Zn^2＋、Co^2＋和Mn^2＋对人工湿地基质生物膜的影响

研究了金属离子Zn2+,Co2+和Mn2+对复合垂直流人工湿地基质生物膜脱氢酶活性和多糖含量的影响.结果表明,在生物膜混合液中添加Zn2+能在短时间内(6h)迅速提高生物膜的酶活性,增加多糖含量,浓度为2mg/L的Zn2+可以在较长时间(72h)内保持生物膜的酶活性并且促进多糖的积累.Co2+和Mn2+对生物膜脱氢酶活性及多糖含量的影响较为相似.当Co2+浓度<1mg/L、Mn2+浓度<2mg/L条件下,6h时,对脱氢酶活性呈现了不同程度的促进作用,但随着Co2+和Mn2+离子浓度的增加,对脱氢酶活性的影响则表现为抑制作用,并且随着时间的延长,抑制作用越来越明显.在所研究的浓度和时间范围内,Co2+和Mn2+对多糖含量没有明显影响.

高活性Co^2＋-替代海因酶中Co^2＋的定量及酶学活性鉴定

利用产D-海因酶(HDT)的重组pE-hdt/E.coli菌株,在LB培养基中添加40μmol/L的Co2+,37℃培养10h,表达产物经Q-Sepharose阴离子交换剂和Phenyl-Sepharose疏水层析,获得电泳纯Co2+-D-海因酶(Co2+-HDT).该酶对底物DL-海因的比活性较HDT高约6倍,达21.8U/mg.可见光光谱分析表明,在498nm和568nm处呈现Co2+-海因酶络合物的特征性吸收峰.用ICP-AES测定纯酶金属离子含量,HDT每摩尔亚基含0.93摩尔Zn2+和0.04摩尔Co2+,而Co2+-HDT中每摩尔亚基中含0.17摩尔Zn2+和0.89摩尔Co2+.这一结果表明,HDT中的Zn2+已被Co2+所替代.此外,在动力学常数,pH和温度稳定性,金属螯合剂EDTA的影响等方面,HDT和Co2+-HDT也略有差异.

烯醇-酮互变异构型亚胺衍生物对Co^2+的高选择性识别

设计合成了新型烯醇-酮互变异构型亚胺衍生物R,考察了受体R对18种阳离子的紫外光谱及裸眼识别性能.结果表明,该受体对Co^2+,Fe^2+和Ni^2+表现出良好的紫外光谱识别能力,且可实现对Co^2+相对明显的裸眼单一识别.Job曲线表明,受体R与Co^2+形成了1∶1型金属配合物,且检出限可达4.14×10^-7mol/L.制备了受体R裸眼比色识别试纸;根据理论计算及核磁滴定实验结果阐述了Co^2+离子识别过程中烯醇-酮互变异构机理.

Zn^2＋、Co^2＋和DMBI对脱氮假单胞杆菌发酵生产VB12的影响

考察了Zn2+、Co2+和DMBI(5,6-二甲基苯并咪唑)对脱氮假单胞杆菌(Pseudomonas denitrificans)生物合成VB12的影响。结果表明:在发酵培养基中添加一定量的Co2+和DMBI能显著提高VB12的生物合成量,而添加Zn2+能提高发酵液中ALA(δ-氨基乙酰丙酸)和PBG(胆色素原)的合成量,从而促进VB12的合成。在此基础上,利用DPS数据处理系统(Data Processing System)的二次回归旋转中心组合实验对Zn2+、Co2+和DMBI 3个因素进行优化,确定了ZnSO4.7H2O、CoCl2.6H2O、DMBI在发酵培养基中的最佳浓度分别为141.11、222.68和77.33 mg/L,经过优化后发酵液中(发酵96 h)VB12的浓度由69.36 mg/L提高到了78.23 mg/L。

对“Co^2+鉴定”实验的再认识——批判性思维教育的最好案例之一

以经典的“Co^2+鉴定”试管实验为例,主要介绍通过“先做后教、以做定教”实验教学的“翻转课堂”模式,即学生先做实验,具有亲身经历和切身体会后,以“问题”为导向,通过师生和生生边讨论、边演示,以实现对经典“Co^2+鉴定”实验的再认识与改进,并以此展现在做“实”基础实验教学过程中如何培养学生“想”的意识和“批判性”思维。

Co^2+ 活化过氧单磺酸盐降解三氯生的条件优化及机理探讨

采用Co^2+活化过氧单磺酸盐(PMS)降解水体中三氯生(TCS),优化了PMS浓度、溶液初始pH和Co^2+浓度等降解条件,并对TCS降解机理进行了探讨。结果表明,在溶液初始pH=7,PMS和Co^2+摩尔浓度分别为1.00 mmol/L和10.0μmol/L的优化条件下,TCS(34.5μmol/L)在30 min内去除率可达99.4%。虽然降解过程中会有优先控制有毒污染物2,4-二氯酚(2,4-DCP)的产生与累积,但是反应延长至120 min后2,4-DCP可降至0.38μmol/L,低于《美国推荐水质质量基准2002》(EPA-822-R-02-047)限值0.47μmol/L。因此,Co^2+/PMS体系不仅能实现TCS的有效降解,而且能抑制有毒中间产物2,4-DCP的累积。TCS在硫酸根自由基(SO4^-·)攻击下的主要中间产物为2,4-DCP、4-氯-邻苯二酚和羟基化TCS等,羟基化TCS在·OH参与下可进一步氧化产生醌类中间体,所有中间产物最终可以开环、矿化为有机酸、CO 2、H 2O和氯离子。

Co^2+掺杂对Zn4B6O13光催化降解四环素性能影响的研究

采用固相烧结法,以ZnO、CoO、H3BO3为原料,制备Co^2+掺杂光催化样品Zn4-xCoxB6O13(x=0,0.2,0.4)并将其用于光催化降解四环素溶液研究。多晶X射线衍射表明,所制备样品为纯相,且其晶格参数随着Co^2+掺杂量的增加而呈现下降趋势。光催化实验结果表明,Co^2+掺杂显著改善了样品的光催化性能,随着Co^2+掺杂量的增多,光催化降解四环素性能逐渐提高。当掺杂Co^2+掺杂量为10%时,其在紫外光照射2 h下,光催化降解效率为50%。理论计算表明,掺杂后光催化性能的提升源自于在Zn4B6O13禁带中形成了Co-O键能级,从而增强了体系的光吸收能力。为优化提升光催化剂效率提供了借鉴和指导。

Theoretical Calculations of g Factors and Hyperfine Structure Constants for Co^2＋ in Cd^2＋（I） and Cd^2＋（Ⅱ） Sites of CsCdCl3 Crystal

The g factors g||,g⊥ and hyperfine structure constants A||,A⊥ for two trigonal Co^2+ centers (i.e.,Co^2+ in Cd^2+ (I) and Cd^2+ (Ⅱ) sites) in CsCdCl3:Co^2+ crystals are calculated from the high-order perturbation formulas based on the cluster approach.In the calculation,the contributions from covalency effect and configuration interaction effect are considered and the parameters related to both effects are obtained from the optical spectrum and the structure data of the studied system.The results are in good agreement with the observed values.

Co^2+取代对LiZnTi铁氧体旋矩材料性能的影响

制备了尖晶石LiZnTi高功率旋矩铁氧体材料富Li1+补偿和无额外Li1+补偿两个配方系列材料,分别研究了快弛豫离子Co2+取代对其性能的影响,并比较了两个配方系列材料性能随Co2+取代量的变化。研究表明,材料的自旋波线宽ΔHk随取代量增加线性增大;铁磁共振线宽ΔH先降低而后增高,取代量0.009附近有最小值;但材料矫顽力Hc随取代量增加呈线性增大,剩余磁感应强度Br、剩磁比R随取代量增加降低。两种配方设计,Co2+取代对材料性能影响趋势相同,富Li1+配方设计能有效减缓Co2+取代导致的剩磁比R、剩余磁感应强度Br下降的趋势,材料具有更小的介电损耗角正切tanδε;缺点是富Li1+补偿系列材料的矫顽力Hc的增大快于无额外Li1+补偿系列配方材料。

Co^(2+)掺杂W型铁氧体的制备和吸波性能研究

为解决单一铁氧体吸波材料吸波频带窄的问题,采用固相法制备了Co^(2+)掺杂的W型钡铁氧体Ba(Zn_(1-x)Co_(x))_(2)Fe_(16)O_(27)(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0)铁氧体,研究了Co^(2+)掺杂对W型钡铁氧体晶体结构、微观形貌、电磁性能和吸收性能的影响。结果表明,随着Co^(2+)掺杂量的增加,铁氧体晶体结构保持不变,掺杂Co^(2+)的W型钡铁氧体具有六角片状结构。随着金属离子的加入,粒径有不同程度减小。当Co^(2+)掺杂的摩尔分数x为0.4时,铁氧体的磁损耗最高。含量为70%的Ba(Zn_(0.6)Co_(0.4))2Fe_(16)O_(27)铁氧体吸收涂层的最大反射损耗为-22 dB,峰值位置在12.5 GHz,反射损耗RL<-10 dB的带宽约为8 GHz(8~16 GHz),实现了宽频带强吸收。

真空紫外协同Co^(2+)催化过硫酸氢钾降解罗丹明B

有机染料具有毒性强、色度高、不易降解等特性,为了高效去除有机染料,实验以真空紫外(VUV)为光源,研究了VUV协同Co^(2+)催化过硫酸氢钾(PMS)降解典型有机染料罗丹明B(RhB)的反应机制和转化途径.结果表明:①在RhB初始浓度为80 mg/L,Co^(2+)和PMS投加量分别为15μmol/L、0.5 mmol/L的条件下,VUV/Co^(2+)/PMS体系反应10 min,RhB去除率可达99.1%.VUV/Co^(2+)/PMS体系对RhB降解遵循一级动力学规律,反应速率常数(k)随初始质量浓度的增加而减小.②溶液初始pH对反应速率有较大的影响,随着pH减小,反应速率也同时减小.投加量为30 mmol/L的HCO_(3)^(−)、Cl^(−)均表现出显著的抑制作用,相较于对照组,RhB去除率由99.1%分别降至66.0%、84.2%,而NO_(3)^(−)和SO_(4)^(2−)抑制作用不显著;印染助剂柠檬酸钠也会显著抑制RhB降解.③自由基捕获实验和电子顺磁共振(EPR)测试结果表明,VUV/Co^(2+)/PMS体系中存在的氧化物种包括硫酸根自由基(SO_(4)^(−)·)、羟基自由基(·OH)、单线态氧(1O2).④根据紫外可见吸收光谱和质谱结果,初步推断RhB分子降解主要通过活性氧(ROS)攻击造成共轭结构破坏和N-位脱乙基等作用.另外,对总有机碳(TOC)进行测试,30 min时RhB矿化度可达到43.8%.研究显示,VUV/Co^(2+)/PMS体系能够有效去除RhB.

微量Co^(2+)-Si^(4+)取代对多晶石榴石铁氧体材料旋矩磁性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了多晶石榴石铁氧体,研究了微量Co^(2+)-Si^(4+)联合取代对GdCaSnV-YIG、GdCaZrV-YIG、GdCaInV-YIG和GdAl-YIG材料旋矩磁性能的影响。结果表明,Co^(2+)-Si^(4+)联合取代GdAl-YIG可使其矫顽力显著增高,而Co^(2+)-Si^(4+)取代GdCaSnV-YIG、GdCaZrV-YIG和GdCaInV-YIG,可调节其矫顽力和剩磁比。当Co^(2+)-Si^(4+)取代量为0.015时得到GdCaSnV-YIG的矫顽力为0.17 Oe,取代量为0.025时得到GdCaZrV-YIG的矫顽力为0.23 Oe,取代量大于等于0.035时三者的剩磁比均能达到0.79或以上。

不同条件下Co^(2+)对锌电积的影响

Co^(2+)是湿法炼锌中重点关注的有害杂质之一。以含Co^(2+)的硫酸锌溶液作为模拟研究对象,整体研究含Co^(2+)的硫酸锌溶液中分别存在松醇油和Mg^(2+)时,Co^(2+)对锌电解的影响行为。结果表明,当电积液中不存在松醇油和Mg^(2+)时,Co^(2+)的存在造成了锌板的穿孔,出现了轻微“烧板”现象,需要将电积液中Co^(2+)浓度控制在0.6 mg/L以下。当电积液中加入0.21 g/L的松醇油时,Co^(2+)的含量对锌电积的不利影响比电积液中不存在松醇油时的影响更大,需要将电积液中Co^(2+)浓度控制在0.4 mg/L以下。当Mg^(2+)浓度分别为5 g/L和10 g/L时,需要将电积液中Co^(2+)浓度控制在0.4 mg/L和0.2 mg/L以下。当Mg^(2+)浓度为15 g/L时,电积液中的Co^(2+)应尽量除尽。

Cu^(2+)和Co^(2+)促进芬顿氧化处理垃圾渗滤液的研究

通过在传统芬顿体系中加入Cu^(2+)、Co^(2+),研究Cu^(2+)/Co^(2+)/Fe^(2+)/H_(2)O_(2)、Cu^(2+)/Fe^(2+)/H_(2)O_(2)、Co^(2+)/Fe^(2+)/H_(2)O_(2)和Fe^(2+)/H_(2)O_(2)四种芬顿体系对垃圾渗滤液的处理效果,发现当初始pH分别为2、3、4、5、6时,各体系去除COD_(Cr)的效果排序为Cu^(2+)/Co^(2+)/Fe^(2+)/H_(2)O_(2)>Cu^(2+)/Fe^(2+)/H_(2)O_(2)>Co^(2+)/Fe^(2+)/H_(2)O_(2)>Fe^(2+)/H_(2)O_(2),Cu^(2+)、Co^(2+)对芬顿反应效果的提升具有促进作用;Cu^(2+)/Co^(2+)/Fe^(2+)/H_(2)O_(2)和Cu^(2+)/Fe^(2+)/H_(2)O_(2)体系比传统芬顿体系具有更宽的pH响应范围;Cu^(2+)、Co^(2+)的引入明显加快芬顿反应速率,反应时间可由3h缩短至2h。在Cu^(2+)/Co^(2+)/Fe^(2+)/H_(2)O_(2)体系中,m(H_(2)O_(2)):m(COD_(Cr))比值下降至2.4:1,COD_(Cr)去除率仍高达93%,具有优异的处理效果。

基于共溅射ZnO/SnO_(2)异质结薄膜的气体传感器研究

采用射频磁控共溅射法在叉指电极上制备了ZnO/SnO_(2)n-n异质结复合薄膜,系统测试了其气敏特性,并分析了其气敏机理。结果表明,与ZnO薄膜和SnO_(2)薄膜气体传感器相比,ZnO/SnO_(2)异质结薄膜气体传感器具有更低的工作温度、更高的灵敏度以及更快的响应和恢复速度。ZnO/SnO_(2)异质结薄膜气体传感器对乙醇具有较好的选择性,最低检测体积分数为1×10^(-6),最佳工作温度为250℃;对1×10^(-4)乙醇气体的灵敏度可达18.4,响应时间和恢复时间分别为10 s和19 s。

活性炭电极的改性及对Co^(2+),Mn^(2+)和Ni^(2+)的电吸附性能

以商用活性炭(AC)为原料,分别采用磷酸和氢氧化钠改性的方法制备了两种不同的改性活性炭电极材料.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、Brunauer-Emmett-Teller(BET)测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段以及电化学分析方法,对改性前后活性炭材料的表面性质和电化学性能进行了探究.结果表明,H_(3)PO_(4)改性使活性炭的孔隙分布更加密集,NaOH改性使活性炭表面的孔隙结构更加清晰均匀;H_(3)PO_(4)和NaOH改性均使活性炭的比表面积增加.循环伏安测试结果表明,改性前后活性炭电极在低扫描速率下均具备良好的双电层特性,并且两种改性处理均能提高活性炭电极的比电容;当扫描速率为5 mV/s时,未改性、H_(3)PO_(4)以及NaOH改性活性炭电极的比电容分别为36.51,77.25和85.19 F/g.电吸附实验结果证明,两种改性活性炭电极对Co^(2+),Mn^(2+)和Ni^(2+)均有较好的去除效果,电吸附过程均更加符合Langmuir模型,在初始浓度、电压和pH相同的条件下,NaOH改性电极对Co^(2+),Mn^(2+)和Ni^(2+)具有更高的去除率和吸附容量,去除率可分别达到96.84%,94.37%和96.90%,吸附容量分别为140.8,111.4和108.5 mg/g.

无定形TiO_(2)的F、La共掺杂及光催化脱硫性能

将钛酸四丁酯直接水解制备了无定形TiO_(2)〔TiO_(2)(Am)〕,将钛酸四丁酯在硝酸镧溶液或氟化铵溶液或其混合溶液中水解,分别制备了La掺杂型、F掺杂型以及F、La共掺杂型光催化剂,分别记为La-TiO_(2)(Am)、F-TiO_(2)(Am)和F-La-TiO_(2)(Am)。采用XRD、FTIR、XPS、UV-Vis DRS、SEM、PL及VB-XPS对其进行了表征,比较了其对模拟柴油〔二苯并噻吩(DBT)的正十二烷溶液〕的催化脱硫性能。结果表明,F、La共掺杂提升了TiO_(2)(Am)的吸光度和光吸收边缘红移程度,F的电负性使F-La-TiO_(2)(Am)的禁带宽度变窄,La—O键的生成为F-La-TiO_(2)(Am)提供了更多的氧空位,促进了杂质能级的生成,有效抑制了电子-空穴的复合。在以H_(2)O_(2)为氧化剂、无水甲醇为萃取剂、V(无水甲醇)∶V(模拟油)=1.0∶1、F-La-TiO_(2)(Am)用量为模拟柴油质量的1.0%、n(双氧水中O原子)∶n(DBT中S原子)=15∶1、反应时间3.0 h的条件下,模拟柴油脱硫率为94.10%。F-La-TiO_(2)(Am)使用4次后,脱硫率仍可达85.40%。在脱硫过程中,超氧自由基和空穴为主要活性物种,可将DBT转化成极性更强的亚砜和砜类物质,经由无水甲醇溶解后实现脱除。

氮掺杂荧光碳点用于Co^(2+)的超灵敏检测及细胞成像

首次以金银花和乙二胺为原料,通过水热法合成出性能优异的氮掺杂碳点(N-CDs)。制备的N-CDs具有丰富的官能团、良好的水溶性、低细胞毒性、高的荧光稳定性和良好的生物相容性。在最佳条件下,N-CDs能够高选择性地检出Co2+,N-CDs的荧光强度在0.5~3.6 nmol·L^(-1)范围内被Co^(2+)线性猝灭,检出限低至1.38 nmol·L^(-1),其猝灭机制属于内滤效应和静态猝灭。该方法也已成功应用于实际样品的精确分析。此外,N-CDs还可用于细胞成像及细胞内Co^(2+)传感。

结构钢电沉积Co-W/CeO_(2)复合镀层及其性能研究

选择CeO_(2)颗粒作为复合相,利用电沉积技术在普通结构钢表面制备出Co-W/CeO_(2)复合镀层,并研究镀液中CeO_(2)颗粒浓度对复合镀层的微观形貌、化学成分、结合力、硬度、耐磨性能以及高温抗氧化性能的影响。结果表明:Co-W/CeO_(2)复合镀层与基体结合牢固,表面分布着类似胞状的晶粒团聚体,其化学成分为Co、W、Ce和O元素。随着镀液中CeO_(2)颗粒浓度从2 g/L升高到15 g/L,复合镀层的晶粒团聚体尺寸差异先减小后增大,吸附在晶粒团聚体表面及边界处的CeO_(2)颗粒量先增多后减少,导致复合镀层的硬度、耐磨性能和高温抗氧化性能都呈先增强后下降的趋势。当镀液中CeO_(2)颗粒浓度为8g/L时,Co-W/CeO_(2)复合镀层的晶粒团聚体大小较为均匀,具有良好的致密性,其表面粗糙度仅为0.39μm。该复合镀层的硬度较Co-W合金镀层增大约76 HV,表现出良好的耐磨性能和高温抗氧化性能,摩擦系数和氧化增重量仅为0.43和0.74mg/cm^(2)。

Fe、Ir掺杂MoS_(2)表面对N_(2)气敏吸附与解离反应性能提升的第一性原理研究

基于第一性原理方法,采用周期性平板模型,研究了N_(2)分子在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面的吸附和解离行为.研究表明:N_(2)分子在TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面吸附能依次为0.62和0.47 eV,而完整MoS_(2)表面的吸附能只有0.08 eV,说明掺杂之后对N_(2)表现出略好的吸附性能.差分电荷密度分析表明,N_(2)吸附后,掺杂Fe、Ir原子与两个N原子之间电荷有所增加,N-N键之间的区域电荷密度减少,N-N键的强度减弱.态密度计算结果发现,N_(2)在吸附过程中,主要是N原子的2p_(y)、2p_(z)轨道与Ir的5d_(xy)和5d_(z^(2))以及Fe的3d_(xy)和3d_(z^(2))发生杂化作用.通过分析解离活化能,N_(2)在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面解离需要活化能均较高,且远大于在相应掺杂表面的吸附能,说明N_(2)在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面解离应该表现为分子吸附或脱附.