pH对毛细管电泳分离多肽的影响

设计了一个针对高年级本科生的毛细管电泳分离实验，用以研究pH对生物小分子多肽分离的影响。5种多肽包括Bradykinin、[Hyp3]-bradykinin、Angiotensin I、Leucine Enkephalin和[Met5]-Enkaphalin，被用于毛细管电泳的分离实验。研究了毛细管电泳生物分析实验中最重要的2个因素即电渗流和样品吸附随pH的变化以及对于分离的影响。在pH=10的条件下，酸性多肽几乎没有吸附，少量的碱性多肽有吸附。在pH=6的条件下，碱性多肽具有非常强的吸附从而导致非常差的分离效果，在pH=2.3的条件下，5种多肽都能被很好地分离，由于多肽此时都带有正电荷因此几乎没有吸附。而在此pH，电渗流消失。对具有一定分析化学基础理论知识的学生而言，这是一个非常好的生物分析实验，有助于学生充分理解相关环境因素对仪器分析的重要影响。     

镍(Ⅱ)四磺酸基酞菁修饰玻碳电极制备一氧化氮传感器

用电沉积法将镍(Ⅱ)四磺酸基酞菁(NiTSPc)修饰在玻碳电极表面,又用浸蘸法将Nafion修饰在该电极表面,制备出一种新型一氧化氮电化学传感器,并研究了它们对缓冲溶液(PBS)中一氧化氮(NO)和亚硝酸盐(NO2-)的电化学行为.实验结果表明,NiTSPc和Nafion修饰材料对一氧化氮分子的电化学氧化具有显著的促进作用,在c(NO)为0.2~8μmol/L的区间内,用NiTSPc和Nafion修饰的传感器的DPA电流值与c(NO)成良好线性关系,且灵敏度高,选择性良好,可用于NO实时检测.     

氧负离子自由基与乙烯反应机理的计算研究

在G3MP2B3理论水平下研究了氧负离子自由基(O^－)与乙烯(C₂H₄)的反应机理. 计算结果表明, O^－与C₂H₄经碰撞快速复合形成离子诱导偶极络合物中间体, 然后经历异构化、解离生成各种产物, 分别对应分子离子异构解离与复合电子剥离反应通道. 通过比较各个反应途径上势垒的相对高度, 发现主要产物通道为复合电子剥离通道, 相应的中性产物主要为c-C₂H₄O; 而分子离子解离通道的通道分支比较小, 其中生成水反应通道相应的阴离子产物主要是CH₂＝C^－. 当前的计算证实了以往实验观察的结论.     

超细YF3与GdF3纳米晶的合成及其上转换发光

当使用液固溶法（LSS法）制备分散性纳米晶时,将传统油酸/油酸钠/酒精反应体系中的NaOH用氨水取代时,氨水将会与油酸形成新的表面活性剂油酸铵,这样就可以合成各种超细分散性的REF₃纳米晶（RE代表稀土元素）。在这种新的反应体系中,合成了平均直径小于10nm的YF₃和GdF₃超细颗粒,X射线与透射电镜测试表明YF₃是正交相,而GdF₃是面心立方结构,空间群为Fm3m,晶格常数为0.5829nm。在980nm半导体激光器激发下,可检测到YF₃：Yb/Er在515~570nm处有较强的绿色发光峰、645~675nm处有较强的红色发光峰,呈橙色发光。YF：Yb/Tm和GdF₃：Yb/Tm样品在460~490nm处有较强的蓝色发光峰,而在800nm附近有更强的近红外发光峰。由于其超细的尺寸及红外上转换发光特性,合成的样品在生物成像,生物标签等方面有潜在的应用价值。     

氮掺杂碳原位锚定铜纳米颗粒用于高效氧还原反应催化剂

与贵金属铂基电化学氧还原反应（ORR）催化剂相比,廉价的非贵金属催化剂引起了广泛的关注。本文以壳聚糖作为一种富含氮和碳元素的生物质资源,利用碳浴法成功制备了氮掺杂碳原位负载铜纳米颗粒（Cu/N-C）催化剂。纯壳聚糖碳化得到的样品N-C的比表面积为67.5 m²·g^-1、平均孔径0.14 nm、平均孔体积8.00 m²·g^-1,与之相比,Cu/N-C比表面积可达607.3 m²·g^-1、平均孔径为2.5 nm、平均孔体积为0.40 cm³·g^-1。通过密度泛函理论（DFT）进行计算表明,Cu(111)/N-C的自由能值低于N-C,更有利于氧还原催化进行。在0.1 mol·L^-1 KOH的介质中,Cu/N-C不仅表现出优异的起始和半波电势（分别为0.96 V和0.84 V）,而且还表现出了优异的抗甲醇性能和稳定性,并且Cu元素掺杂量达到1.67wt.%。     

基于红外热成像技术的锂离子电池热特性试验研究

为了深入研究锂离子电池在工作状态下的热特性,通过试验与理论分析手段,结合红外成像技术与非接触式可视化观测方法,研究了锂离子电池单体在不同放电倍率下的表面温度分布特征及不同荷电状态(State of charge,SOC)下的温度均衡性和不同测量点的温升特性。结果表明:锂离子电池极耳附近区域为主要的产热源,且放电倍率越高,产热量越大;电池温度上升越快,最高温度越高,电池温度均衡性越差; 1C放电时,电池表面的温度梯度以多个类半圆形温区呈现;并以正极区为圆心向整个电池扩展; 2C放电时,初期形成的两个半圆形温区重合为一个以圆弧为下边的类矩形温区,直至扩展到电池下边缘;不同放电倍率下,电池温升速率均呈现先减小后增大的趋势。根据以上分析及研究成果,可以合理改进电池单体结构,设计电池组或电池包散热方案,提高锂离子电池在工作过程中的高效性和安全性。     

“实验化学”翻转课堂教学案例设计

针对实验化学课程的特点,探讨了实验化学“课前知识传递,课堂知识内化,课后反思提高”的翻转课堂教学设计。以“硫酸亚铁铵的制备”为实验案例,通过翻转课堂在学习目标、活动主体与教学流程上的教学设计,详细阐述了以学生为中心的教学实施,并全面评价了教学实践。     

冷等离子体强化制备金属催化剂研究进展

冷等离子体属于非热平衡等离子体,具有较高的电子能量和较低的气体温度,是一种制备金属催化剂的绿色新方法.等离子体强化制备金属催化剂包含复杂的物理和化学多相反应.一方面,等离子体提供的高活性环境不但可以加速化学反应,使反应时间从数小时缩短至数分钟,还可以使热力学或者动力学上不可行的反应发生,实现非常规制备;另一方面,等离子体强化制备过程中,在介观尺度上等离子体对相接触行为的影响,可使获得的金属催化剂结构区别于传统方法制备的催化剂.本综述总结了冷等离子体制备金属催化剂的反应器结构、物理化学机理、获得金属催化剂的结构特性、制备面临的挑战,并对未来发展进行了展望.重点阐述了冷等离子体反应器、制备机制及其对金属催化剂结构和性能的影响.     

CH3OH在Ga-Rich GaAs(001)-(4×2)表面上的吸附与解离: 团簇模型的密度泛函计算

采用简单团簇模型结合密度泛函理论研究了CH3OH在Ga-Rich GaAs(001)-(4×2)表面上的吸附与解离过程. 计算结果表明, CH3OH在Ga-Rich GaAs(001)-(4×2)表面上首先会形成两种化学吸附状态, 然后CH3OH经解离生成CH3O自由基和H原子吸附在表面不同位置上. 通过比较各个吸附解离路径, 发现解离后的H原子相对更容易吸附在位于表面第二层紧邻的As原子上.     

从头算分子动力学研究O-与CH_3F反应的产物通道

在B3LYP/6-31+G(d,p)理论水平下采用基于波恩-奥本海默近似的从头算分子动力学方法重新研究了O-与CH3F反应经抽氢生成OH-和生成H2O的两条产物通道.反应轨线从反应初始过渡态开始,采用300K时的热取样确定初始条件,同时为对比不同的初始碰撞平动能条件下产物通道的变化,分别限定过渡矢量上的能量为2.1、36.8及62.8kJ·mol-1进行轨线计算,所有轨线计算的结果表明抽氢生成OH-的过程始终为主要的产物通道.我们的计算不仅进一步证实了以往实验的结论,而且描绘了抽氢生成OH-和生成H2O这两个产物通道在反应出口势能面上的动态反应路径,更为深刻地揭示了该反应的微观机理.