热处理碳纳米管耦合维生素B12作为氧还原反应电催化剂的性能分析

开发成本低廉、性能优良的阴极氧还原电催化剂,替代昂贵的铂基催化剂,一直是燃料电池研究中的热点和难点,也是实现燃料电池商业化的关键之一。碳纳米材料负载过渡金属大环配位分子作为氧还原催化剂具有成本低、活性较高、导电性能好、稳定性高等优点。本研究利用维生素B12 (VB12)中心的Co-Nx环状结构,以VB12作为活性位点的前驱体,以碳纳米管(CNT)为碳载体,通过高温热解制备了CNT-VB12复合材料。对此复合材料的形貌和组成进行了表征,并对其在碱性条件下的氧气还原电催化活性、稳定性及抗干扰性进行了分析。结果表明, CNT-VB12材料表现出高的氧还原反应(ORR)电催化活性。动力学研究结果表明,此复合材料通过几乎完全的4电子转移过程催化氧气还原为水,并且具有优于商业Pt/C的抗甲醇干扰性及稳定性,是一种有良好实际应用前景的燃料电池非贵金属氧还原电催化剂。

混合式教学模式在有机化学教学中的探索

针对有机化学线下课堂中学生学习积极性较低、师生互动少、考核评价制度较单一等问题,利用b站和MOOC等各大平台的丰富教学资源,基于雨课堂课前-中-后有机化学课程设计,将线上教学与线下教学有机结合,并通过“雨课堂”采集有效数据以建立学习活动评价机制,最终激发学生的学习兴趣并提高教学效果。

工程认证背景下《基础分析化学》课程教学体系的改革与创新

《基础分析化学》作为材料科学与工程学院材料物理系的一门专业必修课,对学生将来的科研深造及就业都具有非常重要的意义。在该课程的实际教学中,课程组教师发现在现行的课程教学中存在诸多问题。对该课程的教学模式、考核方式、实践及实验比重等进行改革与创新,以求达到教学模式更加多样化,考核方式更能考察学生对知识的掌握及运用情况,并且更符合工程认证形势下专业发展及建设的需求,提高实践及实验比重从而培养学生的基本科学研究素养。

新冠肺炎疫情期间有机化学线上教学的探索

受新冠肺炎疫情的影响,全国各高校开展线上教学活动。本文以有机化学课程为例,探讨了该课程线上教学的形式、存在的问题,并提出了相应的解决措施,为顺利开展线上教学提供了参考。

负载于三维镍网上的磷化钴纳米珠链阵列的高效水电解性能研究

研究廉价且高效的水分解电催化剂对于氢能源的开发利用具有重要意义,过渡金属磷化物是最有前景的水分解双功能电催化剂之一。本研究采用先水热法,再低温磷化的简单的两步合成法,在三维镍网上生长CoP纳米珠链阵列,所生成的镍网(Nickel foam,NF)负载CoP纳米珠线阵列(CoP/NF),具有规则的形貌、较大的比表面积,在碱性条件下对氢气析出反应(HER)和氧气析出反应(OER)都表现出良好的电催化性能。在电流密度达到10 mA/cm^2时的过电位分别为280 mV(OER)及95 mV(HER)。利用此CoP/NF复合材料组成的双电极体系可以有效电解水,在电流密度为10 mA/cm^2时所需的施加电压仅为1.63 V,并且表现出非常高的稳定性。

基于对Fe^(3+)-H_2O_2-OPD体系荧光和比色信号的增强检测多巴胺

利用多巴胺对Fe^(3+)-H_2O_2-OPD体系荧光和比色信号的增强,建立了一种荧光和比色双模检测的多巴胺传感方法。Fe^(3+)催化H_2O_2氧化无色的邻苯二胺(OPD),生成黄色且具有荧光信号的二氨基吩嗪(DAP),但是该反应很慢。多巴胺通过引发芬顿反应,促进Fe^(3+)-H_2O_2体系持续产生强氧化性的羟基自由基(·OH),从而加快了OPD转化成DAP的速率,使体系溶液颜色加深,荧光增强。基于此原理,通过测量Fe^(3+)-H_2O_2-OPD体系荧光和比色信号随多巴胺浓度的变化,可以实现多巴胺的双模检测。本方法荧光和比色检测多巴胺的线性范围分别为0.05~20#mol/L和0.10~18#mol/L,检出限分别为15 nmol/L和65 nmol/L(S/N=3)。荧光和比色双模式检测方法操作简单、灵敏度高、结果可视化,并增加了检测的准确度。将本方法应用于人尿液中多巴胺的检测,结果良好。

超薄钯铜纳米片组装纳米花的构建及其氧还原性能

在原子水平上精确调控电催化剂的组成是增强其氧还原(ORR)性能的有效途径。本文采用简单的一步溶剂热还原法制备了由不同PdCu组成的超薄双金属纳米片自组装而成的三维(3D)合金纳米花(Pd_(1)Cu_(x) NCFs)。利用透射电子显微镜(TEM)、扫描透射电子显微镜-能谱仪(STEM-EDS)、X射线粉末衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段系统表征了Pd_(1)Cu_(x) NCFs的形貌、晶体结构及成分。相比于传统二维(2D)纳米材料,Pd_(1)Cu_(x) NCFs丰富的快速传质路径、较高的Pd原子利用效率和更强的PdCu双金属间协同作用使得其在碱性介质中表现出增强的ORR性能。另外,本文还研究了Pd、Cu前体用量对ORR性能的影响。结果显示,Pd、Cu前体摩尔比为1∶0.5时,催化剂(Pd_(1)Cu_(0.5)NCFs)在碱性介质中ORR活性和电化学稳定性最佳。其半波电位E_(1/2)(0.937V)远高于商业Pt/C(0.851V);在加速循环1000次扫描后,E_(1/2)几乎没有变化,说明其稳定性优异;0.90V电势下,Pd_(1)Cu_(0.5) NCFs的质量比活性为1.09A/mg,是商业Pt/C的14.5倍。

高分子物理课程融入思政元素的探索与实践

基于立德树人根本任务的要求,在专业课程教学的各个环节全面融入思政元素,对引导学生树立正确的人生观和价值观具有重要意义。本文结合高分子物理教学内容和课程特点,从高分子物理课程思政教育的现状出发,通过在教学内容设置、教学方法选择、考核方式改革等方面的探索创新,提出高分子物理课程教学融入思政元素的有效策略,使高分子物理课程发挥"德育功能"。本文有望为思政元素融入理工科专业课程教学提供有益的参考。

基于普鲁士蓝纳米立方的类过氧化物酶活性检测还原型谷胱甘肽

本研究开发了一种基于普鲁士蓝纳米立方体(PB NCs)类过氧化物酶活性检测还原型谷胱甘肽(GSH)的方法.PB NCs具有类过氧化物酶活性,可催化过氧化氢氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)生成氧化态的TMB(oxTMB),在652nm处有较强的紫外-可见吸收峰;GSH既可以与PB NCs表面Fe3+结合,又可还原oxTMB,这双重作用抑制了TMB的氧化过程,引起体系紫外-可见吸收峰强度降低.基于体系紫外-可见吸收峰强度随GSH浓度的变化关系,我们得到GSH检测线性范围为0.01-5.0μmol/L.该方法具有较高的灵敏度和较好的选择性,不仅为GSH的检测提供了一种新的思路,还拓展了PB NCs在生物分析检测中的应用.