基于Cu(Ⅱ) Tricine配合物制备氧化铜薄膜及其电催化水氧化活性（英文）

众所周知,传统化石燃料的大量使用不仅导致严重的环境污染和温室效应,而且化石能源本身也面临着枯竭的危机.所以,探索全新的、环境友善的、可持续发展的能源载体一直备受国内外科研工作者的关注.氢能是一种清洁的可再生能源,是有潜力的化石能源替代品.水分解是一种有效的、理想的产氢途径,然而水氧化反应是多质子多电子传递的过程,是制约整个水分解过程的瓶颈.目前,基于贵金属(铱和钌)分子和氧化物的电催化剂已经被报道很多,并且可以保持很好的催化活性;但是,这一类催化剂差的稳定性、昂贵的价格和少的地壳含量等因素严重制约了其大规模实际应用.因此,开发基于非贵金属(钴、镍、铁、铜、锰)的新型电催化剂材料是解决该问题的唯一出路,但要保证电催化剂的高活性和好的稳定性仍面临着诸多挑战.在众多的非贵金属中,铜是一种来源广泛的金属,而且铜对生物体毒性较小.由于铜具有良好的配位化学和多重的氧化还原特性,近年来,很多基于铜的水氧化电催化剂被开发和研究.我们在含有1.0 mmol/L Cu2+和2.0 mmol/L Tris配体的磷酸缓冲溶液(0.2 mol/L,p H=12.0)中,采用1.15 V vs.NHE恒电位电沉积的方法,在ITO导电玻璃上制备出基于铜的水氧化催化剂薄膜(Cu-tricine).对得到的催化剂薄膜进行扫描电镜(SEM)测试,该催化剂均匀负载在ITO表面,厚度大约是1.4μm.为了更加深入研究Cu-Tricine催化剂薄膜,采用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对Cu-tricine催化剂进行表征,结果表明,该催化剂薄膜是一种结晶度较差的无定形材料.同时,为了研究催化剂薄膜的元素组成及其所处状态,对催化剂进行了能量散射X射线能谱(EDX)和X射线光电子能谱(XPS)测试,结果表明,该催化剂由铜和氧元素组成,并且铜是以正二价存在.由高分辨O 1s XPS谱图分析结果可以推测,Cu-Tricine催化剂可能是由氧化铜和氢氧化铜组成.Cu-tricine催化剂的水氧化活性是在0.2 mol/L的磷酸缓冲溶液(p H=12.0)中进行测试,从塔菲尔曲线中可以得出,该催化剂达到1.0 m A/cm~2的催化电流密度所需的过电位是395 m V,塔菲尔斜率为46.7 m V/decade.此外,在1.15 V vs.NHE的电位下,在10 h的电解过程中,Cu-tricine催化剂薄膜可以将催化电流密度一直保持在7.5 m A/cm~2,并且得到的法拉第效率为99%.     

固相基底电喷雾电离质谱分析固状与粘稠状药物的基质效应

固状与粘稠状辅剂常用于制造颗粒、片剂、胶囊或膏状药品,并能有效地保持药效成分活性的稳定性。基于固相基底的敞开式电喷雾电离质谱技术已被发展用于药品的直接分析。然而,固状与粘稠状基质对药物分子直接质谱检测的影响规律还不明确。该研究构建了不同黏度和不同溶解度的基质体系,采用木签(牙签)为代表的固相基底电喷雾电离质谱考察了几种模式药物分子在固状与粘稠状基质中的质谱响应规律。结果发现,易溶解的基质电离产生显著的离子干扰和抑制效应,而难溶的基质尽管不产生离子干扰,但在溶剂作用下可变成粘稠状从而抑制药物的离子化。进一步研究表明,药物分子的质谱信号随着基质的黏度增加(1~500 cP)呈幂函数降低(r 2>0.95)。该研究将增进理解固体与粘稠样品直接质谱分析的基质效应与信号响应规律。     

基于Cu(Ⅱ) Tricine配合物制备氧化铜薄膜及其电催化水氧化活性

众所周知, 传统化石燃料的大量使用不仅导致严重的环境污染和温室效应, 而且化石能源本身也面临着枯竭的危机.所以, 探索全新的、环境友善的、可持续发展的能源载体一直备受国内外科研工作者的关注. 氢能是一种清洁的可再生能源, 是有潜力的化石能源替代品. 水分解是一种有效的、理想的产氢途径, 然而水氧化反应是多质子多电子传递的过程, 是制约整个水分解过程的瓶颈. 目前, 基于贵金属(铱和钌)分子和氧化物的电催化剂已经被报道很多, 并且可以保持很好的催化活性; 但是, 这一类催化剂差的稳定性、昂贵的价格和少的地壳含量等因素严重制约了其大规模实际应用. 因此, 开发基于非贵金属(钴、镍、铁、铜、锰)的新型电催化剂材料是解决该问题的唯一出路, 但要保证电催化剂的高活性和好的稳定性仍面临着诸多挑战.在众多的非贵金属中, 铜是一种来源广泛的金属, 而且铜对生物体毒性较小. 由于铜具有良好的配位化学和多重的氧化还原特性, 近年来, 很多基于铜的水氧化电催化剂被开发和研究.我们在含有1.0 mmol/L Cu2+和2.0 mmol/L Tris配体的磷酸缓冲溶液(0.2 mol/L, pH = 12.0)中, 采用1.15 V vs. NHE恒电位电沉积的方法, 在ITO导电玻璃上制备出基于铜的水氧化催化剂薄膜(Cu-tricine). 对得到的催化剂薄膜进行扫描电镜(SEM)测试, 该催化剂均匀负载在ITO表面, 厚度大约是1.4 μm. 为了更加深入研究Cu-Tricine催化剂薄膜, 采用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对Cu-tricine催化剂进行表征, 结果表明, 该催化剂薄膜是一种结晶度较差的无定形材料. 同时, 为了研究催化剂薄膜的元素组成及其所处状态, 对催化剂进行了能量散射X射线能谱(EDX)和X射线光电子能谱(XPS)测试, 结果表明, 该催化剂由铜和氧元素组成, 并且铜是以正二价存在. 由高分辨O 1s XPS谱图分析结果可以推测, Cu-Tricine催化剂可能是由氧化铜和氢氧化铜组成. Cu-tricine催化剂的水氧化活性是在0.2 mol/L的磷酸缓冲溶液(pH =12.0)中进行测试, 从塔菲尔曲线中可以得出, 该催化剂达到1.0 mA/cm2的催化电流密度所需的过电位是395 mV, 塔菲尔斜率为46.7 mV/decade. 此外, 在1.15 V vs. NHE的电位下, 在10 h的电解过程中, Cu-tricine催化剂薄膜可以将催化电流密度一直保持在7.5 mA/cm2, 并且得到的法拉第效率为99%.