通过表面机械加工调控Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5非晶合金的结构和韧性

作为一种新型结构材料, 非晶态合金的韧性需要进一步提高. 提高非晶态合金韧性的方法有引入枝晶相、调整其成分改变其泊松比影响其剪切带衍生、裂纹扩展等.本文通过表面机械加工的方法来调控非晶态合金的微观结构及韧性. 我们采用真空电弧熔炼、亚稳态薄板离心浇铸系统制备了Zr_52.5Cu_17.9Ni_14.6Al₁₀Ti₅ (原子百分比) (Vit105)非晶合金板,并用表面机械研磨处理方法(surface mechanical attrition treatment, SMAT), 在Vit105板上形成纳米尺度局域类晶体序结构. 基于差示扫描量热分析、纳米压痕实验, 我们发现SMAT处理后的Vit105合金板表面附近弛豫焓更低, 微观结构更加均匀、稳定. 通过显微维氏硬度计测试, 发现SMAT处理后样品的表面附近硬度增大,硬度值分布也更均匀. 通过三点弯断裂实验, 可得到SMAT处理后合金板缺口韧度值从70.7 ± 4.7 MPa·m1/2提高到112.8 ± 3.7 MPa·m1/2. SMAT处理后合金板断裂后, 缺口前端剪切带密度比未处理的更大. Vit105合金板韧性的提高源于SMAT处理对剪切带萌生的促进作用. 该研究表明,表面机械加工可以在非晶态合金中形成局域类晶体有序结构, 影响其结构均匀性, 增大其硬度, 促进剪切带萌生, 提高其韧性. 表面机械加工作为一种新型的改变材料性能的手段, 具有广阔的应用前景.      

活化温度对单组分水性聚氨酯膜结构和性能的影响

用FTIR,DSC,SEM等方法研究了不同热活化温度对水性聚氨酯(APU)结构和性能的影响.结果表明,较高温度的热处理有利于APU膜分子中的氢键重新排列,导致APU膜中无序化氢键有较大幅度地增加和有序化氢键小幅增加,从而形成大量非完善的远程有序结构和少量完善的远程有序结构.这种有序结构在APU中成为有效的物理交联点,使APU膜表现出较好的力学性能.     

Precise Macroscopic Supramolecular Assembly by Combining Spontaneous Locomotion Driven by the Marangoni Effect and Molecular Recognition

Macroscopic supramolecular assembly bridges fundamental research on molecular recognition and the potential applications as bulk supramolecular materials. However, challenges remain to realize stable precise assembly, which is significant for further functions. To handle this issue, the Marangoni effect is applied to achieve spontaneous locomotion of macroscopic building blocks to reach interactive distance, thus contributing to formation of ordered structures. By increasing the density of the building blocks, the driving force for assembly transforms from a hydrophobic–hydrophobic interaction to hydrophilic–hydrophilic interaction, which is favorable for introducing hydrophilic coatings with supramolecular interactive groups on matched surfaces, consequently realizing the fabrication of stable precise macroscopic supramolecular assemblies.     

三维有序金掺杂纳米TiO_2修饰电极用于抗肿瘤药物与DNA相互作用的研究

利用模板法在氧化铟锡(ITO)电极表面制备了三维有序多孔结构的金掺杂纳米Ti O2薄膜修饰电极(3DOM GTD/ITO),并在此修饰电极上成功固定小牛胸腺DNA(ct DNA),从而构建了一种新型的DNA生物传感器(DNA/3DOM GTD/ITO),并通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)对修饰电极的表面形貌进行表征。采用电化学交流阻抗(EIS)法研究了ct DNA在3DOM GTD/ITO修饰电极表面的固定情况,结果表明,ct DNA已被成功地固定在3DOM GTD/ITO修饰电极表面。采用循环伏安法、微分脉冲伏安法等电化学方法研究了抗肿瘤药物槲皮素(Qu)在3DOM GTD/ITO修饰电极表面的电化学性质及与ct DNA的相互作用。结果表明,Qu在3DOM GTD/ITO修饰电极表面有1对准可逆的氧化还原峰,其氧化还原反应为2电子和2质子的转移过程。Qu可与固定在修饰电极上的ct DNA发生较强的结合作用,其结合常数(K)为3.61×106L/mol。循环伏安实验、紫外-可见吸收光谱、分子荧光光谱、圆二色性光谱均表明Qu与ct DNA之间的相互作用模式为嵌插作用。Qu与ct DNA的碱基结合具有序列选择性,对Qu与聚(d G-d C)及聚(d A-d T)的结合常数进行计算,得到结合常数比K(d G-d C)/K(d A-d T)=3.5,表明Qu与ct DNA发生嵌插作用时更倾向于结合在GC富集区域。     

松散接触下 Au-Ce强相互作用对 Au/CeO2/3DOM Al2O3催化剂催化柴油炭烟燃烧活性的影响

与汽油发动机相比,柴油发动机具有热效率高、CO2排放低、寿命长、续航距离远和经济性好等优点,可大大缓解能源短缺,降低 CO2排放量.因此,机动车柴油化是当前发展趋势.然而,柴油发动机在使用过程中会排放大量炭烟颗粒物,对人体危害极大.因此,控制炭烟颗粒排放成为环境催化研究的重点之一.
　　炭烟颗粒物催化燃烧反应是典型的固(炭烟颗粒)-固(催化剂)-气(O2)多相催化反应.三维有序大孔氧化物(3DOM)具有大孔径和内部贯通的孔道结构,能有效提高炭烟颗粒与催化活性中心的接触性能.同时,纳米 Au颗粒在大孔氧化物表面的负载可有效提高催化剂本征活性,但纳米 Au颗粒催化剂热稳定性较差. CeO2具有较好的储放氧性能,可与贵金属活性组分发生相互作用,从而提高贵金属纳米颗粒的分散度和稳定性.因此,本文从柴油炭烟颗粒物催化燃烧反应本质出发,设计制备了高炭烟燃烧催化活性的3DOM氧化物担载 Au基催化剂,研究了 Au与 CeO2强相互作用对炭烟燃烧活性的影响.
　　采用胶体晶体模板法制备3DOM Al2O3载体,由微孔膜氨沉淀法制备 CeO2/3DOM Al2O3催化剂,以还原-沉积法制备 Au/3DOM Al2O3和 Au/CeO2/3DOM Al2O3催化剂,并利用扫描电镜、N2物理吸附-脱附、X射线衍射、透射电镜、紫外漫反射光谱、H2程序升温还原和 X射线光电子能谱等手段对催化剂形貌、比表面积、物理化学性质和氧化还原性进行了表征.结果表明,在 CeO2/3DOM Al2O3中, Al3+可进入到氧化铈晶格内,形成 Al-Ce-O固溶体,产生氧空位,这有利于氧物种转移.此外, Au/CeO2/3DOM Al2O3催化剂中 Au和 CeO2之间的强相互作用能增加 Au纳米颗粒表面活性氧物种数量,从而促进柴油炭烟燃烧反应.纳米颗粒 Au的担载使得催化柴油炭烟燃烧的起燃温度明显降低,其中 Au/CeO2/3DOM Al2O3催化剂表现出最高的催化活性,T10,T50和T90分别为273,364和412oC.     

三维有序结构的金掺杂纳米TiO_2修饰电极用于H_2O_2的测定

在ITO玻璃表面构建了三维有序多孔结构的金掺杂纳米Ti O2薄膜(3DOM GTD/ITO),同时制备了一种细胞色素c(Cyt c)酶生物传感器(Cyt c/3DOM GTD/ITO)。通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)对修饰电极进行表征。紫外-可见光谱实验表明吸附在GTD上的Cyt c能够保持其生物活性,二级结构未被破坏。同时研究了Cyt c在3DOM GTD/ITO修饰电极表面的直接电化学及对H2O2的电催化行为。结果显示,Cyt c在3DOM GTD/ITO修饰电极上有显著的直接电化学响应,峰电流与扫描速度呈线性关系,说明该电极过程是表面电化学控制过程。Cyt c/3DOM GTD/ITO修饰电极对H2O2具有良好的催化性能,线性范围为3.0×10-7~1.70×10-5mol/L,检出限为3.6×10-8mol/L(S/N=3),响应时间为5 s,且该修饰电极具有较好的重现性和稳定性。     

Quantification of particle-bubble interactions using atomic force microscopy: A review

The attachment of particles to bubbles in solution is of fundamental importance to several industrial processes, most notably in the process of froth flotation. During this process hydrophobic particles attach to air bubbles in solution, which allows them to be separated as froth at the surface. The addition of chemicals can help to modulate these interactions to increase the yield of the minerals of interest. Over the past decade the atomic force microscope (AFM) has been adapted for use in studying the forces involved in the attachment of single particles to bubbles in the laboratory. This allows the measurement of actual DLVO (Derjaguin, Landau, Vervey and Overbeek) forces and adhesive contacts to be measured under different conditions. In addition contact angles may be calculated from features of force versus distance curves. It is the purpose of this article to illustrate how the colloid probe technique can be used to make single particle-bubble interactions and to summarise the current literature describing such experiments.     

有序介孔有机金属 Pd(II) 的制备及其催化水介质中的 Suzuki 反应

 以有机金属 Pd 硅烷和乙基桥联硅烷为混合硅源, 在表面活性剂作用下进行共缩聚反应, 制备了有序介孔有机金属 Pd(II) 催化剂 Pd(II)-PMO(Et). 采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振谱、X 射线衍射、透射电子显微镜和 N2 吸附脱附等手段对催化剂进行了表征. 结果表明, 与后嫁接法相比, 共聚法制得的催化剂活性位分散均匀, 孔道不易堵塞, 同时乙基修饰的孔壁增强了催化剂表面疏水性, 有利于反应物在孔道内的扩散和吸附. 在水介质 Suzuki 反应中, Pd(II)-PMO(Et) 的催化活性与均相催化剂 Pd(PPh3)2Cl2 的相当, 且可重复使用.     

功能性有序微结构的制备及潜在应用

随着科技的发展进步,具有特殊功能的有序微结构日渐引起人们浓厚的研究兴趣,并被广泛应用于微电子器件、微反应器、生物化学传感器以及光学器件等领域.本文总结了我们课题组在微观表面图案化和有序微结构制备及应用方面的研究工作,重点介绍我们在该方向工作的最新进展,并对该领域的发展前景进行了展望.     

二维扩散排序核磁共振谱法研究β-环糊精/萘普生的相互作用

采用二维扩散排序(DOSY)核磁共振法研究了萘普生与β-环糊精的相互作用,考察了不同包合因素对主客体自扩散系数及平衡常数的影响,并对萘普生与β-环糊精包合反应进行了热力学分析,以揭示萘普生与β-环糊精的包合反应机理.实验结果表明,温度、水含量、溶液pH值、离子强度等对客体萘普生的自扩散系数影响较大,但对主体环糊精自扩散...