微波溶剂热法制备掺氮石墨烯用于碱性氧还原反应

采用微波处理氧化石墨烯(GO)与乙二醇(EG)、乙二胺(ED)混合液的方法制备氮掺杂石墨烯(NG),使用旋转圆盘电极对NG催化氧还原在碱性溶液中反应进行研究,并考察了不同微波辐射时间、ED与EG之比对反应性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)研究了NG催化剂的结构与性质。相比于未掺氮的石墨烯样品,NG表现出更正的起始电位和接近四电子的转移过程。NG中掺杂氮原子的键合方式通过XPS进行表征,结果表明起始电位的高低取决于石墨氮含量。此外,所有表征结果表明总氮含量与氧还原反应性能没有直接关系。     

导电聚合物电极的电沉积及其对甲基橙的降解性能

采用单极脉冲法制备聚3,4 乙烯二氧噻吩/碳纸（PEDOT/CP）和聚苯胺/碳纸（PANI/CP）电极,其结构和表面形貌经傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）表征。以甲基橙（MO）溶液模拟有机废水,利用紫外可见光谱研究了聚合物对MO的降解。结果表明：PEDOT/CP均匀包覆在碳纤维表面,表面呈现梭型纳米颗粒,而PANI呈纳米团簇状分布在碳纤维多孔结构内;PEDOT/CP的结构利于电子传输,对MO的催化活性较高,降解电位为1.5 V时,MO初始浓度为3 mg·L^-1, KCl浓度为0.1 mol·L^-1,降解30 min,降解效果最优。     

利用智能手机和应用程序确定颜色主波长的pH比色法定量

利用比色法对不同pH溶液的显色产物的进行分析时,由于显色产物的色调发生变化,因此通过直接分析显色产物数字图像的RGB值无法实现pH精确测定。现有的基于颜色其它指标的pH确定方法,存在计算复杂和工作曲线非线性的问题。本文提出利用智能手机和应用程序(APP)分析显色产物数字图像的主波长进行pH的确定新方法。研究发现,pH与显色产物颜色主波长呈现良好的线性关系,并据此编写智能手机应用程序,通过调用手机摄像头采集显色产物的图片,并自动对采集到的图片进行分析得出溶液pH。当pH范围在4.0~7.0和7.5~10.0时,分别与其显色产物颜色的主波长有良好的线性关系。     

发夹式DNA探针检测水中汞

利用荧光染料双标记的DNA探针,实现了对水中Hg~(2+)的一步检测。实验中使用的DNA探针是富T结构的发夹式DNA探针链,若水样中不存在Hg~(2+),双标记的DNA探针两端的荧光染料Cy3与Cy5之间的距离很小,会发生荧光能量共振转移,Cy3的荧光发射强度降低;反之,Hg~(2+)会与DNA探针上的T碱基生成T-Hg~(2+)-T的稳定结构,使DNA链结构发生变化,同时Cy3,Cy5之间的距离变大,二者间的能量共振转移减弱甚至消失,Cy3的荧光发射强度回升。因此,通过Hg~(2+)的浓度与Cy3的荧光发射强度的变化的线性关系,可以实现Hg~(2+)的定量检测。     

发夹式DNA探针检测水中汞EI北大核心CSCD

利用荧光染料双标记的DNA探针,实现了对水中Hg^(2+)的一步检测。实验中使用的DNA探针是富T结构的发夹式DNA探针链,若水样中不存在Hg^(2+),双标记的DNA探针两端的荧光染料Cy3与Cy5之间的距离很小,会发生荧光能量共振转移,Cy3的荧光发射强度降低;反之,Hg^(2+)会与DNA探针上的T碱基生成T-Hg^(2+)-T的稳定结构,使DNA链结构发生变化,同时Cy3,Cy5之间的距离变大,二者间的能量共振转移减弱甚至消失,Cy3的荧光发射强度回升。因此,通过Hg^(2+)的浓度与Cy3的荧光发射强度的变化的线性关系,可以实现Hg^(2+)的定量检测。     

改性二氧化铅电极电氧化降解焦化废水

焦化废水中氨氮和COD(化学需氧量)无法通过生化处理达到排放和回用标准,采用改性二氧化铅电极(ESIXPb-I)对其进行电化学降解实现废水零排放,并考察了电流密度、初始pH值及氯离子浓度对降解的影响.研究结果表明,ESIXPb-I电极提高了Ti/PbO2电极的稳定性和析氧电位,显著降低了电荷转移电阻与膜电阻.ESIXPb-I电极降解焦化废水30 min后,氨氮与COD去除率均达到100;,该降解过程符合伪一级动力学.     

Cu(Ⅰ)/SO42-/ZnO和Cu(Ⅰ)/S2O82-/ZnO催化剂的制备与表征

采用浸渍法对无定形ZnO分别用稀H2SO4和(NH4)2S2O8溶液处理, 制备了SO42-/ZnO和S2O82-/ZnO固体酸. 通过固体离子交换法制备了Cu(Ⅰ)/SO42-/ZnO和Cu(Ⅰ)/S2O82-/ZnO两种催化剂, 并采用XRD, FTIR, TPD和TPR等进行了表征. 研究结果表明, 用稀H2SO4和(NH4)2S2O8溶液分别浸渍处理无定形ZnO, 经过500-600 ℃高温焙烧后得到的SO42-/ZnO和S2O82-/ZnO固体酸表面形成了Zn3O(SO4)2物种; py-FTIR结果表明, 两者均具有B酸中心和L酸中心, 进一步的NH3-TPD研究结果证明, 制备的固体酸NH3脱附峰均出现在543 ℃附近, 属于高强度固体酸. 结构分析认为, 由于SO42-强烈的电子诱导作用, SO42-和ZnO形成的桥式配位物种产生了B酸中心和L酸中心, 而其螯合配位形成的物种没有酸性. SO42-/ZnO和S2O82-/ZnO固体酸与CuCl进行离子交换所制备的Cu(Ⅰ)/SO42-/ZnO和Cu(Ⅰ)/S2O82-/ZnO催化剂的Cu(Ⅰ)易于还原, 对甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)表现出较高的活性和选择性, DMC选择性为98.3%, 时空收率可达到1.9 g(g·h).     

载体形貌对Ni3Fe/CeO2催化剂甲烷干重整反应性能的影响

通过改变水热法条件合成了不同形貌CeO₂载体(棒状CeO₂-R、立方体CeO₂-C和多面体CeO₂-P),并用浸渍法制备了Ni₃Fe/CeO₂催化剂,继而研究了不同载体形貌Ni₃Fe/CeO₂催化剂对其甲烷干重整反应性能的影响。采用X射线衍射、N₂吸附-脱附、透射电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱、热重等对反应前后催化剂结构进行表征。结果表明,Ni₃Fe/CeO₂-R具有较大比表面积和较高的氧空位浓度,在甲烷干重整反应中表现出了优异的催化反应活性。800℃时,CH₄和CO₂的转化率分别为82%和91%,且反应10 h性能稳定并且其积炭石墨化程度较低。同时,通过CeO₂-R载体氧空位对CO₂活化,有效抑制了对亲氧性Fe物种的过度氧化行为,反应前后催化剂Ni_...     

Cu13、Cu12Zr和Cu12Zn团簇上CO2还原反应的密度泛函理论研究

本研究采用密度泛函理论研究了Cu₁₃、Cu₁₂Zn和Cu₁₂Zr团簇的CO₂还原反应的吸附和活化能力,计算结果表明相比于Cu₁₃团簇,Cu₁₂Zr增强了对反应物和中间体的吸附能力,而Cu₁₂Zn团簇降低了对反应物和中间体的吸附能力。计算了Cu₁₃、Cu₁₂Zr和Cu₁₂Zn团簇上CO₂还原为CO的能垒为分别为0.65、0.35和0.58 eV,CO₂加氢生成HCOO的能垒为0.87、0.77和0.49 eV,而CO₂加氢生成COOH的能垒为1.67、1.89和0.99 eV。Zn和Zr元素的掺杂提高了铜团簇的CO₂催化还原能力,其中,表现为Cu₁₂Zr团簇有利于CO₂解离生成CO,Cu₁₂Zn团簇有利于CO_2...     

焦油模型化合物与铁基氧载体的反应特性研究

本研究以生物质/煤的焦油模型化合物(TMCs)为研究对象,在两阶段固定床实验上探究了铁基氧载体(70%Fe₂O₃/30%Al₂O₃)对TMCs的转化特性,考察了不同TMCs的反应性及其转化的影响因素。研究发现,TMCs与氧载体的反应活性为：苯酚>蒽>萘,且苯酚转化生成积炭的比例最多(64%),而萘转化生成积炭的比例最少(40%);氧载体与萘的反应程度相对较高,但容易导致氧载体的烧结。此外,积炭表征显示萘生成的积炭在三种TMCs中具有最高的稳定性。增加氧载体的用量和提高反应温度不仅有利于萘和蒽的进一步转化,而且能够增加气相产物中CO₂的分率。由于苯酚分子具有较高的反应活性及较强的裂解效果导致其转化率随氧载体用量和反应温度的增加变化较小,然而,较高的反应温度(1000℃)导致焦油发生严重的裂解现象并产生大量积炭。三次循环实验结果表明与萘反应的氧载体失活最为严重。