突破过渡金属氧化物氮还原反应的热力学火山图:对材料筛选的影响

电催化氮气合成氨被认为是高能耗和高污染的Haber-Bosch工艺的一种可持续性替代方法.过渡金属氧化物电极对竞争性析氢反应高活性较低,因此,有望成为一类具有较好选择性的氮还原(NRR)材料.目前,一般借助密度泛函理论计算评估一类材料的催化活性趋势,通过标度关系和火山图的概念来理解.该热力学理论指出,*NNH吸附质或NH3的形成是潜在的反应决速步骤.因此,NRR催化剂的开发主要致力于优化这两个基元步骤.本文通过使用最近发展的活性描述符G_(max)(η),将过电位和动力学的影响引入过渡金属氧化物NRR的火山图中.结果表明,热力学火山图过于简单,因为反应决速步骤可能在接近火山顶点时发生变化,当反应接近火山顶点时,表面反应可能成为反应的绝速步骤.此外,本文还展示了如何将肼的形成作为竞争性副反应纳入火山图,这对于与*NNH弱键合的催化剂非常重要,其中肼的形成可能与氨的形成竞争.本文方法不局限于过渡金属氧化物,具有普遍性,所呈现的动力学火山曲线应有助于推动固氮NRR催化剂的发展.

陆相火山岩区岩性组合-岩相填图试验——以内蒙古西太仆寺破火山为例

中国陆相火山岩区的填图方法半个多世纪以来几经反复,为了与传统的沉积岩区填图方法相区别,反映火山作用的特点,先后探索过双重填图法(即岩相-地层学填图方法)、火山构造-岩性岩相-火山地层填图法等,在局部地区取得过重要进展和成果。但在全国层面的实际填图工作中,没有摆脱将火山岩作为地层(组)的习惯性做法。探索和总结适合陆相火山岩区的填图方法体系,坚持推广反映火山作用特点的填图技术方法仍然是区调工作面临的重大问题。火山岩相是重溯火山作用过程、恢复古火山机构的基础,理应成为火山岩地质图所要表达的核心要素,而岩性组合是确定岩相类型最直接和最可靠的依据。利用岩性组合-岩相进行火山岩区填图能够很好地反映陆相火山作用的特点。

碳基催化剂用于电催化氧还原生产H_(2)O_(2)的研究进展:策略、计算及实际应用

过氧化氢(H_(2)O_(2))作为一种多功能且环保的氧化剂,在工业生产、漂白、消毒和废水处理等领域都发挥着重要作用.传统的蒽醌工艺由于不环保、不安全且流程复杂,无法成为批量生产过氧化氢的最佳选择.基于电化学氧还原反应(ORR)的合成方法是一种有价值的替代蒽醌生产的方法.通常,H_(2)O_(2)可以通过2e^(-)ORR过程合成.碳基催化剂因储量丰富、成本低、结构可调和导电性好等优点,被认为是用于2e^(-)ORR的最佳催化剂之一.本文综合评述了近年来碳基催化剂在电化学合成H_(2)O_(2)方面的研究进展.首先,介绍了2e^(-)ORR过程的基本原理,揭示了影响ORR路径的关键因素;然后,阐述了密度泛函理论(DFT)计算对揭示催化活性位点的关键作用,并指明火山图是一种预测催化剂选择性的重要工具;综合评述了促进H_(2)O_(2)产生的几种有效策略(优化金属单原子、构建催化剂表面缺陷工程、引入吡咯氮、掺杂含氧官能团及掺杂其它杂原子);介绍了批量生产H_(2)O_(2)的装置发展及其优缺点;最后,展望了电化学合成H_(2)O_(2)在未来发展中可能面临的机遇和挑战.

基于植物代谢组学技术研究何首乌和制何首乌的差异性成分

目的 利用植物代谢组学技术对比分析何首乌(PMR)和制何首乌(PMRP)化学成分的差异,以阐明何首乌炮制前后化学成分的变化规律及炮制减毒的物质基础。方法 采用超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOFMS/MS)技术对何首乌和制何首乌中成分进行检测;采用主成分分析(PCA)法观察样本的整体分布趋势;采用统计学等分析技术对火山图中差异性化合物进行筛选;并将所得差异性成分与Agilent PCDL自建数据库进行比对,对其化学成分进行初步鉴定。结果 何首乌和制何首乌中的化学成分差异较大,从何首乌炮制后含量大幅减低的化合物中,初步鉴别45个化合物。结论 何首乌炮制前后化学成分存在较大的差异,尤其蒽醌(单核和双核蒽醌)和二苯乙烯苷类成分存在明显的差异,这些差异性化合物可能是何首乌炮制减毒的主要物质基础。

生鲜香蕉和真空冷冻干燥香蕉粉的品质与挥发性组分的研究

以生鲜香蕉、真空冷冻干燥24 h和33 h香蕉粉为试验对象,研究3种样品的品质和挥发性组分差异。通过分析3种香蕉样品的水分含量、总酚和DPPH抗氧化能力的品质指标,使用顶空固相微萃取气质联用技术测定3种样品的挥发性组分并鉴定其组分。应用正交偏最小二乘法判别分析、火山图和韦恩图分析样品挥发性组分,寻找差异组分。3种香蕉样品的含水率分别为80.32%、4.15%和2.67%,真空冷冻干燥后24 h和33 h的香蕉粉总酚含量分别占生鲜香蕉的75.07%和12.04%,DPPH自由基清除率分别占生鲜香蕉的61.78%和6.65%。3种样品共鉴定出64个挥发性组分,真空冷冻干燥后24 h和33 h的香蕉粉总挥发性组分分别占生鲜香蕉的88.53%和80.97%,生鲜香蕉的香气组分以酯类、醛类和酮类为主,而冷冻干燥后的香蕉粉以酯类和酮类为主,醛类占比很低。3种香蕉样品的挥发性组分均有差异,其中生鲜香蕉与2种真空冷冻干燥香蕉粉的差异较大,2种真空冷冻干燥香蕉粉的差异小。真空冷冻干燥时间对香蕉粉品质和挥发性组分的损失影响较大,从而影响了香蕉粉的香气组分。综合考虑香蕉粉的耐贮性、品质和香气,0.5 cm厚度的香蕉片真空冷冻干燥时间为24 h更合适,结果可为研制香蕉粉代餐食品提供参考。

R语言编程对SNP的分析

单核苷酸多态性(SNP)是生物遗传多态性的一种类型,在各种生物中普遍存在。由于单核苷酸变异可以发生在基因组几乎任何位点上,SNP位点数量巨大且分布极为广泛,成为SNP研究的一大难点。然而,随着生物信息学的蓬勃发展,对于SNP研究已不再像当初一样困难,这样的突破使SNP越来越受到科学家的重视。由于SNP数据量大,分析繁杂,使用统计分析软件R语言分析SNP无疑是一种极为高效的方法。本文介绍了如何利用R语言分析SNP数据,以及如何利用曼哈顿图、连锁不平衡热图和火山图来实现SNPs的可视化,并给出了编程代码。