热电池反应界面研究进展

电化学反应的前提是形成正负极与电解质的界面,由于热电池反应温度高,环境复杂,导致其界面状态难以表征。从界面角度出发,分别从负极-电解质界面、正极-电解质界面以及正极-加热药界面剖析了反应机理,并对当前的研究进展进行了综述,对未来的发展方向进行了展望。

毛细管电泳中移动反应界面法富集和检测尿样中的氧化苦参碱

采用建立在移动反应界面理论上的体系进行尿样中氧化苦参碱的富集与定量检测。与传统的毛细管电泳相比,体系中引入了富集缓冲溶液(富集相)和分离缓冲溶液(分离相)。优化的条件如下:样品缓冲溶液为20mmol/L甲酸钠(用氨水调节pH至10.70),富集缓冲溶液为40mmol/L甲酸-甲酸钠(pH2.60),分离缓冲溶液为100mmol/L甲酸-甲酸钠(pH4.80);样品相压力进样1.4kPa×3min,富集相压力进样1.4kPa×7min,紫外检测波长210nm,电压21kV。氧化苦参碱在2.2～65mg/L的质量浓度范围内呈良好的线性关系(r=0.9991),检出限为0.74mg/L,灵敏度比常规毛细管电泳方法提高约70倍,重现性良好。该方法已经成功地应用于尿样中氧化苦参碱的检测。

锑微电极的制备及化学镀镍反应界面pH值的原位测量

利用电镀法制备了锑微电极，并对其性能进行了检测。所研制锑微电极的稳定性好、响应速度快、ｐＨ值敏感性高（３５～４０ｍＶ／ｐＨ），在高温酸性化学镀镍溶液中有较长的连续使用寿命。将该微电极用于化学镀镍体系中反应界面区ｐＨ值的原位测量，测得了化学镀镍过程中反应界面区ｐＨ值的波动，其最大波动幅值达１～２个ｐＨ值，为解释化学镀镍磷合金镀层层状结构的成因提供了可靠的实验基础。

由强反应电解质形成的移动化学反应界面:理论(英文)

在“沉淀反应前缘”（precipitatereactionfront）概念和“静止中和反应界面”概念的基础上，提出了由强反应电解质形成的移动化学反应界面的概念，推导出一系列相关的移动和静止化学反应界面方程.理论结果显示：（1）“沉淀反应前缘”的概念在本质上相当于，但不等同于移动化学反应界面的概念；（2）移动化学反应界面的概念在本质上不同于移动界面系统的概念，既使前者的方程在形式上非常相似于和对称于后者的方程（此方程在40－50年代形成，在等速电泳或置换电泳中具有重要的应用）。

南海北部陆坡沉积物硫酸盐-甲烷反应界面深度的空间变化及其对甲烷水合物赋存状态差异性的指示意义

海洋沉积物中的硫酸盐-甲烷反应界面(SMI)的深度变化能够指示下伏甲烷水合物的赋存状态。本文通过对南海北部陆坡天然气水合物潜在分布区沉积物间隙水化学和自生碳酸盐氧、碳同位素组成资料系统分析和对比,探讨了南海北部陆坡沉积物的SMI深度空间变化对下伏甲烷水合物的赋存状态的指示意义。结果表明,南海北部陆坡沉积物的SMI的深度呈现出从西南-东北变浅的趋势,这一趋势与自生碳酸盐的碳同位素组成揭示的甲烷释放量增大趋势有很好的对应关系,进而表明在南海北部陆坡从西南-东北甲烷水合物的埋藏深度变浅或者甲烷水合物的分解程度增大。

静止化学反应界面:理论和验证(英文)

在静止中和反应界面的基础上，提出了静止化学反应界面的概念，导出了一些静止化学反应界面方程．这些方程显示：为了建立稳定的静止化学反应界面，正、负反应离子（比如氢离子和氢氧根离子）的迁移数必须根等.分析表明，方程的理论预测与下列事实定量吻合：（1）已建立的静止中和反应界面的实验，（2）基于Kohlrausch’s调整函数的计算机模拟.

强酸强碱形成的移动中和反应界面的实验研究

介绍一种用于等电聚焦电泳 (IEF)以及移动中和化学反应界面 (MCRB)的实验方法 ,并优化实验方法和条件 .利用优化的方法和实验条件 ,完成了由强电解质盐酸和氢氧化钠形成的MNRB实验 .实验结果与MCRB理论定量吻合 .这一实验方法对于IEF和MNRB的研究具有重要的意义 .

基于甲酸和氢氧化钠的衍生移动反应界面的数值计算与实验验证(英文)

在甲酸(α相)和氢氧化钠(γ相)缓冲液形成的移动反应界面的基础上,提出了一种衍生移动反应界面模型。模型表明在α相和γ相之间会形成一个新的β相,β相和α相形成衍生移动反应界面,β相和γ相形成移动界面。为了验证该模型的有效性,该文给出了相关理论及数值推导过程。此外,基于毛细管电泳和自制装置进行了相关实验。结果表明,若使用以前的移动反应界面,实验结果与理论计算存在较大误差,而采用该文提出的衍生移动反应界面,实验数据与理论计算结果高度一致。该文提出的衍生移动反应界面理论及模型对于电泳,特别是毛细管电泳中样品的分离与富集具有重要的意义。

多对强与弱反应电解质形成的多移动化学反应界面

由多对强、弱反应电解质形成的多移动化学反应界面(MMCRB)模型,可以推导出一系列的多移动化学反应界面方程(MMCRBE:s),结果显示:移动化学反应界面(MCRB)模型不同于MMCRB模型,MCRBE:s只是MMCRBE:的一个特例。因此,MMCRBE:s是对MCRB理论的推广,这为研究及设计新的分离技术、研究新的测定反应离子迁移数和淌度的方法、研究“等电聚焦电泳(IEF)”机制等方面提供了理论依据。

强碱和弱碱在形成移动中和反应界面中的差异

弱碱及强碱均可与强酸在一定的条件下形成移动中和化学反应界面 (MovingNeutrilizationChemicalReactionBoundary ,MCRB) .从理论上说 ,其界面移动速度因为它们的电离度不同而存在差异 .实验表明 ,这种差异是存在的 。

应用移动反应界面富集技术进行毛细管电泳尿液指纹分析

快速灵敏的尿液指纹图谱分析对于临床诊断中发现新的生物标记至关重要。该文建立了一种简便、快速、灵敏的移动反应界面(MRB)介导的富集技术进行毛细管电泳尿液指纹图谱分析。MRB由25mmol/L甘氨酸(Gly)-HCl(pH2.5)作为样品缓冲液和50mmol/LGly-NaOH(pH12.3)作为电泳缓冲液形成。与常规的毛细管区带电泳只能观察到尿液中不到10个峰相比,采用MRB可以观察到超过80个峰并将检测灵敏度提高了至少十几倍,显示该方法对于代谢组学分析具有重要的意义。

CH_3COOH和CoCl_2与NaOH形成的多移动化学反应界面实验研究

在CH3COOH、CoCl2与NaOH形成的多移动化学反应界面系统中,进行了Co2+‖OH-和H+‖OH-界面移动速度的实验研究,并建立了静止中和反应界面。结果表明,实验结果与多移动化学反应界面方程的计算定量吻合。

硅酸盐玻璃与可伐合金润湿反应界面分析

通过玻璃在未预氧化可伐合金表面直接润湿的方法,在不同加热温度下、保温相同时间的条件下进行实验。用显微镜测量实验试样润湿角和润湿直径;利用SEM和EDS对反应界面的微观形貌、化学成分和元素扩散进行了研究,得出反应界面与润湿角的关系。结果表明,随着加热温度的升高,在未氧化可伐合金表面润湿角依然不断减小,可以达到良好的润湿效果;当温度达到1000℃时,润湿效果达到良好状态,界面反应层Fe2Si O4溶解于玻璃速度快于生成Fe2Si O4的速度时,反应层越来越少,进而促进上层玻璃与合金继续反应导致润湿角越来越小,润湿效果越来越好。

可视化移动反应界面滴定法测定豆浆中蛋白质的含量

利用移动反应界面滴定（moving reaction boundary titration,MRBT）技术可视化快速准确测定豆浆中的总蛋白质含量.在MRBT中,移动反应界面（moving reaction boundary,MRB）是由阴极液中的氢氧根离子和固定在聚丙烯酰胺凝胶（polyacrylamide gel,PAG）中的豆浆蛋白质分子形成,通过酸碱指示剂来指示MRB的移动.利用MRB移动速度（VMRB）与蛋白质浓度存在的函数关系建立标准曲线.配对t检验MRBT测定结果与凯氏定氮相比在95％的置信区间内无显著性差异.MRBT测定所需时间为10 min左右,线性范围为2.0 ～14.0 g/L,检出限为0.05 g/L,日内相对标准偏差小于1.90％,日间相对标准偏差小于4.39％,回收率为97.41％ ～99.91％.此外,三聚氰胺等非蛋白质氮（non-protein nitrogen,NPN）的添加,对豆浆中蛋白质的测定结果影响较小.

用纳米羟基磷灰石@多孔碳构建锂硫电池高效反应界面

由于正极活性物质硫具有能量密度高、成本低廉和储量丰富等优点,锂硫(Li-S)电池受到了人们的极大关注。然而,锂硫电池充放电过程中产生的多硫化锂的“穿梭效应”严重阻碍了其实用化进程。为了解决这个问题,本研究借助动物软骨的组成和结构特点,制备了纳米羟基磷灰石@多孔碳(nano-HA@CCPC)复合材料,并以此设计了面向正极的锂硫电池隔膜涂层。研究表明,纳米羟基磷灰石不仅对多硫化物具有吸附固定作用,并且对多硫化锂的转化具有催化作用,加快了多硫化锂的氧化还原动力学,有效地提升了活性物质硫的利用率。另外,软骨基碳复合材料的多孔结构形成了很好的导电网络,为电化学反应提供了优良的电子传导路径;也有利于电解液的浸润,加快了离子传输;碳的氮原子掺杂进一步限制了多硫化物的穿梭效应。因此,采用nano-HA@CCPC隔膜涂层的锂硫电池表现出较长的循环寿命、低的容量损失以及高的倍率性能。在0.5 C下,循环325次后,电池仍然能保持815 m Ah·g^(-1)的放电比容量,并且每次的容量衰减率仅为0.051%。nano-HA@CCPC的设计制备将为锂硫电池的发展提供新材料。

Al_2O_3陶瓷/Ni-Ti钎料反应界面形成的微观机理

通过透射电镜、扫描电镜、Ｘ射线研究了Ｎｉ－Ｔｉ高温钎料对Ａｌ２Ｏ３陶瓷与金属Ｎｂ的连接机理。发现在Ａｌ２Ｏ３一侧的反应层中，富集了高浓度的Ｏ原子和Ｔｉ原子，形成了极其细小的微晶ＴｉＯ薄层，其平均晶粒尺寸小于２７ｎｍ，ＴｉＯ以ＦＣＣ结构和ＢＣＣ结构两种晶相混合在一起。反应界面中的Ｏ原子由表层Ａｌ２Ｏ３陶瓷通过扩散脱附而获得。根据反应界面的Ｏ原子与Ｔｉ原子的扩散特点，提出了Ａｌ２Ｏ３陶瓷与活性Ｔｉ原子之新的界面反应机理。并对反应过渡区各相的结构进行了标定，确定了反应界面复合过渡层的微观结构及相的类型。

移动化学反应界面实验装置的改进

针对移动化学反应界面实验的4个难以解决的关键问题,在W.K.Chen实验装置的基础上,设计了一种新的多移动化学反应界面实验装置,在对CoCl2与NaOH形成的移动化学反应界面进行实验对比的同时,对KCl+KBr与AgNO3形成的多移动化学反应界面进行了实验研究.结果表明,该装置能很好地避免电解时产生的H+、OH-的干扰,反应界面清晰,实验精度较高,能节省大量的阴、阳极液,稳定性好.

高效毛细管电泳中移动反应界面法富集奶粉中三聚氰胺的方法研究

运用移动反应界面理论建立奶粉中三聚氰胺的毛细管电泳富集分离体系。与传统的毛细管电泳相比,体系中引入了富集缓冲溶液(富集相)和分离缓冲溶液(分离相)。优化的条件:样品缓冲溶液为50mmol/L甲酸-甲酸钠(pH2.60),富集相为20mmol/L甲酸钠-甲酸pH8.00),分离缓冲溶液为50mmol/L～50mmol/L甲酸-甲酸钠(pH2.60);样品压力进样50mbar×40s,富集相压力进样50mbar×20s,紫外检测波长232nm,电压30kv。该方法比常规电泳灵敏度高近20倍。

锂空气电池析氧反应界面催化机理研究

高比能量锂空气电池是未来大容量纯电动汽车潜在的动力电源技术之一，由于充放电动力学速率低限制了其实际性能的提升，导致其充电过电位高、循环性能差、电流密度低、电极材料小稳定、电解质分斛等一系列应用问题。发展高活性双功能的催化剂，

Ru、Y对铸造高温合金与陶瓷界面反应的影响

在定向凝固炉中,采用相同的硅基陶瓷型芯,刚玉陶瓷型壳,熔炼工艺和定向凝固工艺制备了四种不同Ru、Y含量的单晶高温合金叶片,研究了组织稳定性提升元素Ru、抗氧化性增强元素Y对合金与陶瓷材料界面反应的影响。研究结果表明,合金中不含Ru、Y时,合金与型壳发生的界面反应主要为物理粘砂作用,未见合金元素与型壳发生明显的化学反应,合金与型芯发生轻微的界面反应,除了物理作用,还发生了Al与SiO2的化学反应。合金中添加Ru,对合金与型壳或型芯的界面反应无影响。合金中添加0.01%Y后,合金与陶瓷型壳或型芯的界面反应稍有增加,但由于其添加量较少,故影响较小。