基于N掺杂Ti_(3)C_(2)MXene量子点的荧光探针用于Hg2+和S2-的传感检测

基于N掺杂Ti_(3)C_(2) MXene量子点(N-Ti_(3)C_(2) MQDs)荧光探针和配位相互作用,构建了一种检测Hg^(2+)和S^(2-)的“开-关-开”型荧光传感新方法.研究发现,制备的N-Ti_(3)C_(2) MQDs发射蓝色荧光(λem=440 nm),荧光量子产率为15.7%.Hg^(2+)与N-Ti_(3)C_(2) MQDs表面的—NH2,—COOH,—OH等官能团产生选择性配位作用,导致N-Ti_(3)C_(2) MQDs体系荧光猝灭.当加入S^(2-)后,由于S^(2-)与Hg^(2+)之间强的结合力,形成HgS沉淀,从而使N-Ti_(3)C_(2) MQDs体系荧光恢复.基于该原理,构建了一种“开-关-开”型荧光传感方法,实现了对Hg^(2+)和S^(2-)的定量检测.N-Ti_(3)C_(2) MQDs探针的荧光强度与Hg^(2+)浓度在0.02~200μmol/L范围内呈良好线性关系,检出限为10 nmol/L(S/N=3);与S^(2-)浓度在0.07~150μmol/L范围内呈良好线性关系,检出限为30 nmol/L(S/N=3).该方法具有成本低、操作简单、灵敏度高和选择性好等特点,并可用于水样中Hg^(2+)和S^(2-)的检测.

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。

酸化对水稻-土壤系统氮分配和N_(2)O排放的影响

为研究土壤酸化对水稻-土壤系统氮转化、分配和氮损失的影响,以水稻-土壤系统为研究对象,设置中性(pH 7,CK)、弱酸(pH 6,T1)、中强酸(pH 5,T2)和强酸(pH 4,T3)4个土壤递增酸度处理,比较了不同酸度下水稻产量、氮素积累量、氮代谢酶活性、氮素利用效率、氮平衡和N_(2)O排放等指标的差异。结果表明,随着土壤酸度增加,水稻植株氮素积累、利用效率和产量呈现先增加后降低的趋势。相关性分析表明,拔节期氮素积累量与叶片中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)以及茎秆中GS和GOGAT活性呈显著正相关;开花期氮素积累量与穗中的NR、GS、GOGAT和GDH活性呈显著正相关。T1、T2和T3处理N_(2)O累积排放量与CK处理相比分别降低20.3%、58.0%和76.7%;单位产量下的N_(2)O排放量呈现递减的趋势。氮平衡分析表明,相比于CK处理,T2和T3处理氮素表观损失分别降低15.8%和21.1%,水稻氮吸收量分别降低1.5%和15.3%,土壤无机氮残留量分别增加41.2%和88.2%,氮素盈余率分别提高2.2个和7.1个百分点。土壤酸化至中强酸和强酸时,会分别通过抑制水稻拔节期茎叶和开花期穗部的氮代谢过程降低氮素积累量、利用效率和产量。土壤酸化会降低稻田N_(2)O累积排放量,同时也会降低单位产量N_(2)O排放量。此外,中强酸和强酸度土壤还会通过降低水稻氮吸收量和增加播前土壤无机氮量,提高土壤无机氮残留量和氮素盈余率,增加环境风险。

C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体多次放电后的绝缘性能劣化研究

C_(4)F_(7)N气体由于具有优良的绝缘性能,作为典型的SF_(6)替代气体受到本领域广泛关注。文中针对C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体多次击穿放电后的性能劣化现象,在针板电极下开展了不同配比条件下C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体的工频电压击穿试验,并利用气相色谱质谱联用仪来检测混合气体多次击穿放电后的分解物。通过研究发现:C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体多次击穿电压会出现劣化现象,此外,随着C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体击穿次数增多,分解产物六氟乙烷C_(2)F_(6)明显增多,其他几种杂质的含量相对较少,CF_(2)=CFCN、CF_(3)CHFCN、CF_(3)CH(CF_(3))CN的含量也随之增多,与之对应的,C_(4)F_(7)N含量有所降低。

血清hBD-2、NT-proBNP、sICAM-1在急性下呼吸道感染患儿中的表达水平及对其病情预测的研究

目的 观察急性下呼吸道感染患儿血清β-防御素-2(hBD-2)、N末端脑钠肽前体(NT-proBNP)、可溶性细胞间黏附分子1(sICAM-1)表达水平,并分析3项指标对其病情检测的意义。方法 纳入2020年10月至2022年10月该院80例急性下呼吸道感染患儿为急性期组,另选取该院同期60例缓解期下呼吸道感染患儿为缓解期组,所有患儿入院时均接受血清hBD-2、NT-proBNP、sICAM-1检测,对比急性期组与缓解期组患儿血清hBD-2、NT-proBNP、sICAM-1表达水平。依据临床肺部感染评分(CPIS)将急性期组患儿分为轻症组和重症组,对比轻症组和重症组临床资料及实验室指标,分析血清hBD-2、NT-proBNP、sICAM-1表达水平与急性下呼吸道感染患儿病情的相关性,并绘制受试者工作特征(ROC)曲线分析3项指标对患儿病情的预测价值。结果 急性期组血清hBD-2、NT-proBNP、sICAM-1表达水平高于缓解期组,差异有统计学意义(P<0.05);经CPIS评分结果显示,80例急性下呼吸道感染患儿CPIS评分为(5.83±1.92)分,其中重症32例(40.00%),轻症48例(60.00%);经Pearson相关性分析,结果显示,CPIS评分与血清hBD-2、NT-proBNP、sICAM-1表达水平呈正相关(r=0.337、0.325、0.386,P=0.002、0.003、<0.001);重症组血清hBD-2、NT-proBNP、sICAM-1表达水平高于轻症组,差异有统计学意义(P<0.05);经Logistic回归分析发现,血清hBD-2、NT-proBNP、sICAM-1表达水平是急性下呼吸道感染患儿病情加重的危险因素(OR>1,P<0.05);绘制ROC曲线,血清hBD-2、NT-proBNP、sICAM-1表达水平对重症急性下呼吸道感染具有一定预测价值,曲线下面积(AUC)分别为0.728、0.769、0.786,联合检测预测价值更高(AUC=0.830)。结论 急性下呼吸道感染患儿血清hBD-2、NT-proBNP、sICAM-1表达水平升高,3项指标水平与患儿病情严重程度密切相关,可用于预测重症急性下呼吸道感染。

n(Bi_(2)O_(3))/n(SiO_(2))对Bi_(2)O_(3)-B2O_(3)-SiO_(2)系光伏玻璃背板油墨微观结构和反射率的影响

随着光伏发射极和背面钝化电池双面双玻组件产业的兴起,光伏玻璃背板用光伏油墨的需求量逐年递增。光伏油墨制备成涂层后,其致密程度将直接影响自身的反射率,进而对光伏电池的光电转化效率产生影响。本文通过改变n(Bi_(2)O_(3))/n(SiO_(2)),探究玻璃熔剂析晶和其对Bi_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-SiO_(2)系玻璃熔剂所制备光伏油墨的影响。采用DSC和Raman对玻璃熔剂的特征行为进行了表征,采用XRD、SEM、色度仪对不同光伏油墨涂层的微观结构和反射率进行了研究,并提出了光伏油墨涂层的光反射增强机制。研究表明,n(Bi_(2)O_(3))/n(SiO_(2))的升高会使[BiO_(3)]和[BiO_(6)]基团含量增多,破坏[SiO_(4)]玻璃网络的能力增强,玻璃熔剂的转变温度和析晶峰温度逐渐降低,玻璃熔剂的析晶能力逐渐增大。在短时间内烤制后的玻璃熔剂涂层中会逐渐析出大量的片状Bi_(2)SiO_(5)晶粒,将其制备成光伏油墨涂层后,涂层的反射率会随着n(Bi_(2)O_(3))/n(SiO_(2))的升高而逐渐升高。当n(Bi_(2)O_(3))/n(SiO_(2))为30∶60时,光伏油墨涂层的反射率在近红外波长范围内可提升到82.66%。这主要是因为油墨涂层中的孔隙和空洞作为异相界面,可促使Bi_(2)SiO_(5)晶粒析出并填充在光伏油墨涂层的孔隙和空洞中,使油墨涂层的致密度提高,从而增强光伏油墨涂层对光线的反射能力。

NHC-Ag修饰的钐配合物催化CO_(2)与端炔的羧化反应

将1,3-二(4-羧基苯甲基)-苯并咪唑氯化物(H_(2)BCBI)与Sm(NO_(3))3•6H_(2)O在水热条件下进行反应,得到了二维配位聚合物[Sm(BCBI)(NO_(3))2•H_(2)O]n(Sm-BCBI),将其与乙酸银(AgOAc)作用引入氮杂环卡宾(NHC)-Ag(Ⅰ)催化位点,制备了氮杂环卡宾-银功能化的钐配合物[NHC-Ag(Ⅰ)@Sm-BCBI]。通过单晶X射线衍射仪、PXRD、TGA、XPS、电感耦合等离子发射光谱仪、SEM和EDS对Sm-BCBI和NHC-Ag(Ⅰ)@Sm-BCBI进行了表征,考察了NHC-Ag(Ⅰ)@Sm-BCBI催化CO_(2)(0.1MPa)与苯乙炔(1.0mmol)羧化反应的最佳条件,考察了底物的拓展性。结果表明,Sm-BCBI为二维层状结构;NHC-Ag(Ⅰ)@Sm-BCBI具有良好的热稳定性,且其中的银以+1价形式存在。在反应温度为50℃、以Cs2CO_(3)(1.5 mmol)为碱、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,NHC-Ag(Ⅰ)@Sm-BCB用量70 mg、反应时间为16h的最佳条件下,苯丙炔酸分离产率可达80%。催化剂易回收,循环使用5次后,苯丙炔酸分离产率仍能达到57%。

婴配乳粉中2'-岩藻糖基乳糖和乳糖-N-新四糖含量离子色谱法检测

研究了离子色谱法同时测定婴配乳粉中2′-岩藻糖基乳糖和乳糖-N-新四糖的含量及影响因素。采用离子色谱柱分离,脉冲安培检测器检测和外标法定量分析等方法。通过对不同净化方式、酶解处理和洗脱条件等过程进行考察和优化,比较确定色谱条件和前处理条件对分离的影响,并就线性范围进行探讨。结果表明,优化后的方法线性关系良好,R^(2)>0.999;方法精密度好,相对标准偏差(n=7)<2.7%;方法准确度好,2′-岩藻糖基乳糖回收率为95.97%~103.38%,乳糖-N-新四糖回收率为100.09%~104.01%。该方法能对婴配乳粉中的2′-岩藻糖基乳糖和乳糖-N-新四糖同时测定,操作简单,具有良好的准确度和精密度,可为婴配乳粉质量监控方法提供参考。

小鼠^(13)N-NH_(3)·H_(2)O心肌灌注Micro-PET显像中尾静脉注射技术的优化与评估

目的通过自制小鼠尾静脉留置针,为小鼠^(13)N-NH_(3)·H_(2)O心肌灌注显像提供实用、快捷、成功率高的实验工具,并总结归纳出一套流畅、高效的实验流程。方法实验组和对照组分别使用本实验室自制的鼠尾静脉留置针及人外周浅静脉一次性使用静脉留置针(洁瑞26G)为小鼠行尾静脉留置针穿刺,经留置针推注^(13)N-NH_(3)·H_(2)O,配合Micro-PET动态采集,记录图像采集的成功率及图像质量并评价两组注射的优缺点。结果两组实验在穿刺成功率、穿刺时间、药物残留量、图像质量及小鼠尾部放射性药物残留量5方面差异均具有统计学意义(P<0.05)。综合比较,自制留置针制作及操作简便、穿刺成功率高、对鼠尾静脉损伤小,且在图像采集成功率及质量方面均占优势。结论自制鼠尾静脉留置针联合优化的实验流程,能显著提高鼠尾静脉穿刺成功率和图像质量,很好地应用于小鼠^(13)N-NH_(3)·H_(2)O心肌灌注Micro-PET显像中。

氮掺杂Ti_(3)C_(2)MXene量子点荧光探针用于α-葡萄糖苷酶活性检测

α-葡萄糖苷酶是生物体糖代谢途径中不可或缺的一类酶,发展简单、灵敏、准确的α-葡萄糖苷酶活性检测及抑制剂筛选方法对于糖尿病的治疗与预防具有重要意义。该文基于氮掺杂Ti_(3)C_(2)MXene量子点(NTi_(3)C_(2)MQDs)荧光探针和内滤效应(IFE),构建了一种“开-关-开”型荧光传感α-葡萄糖苷酶活性检测及抑制剂筛选的新方法。研究发现,N-Ti_(3)C_(2)MQDs发射蓝色荧光(λem=440 nm),荧光量子产率为15.7%。其检测机理为:α-葡萄糖苷酶水解底物对硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷,水解产物对硝基苯酚通过内滤效应导致NTi_(3)C_(2)MQDs荧光猝灭;而抑制剂阿卡波糖可使α-葡萄糖苷酶的活性受到抑制,水解产物减少,N-Ti_(3)C_(2)MQDs荧光恢复。结果显示,N-Ti3C2 MQDs探针荧光强度与α-葡萄糖苷酶浓度在5~300 U/L范围内呈良好线性关系,检出限为2.5 U/L(S/N=3),对阿卡波糖的半最大抑制浓度(IC_(50))为178.5μmol/L。该方法具有成本低、操作简单、灵敏度高、选择性好等特点,已成功用于人血清中α-葡萄糖苷酶活性的测定。

p-Si/n-Ga_(2)O_(3)异质结制备与特性研究

本实验采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺,在p(111)型Si衬底上制备了p-Si/n-Ga_(2)O_(3)结构的PN结。通过X射线衍射仪、原子力显微镜等对样品进行了晶体结构、表面形貌、表面粗糙度等的表征分析;通过磁控溅射与蒸镀方法在样品上生长Ti/Au电极并进行I-V特性曲线、开启电压、开关电流比、反向饱和电流、理想因子、零偏压下的势垒高度等结特性测试,研究了掺杂浓度与薄膜厚度对PN结特性的影响,并对其原因进行了分析;通过二步生长法和缓冲层温度优化实验,减少了Si衬底与β-Ga_(2)O_(3)之间的晶格失配与热失配带来的影响,对薄膜与器件特性进行了优化。最终获得了表面粗糙度最低可达到4.21 nm的高质量n型β-Ga_(2)O_(3)薄膜,以及具有较低理想因子(42.1)的PN结。

γ-Fe_(2)O_(3)空心球/Fe-N-C宽电位窗口选择性电催化还原CO_(2)为CO的研究

Fe-N-C材料是一类重要的电催化还原CO_(2)为CO的催化剂,但其只能在较正的电位和较窄的电位窗口实现CO的高选择性,不能满足串联催化中CO被进一步还原的要求。因此,以高纯Fe(phen)_(3)Cl_(2)(phen=1,10-邻菲罗啉)晶体和ZIF-8为前驱体,通过热解得到新颖的Fe-N-C担载γ-Fe_(2)O_(3)空心球材料。利用SEM、HR-TEM、XRD、XPS等对催化剂进行表征,并对其电催化还原CO_(2)的性能进行测试。结果表明,该催化剂在-0.5~-1.1 V(相对于可逆氢电极)宽电位窗口表现出优异的CO选择性(CO的法拉第效率大于97%),且在-0.6 V连续电解2 h后电流密度和CO的法拉第效率均基本保持不变,表现出卓越的稳定性。

N-丁基-9 H-嘧啶并[4,5-b]吲哚-2-甲酰胺通过NLRP3/Caspase-1抑制巨噬细胞泡沫化及焦亡作用

目的设计并合成了嘧啶并吲哚类衍生物N-丁基-9 H-嘧啶并[4,5-b]吲哚-2-甲酰胺(BFPI),探讨其是否通过NLRP3/Caspase-1通路抑制巨噬细胞焦亡和泡沫化作用。方法以2,4,6-三乙氧羰基-1,3,5-三嗪和2-氨基吲哚为起始原料合成BFPI,并通过1H NMR、13 C NMR、ESI-MS对其结构进行表征。将体外培养的小鼠单核巨噬细胞株RAW264.7分为空白组、模型组(PA)组和治疗组(BFPI)组,各组细胞用对应培养液处理24 h后,用MTT法检测其增殖活力,油红O染色检测细胞内脂滴形成情况,并用Western blot和RT-qPCR检测NLRP3、Caspase-1和MCP-1 mRNA和蛋白表达水平。结果与空白组比较,模型组细胞增殖活力明显下降,脂滴形成量明显增加,与模型组比较,治疗组细胞增殖活力明显增加,脂滴形成量明显降低,差异均有统计学意义(P<0.01);与空白组比较,模型组细胞NLRP3、Caspase-1和MCP-1的mRNA和蛋白表达水平均明显增加,与模型组比较,治疗组细胞上述指标表达水平均明显下降,差异有统计学意义(P<0.01)。结论BFPI可通过抑制巨噬细胞NLRP3、Caspase-1和MCP-1的表达进而促进其增殖并抑制脂质吞噬能力,有助于延缓动脉粥化时巨噬细胞来源的泡沫细胞形成。

N-myc下游调节基因2、微卫星不稳定在不同病理学特征胃癌患者中的表达及意义

目的:探讨N-myc下游调节基因2(NDRG2)、微卫星不稳定(MSI)在不同病理学特征胃癌患者中的表达及意义。方法:回顾性分析2019年1月至2020年12月该院收治的98例行胃癌根治术患者的临床资料,统计胃癌患者NDRG2、MSI的检测结果,比较不同病理学特征胃癌患者NDRG2、MSI的表达情况。结果:临床分期Ⅰ~Ⅱ期、未合并淋巴结转移的胃癌患者NDRG2阳性率高于临床分期Ⅲ~Ⅳ期、合并淋巴结转移的患者,差异均有统计学意义(P<0.05);肿瘤位置在胃窦、Lauren分型为肠型、低分化、临床分期Ⅰ~Ⅱ期、未合并淋巴结转移胃癌患者的MSI阳性表达率高,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:NDRG2在临床分期Ⅰ~Ⅱ期、未合并淋巴结转移的胃癌患者中呈高表达;MSI在肿瘤位置在胃窦、Lauren分型为肠型、低分化、临床分期Ⅰ~Ⅱ期、未合并淋巴结转移的胃癌患者中呈高表达,二者共同参与胃癌的发生发展。

血清NT-pro-BNP、MMP-2水平与糖尿病合并急性脑梗死患者冠状动脉病变程度的关系

目的探讨血清N末端脑钠肽前体(NT-pro BNP)、基质金属蛋白酶-2(MMP-2)水平与糖尿病合并急性脑梗死(ACI)患者冠状动脉病变程度的关系。方法选择首都医科大学电力教学医院2021年1月—2022年12月收治的126例糖尿病合并ACI患者为观察组,其中单支病变62例,双支病变33例,三支病变31例,轻度狭窄37例,中度狭窄43例,重度狭窄46例。另将同期于我院体检的60例单纯糖尿病患者纳为对照组以及60例健康体检者设为正常组。比较三组心肌肌钙蛋白I(cTnI)、肌酸激酶同工酶MB(CK-MB)、NT-pro BNP、MMP-2、I型胶原交联羧基末端肽(ICTP)水平;以ROC分析NT-pro BNP、MMP-2诊断糖尿病患者并发ACI的价值;比较不同冠状动脉病变支数及不同冠状动脉狭窄程度患者NT-pro BNP、MMP-2、ICTP水平;以Spearman秩相关分析NT-pro BNP、MMP-2、ICTP水平与冠状动脉病变支数、冠状动脉狭窄程度之间的相关性。结果观察组cTnI、CK-MB、NT-pro BNP、MMP-2、ICTP水平显著高于对照组(P<0.05),对照组cTnI、CK-MB、NT-pro BNP、MMP-2、ICTP水平显著高于正常组(P<0.05)。ROC结果显示,NT-pro BNP、MMP-2诊断糖尿病患者并发ACI训练集的曲线下面积为0.953、0.872,测试集的曲线下面积为0.902、0.842(P均<0.05)。NT-pro BNP、MMP-2、ICTP水平随着冠状动脉病变支数的增加及冠状动脉狭窄程度的加重而上升(P<0.05)。NT-proBNP、MMP-2、ICTP水平与糖尿病合并ACI患者冠状动脉病变支数、冠状动脉狭窄程度呈正相关(均有P<0.05)。结论NT-pro BNP、MMP-2、ICTP水平与糖尿病合并ACI患者冠状动脉病变支数、冠状动脉狭窄程度呈正相关,临床关注以上指标可对糖尿病合并ACI患者冠状动脉病变程度进行评估。

基于NiZn层状双金属氢氧化物制备高效电催化CO_(2)还原的原子分散Ni-N-C催化剂

大气中CO_(2)浓度不断上升导致大量的环境问题,如冰川融化、温室效应、极端天气等,利用电化学方法将CO_(2)经还原反应(CO_(2)RR)转化为有价值的燃料或化学品是解决该问题的可行策略.由于CO_(2)具有稳定的化学键(C=O,806 kJ mol^(-1)),需设计具有优异活性和高选择性的催化剂.近年研究结果表明,过渡金属锚定在N掺杂碳载体上而制得的催化剂(M-N-C)具有较高的原子利用率、独特的活性金属中心电子结构以及存储量丰富,因而被认为是CO_(2)还原为CO的理想电催化剂.目前已经提出了多种方法来制备M-N-C催化剂,包括原子层沉积、基于金属-有机骨架的离子交换、基于载体修饰策略的吸附固化和受限热解.然而,这些方法存在制备过程繁琐或难以大规模生产的问题.同时,采用高温热解制备的M-N-C催化剂,金属活性位点易被其致密的结构包裹,难以完全暴露出来.但有效的活性位点对M-N-C的催化性能起着至关重要的作用,因此有必要研制一种简便、高效的方法来抑制金属原子聚集.超薄二维碳骨架已被证明可以缩短反应物的扩散路径并有利于暴露催化剂活性位点.本文将NiZn层状双金属氢氧化物(NiZn-LDHs)在多羟基化合物中进行剥离形成单层,同时通过控制单层NiZn-LDHs、多羟基化合物和三聚氰胺共同热解,宏量化制得Ni-N-C催化剂.X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)结果表明,在焙烧过程中,可通过改变单层NiZn-LDHs在多羟基化合物中的含量控制Ni-N-C材料中镍纳米颗粒的生成;焙烧过程中Zn挥发能使Ni-N-C材料形成更多中孔,增加碳骨架比表面积和孔径.中孔通道和碳基底超薄特性结合可以促进CO_(2)向内部活性位点扩散,增加反应物与活性位点的接触.XPS结果表明,Ni-N-C材料中Ni原子通过与N配位,锚定在超薄碳骨架上,且存在Niδ+中心(0<δ<2).X射线近边吸收和扩展X射线吸收精细结构分析表明,Ni-N-C-1中的Ni处于低价态(0<δ<2),这与XPS分析一致,且Ni为原子级分散;小波变换分析表明,Ni和N的配位数为3.9.利用H型电解池评估Ni-N-C材料电催化CO_(2)还原性能表明,Ni-N-C-1具有优异的CO_(2)还原活性,在-0.6至-1.0 V电位范围内,FE_(CO)都大于90%,且在-4.9 V时,FE_(CO)为95.2%,CO电流密度为24 mA cm^(-2);在-0.8 V电位,工作25 h后Ni-N-C-1的CO电流密度基本保持不变,说明Ni-N-C-1为稳定的CO_(2)RR催化剂.通过密度泛函理论计算研究了Ni-N-C材料电催化CO_(2)还原为CO的电化学演化历程,结果表明,该反应过程分四个步骤:CO_(2)吸附到单个Ni原子位点上;转移形成*COOH的质子/电子对;*COOH在释放H_(2)O的同时获得质子形成*CO;*CO从Ni位点解吸.相应步骤的吉布斯自由能分别为0.54,1.69,-0.99和-0.98 eV.Ni-N-C中Ni原子与配位N原子之间的强相互作用导致Ni原子的电子损失,Ni原子有0.85 e缺陷,周围的N原子有0.15 e堆积,这有利于CO_(2)的吸附.总之,本文采用单层NiZn-LDHs为金属源,开发了一种简便且可宏量化制备CO_(2)RR单原子催化剂的新方法.

In_(2)O_(3)-CuO的制备及其光活化下的室温甲醛气敏性能

以InCl_(3)•4H_(2)O和Cu(NO_(3))2•3H_(2)O为原料、尿素为沉淀剂,采用水热法制备了In_(2)O_(3)-CuO复合材料。通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis吸收光谱、XPS、EIS对其进行了表征,探究了紫外光活化In_(2)O_(3)-CuO复合材料的气敏性能与传感机制。结果表明,In_(2)O_(3)-CuO复合材料在375 nm紫外光照射室温(25℃)条件下对质量浓度50 mg/L甲醛气体的灵敏度为298,与纯In_(2)O_(3)(2.4)相比灵敏度提高123倍,气敏性能的巨大提升得益于In_(2)O_(3)与CuO形成的p-n异质结,协同光活化条件下异质结界面产生的光生电子-空穴与氧物种(O_(2)和O_(2)-)间建立了氧的光活化吸附-解吸循环,使室温下材料的气体吸附-解吸过程和表面反应增强。

S/N对硫化物型自养反硝化性能及NO-2-N积累的影响

以Na 2S为硫源,采用批次实验探究不同初始S/N(摩尔比)对硫化物自养反硝化性能及NO_(2)^(-)-N积累的影响。结果表明,当S/N≤2.80时,NO_(3)^(-)-N及NO-X-N(NO_(2)^(-)-N+NO_(3)^(-)-N)去除效果随S/N的升高而显著提升,S/N由0.35升高到2.80时,前6 h内NO_(3)^(-)-N及NO-X-N去除率分别提高了3.7倍及3.6倍,当S/N继续增至4.20时,NO_(3)^(-)-N及NO-X-N去除效果较S/N为2.80时变化不大;当S/N≤0.70时系统内可以获得一定的NO_(2)^(-)-N积累,反应结束时NO_(2)^(-)-N积累率(0.35,0.7)分别可达47.9%及24.5%,当S/N≥1.40时难以稳定积累NO_(2)^(-)-N,NO_(2)^(-)-N最高积累率(1.40,2.80,4.20)分别为55.0%,33.3%,39.7%。S/N≤0.70时可获得一定的NO_(2)^(-)-N积累,而S/N在1.40~2.80范围内时,升高S/N可以提供更多电子用于反硝化,缓解各种反硝化酶对于电子的竞争,降低中间产物积累,提升脱氮效果。

Pt-N-TiO_(2)纳米管电极的制备及其表征

采用光化学沉积法与等离子体法制备Pt-N-TiO_(2)纳米管电极,SEM、EDS以及XRD等表征手段表明TiO_(2)纳米管管径约为90 nm,Pt纳米颗粒均匀负载至纳米管管口且未改变TiO_(2)纳米管结构。UV-Vis-DRS表明Pt-N-TiO_(2)纳米管光吸收性能在可见光区相比掺Pt前提高明显。CV、EIS电化学性能分析表明Pt-N-TiO_(2)纳米管表面电荷转移加快,具有更好的导电性能和氧化性能。通过降解目标染料甲基紫分析Pt-N-TiO_(2)纳米管的光电催化性能,在初始浓度10 mg/L,pH=3,外加偏压25 V,Pt负载浓度为1 g/L,甲基紫60 min降解率93.64%,降解过程符合一级动力学反应方程。

MOFs衍生多孔TiO_(2)/C、N掺杂Fe_(2)O_(3)复合材料的制备及其光催化性能

将TiO_(2)加入NH_(2)-MIL-101(Fe)前驱体中,采用溶剂热法制备TiO_(2)/NH_(2)-MIL-101(Fe),进一步经高温热处理得到TiO_(2)/C、N掺杂Fe_(2)O_(3)复合材料(TiO_(2)/C、N-Fe_(2)O_(3))。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(XPS)、紫外-可见分光漫反射(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)等方法对所得样品的晶体结构、形貌特征、组成及光谱特性进行表征。在模拟太阳光照射下对罗丹明B(RhB)溶液进行降解,评价其光催化活性。结果表明,C、N均匀掺杂在Fe_(2)O_(3)中,TiO_(2)复合C、N掺杂Fe_(2)O_(3)后禁带宽度减小,模拟太阳光照射2.5 h后,在0.1 g/L TiO_(2)/C、N-Fe_(2)O_(3)复合材料的光催化作用下,10 mg/L罗丹明B的去除率达到95%,速率常速为0.0192 min^(-1),效果较TiO_(2)和C、N-Fe_(2)O_(3)有明显提高。所得复合材料稳定性好、可重复利用。MOFs衍生多孔C、N掺杂Fe_(2)O_(3)与TiO_(2)的复合缩短了带隙,强化了空穴与电子的分离从而提高可见光催化活性。