石墨涂层改性锌负极及其在锌离子混合超级电容器中的应用

该文将石墨涂覆于锌片上,运用恒电流充放电、循环伏安(CV)以及电化学阻抗谱(EIS)等表征方法,研究了涂层对锌电极的改善效果。研究结果显示,经过石墨修饰的锌电极的循环伏安扫描曲线具有良好的矩形特性,石墨/锌复合电极全电池的比容量为102.8 mAh/g,经过173次循环后,比容量保留率为97.66%。该综合实验操作工艺稳定,实验结果具有良好的再现性,涵盖的知识点丰富,能够使学生在了解储能器件技术发展趋势的基础上培养科研创新能力和综合实践能力。

适用于哈拉哈塘高温高盐岩油藏表面活性剂的研制及应用

为了研制出适用于哈拉哈塘油藏条件的表面活性剂驱油剂,对该储层地层流体及岩石润湿性进行了测试,基于此,采用二甲胺、全氟丁酸、氯丙烯、丙烯酰胺、对苯乙烯磺酸钠等为主要原料,合成了一种耐高温高盐含氟两性离子型高分子表面活性剂(GPHQ-2),并对其表面活性、润湿性以及洗油效率等进行了室内评价。实验结果表明,150℃、25×10^(4)mg·L^(-1)矿化度老化后的GPHQ-2仍能有效降低油水界面张力,可使岩心表面实现润湿反转,洗油效率可达43.4%,远高于常规石油磺酸盐的洗油效率(5.6%);GPHQ-2具有很好的驱油效果,可在水驱阶段原油采收率基础上提高22.84%;现场应用结果表明,目标井采取注GPHQ-2表面活性剂吞吐驱油措施后,日产油量从4.9t提升到8.9t,增产效果明显,且持续有效。说明GPHQ-2表面活性剂满足哈拉哈塘油藏提高采收率需求,并可对该类油藏表面活性剂增产提供理论和实践指导。

无机纳米材料用于声动力治疗的研究进展

声动力治疗是一种新型肿瘤治疗方式,因具有非侵入性、高穿透性、高安全性、时空可控性等优点,近年来受到研究人员的广泛关注。声动力治疗依赖声敏剂在低频超声下产生的空化泡和活性氧对肿瘤组织产生化学损伤和机械损伤。现有声敏剂主要可以分为有机声敏剂、无机声敏剂和有机无机杂化声敏剂,其中无机声敏剂由于具有高超声稳定性、多功能性、易合成、易表面修饰等优点近年来广受关注。本文着重介绍了声动力治疗中化学损伤和机械损伤的产生机制,并基于声敏剂的作用机制对已有无机声敏剂的设计进行总结与展望。

酸碱度对硼酸/柠檬酸(钠)络合物合成的影响及其分析策略

目前市面上柠檬酸硼膳食补充剂的商品信息中缺乏对其确切结构的描述,其质量参差不齐,甚至存在安全隐患,这与常规分析手段无法满足对柠檬酸硼络合物的结构和质量评价有关。此外,对于柠檬酸硼络合物合成的相关研究也鲜有报道。综合运用核磁共振(^(11)B NMR,^(13)C NMR)、红外光谱(FT-IR)和热分析法协同密度泛函理论计算(DFT)和Chemdraw软件预测的分析策略,探究了不同酸碱度(pH)下硼酸和柠檬酸(钠)络合作用的规律。结果表明:硼酸与柠檬酸的络合能力和形成的络合物结构会随着pH的变化而发生改变,在pH=9.5时硼酸与柠檬酸络合程度达到最高,此时合成的络合物Na-Cit-B_(pH9.5)包含五元和六元2种单环阴离子络合物。本研究可为柠檬酸硼及其他含硼膳食补充剂的开发利用与质量控制提供方法与策略。

一步法制备钛酸锂复合电极及其性能研究

可充电锂离子电池(LIB)已广泛应用于便携式电子产品,电动汽车等领域。优化电池负极是提高电池性能、降低电池成本的重要研究方向之一。采用溶胶-凝胶法制备尖晶石结构的Li_(4)Ti_(5)O_(12)(LTO)负极材料。采用溴化锂(LiBr)和LTO通过溶液混合法制备Br改性的LTO复合电极,改性LTO复合电极在电极制备过程中一步完成。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪观测改性LTO复合电极的微观形貌和晶体结构。采用电池充放电测试仪和电化学工作站对改性LTO复合电极进行电化学测试。实验结果表明,改性LTO复合电极样品在0.1 C充放电时可达到208.7 mAh·g^(-1)的比容量,比原始LTO电极样品提高了30.9%。

宁夏高灰煤与向日葵秸秆的混合灰的熔融行为

生物质与煤共燃烧是能源清洁利用的主要方向之一。研究了宁夏高灰煤灰(WWA)、向日葵秸秆灰(SSA)及不同质量比的WWA与SSA的混合灰(W_(3)S_(1)、W_(2)S_(1)、W_(1)S_(1)、W_(1)S_(2)和W_(1)S_(3))在高温下的熔融温度特性,并通过X射线荧光衍射(XRF)分析灰的化学组成、X射线衍射(XRD)分析矿物质演化行为、扫描电子显微镜(SEM)分析高温下灰渣的微观形貌,以及Factsage热力学软件计算灰在高温下的液相含量,阐明影响灰熔融过程的影响因素,阐释灰的熔融机制。结果表明:添加少量的SSA后,混合灰的4种熔融特征温度开始减小。当SSA添加质量分数为33%(W_(2)S_(1))时,灰熔融温度最低,其变形温度(DT)降低至1228℃,比WWA降低了约50℃;随着SSA质量分数的继续增加,混合灰的DT和软化温度(ST)略有升高,但半球温度(HT)和流动温度(FT)升高明显。高温下,灰中碱性组分形成白榴石、透辉石、钾霞石和镁黄长石等硅铝酸盐,是灰熔融温度降低的主要原因;而随着SSA比例的增加,部分碱性组分以高熔点的单体氧化物或无定形物质存在,造成灰的FT升高。WWA中添加少量SSA后,混合灰的起始液相温度降低,熔融过程与煤灰相似,主要熔融过程(液相含量超过80%)发生在1300℃之前。当SSA的质量分数超过50%时,起始液相温度增加,主要熔融过程发生在1400℃。本文为解决向日葵秸秆与煤共燃烧过程中的结渣问题提供一定理论参考。

三元复合物Ag/Cu_(2)O/g-C_(3)N_(4)的制备及其光催化降解和抗菌性能研究

以尿素、硫酸铜、乙酸银为原料,采用溶液法制备了三元复合物Ag/Cu_(2)O/g-C_(3)N_(4),通过XRD、XPS、SEM、TEM、UV-Vis等手段对三元复合物的结构进行了表征;以罗丹明B为模型研究了三元复合物的光催化降解性能,以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为模型研究了三元复合物的抗菌性能,并探究了三元复合物的光催化降解机理。结果表明,Ag和Cu_(2)O粒子沉积在g-C_(3)N_(4)片层结构上,Ag、Cu_(2)O和g-C_(3)N_(4)三者之间的协同作用使得三元复合物的光催化降解性能和抗菌性能大幅提高。为构建用于实际水体污染处理的g-C_(3)N_(4)基复合材料提供了新思路。

不同浓度硫酸对纸张老化性能影响的初步研究

纸质文献信息书写所用的蓝黑墨水等均含有硫酸等酸性物质,这些酸性物质是造成纸张老化的重要因素之一。研究采用2%、4%、6%、8%、10%硫酸对宣纸、毛边纸、报纸三种纸张进行浸泡10天,分别测试纸张的色差、抗拉强度和纤维的显微结构变化。结果表明,随硫酸浓度增高,三种纸张的明暗L值都变小,纸张的颜色在慢慢变暗,黄绿值a值逐渐增大,颜色泛黄,总色差ΔE增大,颜色变化明显;最大抗拉强度下降,强度降低。显微结构表明纸张纤维在硫酸作用下发生断裂、变短,纸张老化、劣化,硫酸浓度越高,纤维断裂越短,导致纸质文献的文物价值和文献价值的损毁。

铕碳点对四环素的特异性识别与降解

以柠檬酸、1.0代聚酰胺胺和氯化铕为原料,采用水热法合成了具有特异性识别四环素比例荧光探针,同时对四环素进行降解。结果表明,Eu^(3+)-碳点(CDs)的量子产率为92%,具有抗干扰特性,可以特异性识别多种抗生素混合物中的四环素。c(四环素)=50 nmol/L~20μmol/L,比例荧光强度和四环素浓度呈现良好线性关系,最低检测限为6 nmol/L。t=120 min,365 nm紫外光催化四环素的降解率为60%,经过5个循环的降解效率一致,具有优异的光催化稳定性。

二硒化钼/石墨烯复合材料的非线性光学性质

采用溶剂热法合成了二硒化钼/石墨烯(MoSe_(2)/rGO)复合材料,进一步通过滴涂法制备了二硒化钼/石墨烯/聚乙烯醇(MoSe_(2)/rGO/PVA)薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、激光拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)对MoSe_(2)/rGO复合材料和薄膜材料的结构、形貌、成分和吸收特性进行分析。采用Z-扫描技术,在激光光源为1064和532 nm,脉冲宽度为4 ns条件下,研究了MoSe_(2)/rGO溶液和薄膜的三阶非线性光学(NLO)性质。结果表明,MoSe_(2)/rGO/PVA薄膜的三阶NLO性质明显高于MoSe_(2)溶液、MoSe_(2)/rGO溶液和MoSe_(2)/PVA薄膜。在入射能量25μJ,激发波长532 nm条件下,MoSe_(2)/rGO/PVA薄膜材料显示了更大的非线性吸收系数。本工作为过渡金属硫族化合物/石墨烯复合材料在光限幅和激光锁模中的应用奠定基础。

CeO_(2)负载钙铜复合纳米小球的合成及其热化学储能特性

提出钙铜联合循环热化学储能工艺,利用钙铜复合材料的煅烧/还原-氧化-碳酸化循环反应实现氢储能。在储能阶段,氢气与钙铜复合材料发生煅烧/还原反应,将氢能储存为复合材料的热化学能;在释能阶段,钙铜复合材料依次与空气、CO_(2)进行氧化和碳酸化反应,将复合材料先前储存的热化学能以热量的形式释放。针对工艺中所涉及的钙铜复合材料,采用两步法制备了氧化铈负载钙铜复合纳米小球,在固定床反应器上评估了氧化铈含量对氧化铈负载钙铜复合纳米小球的影响。结果表明:所有的氧化铈负载钙铜复合纳米小球在10次循环反应中的氧化性能都非常稳定;而氧化铈的质量分数会显著影响氧化铈负载钙铜复合纳米小球的碳酸化性能;当氧化铈质量分数从20%增加到60%时,氧化铈负载钙铜复合纳米小球的首次碳酸化性能从0.092 g/g显著下降到0.017 g/g。

硒化银薄膜-氧化锰纳米颗粒自组装薄膜电阻转变特性的研究

采用热分解法制备粒径约为30 nm的单分散氧化锰纳米颗粒,然后通过浸渍提拉法将这些纳米颗粒在铂底电极上自组装成氧化锰薄膜,接着利用热蒸镀工艺沉积硒化银薄膜,最后利用磁控溅射工艺沉积钛顶电极,获得具有Ti/Ag_(2)Se/MnO/Pt结构的阻变存储器。该器件表现出双极性电阻转变特性,并且具有良好的循环特性和数据保持特性,表明Ti/Ag_(2)Se/MnO/Pt阻变存储器在非易失性存储器件中具有潜在的应用前景。

抗菌透明细胞相容性良好的水凝胶创面敷料制备研究

以黄原胶、丙烯酰胺、过硫酸铵等为主要材料,采用一锅法制备了水凝胶XG/PAM/AE.研究结果表明,该水凝胶具有145.6 kPa的最大断裂应力,450~700 nm波长的透光率为80%且具有短期抑制S.aureus生长的能力,细胞活力大于96.7%,细胞相容性优异.

粗食盐提纯实验的教学反思

对于刚刚步入实验室的本科生来说,养成良好的实验操作习惯、树立良好的科研态度、培养良好的科研思维至关重要。然而,敷衍“交差”、缺乏独立思考能力、实验操作不规范成为实验课上部分学生的常态。粗食盐提纯实验作为一个综合性较强的实验,涵盖了多个化学基本原理以及多种基本操作。此实验对于提升学生科研素养具有较强的教学示范性。笔者结合多年教学实践经验,就如何以问题导向的教学方式让学生知其然,知其所以然,培养学生独立思考能力,提高学生分析问题、解决问题的能力,如何避免敷衍“交差”,如何规范学生实验操作三方面提出了个人见解,并对学生在实验过程中出现的由于操作不当引发的各种问题进行了分析。

异质双碳源对LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_(4)复合材料电化学性能的影响

采用水基流变相辅助的固相法,以异质碳蔗糖和石墨为碳源,合成了LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_(4)/C复合材料,研究了不同石墨加入方式对所制复合材料电化学性能的影响,并对所制备的LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_(4)/C复合材料进行了X射线衍射(XRD)、N_(2)吸附-脱附测试、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等表征。结果表明,不同石墨包覆工艺对材料结构和电化学性能具有显著影响。前驱体煅烧后再加入石墨获得的样品纯度高,形貌呈均一的椭圆形,在0.1C下的放电比容量为149 mAh·g^(-1),达到其理论比容量的87%;在5C下最大的放电比容量为133 mAh·g^(-1);在2C倍率下经过300次循环后比容量维持在127 mAh·g^(-1),衰减率仅为1.9%,表现出了优良的循环稳定性。

检测HNO的荧光探针研究进展

硝酰基或亚硝酰氢(Nitroxyl,HNO),是一氧化氮(NO)单电子还原产物的质子化形式。HNO作为一种活性氮物种,却表现出与NO截然不同的化学反应活性,因其在许多生物功能和病理活性中的独特作用而备受关注。尽管对HNO化学生物学的认识已取得了很大进展,但由于HNO具有反应性高、寿命短的特点,使其检测仍具有很强的挑战性,因此开发可靠的方法来检测HNO至关重要。近年来,荧光探针因其灵敏度高、操作简单、实时监测、无创等优点被广泛用于生命科学等领域,用于检测HNO的荧光探针也取得了非常大的进展。总结了目前已有的四种HNO荧光探针的设计类型,重点介绍了以二苯基膦基为识别位点的荧光探针的研究进展,为日后设计新型HNO探针提供参考,并对该领域所面临的挑战与发展进行了展望。

盐的多领域应用研究

系统整理了盐在日化领域、食品领域、医学领域、建筑领域上的应用研究,可为盐的应用研究提供参考。

LDHs/LLDPE复合薄膜的制备及保温性能研究

采用共沉淀法合成锌铝硝酸根型水滑石(ZnAl-NO_(3)-LDH),通过阴离子交换法将乙二胺四甲叉膦酸四钠(EDTMPS4Na)插层到ZnAl-NO_(3)-LDH中得到乙二胺四甲叉膦酸根插层水滑石(EDTMPS-LDH),使用硅烷偶联剂KH570对其进行表面改性得到类水滑石(LDHs)。将LDHs与线性低密度聚乙烯(LLDPE)共混,通过挤出吹塑得到LDHs/LLDPE复合薄膜。采用多通道温度测量仪进行保温实验,测试LDHs/LLDPE复合薄膜的保温性能。结果表明:EDTMPS4Na插入ZnAl-NO_(3)-LDH层间,拓宽了ZnAl-NO_(3)-LDH的红外吸收范围,从7~25μm波段无明显红外吸收扩展到9~11μm波段具有明显选择性红外吸收;与ZnAl-NO_(3)-LDH相比,EDTMPS-LDH提高了ZnAl-NO_(3)-LDH的稳定性,添加LDHs比未添加LDHs的LLDPE复合薄膜白天棚内温度下降4%~15%,夜晚温度提高4%~17%,改善了LLDPE薄膜的保温性能。

半导体材料光催化合成过氧化氢的研究进展

过氧化氢(H_(2)O_(2))作为一种高效且绿色的氧化剂,在有机合成等领域具有广泛的应用。工业上常用蒽醌法合成H_(2)O_(2),但该方法需要高温高压和贵金属催化剂,存在能耗较高和副产物较多的不足。光催化技术作为一种环境友好的绿色技术,具有催化效率高、反应条件温和等优点,将其用于H_(2)O_(2)的合成展现出巨大的应用潜力。基于光催化产H_(2)O_(2)的反应机理,系统阐述了半导体光催化材料在光催化合成H_(2)O_(2)领域的最新进展,为设计高效光催化合成H_(2)O_(2)的催化剂提供新思路,并对光催化材料的发展方向进行了展望。

双氧水及其杂质作用下的热稳定性研究

使用差示扫描量热仪(DSC)检测不同浓度双氧水及其杂质的起始放热温度、峰值温度和反应热等热参数,并利用热分析动力学方法分析得出活化能、指前因子动力学参数。结果显示:27.5%双氧水的起始放热温度在69℃至130℃,比放热量为762.36~825.37 J/g;随着升温速率的增大,双氧水放热温度升高,根据热分析动力学计算得出27.5%双氧水的活化能为63.63 kJ/mol,指前因子A为19.29 s^(-1);不同的杂质对双氧水的热稳定性影响不同,通过XPS测试推出Cr^(3+)掺杂在双氧水中会被氧化成Cr^(6+)。综上,在生产、运输和应用双氧水的过程中要控制合适的温度以及避免杂质的引入。