半导体光催化分解水的析氢效率研究

光催化水制氢是太阳能向氢能转化的有效途径,在清洁能源利用方面具有较大的潜力。光催化产氢过程主要包括光生电子和空穴对的产生、迁移以及在表面活性位点的氧化还原反应,在此过程中由于电子-空穴对的复合以及催化剂的结构和表面活性位点的局限,导致电子和空穴不能完全迁移到催化剂表面并参与氧化还原反应,从而降低了析氢效率。因此本文以抑制光生电子-空穴对复合及增加表面活性位点为目的,从调控催化剂微观特性和外在属性两方面入手,分析总结了目前常见的半导体催化剂粒径、形貌、晶面、表面活性位点调控手段以及异质结构建和助催化剂负载的方法,探究了上述因素对催化剂析氢效率的影响途径和方式,从中归纳出提升析氢效率的办法。最后对光催化制氢的未来研究方向进行了展望,希望以此为光催化产氢效率的提高提供借鉴。     

浅谈纳米酶的高效设计策略

作为纳米尺度的新效应,纳米酶因其优异的材料性能和酶学特性引起了研究人员的广泛关注,并在分析检测、疾病诊断治疗、环境监测保护等领域展现出独特的魅力.然而,在过去的几十年中,受限于纳米材料复杂组分和模糊的催化位点等,如何高效设计纳米酶一直是纳米酶领域亟待解决的关键问题之一.本文综述了目前纳米酶高效设计的几种策略,如高通量计...     

无机固体材料中的忆阻效应

缺陷调控是固体化学中的基本问题,也是决定材料性能的核心要素。基于缺陷调控的忆阻效应将给未来电子信息领域带来全新的变革。本文综述了无机固体材料中忆阻效应的研究进展,主要总结了忆阻效应的产生机制和忆阻材料的类型,结合原子级p-n结的相关工作,提出深入明确电场下缺陷迁移机制将是从无机固体化学角度研究忆阻效应的重要方向。     

温度和压力对化学反应方向和化学平衡的调控

根据一般化学反应方程式,给出了理想气体化学反应Gibbs自由能随反应进度变化的关系式。该式由3部分组成,第1部分对应于标准压力和给定温度下,反应物和生成物摩尔生成Gibbs自由能之和随反应进度的变化,是化学反应的温度调控项;第2部分对应于压力对Gibbs自由能的贡献,是压力调控项;第3部分是混合熵的贡献,是决定化学平衡的重要因素。因此,一个化学反应,向什么方向进行,进行到什么程度,可以通过温度和压力的调控来实现。以合成氨和工业合成气为例,讨论了如何利用压力和温度的调控,实现反应方向和平衡的控制。     

原位Raman光谱揭示中性条件下硫化钼结构变化对其电催化析氢反应的促进作用

硫化钼是析氢反应(HER)有前途的电催化剂. S-或Mo物种均被认为是形成吸附氢触发HER反应的活性位, 但Mo中心和S配体间相互作用的本质仍不清楚. 另外, 采用中性的水作为质子源用于产氢, 来开发低成本的水裂解催化剂体系为研究者高度关注, 但人们很少研究中性水条件下HER反应的机理. 本文采用原位电化学Raman光谱对所合成的硫化钼中Mo-Mo和S-S物种在中性条件下的结构变化进行了监测. 结果显示, 归属于端位S-S物种的谱带随着Mo-Mo, Mo3-μ3S和Mo-S振动谱带频率而同步变化, 表明Mo-Mo键与端位S-S键起着协同作用, 从而有利于氢气的生成. 这可能是通过三核Mo3-μ3S物种的内部重组而确认的. 本文所揭示的HER反应中金属-配体相互作用的本质与作用表明了一个不同的反应机理, 而以往的机理认为, S或Mo活性位独立起作用而促进HER反应的进行.     

高分子固液复合界面与液体黏附调控

受猪笼草口缘区润滑效应启发,将低表面能液体注入高分子微纳米多孔结构中可构筑高分子固液复合界面.与超疏水固体界面相比,固液复合界面展现出独特的浸润性和黏附性.界面黏附是高分子复合材料重要的性质之一,实现界面黏附的精准调控对促进这类材料的发展和应用具有至关重要的作用.本文重点从稳定性调控、方向性调控以及原位可逆调控3个方面综述提升固液复合界面黏附可控性的工作,通过在表面微米结构中组装纳米层状及异质纳米层状结构,提高界面黏附的稳定性;使用界面薄层定向冷冻干燥法、激光刻蚀法以及复型法等方法,构筑具有取向结构的高分子固液复合界面,实现界面黏附的方向性调控;通过在界面中引入快速响应的智能基元,设计智能响应高分子固液复合界面,实现界面黏附的原位可逆调控.最后,概述了这类材料目前存在的问题并展望了其未来发展的方向.     

甲胺磷人工抗原的合成及光谱表征

通过化学方法合成了一种甲胺磷的半抗原6-(O,O-二甲基硫代磷酰基)氨基己酸(MC),MC与N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)反应得到6-(O,O-二甲基硫代磷酰基)氨基己酸活化酯(MCE),活化酯(MCE)与匙孔血兰蛋白(KLH)偶联得到第一种人工抗原(MC-KLH);直接用甲胺磷作为半抗原用重氮化法与牛血清蛋白(BSA)偶联得到第二种人工抗原(M-BSA)。通过质谱、红外和核磁表征,证明所合成的半抗原是设计的目标产物;并且对两种人工抗原进行了红外光谱分析,结果表明,人工抗原1的红外光谱中既有酰胺结构单元又有半抗原中的甲氧结构单元;半抗原2中不但具有酰胺结构单元又有甲胺磷的甲氧基和硫氧基结构单元,以此判断半抗原和蛋白偶合成功,为红外光谱法用于人工抗原合成与否的鉴定研究提供了依据。     

基于磷光量子点-表面印迹材料细胞色素c人工抗体的制备及其应用

本研究将表面分子印迹聚合物(Surface Molecularly Imprinted Polymers,SMIPs)作为人工抗体,将锰掺杂硫化锌(Mn-ZnS)量子点(Quantum Dots,QDs)的磷光作为识别目标分子的光学信号,制备了一种可识别和定量分析细胞色素c(Cytochromec,Cyt c)的磷光型...     

环境荷尔蒙类物质2,4,6-三氯酚人工抗原的合成

以环境荷尔蒙类物质2,4,6-三氯酚(TCP),氯乙酸为起始原料,经2步反应合成了2,4,6-三氯苯氧乙酸(1)。通过混合酸酐法将1分别与载体蛋白质BSA,OVA偶联获得了TCP的免疫抗原(TCP-BSA)和包被抗原(TCP-OVA)。TCP-BSA免疫兔获得了具有较高效价的抗TCP的多克隆抗体。