石墨烯负载Pt催化剂的制备及对甲酸的电催化氧化

采用恒电位电化学还原技术制得石墨烯电极,然后采用循环伏安方法在石墨烯基体上电沉积一层Pt纳米微粒.采用电化学测试技术研究Pt/石墨烯电极材料的电子传递性能及对甲酸电催化氧化性能.相对于商用Pt电极材料,Pt纳米微粒/石墨烯电极材料对甲酸表现出优异的电催化氧化活性,氧化峰电流显著提高.该种石墨烯负载Pt催化剂有望用作直接甲酸燃料电池的优良电极材料.

Cu(110)晶面催化还原CO_(2)制备甲酸机理的第一性原理研究

铜基催化剂是一种高效还原CO_(2)为甲酸的绿色催化剂,明确不同晶面的还原机理对催化剂的设计及开发具有重要指导意义,但Cu(110)晶面的催化机理尚不明确。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对Cu(110)表面的还原机理进行了研究,系统研究了不同中间产物的吸附相关性质并探讨了相关的吸附机理。吸附能结果表明,CO_(2)在Cu(110)表面无法发生化学吸附,而^(*)COOH、^(*)HCOO、HCOOH分子和H原子的最稳定吸附位点分别为长桥位点、短桥位点、顶位点和HCP位点。布居数结果表明,^(*)HCOO和HCOOH分子在吸附过程中与Cu(110)表面的Cu原子形成离子键,H原子和Cu原子之间存在氢键作用,^(*)COOH分子中的C和Cu原子形成共价键。此外,电子态密度结果表明^(*)HCOO基团和Cu原子之间形成O—Cu键,^(*)COOH基团中的C和Cu原子形成C—Cu键,HCOOH分子中的O和Cu原子形成O—Cu键。相比于^(*)COOH/Cu(110)体系,^(*)HCOO/Cu(110)吸附体系的电荷密度、电荷转移量和成键能力均较强,说明CO_(2)在Cu(110)还原过程中中间体^(*)HCOO更稳定,合成路径属于更加高效的:CO_(2)→^(*)HCOO→HCOOH路径。

船用铸铁耐高温甲酸腐蚀涂层抗高温腐蚀性能研究

为有效预防铸铁材料的腐蚀,提高船舶的安全性,研究船用铸铁耐高温甲酸腐蚀涂层抗高温腐蚀性能。制备纳米Fe粉体材料和添加了纳米Al粉和Cr_(3)C_(2)粉的Fe-Al/Cr_(3)C_(2)复合喷涂粉体材料以及指标甲酸溶液,利用正火态20钢制备铸铁试件M-1和M-2,将甲酸溶液作为腐蚀溶液,在不同高温环境下进行抗高温腐蚀性能测试。试验结果表明,铸铁涂层试件在高温甲酸溶液腐蚀后,涂层表明呈现不同程度凸起,该凸起为Al和Cr氧化物以及Fe氧化物,该氧化物对铸铁材料起到了保护膜作用,因此试件M-2的抗高温腐蚀性能较好;在相同高温甲酸溶液腐蚀环境下,试件M-2的质量损失数值也低于试件M-1,表明添加了纳米Al粉和Cr_(3)C_(2)粉的Fe-Al/Cr_(3)C_(2)复合喷涂粉体材料制备成的铸铁试件M-2抗高温腐蚀能力较强。

棉、聚酰胺纤维和氨纶混纺面料定量分析研究

棉、聚酰胺纤维和氨纶混纺面料,目前行业内常用的定量方法存在耗时耗力、所用试剂对人体和环境存在危害的情况。本文通过现行多种方法之间的比对,立足试验数据,确认采用80%甲酸和20%盐酸的组合法,可以更加高效且安全地得到准确、稳定的定量结果,为此类混纺面料的定量研究提供了新思路。

甲酸处理对菜用大豆秸秆青贮品质及微生物组成的影响

为了研究甲酸处理对菜用大豆秸秆青贮品质和微生物组成的影响,试验采用袋装青贮发酵的方法,以新鲜的菜用大豆秸秆为原料,设3个处理组[对照组(不添加甲酸)及0.3%组(添加0.3%甲酸)和0.6%组(添加0.6%甲酸)],每组3个重复,青贮42 d,青贮结束后取样进行营养成分和微生物组成的测定。结果表明:与对照组比较,0.3%组和0.6%组菜用大豆秸秆青贮的干物质、总碳、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量均差异不显著(P>0.05),pH值、氨态氮/总氮及氨态氮、乙酸和丁酸含量均显著降低(P<0.05);各组间乳酸含量差异不显著(P>0.05)。0.6%组变形菌门微生物相对丰度显著高于对照组(P<0.05),0.3%组、0.6%组甲型变形菌纲微生物相对丰度显著高于对照组(P<0.05),0.6%组梭菌纲微生物相对丰度显著低于对照组和0.3%组(P<0.05),0.6%组梭菌属微生物相对丰度显著低于对照组(P<0.05)。甲酸的添加没有显著促进乳酸菌的增殖,而对有害菌梭菌属微生物的生长繁殖有抑制作用,且0.6%组的抑制效果优于0.3%组。说明添加甲酸对菜用大豆秸秆青贮发酵品质有改善作用,可抑制有害微生物及丁酸产生,其中以0.6%的添加水平最好。

NiPd/TiO_(2)催化剂的制备及催化甲酸分解制氢

高效、清洁且无毒无害的催化剂是实现以甲酸(HCOOH)为化学储氢材料分解制氢的重点。首先,通过水热法453 K下制备了TiO_(2)载体;然后,通过浸渍法将活性组分Ni、Pd负载到TiO_(2)载体上合成了NiPd/TiO_(2)催化剂。采用SEM、TEM、N2吸附-脱附、XRD、XPS、UV-Vis DRS对催化剂样品进行了表征。探究了由不同n(Ni)∶n(Pd)制备的催化剂对催化甲酸分解制氢性能的影响。结果表明,NiPd金属粒子对TiO_(2)的改性不仅扩大了TiO_(2)的光吸收范围,还有助于电荷分离,加速光催化反应的进行。在光照下,当NiPd/TiO_(2)催化剂中n(Ni)∶n(Pd)=2∶8时,催化剂的反应转化频率(TOF)最大,为3528 h^(–1)(323 K下),甲酸分解的活化能(E_(a))为53.9 kJ/mol。

不同种类添加剂对全株玉米发酵特性及营养品质的影响

试验旨在筛选适用于全株玉米青贮调制的添加剂种类及添加量,促进青贮玉米产业化开发。以蜡熟期全株玉米为原料,研究甲酸、乳酸菌和糖蜜对全株玉米发酵特性、营养品质及有氧稳定性的影响。结果显示:与自然发酵相比,6 mL/kg甲酸可显著降低青贮饲料中不良微生物的数量及氨态氮(NH_(3)-N)含量(P<0.05),提高了可溶性碳水化合物(WSC)含量及有氧稳定性。添加布什乳杆菌或植物乳杆菌+布什乳杆菌复合菌剂可显著增加乙酸含量(P<0.05),降低不良微生物数量及NH_(3)-N含量,提高有氧稳定性。添加糖蜜显著增加了青贮饲料中有害菌的数量及NH_(3)-N含量(P<0.05),降低了乙酸、干物质(DM)和WSC含量。研究表明,综合考虑全株玉米青贮饲料的发酵特性、营养品质及有氧稳定性,生产中推荐采用6 mL/kg甲酸、单独添加布氏乳杆菌或按1∶5配比添加植物乳杆菌与布氏乳杆菌复合菌剂对全株玉米进行青贮。

甲酸为氢源硝基苯转移加氢合成对氨基苯酚

以UiO-66为前体,在N_(2)气氛下焙烧制备了ZrO_(2)@C,以其为载体,利用浸渍法制备了Pd/ZrO_(2)@C催化剂。以Pd/ZrO_(2)@C+SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)为催化剂,对以甲酸(FA)为氢源、硝基苯(NB)转移加氢合成对氨基苯酚(PAP)的反应进行了研究。通过表征发现,Pd/ZrO_(2)@C载体中的ZrO_(2)为四方相ZrO_(2),包埋在无定形C中。随着ZrO_(2)@C在空气中焙烧温度的升高和焙烧时间的增加,其C含量和比表面积随之下降,同时Pd颗粒尺寸变大。Pd/ZrO_(2)@C催化剂中Pd以Pd^(0)和Pd^(2+)两种形式存在,且随着C含量的减少,Pd^(0)含量增加,Pd^(2+)含量减少;当Pd^(0)含量明显高于Pd^(2+),其对PAP的选择性明显下降。在140℃、反应6h的条件下,Pd/ZrO_(2)@C-200-4+SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)具有较好的催化性能,NB转化率为63.7%,PAP选择性为42.3%。

功能化MIL-101(Cr)修饰QCM气相传感器的组装与甲酸识别

挥发性有机化合物(VOCs)是一类主要的大气污染物,对人体健康和环境均可造成危害,因此发展可快速、灵敏检测VOCs的技术具有重要意义.本文分别以乙二胺(ED)和乙醇胺(EA)修饰MIL-101(Cr),制得了MIL-101(Cr)-ED和MIL-101(Cr)-EA,采用滴涂法制备了3种负载MIL-101(Cr)材料的石英晶体微天平(QCM)气相传感器,研究了其对甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、环己烷、二乙胺、甲酸、甲醛、氨气和乙酸的传感性能.实验结果表明,与负载MIL-101(Cr)的传感器相比,负载MIL-101(Cr)-ED和MIL-101(Cr)-EA的QCM传感器对甲酸的吸附性能显著提高,在甲酸浓度为350 mg/L时,传感器的振荡频率分别下降至-375.6和-232.1 Hz.在甲酸浓度为5~350 mg/L时,负载MIL-101(Cr)-ED的QCM传感器对甲酸响应的灵敏度为0.95 Hz·L·mg^(-1),检测限为0.95mg/L,表现出线性良好、灵敏度高、检测限低和重复性好的特点.这表明此类QCM气相传感器在VOCs实时检测方面具有良好的应用前景.

甲酸对全株饲料桑青贮营养和发酵品质、有氧稳定性及体外瘤胃发酵特性的影响

本研究旨在探究甲酸对全株饲料桑青贮营养和发酵品质、有氧稳定性及体外瘤胃发酵特性的影响,为全株饲料桑的开发利用提供科学有效的理论支撑。试验分为5组,各组分别在饲料桑中添加0(对照组,CK组)、2(FA2组)、4(FA4组)、6(FA6组)、8 mL/kg(FA8组)甲酸,每组4个重复,青贮90 d。分别在有氧暴露第0(当天)、3、6、9、12天采集样品,测定其青贮品质和有氧稳定性,以选出适宜甲酸添加水平。随后,进一步探究饲料桑添加甲酸后对奶牛瘤胃发酵的影响,将饲料桑分为3组:饲料桑青贮原料组(M组)、未添加甲酸青贮饲料桑组(CK组)和经筛选出最优甲酸添加水平青贮饲料桑组(FA2组),每组3个重复,进行48 h体内降解试验和体外发酵试验。结果表明:1)有氧暴露期间,FA4组干物质(DM)含量始终最高,有氧暴露第0、3、6、12天显著高于CK和FA6组(P<0.05);FA2、FA4组有氧暴露第9天中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量显著低于CK和FA8组(P<0.05)。2)有氧暴露第0天,FA2、FA4、FA6、FA8组pH及氨态氮(NH_(3)-N)、乙酸(AA)含量均显著低于CK组(P<0.05)。随有氧暴露时间延长,FA2组pH稳定且始终最低。3)有氧暴露期间,FA2组饲料温度始终低于CK组和环境温度。因此,适宜的甲酸添加水平为2 mL/kg。4)FA2组干物质消化率(DMD)显著高于CK组(P<0.05),丙酸、正戊酸含量显著低于CK组(P<0.05),pH、乙酸含量、乙酸/丙酸显著低于M组(P<0.05)。综上所述,添加2 mL/kg甲酸可改善饲料桑青贮营养和发酵品质、有氧稳定性及体外瘤胃发酵功能。

γ-Mo_(2)N/C催化剂的合成及其甲酸脱氢性能研究

甲酸(FA)因其H含量较高(4.4%)、易产H_(2)、可经小平台化合物合成等优势受到广泛关注,而γ-Mo_(2)N/C对FA沿H_(2)和CO_(2)路径分解具有非常高的选择性,产生CO极少,显示出较高的应用价值。基于此,本研究采用对苯二胺和钼酸铵水溶液经前驱体制备γ-Mo_(2)N/C催化剂,并对其FA分解性能进行了原位评价,采用热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征手段对催化剂的结构和表面官能团进行了分析,利用DFT对FA在γ-Mo_(2)N (200)晶面的吸附构型进行了计算,在此基础上,对催化剂性能及FA在其表面的分解机理进行了研究。结果表明,γ-Mo_(2)N/C在较低温度下即可表现出极高的催化活性,提高γ-Mo_(2)N在C载体上的分散性能有效改善FA转化率。对苯二胺与钼酸铵的物质的量比为4∶1时,催化性能最佳,在160℃、100 h的FA分解实验中,催化剂性能稳定、H_(2)选择性高(N_(2)40 mL/min, CO<5.0×10^(-5))。而DFT计算表明,FA中O-H键的H原子与γ-Mo_(2)N/C (200)晶面上N原子结合的可能性更大,而C=O键的O原子更有可能与γ-Mo_(2)N/C (200)晶面上Mo原子结合。上述结果有助于明确FA在γ-Mo_(2)N/C作用下的分解机理,也显示出非贵金属催化剂γ-Mo_(2)N/C在FA分解制H_(2)方面潜在的应用前景。

甲酸木质素纳米颗粒的制备及疏水性能研究

本研究以玉米秸秆、杨木及松木为原料,利用不同液比的甲酸与原料(1∶10,1∶9,1∶8和1∶7)制浆,从制浆黑液中分离得到甲酸木质素,进一步制得甲酸木质素纳米颗粒,探究了不同甲酸木质素的酚羟基含量差异。结果表明,3种原料甲酸木质素具有木质素的基本结构特征,液比1∶9时制得3种原料甲酸木质素酚羟基含量分别为2.69、2.82、3.09 mmol/g。水接触角实验结果表明,3种原料甲酸木质素压片具有较强的亲水性。将甲酸木质素纳米颗粒用于制备甲酸木质素纳米颗粒/淀粉复合膜,复合膜的水接触角显著增加,其疏水性能与甲酸木质素的原料种类和制浆液比有关。经4个月老化后,复合膜的疏水性能进一步增强,3种原料甲酸木质素纳米颗粒/淀粉复合膜的水接触角最高分别可达127.2°、125.1°和123.5°。研究结果对增强木质素的疏水性能及扩展疏水性膜材料的应用具有积极意义。

甲酸对丝素蛋白结晶结构转变的影响

结晶结构是丝素蛋白材料表征的重要内容,对丝素蛋白结晶结构的认识和调控是制备高性能材料的基础。甲酸作为一种可溶解蚕丝的优良溶剂,所制备的再生丝素蛋白材料具有优异的性能,其根源与甲酸对丝素蛋白具有促结晶的作用有关。文章对比分析了基于氯化钙-甲酸溶剂溶制再生丝素蛋白膜与基于三元溶剂溶制再生丝素蛋白膜的结晶结构差异,并利用α-糜蛋白酶从基于三元溶剂制备的丝素蛋白水溶液中分离出高结晶部分和低结晶部分,随后分别利用甲酸和乙醇对分离所得高结晶部分和低结晶部分进行处理,对比分析了乙醇和甲酸对其结晶结构转变的影响。结果表明,相对于乙醇处理,甲酸具有更显著的促丝素蛋白结晶的作用,更有利于丝素蛋白从无规卷曲或Silk I结晶态转变为SilkⅡ结晶态。

氮掺杂空心碳纳米球嵌入氮掺杂石墨烯负载钯纳米粒子作为甲酸氧化的高效电催化剂

低成本、高活性、耐久性好的高效电催化剂对直接甲酸燃料电池的应用起着至关重要的作用。本文采用简单经济的方法,研究了以三维层状多孔结构嵌入氮掺杂石墨烯(NG)的氮掺杂空心碳纳米球(NHCN)负载Pd纳米粒子作为直接甲酸燃料电池催化剂。由于具有独特的氮原子掺杂三维互联层状多孔结构,Pd纳米颗粒尺寸较小的Pd/NHCN@NG催化剂具有较大的催化活性表面积、优越的电催化活性、较高的稳态电流密度和较强的抗CO中毒能力,明显超过传统的Pd/C、Pd/NG和Pd/NHCN催化剂对甲酸电氧化的催化性能。通过优化HCN/GO比,当HCN/GO质量比为1∶1时,Pd/NHCN@NG催化剂对甲酸的催化氧化性能最佳,其活性是Pd/C的4.21倍。本工作开发了一种优越的碳基电催化剂载体材料,为燃料电池的发展带来了广阔的应用前景。

大豆生物质基多位点Co_(2)P催化甲酸脱氢

本研究报道了一种通过大豆和钴盐热解制备的甲酸脱氢用Co_(2)P催化剂,制备过程简单且环境友好。催化过程中,催化剂上的含K固体碱可作为路易斯酸性位点促进HCOO^(-)中间体的吸附,而自掺杂的N可作为碱性位点促进H+的吸附。大豆生物质中的P可与钴盐结合并热解成Co_(2)P,该位点可裂解HCOO^(-)的H-C键。催化剂制备过程中当Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O/大豆的质量比为1:15时,所得Co_(2)P催化剂对甲酸脱氢反应的产气率可达237.47 mL/(g·h),并展现出良好的稳定性。本研究结果可为甲酸选择性产氢用非贵金属非均相催化剂的开发提供一定的借鉴基础。

卵巢微环境内邻苯二甲酸酯暴露与炎性因子水平的关系

目的:评估卵巢微环境内邻苯二甲酸酯(phthalates,PAEs)暴露与炎性因子水平的关系。方法:纳入2020年4—12月接受体外受精/卵胞质内单精子注射-胚胎移植治疗的64例患者,测定其卵泡液内10种邻苯二甲酸酯代谢物(phthalate metabolites,mPAEs)及2种炎性因子的水平。通过多元线性回归模型评估卵巢微环境内mPAEs暴露与炎性因子水平的关系,并进一步按年龄分层分析。结果:卵泡液中邻苯二甲酸单丁酯(MBP)水平与肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平(β=0.446,P=0.003)及白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)水平(β=0.425,P=0.003)均呈正相关,邻苯二甲酸(2-乙基-5-氧己基)单酯(MEOHP)水平与TNF-α水平呈正相关(β=0.411,P=0.019)。在分层分析中,年龄≥30岁组卵泡液中MBP水平与TNF-α水平(β=0.667,P=0.000)及IL-6水平(β=0.407,P=0.028)均呈正相关,在年龄<30岁组内未观察到mPAEs与炎症因子之间存在关联。结论:PAEs暴露可影响卵泡液中炎性因子水平,提示PAEs暴露可能带来卵巢微环境炎症负荷的改变。

Zn/Co-ZIF衍生多孔碳钯基催化剂的制备及在甲酸制氢中的应用

通过浸渍还原法将Pd、Ag等锚定在经过HNO_(3)酸化和(NH_(4))_(2)HPO_(4)磷化处理得到的Zn/Co-ZIF衍生HPNC多孔碳上,制备出高活性的Ag_(1)Pd_(7)@HPNC催化剂。采用XRD、TEM、SEM和EDS等系列表征手段对Zn/CoZIF、多孔碳载体和制备的催化剂进行了表征分析和系统测试。结果表明,多孔碳中的Zn和大部分的Co物种可通过高温焙烧和酸化处理方式被有效去除,小尺寸的Pd和Ag纳米颗粒可高效负载于HPNC多孔碳载体的表面。通过探究不同载体及银钯不同的质量比对催化剂催化活性的影响,证明了Ag_(1)Pd_(7)@HPNC催化剂具有优异的甲酸催化性能。甲酸分解实验表明,经(NH_(4))_(2)HPO_(4)处理后的Pd@HPNC催化剂活性优于未处理的Pd@HNC催化剂活性。掺杂Ag会进一步提高Ag_(x)Pd_(y)@HPNC(x>0)双金属催化剂的催化活性,其中当m_(Ag)∶m_(Pd)=1∶7时,Ag_(1)Pd_(7)@HPNC催化甲酸分解活性最佳,在318 K条件下甲酸分解的转化频率(TOF)可达1025 h^(-1);并且该催化剂循环使用5次后TOF仍保持为920 h^(-1),表明其具有良好的循环稳定性。Ag_(1)Pd_(7)@HPNC在甲酸催化脱氢方面展示了较好的应用前景。

大尺寸铟金属电极电催化还原二氧化碳制甲酸的实验研究

通过扩大H型反应器,利用面积超过100 cm 2的铟金属片和锡金属片电极电催化还原二氧化碳制甲酸。从二氧化碳还原反应产物的选择性、电解能力等方面进行了研究,得到了大尺寸金属电极反应器电催化制甲酸的优化方法。结果表明,进气流量40 mL/min和电流密度-3.0~-4.5 mA/cm^(2)区间及中性电解质为反应的最佳条件。

活性羽毛碳催化剂催化5-羟甲基糠醛消去合成2,5-二甲基呋喃

在生物衍生的燃料中,2,5-二甲基呋喃(DMF)具有优异的能量密度和高辛烷值,被认为是汽油的理想替代品.将羽毛衍生活化得到的层状多孔碳(AFC)作为催化剂载体,负载Pd纳米粒子作为催化剂,将5-羟甲基糠醛(HMF)转化为DMF.其中Pd/AFC-3催化剂具有相对较大的比表面积和合适的孔结构,使用甲酸作为氢供体,可实现99%的HMF转化率和95%的DMF收率.此外,HMF的羟基被有效吸附在AFC表面,形成O-H···N或O-H···π的强相互作用,有望加速HMF的氢解.甲酸不仅作为醛基加氢的氢源,而且与羟基发生酯化反应,形成羟基酯,脱氧后形成DMF.与商用载体制备的催化剂相比,活性羽毛碳催化剂的催化活性出色,并可以维持多个催化循环.

马铃薯疮痂病菌Streptomyces acidiscabies鉴定及抑菌有机酸筛选

本研究旨在鉴定微型薯连作基质中疮痂病原菌的种类,筛选具有良好抑制活性的有机酸以利于控制疮痂病发生。研究从病薯上分离纯化病原菌,用薯片法、萝卜片法及温室盆栽接种法检测其致病性,结合形态学观察、生理生化特性测定及16S rRNA基因序列分析确定种类,对其耐盐性等生物学特性进行研究,用纸碟法测定甲酸等有机酸对疮痂链霉菌生长的影响。链霉菌19311具有致病性,其致病岛毒力相关基因型为txtAB+/tomA+/necI+,根据19311菌株培养特征、生理生化特性及16S rRNA序列分析结果鉴定为酸性疮痂链霉菌(Streptomyces acidiscabies)。甲酸、乙酸、丙酸、乳酸、柠檬酸、酒石酸可显著抑制S.acidiscabies的生长,甲酸抑菌效果最佳,抑菌圈直径为45.43 mm,抑菌最低有效浓度为1%,可通过增加细胞膜通透性抑制S.acidiscabies生长。综上所述,本研究明确了微型薯生产基质中疮痂链霉菌19311的种类及其生物学特性。未来可考虑使用1%甲酸进行疮痂病的控制试验,并评估其对原原种生产的潜在影响。