基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器

为了检测三磷酸腺苷(ATP)的浓度,利用微系统(MEMS)技术小批量加工薄膜金电极,采用自组装法将巯基修饰的三磷酸腺苷适体固定到金电极表面,以三磷酸腺苷适体作为识别元件,构建了一种基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器。依据核酸磷酸骨架荷负电特性静电排斥[Fe(CN)6]3!/4!所引起的阻抗变化实现对ATP浓度的检测。首先采用电化学阻抗谱法研究了裸金电极及ATP加入前后、6-巯基己醇封闭电极前后以及不同自组装时间(3,8,15,24和30 h)条件下,电极在电化学阻抗溶液中阻抗值变化。然后研究了不同浓度ATP适体传感器的电化学阻抗谱以及适体传感器的线性度和重复性。结果表明,在自组装时间为24 h,使用6-巯基己醇封闭金电极的条件下,此传感器线性测量范围可达到1~500 nmol/L,检出限为1 nmol/L,线性相关系数为0.9842。此传感器制作简单,检出限低且重复性好。     

乙醇/水混合溶剂体系中碳酸钙晶体晶型和取向的控制

采用（NH₄）₂CO₃分解法,制备得到了晶型和形貌可控的CaCO₃晶体。研究结果表明,乙醇/水混合溶剂、陈化时间和L-半胱氨酸自组装单层模板对CaCO₃晶体的晶型、取向和形貌都具有重要影响。无单层模板情况下,溶液中主要得到了球霰石,球霰石的形貌随陈化时间从花朵外形变为树叶形。同样的醇/水体系中,在自组装单层上却得到了取向为（104）晶面的方解石。这与水溶液中同一自组装单层上主要获得（001）结晶面的方解石有明显不同。方解石的形貌也随陈化时间变化而改变。陈化时间为3h时,得到具有孔洞结构的方解石;陈化时间为12h时,得到表面光滑的菱面体方解石。     

大孔Mo-Ni/Al2O3催化剂的催化裂化柴油加氢性能研究

采用三次纳米自组装合成法,制备了一种以二次纳米自组装Al₂O₃为主体的大孔主客体催化剂FA-40,具有0.78cm³·g^-1的孔容、114m₂·g^-1的比表面积、27nm的平均孔径、6.0nm和40nm的双峰孔结构、孔分布在10~100nm高度集中、低堆积密度为0.56g·cm^-3、活性金属含量高达35.70%。XRD和TEM分析结果显示,活性金属以直径小于2nm的微晶态纳米粒子形式均匀分散于主体表面。采用劣质催化裂化柴油进行20h加氢实验评价,反应趋于稳定时,FA-40的脱硫、脱氮及芳烃饱和率分别达到94.4%、95.5%和67.9%,与F-5相比分别提高了20%、80%和140%。300h的长周期加氢实验表明,FA-40具有良好的加氢性能。     

十三氟辛基修饰的疏水有机-无机杂化二氧化硅膜孔结构、氢气分离及水热稳定性

采用1,2-双（三乙氧基硅基）乙烷（BTESE）和十三氟辛基三乙氧基硅烷（PFOTES）为前驱体,在酸性条件下通过溶胶-凝胶法制备了十三氟辛基修饰的有机-无机杂化SiO₂膜材料。利用接触角测量、红外光谱、动态光散射和N₂吸附等测试技术分别对膜材料的疏水性、溶胶粒径和孔结构进行表征,并深入研究有支撑膜材料的氢气渗透、分离性能以及长期水热稳定性。结果表明,十三氟辛基修饰后的膜材料由亲水性变成了疏水性,当n_PFOTES/n_BTESE=0.6时膜材料对水的接触角达到（110.4±0.4）°,膜材料还保持微孔结构,孔径分布在0.5~0.8nm。氢气在修饰后的膜材料中的输运遵循微孔扩散机理,在300℃时,氢气的渗透率达到8.5×10^-7mol·m^-2·s^-1·Pa^-1,H₂/CO₂,H₂/CO和H₂/SF₆的理想分离系数分别为5.49,5.90和18.36,均高于相应的Knudsen扩散分离因子。在250℃且水蒸气物质的量分数为5%水热环境下陈化250h,氢气渗透率和H₂/CO₂的理想分离系数基本保持不变,膜材料具有良好的水热稳定性。     

含氟体系中高性能T型分子筛膜的合成

含氟体系中,在负载晶种的大孔莫来石支撑体表面快速合成了高性能且取向生长的T型分子筛膜。采用XRD、SEM和MASNMR等手段对分子筛膜层和粉末进行表征。讨论了添加物、氟硅比、合成温度和合成时间等条件对膜生长与分离性能的影响,并阐述了含氟体系中T型分子筛膜快速晶化的机理。碱金属氟盐的加入促进了T型分子筛晶体层的晶化速率,并对晶体层形貌产生了一定的影响。膜应用于75℃、水/异丙醇（10：90,w/w）体系的平均渗透通量和分离因子分别为（4.91±0.18）kg·m^-2·h^-1和7060±1130。     

PMADQUAT/PSt-PAA聚离子复合物聚集体增强卟啉和富勒烯类衍生物单重态氧产率

采用原子转移自由基聚合(ATRP)法合成了嵌段共聚物聚苯乙烯-聚丙烯酸叔丁酯(PSt-PtBuA), 在酸性条件下水解得到聚苯乙烯-聚丙烯酸(PSt-PAA), 利用核磁共振氢谱(¹HNMR)、凝胶渗透色谱(GPC)等对产物进行了表征. PSt-PAA在Tris-HCl缓冲溶液中(pH=7.0)形成临界聚集浓度(CAC)为0.015 g/L的聚集体. PSt-PAA与聚2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(PMADQUAT)可通过静电相互作用形成聚离子复合物(polyion complex, PIC), 当 m_(PMADQUAT)/m_(PSt-PAA)=3时, 形成的聚离子复合物的CAC为0.005 g/L. 动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)结果表明, 形成聚离子复合物后, 聚集体粒径变小. 聚合物形成聚集体可包载二乙二醇单甲醚修饰的C₇₀(MDG-C₇₀)、原卟啉(PPIX)、四苯基锌卟啉(ZnTPP)和四苯基卟啉(TPP)等光敏剂, 并增强光敏剂在缓冲溶液中的溶解度. 光照条件下, MDG-C₇₀、PPIX、ZnTPP和TPP在聚离子复合物聚集体m_(PMADQUAT)/m_(PSt-PAA)=3的溶液中的单重态氧量子产率分别是在PSt-PAA聚集体溶液中的1.64、2.63、2.60和2.20倍. 而在缓冲溶液中,由于光敏剂的聚集作用,未能检测到单重态氧的产生。研究结果表明,聚离子复合物聚集体能够包载光敏剂,是提高单重态氧产率的一个有效途径.     

三维树枝状银薄膜的可控生长及其在表面增强拉曼光谱中的应用

通过电流置换反应制备了树枝状银纳米薄膜。在反应过程中通过控制反应时间和硝酸银的浓度,得到了不同形貌、分布和密度的树枝状银薄膜,从而得到了具有不同SERS性能的树枝状银纳米薄膜。选取了具有最佳SERS性能的树枝状银纳米薄膜对罗丹明6G进行了微量检测、再现性检测和稳定性检测,其检测限可达到1×10^-11 mol·L^-1,具有优良的再现性和良好的稳定性。     

三嵌段两亲性聚乳酸共聚物的合成及其PVDF共混膜的制备

利用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成三嵌段两亲性聚乳酸共聚物聚乙烯吡咯烷酮-聚乳酸-聚乙烯吡咯烷酮(PVP-b-PLA b-PVP),然后将其与聚偏氟乙烯(PVDF)进行其混,制备PVP-b-PLA-b-PVP/PVDF共混膜.结果表明:PVDF膜表面致密,膜断面中指状大孔和海绵状孔同时存在,而共混膜表面多孔,指状大孔贯穿整个断面;与PVDF膜相比,共混膜的孔隙率和孔径增大,水通量提高了158.87％,接触角下降了16.70％,抗污染指标下降了64.7％.     

气体电极反应动力学的薄膜旋转圆盘电极方法研究

薄膜旋转圆盘电极方法是一种常用的评价气体物质在纳米电催化剂上的反应活性的方法,但是在数据分析过程中经常忽视了气体反应物在催化剂层中到活性位点的传质可能对估算的反应动力学参数的影响.本文以氧电极反应为例,使用薄膜旋转圆盘电极研究了不同担载量Pt/C电极的氧还原活性.实验结果表明,根据Koutecky-Levich方程求算相同电位下的"表观动力学电流密度"(对Pt活性面积归一化的mA/cm2Pt)或比质量电流(mA/μg Pt)随Pt担载量的减小而增大,说明在估算动力学电流时不能忽略O2在催化剂层中的扩散传质,而气体在催化剂层中的传质与催化剂层的结构、厚度、纳米催化剂的分散度等密切相关.建议在使用薄膜旋转圆盘电极方法来研究纳米催化剂气体电极反应活性时,首先系统考察担载量、分散度与催化剂层厚的影响,然后根据不同担载量催化剂归一化后的动力学电流密度(或比质量电流)-电势曲线是否重合来验证得到的是否是真实的动力学电流,从而得到更为准确的评价结果.