金属锂二次电池锂负极改性

本文综述了金属锂二次电池中提高锂负极性能的研究进展。分别介绍了以下改性方法:对金属锂表面进行预处理,使其表面预先形成性能良好的固体电解质界面膜,或直接在其表面制备保护膜;在电解液中加入添加剂对锂电极进行表面改性;采用新型有机溶剂、离子液体、聚合物电解质、玻璃态固体电解质、塑晶固体电解质等电解质体系提高界面相容性;改进金属锂电极的制备工艺,如制备金属锂粉末多孔电极和电沉积锂电极、制备全固态薄膜锂电池以及利用物理方法处理锂电极。并在此基础上对今后的发展趋势进行了展望。     

化学/电化学腐蚀法快速制备超疏水金属铝

提出一种金属铝超疏水表面的快速制作方法. 先以化学腐蚀在铝表面形成微米级粗糙结构, 再通过电化学腐蚀构筑纳米结构, 在20 min内完成了超疏水表面所需粗糙结构的制备. 这种化学腐蚀/电化学腐蚀两步法比单独化学或电化学腐蚀方法在时间上缩短了1~2个数量级, 且不受铝材晶形限制, 同时电化学腐蚀所用电流密度也降低了1个数量级, 降低了对电源设备的要求, 可望大规模应用于工业生产和其它金属的超疏水表面制备.     

白血病细胞酶联免疫酶催化银沉积于插指电极阵列电化学免疫分析新方法

建立了一种检测白血病细胞表面抗原的细胞酶联免疫电化学分析新方法. 该方法兼有细胞酶联免疫分析抗原、抗体结合的特异性和插指电极阵列酶催化银沉积电化学分析的灵敏性. 在聚苯乙烯微孔板中包被白血病细胞, 先后加入鼠抗人抗体及碱性磷酸酶(ALP)标记的马抗鼠抗体, ALP催化抗坏血酸磷酸酯(AAP)水解成抗坏血酸(AA), AA使银离子还原成银单质并沉积到插指电极阵列表面, 导致插指电极阵列上相邻两个梳齿导通. 通过对电导率的测定, 可实现对细胞表面抗原的高灵敏分析. 此分析方法灵敏度高(可检测出50个左右的HL-60细胞)、特异性好, 且可用于大量样品的分析, 为白血病等肿瘤疾病的早期诊断和免疫分型提供了新技术. 此外, 该方法也可用于细胞表面分子基因工程抗体活性的检测.     

CeO2(110)表面上CO氧化反应的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论系统研究了O2与CO在CeO2(110)表面的吸附反应行为. 研究表明, O2在洁净的CeO2(110)表面吸附热力学不利, 而在氧空位表面为强化学吸附, O2分子被活化, 可能是重要的氧化反应物种. CO在洁净的CeO2(110)表面有化学吸附与物理吸附两种构型, 前者形成二齿碳酸盐物种, 后者与表面仅存在弱的相互作用. 在氧空位表面, CO可分子吸附或形成碳酸盐物种, 相应吸附能均较低. 当表面氧空位吸附O2后(O2/Ov), CO可吸附生成碳酸盐或直接生成CO2, 与原位红外光谱结果相一致. 过渡态计算发现,O2/Ov/CeO2(110)表面的三齿碳酸盐物种经两齿、单齿过渡态脱附生成CO2. 利用扩展休克尔分子轨道理论分析了典型吸附构型的电子结构, 说明表面碳酸盐物种三个氧原子电子存在离域作用, 物理吸附的CO及生成的CO2电子结构与相应自由分子相似.     

MAA修饰ZnO量子点及其发光特性

以ZnAc2·2H2O为原料,在乙醇中通过70℃回流4h,得到ZnO前驱物,与LiOH·H2O反应,制备出ZnO.采用巯基乙酸(mercaptoacetic acid,MAA)对所合成的ZnO进行表面修饰,修饰后的产物经SEM和XRD表征,证明获得了物相单一、近似球状、粒径为4.6nm的ZnO量子点.借助紫外-可见和荧光分析,研究了MAA对该量子点的修饰效果,探讨了设置条件下ZnO的发光机理和性质.发现该实验体系之所以产生荧光表面缺陷发射峰消失和激子发射峰明显增加的光学现象,是因为MAA有效地覆盖了ZnO的表面缺陷,并稳定包裹住ZnO粒子.同时还研究了MAA加量、温度、电解质对修饰产物发光性能的影响,发现经MAA修饰后的ZnO量子点具有较强的荧光发光性能、良好的长期陈放稳定性,以及一定的抗电解质影响能力.研究结果对ZnO量子点应用于生物分析具有重要参考价值.     

热处理对超疏水性含氟丙烯酸酯共聚物膜表面性能的影响

以微乳液聚合法和溶液聚合法制备丙烯酸全氟烷基乙基酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物, 以1,1,2-三氟三氯乙烷为溶剂, 采用溶剂挥发成膜法直接制备出超疏水膜, 并研究120 ℃热处理对超疏水膜表面性能的影响. 对于用乳液聚合方法制备的超疏水膜, 随着热处理时间的延长, 滚动角表现出先逐渐增大直至完全不能滚动, 然后重新回复到极小滚动角的特殊变化过程, 而静态接触角只是略微减小, 完全不同于热处理对平滑的含氟聚合物表面接触角的影响. 扫描电镜结果显示, 聚合物膜表面形貌对应出现从微/纳复合粗糙结构到微孔粗化并重新形成微/纳复合多层粗糙结构的变化.     

N/F掺杂和N-F双掺杂锐钛矿相TiO2(101)表面电子结构的第一性原理计算

采用密度泛函理论(DFT)平面波赝势方法计算了N/F掺杂和N-F双掺杂锐钛矿相TiO2(101)表面的电子结构. 由于DFT方法存在对过渡金属氧化物带隙能的计算结果总是与实际值严重偏离的缺陷, 本文也采用DFT+U(Hubbard 系数)方法对模型的电子结构进行了计算. DFT的计算结果表明N掺杂后, N 2p轨道与O 2p和Ti 3d价带轨道的混合会导致TiO2带隙能的降低, 而F掺杂以及氧空位的引入对材料的电子结构没有明显的影响. DFT+U的计算却给出截然不同的结果, N掺杂并没有导致带隙能的降低, 而只是在带隙中引入一个孤立的杂质能级, 反而F掺杂以及氧空位的引入带来明显的带隙能降低. DFT+U的计算结果与一些实验测量结果能够较好地符合.     

First-Principle Calculations of the Adsorption, Dissociation and Diffusion of Hydrogen on the Mg(0001) Surface

First-principle pseudopotential plane wave calculations and the Nudged Elastic Band method based on density functional theory (DFT) have been used in this article to study the dissociation of molecular hydrogen on a Mg(0001) surface and the subsequent diffusion of atomic hydrogen into the magnesium substrate. First, the dissociation pathway of H2 and the relative barrier were investigated. It was shown that physical adsorption rather than chemisorption of molecular hydrogen was observed in the calculation of the dissociation process of molecular hydrogen. Also, the diffusion process of atomic hydrogen on Mg(0001) was presented. The surface effect, which affected the diffusion of hydrogen obviously, was observed. Finally, comparing the values of the activation energies for the steps of dissociation, diffusion, and desorption, our calculation further showed that the dissociation of H2 and the desorption of hydride were the rate-limiting steps.     

Nitric acid oxidation on carbon dispersion and suspension stability

In this study, we have investigated the effect of nitric acid oxidation on the dispersion and suspension stability of activated carbon powder. We treated activated carbon powder with nitric acid at different concentrations. We measured the content of functional groups, the zeta potential and the powder particle size of the activated carbon powder with the Boehm titration, Fourier transform infrared spectroscopy, a zeta potential analyzer, and scanning electron microscopy. The results show that with the increase of nitric acid molar concentration, the content of acid functional groups increased, whereas the content of alkali functional groups decreased. At a nitric acid concentration of 10 mol/l, the surface‐modified activated carbon powder displays features such as the highest functional group content and zeta potential value, the smallest particle size, and the best dispersion and suspension stability in the solution. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Protein surface recognition of the novel tetra-carboxylphenyl calix[4]arene to cytochrome c

The interaction of the novel tetra-carboxylphenyl calix[4]arene （TCPC） with the bovine heart cytochrome c （Cc） was first investigated by fluorescence spectroscopy and molecular modeling methods. The formation of a stable 1：1 complex was monitored by fluorescence titration, and its binding constant is 1.916 ×10^7 L mol^-1. Molecular modeling reveals the recognition mechanism of TCPC to the Cc surface, that is, the electrostatic interaction drives TCPC to the Cc surface, and the van der Waals interaction orientates TCPC parallel to the cleft of Cc.