直接甲醇燃料电池电催化机理及多孔电极传质过程研究

直接甲醇燃料电池以其独特的优势被业界人士视为本世纪最有可能实现商业化的燃料电池. 因此,众多研究院所和公司展开了深入研究,取得了瞩目的成就. 本文分析了膜电极结构的电催化和多孔电极传质过程的机制,并结合制备工艺、有序多层结构以及电池内部传输过程,讨论了近年来膜电极在直接甲醇燃料电池相关的研究进展.     

流体化学在对羟基苯乙酮合成中的应用

以苯酚为原料,采用流体化学技术,依次经醋酐酯化和酸催化Fries重排反应合成了对羟基苯乙酮,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和MS(ESI)确证。使用流体化学反应技术合成对羟基苯乙酮具有操作简便、反应选择性好和产品收率高等优点。     

线性唯象传热定律下光驱动发动机的最优路径

以存在热漏、摩擦等不可逆性,以双分子反应系统2SO3FS2O6F2为工质的光驱动发动机为研究对象,考虑工质与环境之间传热服从线性唯象传热定律[q∝Δ(T-1)],分别以输出功最大和熵产生最小为目标对整个循环活塞运动的最优路径进行研究.利用最优控制理论得出了活塞运动路径及工质温度的最优构型,给出了最优构型的数值算例,并与牛顿传热定律[q∝Δ(T)]下的最优构型进行了比较.     

乳腺钼靶、超声造影检查鉴别诊断乳腺非肿块样强化病变的良恶性质的对比分析

本次研究的目的是探讨乳腺钼靶、超声造影检查在乳腺非肿块样强化病变(NMLE)诊断中的价值.选取NMLE患者110例接受乳腺钼靶、超声造影检查,并与病理结果进行比较.研究结果显示:经病理确诊恶性病变87例,良性病变23例;恶性病变钼靶表现钙化、结构不对称或紊乱、不规则高密度的比例明显高于良性病变(P＜0.05);恶性和良...     

高考化学实验考查与备考研究

实验复习是化学总复习中非常重要的一个环节,它不但可以巩固和强化化学实验知识,也对元素化合物、基本理论与计算等内容的掌握起到促进和深化作用。历年高考都非常注重实验能力的考查(分值约占15%~20%),因此,在平时学习与总复习过程中应给予足够的重视。1对实验考查的研究1.1实验考查内容分析我省近5年高考化学实验试题(见表1),可以发现,化学实验的考查内容一般涉及以下几个方面。表1高考理综卷Ⅱ化学实验综合题年份2002 2003 2004 2005 2006考查内容NH3的制取、收集、干燥、喷泉实验,由喷泉实验原理拓展新的实验方法由FeSO4晶体制取Fe(O…     

发芽糙米微量元素锌的生物强化

目的发芽糙米的锌生物强化培育及对人体补锌的适用性探讨。方法选取3个品种(吉梗81号、博优209号、黑糯米)的糙米为材料,用不同质量浓度锌培养液(0~250μg·m L-1)浸种24 h(28℃)并发芽36 h(30℃),在萌发过程中实行锌的生物强化,培育富锌发芽糙米。通过测定不同锌含量条件下发芽糙米的萌发参数(吸水率、发芽率),以及锌、Vc和矿物质(Fe、Mn、Mg)含量,探明培养液锌的适宜含量条件和富锌发米糙米的补锌适用性。结果对吉梗81号、博优209号、黑糯米等3个品种,富锌发芽糙米培育的锌培养液适宜质量浓度均为75~150μg·m L-1,最佳质量浓度为100μg·m L-1。3个品种发芽糙米对锌的富集能力由强到弱顺序为:吉梗81号,博优209号,黑糯米。与对照处理(CK)相比,富锌发芽糙米Vc、GABA含量较高,而矿质元素(Fe、Mn、Mg)渗漏损失略低。富锌发芽糙米每10 g(DW)的锌积累量,对吉梗81号、博优209号及黑糯米等3个品种可提供锌占中国成人RNI百分数分别是:53.8%(男性)和89.7%(女性),45.6%(男性)和76.0%(女性),以及41.1%(男性)和68.5%(女性)。结论发芽糙米可能是进行锌生物强化的优良载体,预计富锌发芽糙米适用于人体补锌。     

基于扩散强化的Pickering界面生物催化系统构建及CO2矿化过程研究

CO₂的有效利用有助于解决环境和生态问题.碳酸酐酶(CA)等酶分子可精准活化CO₂分子以降低反应能垒,为CO₂的高效和高选择性转化提供了一种有前景的途径.然而,酶离开生物体后易失活,且难以重复利用.目前,包埋型固定化酶是常用且有效的提高酶稳定性与回用率的方法之一,但载体的存在会造成反应物CO₂内扩散阻力增加,降低反应活性.此外,CO₂酶促转化是一个气-液-固三相反应过程,反应体系中CO₂的外扩散性能也需要加强.金属有机骨架(MOFs),特别是咪唑酯骨架(ZIFs),常被用作酶固定化的载体.ZIFs的拓扑结构可被设计成不同形貌,进而通过ZIFs的结构工程来加强分子向其中的内扩散.Pickering乳液是指以固体颗粒代替常规表面活性剂而稳定的乳液.当固体颗粒具有催化活性时,催化剂颗粒会扩大液-液-固或气-液-固三相接触面积,从而有效协调反应物在不同相中的扩散时间.如果酶被用作这些颗粒的活性中心,所制备的Pickering乳液也可能具备类似的特性,可加强底物分子向酶的外扩散.本文选择两种具有不同结构的ZIFs(ZIF-L和ZIF-8),原位包埋CA后形成CA@ZIFs颗粒以稳定Pickeirng乳液.ZIF-L和CA@ZIF-L颗粒显示出独特的二维层状堆叠结构.ZIF-8和CA@ZIF-8颗粒呈棱角清晰的十二面体结构.与CA@ZIF-8颗粒相比,CA@ZIF-L颗粒显示出更大的孔径和更宽的孔径分布,这有助于CO₂从CA@ZIF-L颗粒表面扩散至酶活性中心.利用酶活测试来研究内扩散是否通过结构工程得到了加强,发现CA@ZIF-L颗粒的活性比CA@ZIF-8颗粒高22.3%,推测这是由于CA@ZIF-L颗粒特殊的十字花状结构会缩短CO₂从颗粒表面扩散至酶活性中心的距离.同时,十字花状结构可暴露更多的酶活性位点(CA@ZIF-L颗粒的暴露面积是CA@ZIF-8颗粒的~8倍),从而提升了反应物浓度并显示出更高的催化活性.本文还设计了吸附实验来进一步验证上述假设,发现BSA@ZIF-L颗粒对香豆素的吸附率远高于BSA@ZIF-8颗粒,说明与ZIF-8相比,酶包埋于ZIF-L具有更强的捕获小分子的能力,表明CO₂分子向CA@ZIF-L的扩散速度更快,即CA@ZIF-L的十字花状结构可强化系统的内扩散过程.进一步比较了PIBS和游离多酶体系的催化活性,将CO₂通入每个系统,在反应前20 min,PIBS的pH值下降速度比游离体系快得多,说明PIBS通过在气相和液相间构建更大的界面,缩短了CO₂向CA的扩散距离,从而提高了催化效率,促进了CO₂转化.上述假设也通过扩散动力学的计算得到了验证.为进一步研究PIBS的CO₂矿化能力,本文开展了CaCO₃矿化反应,发现PIBS的CaCO₃产量远高于游离多酶体系,表明构建的PIBS在强化内外扩散方面具有显著优势.最后,评估了PIBS在工业应用中的性能,由CA@ZIF-L和CA@ZIF-8颗粒构建的PIBS显示出较好的可回收性,在第8个循环后,PIBS仍可保持8.9 mg/5 min的CaCO₃产量.综上,PIBS可为CO₂的酶促转化和框架提供一个新方法和新平台.     

异原子配位结构碳基单原子电催化剂结构与性能相关性的研究进展

单原子催化剂是一类以相互孤立的单个金属原子作为催化活性中心的、 具有高原子经济性及高活性的负载型催化剂, 被广泛应用于能源电催化领域. 近年来, 通过使用两种或两种以上原子与活性中心金属原子配位, 构建具有异原子配位结构的单原子材料, 展现了优异的电催化性能. 研究发现, 这种不对称的配位结构有效调控了中心金属原子的电子结构, 优化了催化反应的吸附和脱附能量, 提高了电催化的性能. 本文综合评述了具有异原子配位结构碳基单原子电催化剂的合成策略、 表征技术与方法, 以及在前沿能源电催化应用中的催化剂性能与结构之间的构效关系, 并展望了异原子配位结构碳基单原子电催化剂的研究前景.     

生成模型在蛋白质序列设计中的应用

蛋白质是一切生命体的物质基础,是生命活动的主要承担者,参与各种生理功能的调节.设计具有特定功能的蛋白质在蛋白质工程、生物医药、材料科学等领域具有重要意义.蛋白质序列设计的目标是设计能够折叠成期望结构并具有相应功能的氨基酸序列,是所有理性蛋白质工程的核心问题,具有极其重要的研究和应用潜力.随着蛋白质序列数据的指数型增长和...     

气驱油油气混相过程的界面传质特性及其分子机制

油气混相过程的界面传质特性对气驱提高原油采收率技术非常重要。本文针对吉林某油田的实际油组分,采用分子动力学模拟研究了气驱油过程,分析了不同气体和驱替压力下油气两相的状态变化以及界面特性,获得不同驱替气体的最小混相压力(MMP)。结果表明,随着驱替气体压力的升高,气相的密度逐渐增大,油相膨胀密度降低,气相与油相的混合程度增强,油气两相界面厚度增加,界面张力随之减小。同时发现,驱替相中二氧化碳浓度越高,在同等气体压力下,油气界面更厚,油气混合程度更高。纯CO₂驱油得到的MMP远远小于纯N₂驱油,当这两种气体摩尔比为1 : 1混合时MMP介于两种纯气体之间,说明要达到同样的驱油效果二氧化碳需要的压力更小。最后,本文从分子微观作用力角度解释了驱替气体不同时影响油气混相程度的机制,通过分子平均作用势曲线发现油相分子对CO₂的吸引力要大于N₂分子,因此CO₂分子更容易与油相混合,驱替效果更明显。