是一种常见的室内污染气体,可对人类健康产生极大危害.如何高效环保地去除甲醛已成为亟待解决的问题.催化氧化降解法去除甲醛由于其高效、持久、产物清洁环保而被广泛研究.催化氧化法要求催化剂在反应过程中具有良好的氧化还原特性,因此,一般采用拥有多重价态的过渡金属氧化物作为催化剂材料.近年来,钴氧化物由于拥有多种价态且来源广泛,被广泛用于催化领域.目前已有关于钴基氧化物改性方面的研究报道.此外,许多关于钴基氧化物活性机理的研究也开展.这些研究对新催化材料的合成具有十分重要的指导意义.本文通过在空气氛围和氮气氛围中对钴基水滑石进行煅烧,得到了不同的衍生材料.利用氢气程序升温还原、X射线光电子能谱(XPS)、高分辨透射电镜、扫描电镜、比表面分析及拉曼光谱等表征手段发现,在氮气氛围中煅烧的材料,其表面含有更多的八配位二价钴以及表面活性氧物种,更有利于在反应过程中氧化甲醛分子,并更容易解离空气中的氧气分子.此外,还利用原位红外光谱对反应过程进行了表征,由氮气煅烧得到的钴基材料在甲醛催化降解过程中遵循M-K机理,甲醛分子首先由表面活性氧物种(O_2~–,O~–)氧化为中间体亚甲二氧基(DOM),之后该中间体转化为甲酸盐物种,后者进一步分解生成最终产物H_2O和CO_2.在该过程中,甲酸盐分解为控速步骤.根据XPS和拉曼光谱的结果,氮气煅烧材料比空气煅烧材料含有更多的二价钴,且在甲醛催化降解实验中,氮气煅烧材料表现出更好的转化能力.二价钴通常被认为是惰性的,并不具备催化氧化甲醛的活性.然而在本体系中,氮气煅烧材料表面含有一种八配位的二价钴,该配位环境与传统的活性三价钴的配位环境相同.此外,该二价钴拥有更高的表面能且更容易与氧气接触.另一方面,氮气煅烧材料表面含有更多的表面活性氧物种,能够提高材料的氧化还原能力.因此我们推测,在本文体系中,氮气煅烧材料能够拥有更好的活性主要是由于存在Co~(2+)-O~–-Co~(3+)和Co~(2+)-O_2~–-Co~(3+)这两种成分.在利用原位红外表征手段对反应中间过程进行探究时,为了证明氧的重要作用,我们分别向催化剂表面通入甲醛+氮气和甲醛+氧气+氮气两种气流.结果显示,在有氧气参与的过程中,主要产物为甲酸盐和碳酸盐,而在没有氧气参与的过程中,在催化剂表面观察到DOM、碳酸盐、甲酸盐和甲醛的吸附峰.这说明有氧气参与时催化剂能够快速地将甲醛氧化,而在不通入氧气的情况下,DOM先快速生成,之后有甲酸盐生成.这说明氧气将甲醛先氧化为DOM,再进一步转化为甲酸盐.甲酸盐的分解较慢,不断累积,导致在氧气充足的情况下,依旧可以观察到材料表面大量的甲酸盐.因此,甲酸盐的分解为该体系的控速步骤.     

导电MOFs在能源转化中的应用

可再生能源供应方案包括析氢反应(HER)、析氧反应(OER)、氧还原反应(ORR)和二氧化碳还原反应(CO2RR)等多种反应,电催化剂对这些反应至关重要。到目前为止,已有一系列导电MOFs作为与能源相关电催化电极材料的报道。本文从提高MOFs导电能力和对产物的选择性、增强MOFs的化学稳定性及增加MOFs的反应活性位点等方面介绍了导电MOFs作为电催化剂的设计策略,重点综述了其在能源转化涉及的HER、OER、ORR以及CO2RR方面的应用,并从材料制备和应用需求角度出发, 对高性能导电MOFs材料在电催化领域所面临的挑战和前景进行了展望。     

ASE-HPLC法测定黄姜中薯蓣皂甙元的含量

采用ASE200快速溶剂萃取机提取技术和高效液相色谱法,测定黄姜中薯蓣皂甙元的含量。确定了ASE200提取条件以及HPLC测定条件,以甲醇作为流动相,流速1mL/min,UV检测器,测定波长210nm,采用YWGC18柱(150mm×4.6mmi.d.,10μm)。测定皂甙元的线性范围为0.01～2.93g/L,r=0.9996,样品检出限为0.2mg/L,加标回收率为97.1%～99.8%,RSD=1.1%(n=7)。     

新型铁电拓扑结构的构筑及其亚埃尺度结构特性

铁电拓扑结构因其尺寸小而且具有优良的物理特性,有望应用于未来高性能电子器件中.本文从应变、屏蔽和外场等对于铁电材料至关重要的几个外部要素出发,结合薄膜厚度等材料内部参数,针对PbTiO₃和BiFeO₃这两种典型的铁电材料,简要总结新型铁电拓扑结构的形成及其在外场作用下的演变规律.利用具有亚埃尺度分辨能力的像差校正透射电子显微术呈现了相关拓扑结构的原子结构图谱,构建了针对PbTiO₃体系的厚度-应变-屏蔽相图,系统归纳了两种材料中各种拓扑结构的形成条件.最后指出这两类铁电材料中易于调控出拓扑结构的几何维度体系,并指出像差校正透射电子显微术在表征铁电拓扑结构方面的重要作用,展望了未来可能的关注重点.     

步频再训练对跑步时下肢冲击的生物力学影响研究

探讨12周增加步频的训练方式(步频再训练)对跑步着地冲击以及下肢生物力学的影响。选取30名习惯后跟着地的健康男性跑步爱好者(步频再训练组15名,对照组15名)进行12周步频再训练。其中步频再训练组保持步速不变,在自选步频基础上增加7.5%的步频进行跑步训练。采用Vicon红外运动捕捉系统和Kistler三维测力台获取标记点轨迹和地面反作用力,分析比较两组跑者训练前后的跑步着地冲击、下肢髋/膝/踝运动学和动力学特征。结果表明:12周步频再训练后,步频再训练组自选步频显著增加5.7%;冲击峰值、平均负载率和最大负载率、冲击冲量、触地垂直动量等均显著降低;触地时重心垂直速度、足与地面夹角、踝关节角速度、踝关节与髋关节矢状面距离均显著减少;支撑期重心垂直位移、膝关节最大屈曲角度、膝关节活动度显著降低;下肢各关节最大力矩无差异,但下肢刚度显著增加。据此,12周增加步频的训练方式对着地姿势和支撑期下肢运动所产生的生物力学适应性变化,能有效降低跑步着地时的冲击力,进而对减小跑步损伤风险起到积极作用。     

跑鞋与触地模式的生物力学及其与损伤关系研究进展

现今各种性能的跑鞋逐渐发展,跑鞋科技不断进步,但跑步导致的下肢损伤率依然居高不下。无论是传统跑鞋(运动控制鞋、缓冲鞋、中性稳定鞋),还是近年来再度流行起来的极简鞋,能否降低损伤发生率、提高运动表现仍存在较大争议。本研究针对不同的跑鞋进行分类梳理,总结不同跑鞋下的生物力学模式及其对下肢损伤的影响。研究表明：根据脚型定制的传统缓冲跑鞋并不会减少损伤发生率;极简鞋具有减少关节扭矩和髌骨接触应力、强化足内在肌和跟腱力学特性等优势,建议穿着极简鞋跑步采用循序渐进的转化方式,尽量配合下肢、足踝肌群的强化练习,如足核心训练。未来的研究应着重关注跑鞋与下肢损伤的内在生物力学机制,为减小和预防下肢损伤提供理论依据,并为跑者选择适合自身的跑鞋提供更具建设性的意见。     

多体动力学超定运动方程广义-α求解新算法

完整约束多体系统第一类Lagrange方程建模得到的运动方程是指标-3形式的微分-代数方程(differental-algebraic equations,DAEs).如果同时考虑速度约束,将得到超定运动方程,该方程是指标-2的超定微分-代数方程(over-determined differential-algebraic equations,ODAEs).基于结构动力学中常用的广义-α方法,将其拓展,求解包含速度约束的超定运动方程,相对于其他求解指标-2 ODAEs的算法,新的算法没有增加离散得到的非线性方程组方程的数目.通过数值实验验证算法,并说明其求解ODAEs不存在精度降阶的现象,仍然具有二阶精度,同时算法的数值耗散也是可以控制的.最后新方法与其他求解多体系统ODAEs形式运动方程算法的CPU时间进行了比较分析.     

磁性壳聚糖-聚丙烯酸微球固载BSA研究

以牛血清白蛋白(BSA)为模拟蛋白药物,以吸附的方法就磁性壳聚糖-聚丙烯酸微球对BSA的固载效果进行探讨,研究了制备条件(丙烯酸浓度、交联时间、交联剂用量、搅拌速度)和环境因素(溶液的pH、离子强度E、温度T、BSA初始浓度)对其固载效果的影响,并对吸附动力学进行了讨论。结果表明,合成的最佳条件为20%的丙烯酸(AA)10mL、25%戊二醛4mL、交联时间30min、低搅拌速度(r<1000r/min)。磁性壳聚糖-聚丙烯酸微球在固载BSA的过程中受到环境因素(溶液的pH、离子强度E、温度T、BSA初始浓度)的影响,在pH=4.6的磷酸缓冲液中,T=37℃条件下磁性壳聚糖-聚丙烯酸微球对BSA的固载量较大,可达到400mg/g。     

微生物絮凝剂研究进展

综述了微生物絮凝剂产生菌的筛选、培养条件、絮凝剂种类、影响絮凝性能的因素、絮凝剂的应用并对其应用前景作了展望。