高活性和高稳定性的核壳结构PtPx@Pt/C催化氧还原

在质子交换膜燃料电池中,金属铂是最高效的阴极氧还原催化剂之一,但是铂昂贵的价格严重阻碍了其在燃料电池领域中的大规模商业化应用.通过铂与3d过渡金属(Fe、Co和Ni)合金化可以有效提高催化剂的氧还原活性,然而在实际的高腐蚀性、高电压和高温的燃料电池运行环境中,铂合金纳米粒子易发生溶解、迁移和团聚,从而导致催化剂耐久性差.同时过渡金属离子的溶出会影响质子交换膜的质子传导,并且一些过渡金属离子会催化芬顿反应,产生高腐蚀性?OH自由基,加快Nafion和催化剂的劣化.与过渡金属掺杂相比,非金属掺杂具有明显优势:一方面,非金属溶出产生的阴离子不会取代Nafion中的质子,也不会催化芬顿反应;另一方面,与3d过渡金属相比,非金属具有更高的电负性,其掺杂很容易调节Pt的电子结构.因此,本文通过非金属磷掺杂合成具有优异稳定性的核壳结构PtPx@Pt/C氧还原催化剂.通过热处理磷化商业碳载铂形成磷化铂(PtP2),经由酸洗处理产生富铂壳层,即PtPx@Pt/C.X射线粉末多晶衍射结果证明了PtP2相的存在,并且进一步通过电子能量损失谱对纳米粒子进行微区面扫描分析以及X射线光电子能谱分析证实了富铂壳层的存在,壳层厚度约1 nm.得益于核壳结构及磷掺杂引起的电子结构效应,PtP1.4@Pt/C催化剂在0.90 V(RHE)时的面积活性(0.62 mA cm–2)与质量活性(0.31 mAμgPt–1)分别是商业Pt/C的2.8倍和2.1倍.更重要的是,在加速耐久性测试中,PtP1.4@Pt/C催化剂在30000圈电位循环后质量活性仅衰减6％,在90000圈电位循环后仅衰减25％;而商业Pt/C催化剂在30000圈电位循环后就衰减46％.PtP1.4@Pt/C催化剂高活性与高稳定性主要归功于核壳结构、磷掺杂引起的电子结构效应以及磷掺杂增加了碳载体对催化剂粒子的锚定作用进而阻止了其迁移团聚.综上所述,本文为设计同时具有优异活性与稳定性非金属掺杂Pt基氧还原催化剂提供新的思路.     

臭氧直接氧化法回收碘

选用淀粉为指示剂,保持溶液pH为4-5,控制O3的通入量,将废液中的I-定量氧化至I2,废液由蓝绿色突变为棕色,剩余I-的浓度小于4×10^-5mol·L^-1,I2的回收率可达97．4％。     

环境科学与工程专业物理化学课程教与学的探讨

物理化学的学习前提是具有良好的高等数学知识基础及较强的逻辑推理能力,因此物理化学普遍被视为最难学的化学学科。本文紧扣金课标准,以环境科学与工程类专业学生为授课对象,基于近年来作者在物理化学教学内容和方法方面的探索,分析物理化学中的教与学中存在的问题及解决方法。     

石墨相氮化碳材料在样品前处理中的研究进展

作为一种新型非金属材料,石墨相氮化碳以其独特的优点,如简单的制备方法、优良的化学及热稳定性、良好的生物兼容性和无毒性等,受到越来越多的关注。石墨相氮化碳及其复合材料目前已被广泛应用于电催化、光催化、生物成像等领域。由于具有大的比表面积,同时又是富电子的疏水材料,石墨相氮化碳相关材料被认为是一种理想的样品前处理吸附剂。该文探讨了近年来石墨相氮化碳及其复合材料作为固相萃取、分散固相萃取、磁性固相萃取、固相微萃取吸附剂在样品前处理中的应用,并对未来的发展趋势和应用前景进行了展望,以期为相关领域的研究提供帮助。     

基于图像的二维剪纸自动生成方法

中国剪纸的设计极具挑战性, 要求画面简洁、直观, 还需要表达特定的文化内涵, 且整张剪纸须整体连通。提出了一种基于图像的二维剪纸自动生成方法, 能够将任意数码照片自动转化为剪纸图形。首先,利用图像分割方法建立区域连接图; 接着, 基于该连接图对颜色、边界对比度和区域连通性进行数学建模, 并获得优化目标函数; 最后, 通过模拟退火算法求解目标方程, 自动生成保持图像内容的剪纸图形。还开发了连通性后处理和区域指定等用户交互工具, 允许用户在自动生成的剪纸图形中方便地加入个人设计。实验表明, 所生成的剪纸图形画面简洁、整体连通。 本方法在降低剪纸设计难度的同时还可满足个性化的设计需求, 有助于传播和传承我国的民间剪纸艺术。     

圆柱体并联入水过程空泡演化特性实验研究

运动体并联入水广泛存在于机载射弹灭雷、空投鱼雷饱和攻击等空对海作战方式中,具有极强的工程应用背景.为得到运动体并联入水过程中空泡演化特性,采用基于高速摄像技术的光学测量方法,对圆柱体入水过程开展实验研究.利用图像处理技术对采集的图像序列中的空泡轮廓进行识别提取,通过对比单圆柱体和双圆柱体在不同弗劳德数下的空泡轮廓分析圆柱体并联入水过程的空泡演化特性和弗劳德数对其的影响.实验结果表明:入水空泡整体呈现良好的镜面对称特征,而圆柱体内外侧空泡存在明显的非对称性,当入水时刻的弗劳德数较低时,空泡闭合方式为深闭合,闭合点随弗劳德数增大而后移,当弗劳德数达到临界值时,闭合方式过渡为表面闭合且表面闭合方式下闭合点随弗劳德数增大而前移.在弗劳德数的正激励和环境压力、喷溅回卷负激励作用下,水下不同深度截面上的空泡扩张和空泡中心向外侧偏移量的峰值和时长均随弗劳德数增大呈现先增大后减小趋势,由于不同深度处主导的激励作用不同,故峰值和时长发生转折的弗劳德数临界点不同.     

尖晶石型LiMn2O4电池材料的元素掺杂

尖晶石型LiMn2O4正极材料因资源丰富、无毒、安全及制备简单、技术较成熟等优点而成为最具竞争力的新一代商用锂离子二次电池的正极材料之一.由于LiMn2O4的循环稳定性、高温(＞55℃)稳定性和大电流放电等因素限制了推广应用.本文从材料的结构组成对锂离子嵌脱过程的作用机理,论述了元素掺杂对尖晶石型LiMn2O4正极材料电化学特性的影响,指出了元素掺杂本体改性锰酸锂正极材料的方法和特点.     

反相液相色谱作用指数温度效应的研究

本文研究了反相液相色谱作用指数C的温度效应对给定溶质、温度升高,C值降低;并符合近似的状态方程。在此基础上预测了不同温度、不同冲洗剂浓度的溶质下保留值、预测值与实测值基本一致。     

三醋酸甘油酯的气相色谱分析

本文介绍了一种快速、简便的测定高含量三醋酸甘油酯的气相色谱法。本法使用10%PEG-20M涂渍在Chromosob W上的色谱柱(2 m×3 mmi.d.),以N_2作载气(40ml/min)氢火焰离子化检测器(FID),柱温180℃,汽化温度200℃,能很好地将三醋酸甘油酯与二醋酸甘油酯分离。并选用十二醇为内标物测定了十批合成样品中的三醋酸甘油酯含量,变异系数<0.4%。     

人凝血因子Ⅸ在家兔体内的持续表达

本文报道用构建有人凝血因子Ⅸ cDNA的重组质粒(pCMV Ⅸ)或重组反转录病毒(XLⅨ和N2CMVⅨ)转染家兔原代培养的皮肤成纤维细胞(RSF),经过选择后将转有人Ⅸ因子cDNA的细胞包埋于胶原基质,然后进行自体或同种异体移植。腹腔移植有RSF-XLⅨ转化细胞的家兔血浆中人Ⅸ因子表达水平可达100ng/ml,表达持续5个半月;腹腔移植有RSF-pCMVⅨ细胞的家兔血浆中人Ⅸ因子水平可高达2.95ng/ml,表达至今已超过10个月,而且仍在继续检测中。在移植方法上,我们做了进一步改进,将收缩后的细胞胶原块移植改为细胞胶原液注射,使移植方法更简便有效,无需进行手术,用此法皮下移植有RSF-N2CMVⅨ转化细胞的家兔血浆中,人Ⅸ因子表达水平可高达480ng/ml,表达至今已有3个多月,其持续表达的趋势仍很乐观,为基因治疗的临床试验提供了一条更加切实可行的技术路线。