氧还原碳基非贵金属电催化剂研究进展

质子交换膜燃料电池是一种直接将化学能转化为电能的能量转换装置,具有环境友好、能量密度高、转化效率高等优点,能够应用于便携能源及燃料电池电动车领域.但燃料电池阴极氧还原需要大量的铂基催化剂,铂价格昂贵、储量有限、易中毒的缺点限制了它的实际应用.因此,开发低成本、高活性、高稳定性的阴极非贵金属催化剂将能够显著推动质子交换膜燃料电池的大规模商业化应用.其中碳基非贵金属催化剂作为最有可能替代铂的氧还原催化剂,引起了广泛的研究.基于此,本文首先简单介绍了氧还原的机理;其次将碳基非贵金属催化剂分为过渡金属氮碳催化剂和非金属掺杂碳催化剂,对它们在材料制备和活性中心的研究进行了总结和讨论;最后,报道了碳基非贵金属催化剂在质子交换膜燃料电池单电池中的应用进展.     

5-甲基-3-硝甲基己酸乙酯的合成

以异戊醛和膦酰乙酸三乙酯为原料,1,8-二氮杂二环［5,4,0］十一碳-7-烯(DBU)为催化剂,碘化钠为磷酸酯碳负离子稳定助剂,经Horner-Wadsworth Emmons反应合成了5-甲基-2-己烯酸乙酯(3),收率90%;仍以DBU为催化剂,3与硝基甲烷经Michael加成反应合成5-甲基-3-硝甲基己酸乙酯,收率98%,两步总收率88.2%,其结构经¹H NMR和IR确证。     

一步水热法制备氮掺杂碳点用于Fe3+检测及细胞成像

以生物相容性优异的人体必需氨基酸分子色氨酸和苏氨酸为前驱体,通过一步水热法合成了水溶性良好的蓝色荧光氮掺杂碳点(N-CDs).采用高分辨率透射电镜、X射线衍射光谱、X射线光电子能谱、傅里叶红外吸收光谱、紫外可见吸收光谱、荧光光谱对其结构、组成和光学性质进行研究.结果表明所制备的N-CDs尺寸均一,平均粒径为4.1 nm...     

基于非分散红外(NDIR)技术的土壤剖面二氧化碳浓度的测定

为了探索土壤剖面CO₂浓度以及不同土壤层(腐殖质H层、A层、B层、C层)土壤呼吸的变化规律,应用非分散红外(NDIR)技术的新方法,持续不间断的测量土壤剖面二氧化碳浓度。实验所用的主要仪器为硅基非分散红外测量仪,能在高湿、高粉尘、污垢及其他恶劣环境中进行光谱数据采集。通过2013年全年光谱测定值的采集,并应用梯度法模型计算不同深度土壤碳通量,同时利用LI-8100碳通量自动监测系统持续监测的土壤碳通量值进行回归分析。结果显示：土壤剖面CO₂浓度呈现明显的梯度变化,即随着土壤深度的增加,土壤CO₂浓度增大;梯度法模型得出的不同土壤层的土壤呼吸模拟值与实测土壤呼吸值之间具有较好的线性相关,H,A,B,C层的模型预测的决定系数(R2)分别为0.906 9,0.718 5,0.838 2,0.903 0,均方根误差(RMSE)分别为0.206 7,0.104 1,0.015 6,0.009 6。均达到了较好的预测结果,表明该方法对定量分析不同土壤层碳通量是可行的。该方法具有清晰揭示土壤CO₂在不同土壤层之间的传输规律,以及有助于分析不同土壤层土壤呼吸特性的优点,能为全球土壤剖面碳通量计算提供基础数据,是一种具有发展前途的传感器。     

120~430 MeV/u 碳离子的微剂量学特性研究(英文)

单粒子微剂量谱在放射治疗中是一个极其重要的参数,它可以用来评估辐射场的生物学效应。利用蒙特卡洛程序FLUKA模拟计算了由碳离子产生的混合辐射场能量沉积的微观模式。从已公开发表的文献中选取了实验测量300 MeV/u 碳离子的线能能谱,并与相同物理条件下模拟计算得到的线能能谱相比较,结果吻合得很好。此外,还计算了120~430 MeV/u 的碳离子的剂量平均线能能谱、频率平均线能和剂量平均线能。所得到的频率平均线能值为185~ 28.3 keV/m而剂量平均线能值则为272~ 64.1 keV/m。本文的结果对于制定碳离子放射治疗的治疗计划有着重要的意义.Microdosimetric single event spectrum is a significant parameter in radiotherapy, which can be used to evaluate the radiation biological effect. In this paper, microscopic patterns of energy deposition are simulated with Monte Carlo code FLUKA at mixed radiation fields during carbon ions therapy. The results are compared with experimental measured results at 300 MeV/u carbon ion and good agreement has been found. Meanwhile, dose-weighted lineal energy spectra, frequency averaged lineal energy values and dose averaged lineal energy values of carbon ion with energy from 120 to 430 MeV/u were calculated,too. The frequency averaged lineal energy values are from 185 to 28.3 keV/m while the dose averaged lineal energy values are from 272 to 64.1 keV/m. These studies are useful for treatment plan in carbon ion radiotherapy.     

聚离子液体功能材料研究进展

聚离子液体(PILs)材料兼具离子液体和聚合物的性质, 近年来已经在高分子化学、材料科学及能源科学等领域得到初步应用, 并引起了人们广泛关注. 本论文介绍了聚离子液体的合成, 综述其在(准)固态电解质、燃料电池聚电解质膜、刺激响应性功能材料, 以及碳材料等相关领域的研究与应用.     

过碳酰胺分子合成条件优化、晶体结构及其热稳定性

采用四因素、三水平的方法研究了过碳酰胺分子合成中物料比、反应温度、反应时间、稳定剂的种类对合成收率的影响,获得了合成的最佳工艺条件。 在最佳合成条件下,测得过碳酰胺的产率可达到99%,活性氧含量最高可达到17.5%。 通过热分析方法研究了过碳酰胺分子热稳定性。 研究表明,温度超过65 ℃过碳酰胺含量和含氧量均迅速下降。 利用X射线单晶衍射仪测定了其晶体结构,使用Diamond软件解析出过碳酰胺分子的三维空间超分子结构及其氢键的连接方式。     

碳前驱体在全氟磺酸型碳基固体酸材料设计中的影响

以碳纳米管、介孔碳分子筛和氮掺杂的介孔碳为前驱体,采用全氟磺酸-全氟乙烯共聚物(PTFE)液相沉积方法制备了修饰量相同的三种全氟磺酸功能化碳基固体酸催化剂,利用N₂吸附、热重分析(TG)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外变换(FTIR)光谱以及电位滴定等方法对材料的结构和酸性进行了表征.考察催化剂对于苯甲醇与苯甲醚Friedel-Crafts (F-C)反应的催化性能.结果表明,前驱体的比表面积越大,与修饰剂的相互作用越强,越有利于修饰剂在前驱体表面的分散,得到的催化剂表面酸量越多,酸催化活性越好.因此,全氟磺酸功能化的氮掺杂介孔碳在F-C反应中表现出最高的活性和稳定性.     

碳包覆纳米SnO2中空纤维的制备及电容性能

采用同轴静电纺丝法制备了碳包覆纳米SnO₂中空纤维超级电容器电极材料.利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和比表面积分析仪(BET)对材料进行表征.结果表明,纤维呈现中空形貌,平均直径为1 μm; SnO₂颗粒均匀分布于碳壳结构中,平均粒径为3-15 nm.材料的比表面积为565 m²·g^-1.在三电极体系中,当电流密度为0.25 A·g^-1时,电极材料的比容量达397.5 F·g^-1;在1.0A·g^-1电流密度下,充放电循环3000次后比容量仍保持为初始值的88%.在对称型双电极体系中,电流密度为0.25 A·g^-1时,电极材料的比容量达162.0 F·g^-1,在1.0 A·g^-1电流密度下,充放电循环3000次后比容量仍保持为初始值的84%.     

碳青霉烯类抗生素亲水作用色谱方法研究及其应用

建立了测定人尿液和自来水中4种碳青霉烯类抗生素(比阿培南、美罗培南、多利培南和厄他培南)的亲水作用色谱方法,所用流动相具有较好的质谱兼容性,可用于色谱-质谱联用。以XAmide为色谱柱,考察了乙腈比例、缓冲盐浓度和pH值对4种抗生素保留的影响,提出了可能的保留机理;所发展的方法对目标样品具有良好的线性响应:比阿培南、多利培南和厄他培南的线性范围为0.1~250 mg/L, R²=0.9999;美罗培南的线性范围为0.5~250 mg/L, R²=0.9998; 4种抗生素的定量限(LOQ)为0.1~0.5 mg/L。尿液样品和自来水样品在5 mg/L和25 mg/L两个水平的加标回收率分别为100.4%~111.9%和79.6%~107.4%,相对标准偏差(RSD)分别不大于1%和5%。该方法准确、灵敏、简便,可用于人尿液和自来水中多种碳青霉烯类抗生素的检测。