Solar Driven Gas Phase Advanced Oxidation Processes for Methane Removal - Challenges and Perspectives

Methane (CH₄) is a potent greenhouse gas and the second highest contributor to global warming. CH₄ emissions are still growing at an alarmingly high pace. To limit global warming to 1.5 °C, one of the most effective strategies is to reduce rapidly the CH₄ emissions by developing large-scale methane removal methods. The purpose of this perspective paper is threefold. (1) To highlight the technology gap dealing with low concentration CH₄ (at many emission sources and in the atmosphere). (2) To analyze the challenges and prospects of solar-driven gas phase advanced oxidation processes for CH₄ removal. And (3) to propose some ideas, which may help to develop solar-driven gas phase advanced oxidation processes and make them deployable at a climate significant scale.     

The Radical Anion,Dianion and Electron Transport Properties of Tetraiodotetraazapentacene

Tetraiodotetraazapentacene I₄TAP , the last missing derivative in the series of halogenated silylated tetraazapentacenes, was synthesized via condensation chemistry from a TIPS-ethynylated diaminobenzothiadiazol in three steps. Single and double reduction furnished its air-stable monoanion and relatively air-stable dianion, both of which were characterized by crystallography. All three species are structurally and spectroscopically compared to non-halogenated TAP and Br₄TAP . I₄TAP is an n-channel material in thin-film transistors with average electron mobilities exceeding 1 cm² (Vs)⁻¹.     

卟啉-硫醚基共价有机框架材料用于氧还原反应电催化剂

氧还原反应（ORR）是能进行能量存储的核心电化学过程。由于它的动力学速率缓慢,因此亟需制备出高活性的电催化剂来促进这一反应的速率。二维共价有机框架材料（2D COFs）的π-π堆积结构可赋予骨架高导电率,并且一维有序的孔道有利于促进中间反应体传输。因此,其在可再生能源领域中具有良好的应用前景,并有望作为能量存储与转化的强大催化平台。本文通过向2D COFs中引入金属卟啉单元及硫醚单元成功制备了两个2D COFs （JUC-600和JUC-601）。通过多种表征手段证明,这两个2D COFs均具有AA堆积的sql拓扑结构。通过电化学测试表明,Co²⁺配位的JUC-601具有更正的ORR起始电势（0.825 V）和半波电势（0.7 V）、更高的活性表面积（7.8 mF/cm²）,更低的Tafel斜率（58 mV/dec）。这主要是由于JUC-601的高比表面积和高孔隙率使得中间产物能更易在COFs的表面和孔道中接触和传输。此外,Co²⁺-卟啉单元以及硫醚单元的存在使其骨架整体的电子结构发生了变化,更有利于电子转移。这一工作不仅开发了新的二维卟啉-硫醚基COFs材料,同时也拓展了2D COFs材料在电催化领域的应用。     

冰冻人血清中尿酸标准物质复制的定值EI北大核心CSCD

为了满足该标准物质的需求,进行了第二次尿酸血清标准物质的复制。针对复制的尿酸血清标准物质,基于单四极杆质谱的液相色谱-同位素稀释质谱法(LC-IDMS),用乙腈沉淀法去除蛋白质,BEH C18色谱柱和电喷雾离子源负离子模式(ESI^(-)),同位素稀释的单点校准法进行定值、均匀性检验、稳定性检验以及不确定度评定等研究。此定值方法经过CCQM-K109(血清中尿酸分析)国际关键比对进行验证。复制的2种不同浓度水平尿酸(肾病患者和正常人)血清标准物质的定值结果分别为(73.5±1.3)μg/g,(47.5±1.1)μg/g,其均匀性和稳定性评估结果良好。     

聚乙烯/氧化铝复合材料形态、流变和力学性能

将聚乙烯（PE）和氧化铝（AO）熔融共混制得综合性能更好的PE/AO复合材料。通过对其进行流变分析、热力学性能分析、力学性能分析、导热性能分析和断面微观结构分析,探究AO质量分数对复合材料结构及性能的影响。结果表明,随着AO质量分数的增加,复合材料逐步转为脆性材料,其弹性模量、屈服强度、导热系数、储能模量同步增加;当AO质量分数为10%时,复合材料的断裂强度为18.2 MPa,综合性能最好。     

碱性电解液中K3[Fe(CN)6]在锌阳极上的自发还原和吸附延长锌镍电池的循环寿命

采用K₃[Fe(CN)₆]作为锌镍电池的电解液添加剂,克服了锌阳极的变形。此外,通过一系列实验设计和表征,探索了电解液中金属锌与K₃[Fe(CN)₆]的反应机理。通过XRD (X-ray diffraction)和XPS (X-ray photo-electron spectroscopy)测试,我们发现金属锌在KOH水溶液中能够与K₃[Fe(CN)₆]反应,将[Fe(CN)₆]^3–还原为[Fe(CN)₆]⁴⁻。添加K₃[Fe(CN)₆]的锌镍电池实现了更长的循环寿命,比不添加K₃[Fe(CN)₆]的锌镍电池长3倍以上。在相同循环次数下,改性电解质中锌阳极循环不仅形状变化较小,而且没有出现“死”锌现象,电极添加剂和粘结剂也没有发生偏析。此外,不同于一般的有机添加剂,K₃[Fe(CN)₆]的加入不仅不会增大电极的极化,还能够提高锌镍电池的放电容量和倍率性能。因此,考虑到这一改性策略有着较高的可行性和较低的成本,K₃[Fe(CN)₆]添加剂在锌镍电池的实际应用中具有极大的推广潜力。     

打造学科交叉国际育人平台 推动化学学科原始创新:吉林大学未来科学国际合作联合实验室*

学科交叉融合是前沿重大科学研究的重要特征,是学科原始创新及新学科产生的重要路径,更是拔尖创新人才培养的重要模式。学科交叉融合的根本目的在于打破传统学科之间的壁垒,运用知识的融通培养拔尖创新人才、开展跨学科研究创造新知识、解决前沿重大现实问题等。吉林大学未来科学国际合作联合实验室充分利用学科交叉培养人才的优势,整合化学学科和校内外、国内外优质资源,搭建多学科交叉科研平台,构建“大师-大平台-大学科”育人机制,产出原创性成果,促进化学学科原始创新。     

核心素养下新旧人教版教材科学探究内容对比分析

基于新课标对核心素养“科学探究与创新意识”的水平划分,分别选择旧教材的“科学探究”栏目和新教材的“探究”栏目作为分析单元,从内容对象、开放水平等2个维度对新旧教材科学探究内容进行分析。分析结果显示,新教材探究活动数目减少,但其开放水平整体提高,减少了无效探究,增加了结构化的探究活动。建议教师充分把握新教材“探究”栏目的新特征,开展素养为本的教学。     

“宏观辨识与微观探析”视域下的初中化学教学*——中和反应

在“宏观辨识与微观探析”视域下进行中和反应教学,首先以常规实验为载体,从宏观视角认识中和反应的外在表现,然后以模型、动画为载体,从微观视角了解中和反应的微观过程,再以数字化实验为载体,从宏观与微观相结合的视角理解中和反应的内在本质,最后联系生产生活实际,体验中和反应的应用价值。这样设计,学生能深刻理解中和反应的本质,增进化学学科理解,培养化学学科核心素养。     

Pd@SiO2/Al2O3的制备及其催化氧化CO性能评价

从Pd纳米粒子出发制备具有核壳结构的Pd@SiO₂纳米粒子,并将其负载于不同形貌Al₂O₃载体上,制备出具有良好CO催化氧化活性的催化剂。以纳米球形Al₂O₃为载体时,Pd@SiO₂/Al₂O₃催化剂活性优于无核壳结构的Pd/Al₂O₃催化剂。将纳米Pd@SiO₂负载到球形和菱形Al₂O₃上,制备出Pd@SiO₂/Al₂O₃催化剂。结果表明:具有较大比表面积的Al₂O₃载体(球形)有利于Pd@SiO₂的分散,且SiO₂层可以抑制Pd粒子的团聚,能在一定程度上改善催化活性。而较小比表面积的载体(菱形)上出现了Pd@SiO₂的团聚,表现出较低的CO氧化活性,但在降低负载量后,CO氧化活性明显提高。该结果为推动新型热稳定、高效纳米三效催化剂的研发具有一定的启示意义。