稀土上转换荧光材料的发光性质调变及其应用

稀土上转换荧光材料因为其独特的4f电子能级排布所带来的特殊光学、磁性等物理性质而受到研究人员的广泛关注。特别是其独特的反斯托克斯光学性质所带来的近红外激光响应及紫外至近红外光区内丰富的荧光发射性质,更是被认为在荧光标记、生物成像、光学分析等领域具有重大的应用潜质。近些年,伴随材料软化学制备方法的进步,稀土上转换纳米材料的发光性质及其在多个领域内的应用研究取得了很大的进展。本文主要对稀土上转换荧光材料的发光性质调变及其在生物成像以及癌症治疗领域的应用研究进展加以阐述。     

Syntheses and Crystal Structures of Two Tin(Ⅳ) Complexes with Aminosilane Bearing Ligand

Aminosilane bearing bulky substituents on nitrogen: LH2(L=Me2Si(NDipp-)2 , Dipp=2,6-diisopropylphenyl) was reacted with BuLi in toluene. The resulting bulky chelating dianion Me2Si(NDipp-)2 was used to synthesize the unusual spirocyclic heterotriatomic complex [Me2Si(NDipp)2]2Sn (1) by its reaction with SnCl4 and the bulky heterotriatomic complex Me2Si(NDipp)2SnPh2 (2) with Ph2SnCl2.1 belongs to the monoclinic system, space group P21/n with a=13.193(2), b=20.663(3), c=20.403(3), β=99.954(2)o, V=5478.3(15)3 , C55H85.5N4Si2Sn, Mr=977.64, Z=4, Dc=1.185Mg/m3 , μ(MoKα)=0.547mm-1 , F(000)=2086, S=1.000, the final R=0.0614 and wR=0.1322 for 14446 observed reflections (I2σ(I)) and R=0.0797 and wR=0.1456 for all data. 2 belongs to the triclinic system, space group Pī with a=10.36(15), b=13.204(7), c=14.363(7), α=90.214(10), β=106.182(7), γ=109.854(8)o, V=1764.4(15)3 , C38H50N2SiSn, Mr=681.58, Z=2, Dc=1.283 Mg/m3 , μ(MoKα)=0.785 mm-1 , F(000)=712, S=1.002, the final R=0.0498 and wR=0.0955 for 7533 observed reflections (I2σ(I)) and R=0.0676 and wR=0.1018 for all data. In the structure of 1, the tin atom is located in the spirocyclic center of the two fused four-membered SnN 2 Si rings. The two complexes were characterized by 1H NMR, elemental analysis, and single-crystal X-ray structural analysis.     

氢气对正丁烷/空气混合物催化着火的热作用和化学作用

通过对正丁烷/氢气/空气混合物在Pt 催化表面的详细反应机理分析, 研究了氢气添加对正丁烷/空气混合物催化着火过程的影响. 研究发现, 在正丁烷/空气混合中添加氢气有助于正丁烷在更低的温度下实现催化着火, 而且不同的氢气添加量对混合物的着火温度和着火过程呈现不同的影响: 当氢气添加量较小时, 氢气的作用主要呈现为热影响; 而当氢气添加量较大时, 氢气的作用主要呈现为化学影响. 这些结果与实验结果是一致的. 本文进一步确定了发挥不同作用的氢气添加量的范围, 并分别对热作用和化学作用情况下的着火启动反应进行了动力学分析.     

生物燃料电池处理生活污水同步产电特性研究

以某生活污水处理厂缺氧池活性污泥为接种体,以葡萄糖为模拟生活废水,构建双室型微生物燃料电池。利用微生物燃料电池(MFC,Microbial fuel cell)实现生活废水降解与同步产电。研究基质降解动力学及温度对MFC电极过程动力学的影响,明确微生物电化学活性、阳极传荷阻抗、阳极电势、电池产能之间的关系,考察库伦效率及COD去除率。研究结果表明,电池功率输出与基质浓度关系遵循莫顿动力学方程:P=Pmaxc/(ks+c),其中,半饱和常数ks为138.5 mg/L,最大功率密度Pmax为320.2 mW/m2。葡萄糖浓度较小时,反应遵循一级动力学规律:-dcA/dt=kcA,k=0.262 h-1。操作温度从20℃提高到35℃,生物膜电化学活性不断提高,传荷阻抗从361.2Ω减小到36.2Ω,阳极电极电势不断降低,同时,峰值功率密度从80.6 mW/m2提高到183.3 mW/m2。45℃时,产电菌活性降低,峰值功率密度减小到36.8 mW/m2。葡萄糖浓度为1 500 mg/L,温度为35℃时,MFC电化学性能最佳,稳定运行6 h后库伦效率为44.6%,COD去除率为49.2%。     

硅晶体表面石墨烯褶皱形貌的分子动力学模拟研究

本文利用分子动力学的方法和模拟退火技术从原子尺度分析研究了Si (100), Si (111)和Si (211)表面单原子层石墨烯的褶皱形貌及其演化特点. 研究表明, 分别置于Si晶体的三种不同原子表面的石墨烯都展现出原子尺度的褶皱形貌. 石墨烯与Si晶体表面原子的晶格失配是引起石墨烯褶皱的主要原因. 研究发现, Si晶体表面石墨烯的褶皱形貌强烈的依赖于退火温度. 石墨烯的褶皱形貌还将直接影响其在Si晶体表面的吸附稳定性. 这些研究结果有助于人们认识基于Si晶体衬底的石墨烯的结构形貌及其稳定性, 为石墨烯的进一步应用提供理论参考.