Al^3＋掺杂对硅酸三钙结构及水化活性的影响

利用X射线衍射仪、差示扫描量热-热重分析仪、红外光谱及微量热分析等,研究了Al3+掺杂对硅酸三钙C_3S结构及活性的影响。结果表明:Al^(3+)在C_3S中固溶同时取代Ca和Si,并伴随少量Ca空位的形成保持电荷平衡。当Al_2O_3掺量高于0.5%(质量百分数,下同)时,Al取代Si比例增加。Al_2O_3掺量≤0.5%时仅使C_3S晶胞参数改变,当掺量达1%时,可稳定T3晶型,符合离子稳定C_3S多晶态规律。Al3+在C_3S中固溶形成大量非本征缺陷,显著提高C_3S早期水化反应活性。

基于ESIPT机理检测Al^3+荧光探针分子结构和电子光谱的理论研究

本文应用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法,研究了具有激发态分子内质子转移(ESIPT)特性的3-羟基黄酮(3HF)及其两种氰基和氨基取代衍生物(3HF-CY和3HF-AM)作为水溶液中Al^3+离子检测的荧光探针分子结构和电子光谱性质.计算得到了与ESIPT过程相关的键长、键角以及势能曲线,模拟计算了单独分子和分子@Al3+复合物的吸收和荧光光谱.结果表明,氰基或氨基的引入均会抑制3HF的质子在基态(S0)或激发态(S1)的转移.而从得到的吸收光谱可以看出,在3HF中引入吸电子基团氰基可以引起其吸收光谱的红移,而给电子基团氨基的引入则出现相反现象.此外,与3HF-AM的荧光光谱相比,3HF-AM@Al^3+复合物发生了75.88 nm的蓝移,由此推测3HF-AM与水中的Al^3+反应后,在光激发下溶液荧光会由绿色转变为紫色,表明3HF-AM分子可以作为有效检测水中Al3+的荧光探针.

一种turn-on型Al^3+荧光探针及其活体生物检测

设计、合成一种联水杨醛席夫碱荧光探针,并对其结构表征.光谱实验表明,在甲醇溶液中,该探针可实现对Al^3+的turn-on检测,在识别Al^3+后,荧光强度增强约110倍,并具有良好的离子选择性.荧光滴定实验中,Al^3+浓度在25~55μmol/L范围内,荧光强度与浓度呈良好线性相关,探针对Al^3+检出限为5.4×10^-9mol/L,低于世界卫生组织对饮用水中Al^3+含量最低标准(7.4×10^-6mol/L).高分辨质谱数据表明,探针分子与Al^3+的络合比例为2:1.在活体生物Al^3+检测中,探针具有良好的生物相容性,表明其在水体及生物体Al^3+检测中具有一定的应用前景.

Al^3+掺杂对LiNi0.5Mn1.5O4材料性能的影响

制备了不同Al^3+掺杂量(x)的Li1+xAlxNi0.5Mn1.5–xO4(LNMO)材料,通过XRD、SEM等对LNMO材料的结构进行了表征,通过CV测试、交流阻抗谱测试等方法测定了材料的电化学性能,讨论了Al^3+的掺杂量对材料结构和性能的影响。结果表明,适当的Al^3+掺杂会提高材料的结构稳定性及循环、倍率性能。当x=0.06时改性效果最好,在0.5和2.0 C下循环100次的容量保持率分别达到95.2%和90.0%。而且氧化还原峰的电势差较小,循环可逆性能最好。在该基础上,通过聚合物辅助法制备的样品由于{111}晶面族取向性更强,进一步提升了循环性能,0.5和2.0 C下循环100次容量保持率分别达到97.1%和93.0%。

藻菌生物膜胞外聚合物(EPS)与Al^3＋的配位作用机理

利用三维荧光光谱(3DEEM)和傅立叶转换红外光谱(FTIR)研究了藻菌生物膜EPS与Al3+的相互作用机理.3DEEM结果表明,生物膜EPS含有3个荧光峰.其中,峰A(Ex/Em=225～235nm/300～330nm)和峰B(Ex/Em=275～280nm/325～330nm)荧光较强,属类蛋白峰,峰C(Ex/Em=335nm/432～434nm)荧光较弱,属类腐殖酸峰.峰A和峰B都能不同程度地被Al3+猝灭,它们的条件稳定常数(logK)分别为5.89和6.95.Al3+-EPS体系的峰A和峰B荧光强度明显受溶液pH值的影响.在pH为2～4之间时,荧光强度随pH的增大而增大,在4～7之间随pH的增大而减小,在7～11之间随pH增大而增大.FTIR光谱图分析表明,Al3+主要与EPS中所含的—NH—、C==O等发生强的配位作用.

Al^3＋对大豆根边缘细胞释放与活性的影响

以两个大豆[Glycine max(L.)Merr.]品种(耐铝性大豆浙春2号和铝敏感性大豆华春18)的边缘细胞为材料,比较研究了Al^(3+)对根尖原位边缘细胞释放以及对离体边缘细胞的毒害作用。结果显示,0、100、200μmol/L Al^(3+)处理后,浙春2号和华春18的根尖边缘细胞在水中均易分散,华春18的边缘细胞在300μmol/L的Al^(3+)处理时已聚集成团不易分散,而浙春2号的边缘细胞在400μmol/L Al^(3+)处理时才不易分散。Al^(3+)对离体边缘细胞有明显的毒害作用,100μmol/L Al^(3+)处理1～6h就表现出细胞死亡症状,毒害作用最大时出现在6h之后,其中Al^(3+)对华春18的毒害作用略高于浙春2号。系列浓度Al^(3+)(0、100、200、300、400μmoL/L Al^(3+))处理,100μmol/L Al^(3+)处理的离体边缘细胞存活率已出现较大幅度的下降,至400μmol/L Al^(3+)处理时,浙春2号和华春18的相对存活率分别只有对照的45.9%和39.0%。说明外界Al^(3+)浓度升高不仅影响边缘细胞的释放,而且显著降低离体边缘细胞的存活率,毒害作用最大时出现在6h之后。大豆品种间细胞对Al^(3+)的反应存在一定差异,随时间变化,差异最大时在6h。

Crystal Structure and Sensitive Response toward Al^3＋ of the Furaldehyde Schiff Base

A furaldehyde Schiff base, 4-[（2-furanylmethylene）amino]phenol（FMAP）, was synthesized and fully characterized by elemental analysis, ^1H-NMR, IR, MS, UV-Vis, fluorescence and single-crystal X-ray diffraction. It crystallizes in the monoclinic system, space group P2_1/n with a = 6.2566（6）, b = 13.2273（11）, c = 11.3056（9） A, β = 93.1800（10）o, V = 934.19（14） A^3, Z = 4, M_r = 187.19, D_c = 1.331 g/cm^3, λ = 0.71073 a, F（000） = 392, GOOF = 1.022, R = 0.0396 and wR = 0.0992 for 4569 observed reflections with I 〉 2σ（I）. Fluorescent spectroscopic investigation revealed that the Schiff base exhibited a high selectivity and sensitivity toward Al^3＋ over other common metal ions in ethanol solution, and the detection limit of Al^3＋ is up to 1.2 × 10^-7 M. The mass spectra and Job＇s plot analysis confirm the 1：1 stoichiometry between FMAP and Al^3＋.

原子发射光谱（ICP）法测定α-纤维素中Al^3＋的含量

本文用原子发射光谱法直接测定α-维纤素中微量Al^3+含量的方法，使分析速度快，手续便捷。对生产具有实际意义。

Design of functionalized fluorescent ionic liquid and its application for achieving significant improvements in Al^3t detecting

Specific fluorophore was introduced into ionic liquid based on its tunability,thus a kind of novel fluorescent ionic liquid probe[P66614][HQS]was designed,synthesized and characterized.Compared with non-fluorescent HQS,ionic liquid[P66614][HQS]emitted a certain amount of fluorescence,which could be attributed to the well-delocalized frontier orbitals and its charge transfer character,as demonstrated by quantum chemical calculation.Considering the interaction of[P66614][HQS]with metal ions,the application for detecting specific substance as a chemical sensor,such as Al3+was investigated.Compared with the traditional probe HQS,significant improvements in Al^3+detecting was achieved by[P66614][HQS]with stronger binding ability,better sensitivity and selectivity.The better performance of[P66614][HQS]was contributed to the changed charge distribution,leading to the stronger binding interaction.We believe that this new fluorescent ionic liquid exhibited unique properties in detecting Al^3+in aqueous solution,which would broaden the application of ionic liquids.

理论预测Al^3+与一种萘酚衍生物荧光探针分子形成配合物的结构

用量子化学方法研究了实验上合成的一种基于萘酚的Al^3+荧光探针分子L的性质.筛选出了L与Al^3+可能形成的配合物的几何结构,并通过电子吸收光谱和荧光光谱进行了验证.在该配合物中,L与Al^3+的络合比为2∶2;Al^3+采用六配位的结构;与萘环相连的氧原子形成氧桥,将两个Al^3+连接起来.最后研究了L与Al^3+生成不同配比化合物的反应焓变和吉布斯自由能变.结果表明,L与Al^3+的络合比为2∶2时反应焓变和吉布斯自由能变最负,反应最可能发生.这一工作加深了人们对这一识别过程的理解.

基于铝离子敏化牡丹提取物(丹皮酚)荧光法定量分析Al^(3+)的研究

饮用水是人体铝元素的主要摄入来源.微量铝离子可对人体健康造成很大危害.WHO(世界卫生组织)规定,饮用水中允许的最高铝离子浓度为200μg/L(7.41μmol/L).因此铝离子的高灵敏检测显得尤为重要.目前常用的铝离子检测方法存在操作麻烦,周期长等缺点,所以构建一种简便、快捷的铝离子检测方法尤为重要.丹皮酚是一种提取自牡丹皮的有机化合物,其与Al^(3+)结合后荧光会数倍增强.基于丹皮酚与铝离子结合产生荧光增强现象,建立了一种检测铝离子的荧光分析方法.此方法只需常温反应5 min,并且检测限为0.5μmol/L(线性范围:0~100μmol/L),构建的检测方法具有快速、低成本、简单、高特异性和高灵敏等优点,有很好的应用前景.

基于新绿原酸的紫外吸收和电化学双信号响应的Al^(3+)分析新方法研究

目的 利用新绿原酸(NCGA)与Al^(3+)的相互作用,建立一种基于NCGA的紫外吸收和电化学双信号响应的Al^(3+)分析新方法。方法 基于NCGA与单壁碳纳米管(CNTs)之间的π-π堆积作用,构建了NCGA/CNTs/GC电极。利用差分脉冲(DPV)技术和修饰电极在+0.23 V的氧化电流的下降对Al^(3+)进行定量分析。基于NCGA对Al^(3+)在325 nm处的吸收降低同时伴随365 nm新峰生成的紫外光谱响应,并且在277和340 nm处出现等吸收点,利用365 nm和325nm处的吸光度值之比(A_(365)/A_(325))对Al^(3+)进行定量分析。结果 基于NCGA的分析方法对Al^(3+)的紫外吸收在0.1~100μmol·L^(-1)呈现出良好的线性关系,检测限为0.034μmol·L^(-1);基于NCGA的修饰电极对Al^(3+)的电流响应在0.01~0.1,0.1~10和10~100μmol·L^(-1)呈现良好的线性关系,检测限为0.45 nmol·L^(-1)。生理浓度的其他金属离子和生理活性物质对两种信号测定方法均无明显干扰。在NCGA的紫外分析方法和电化学分析方法下,大鼠血清的加标回收率分别为97.4%~101%(n=3)和98.5%~99.4%(n=3)。结论 本方法具有良好的线性、选择性和准确度,并被成功用于大鼠中Al^(3+)的准确定量。该方法有望应用于Al^(3+)相关的生理和病理事件研究。

一种新型Al^(3+)荧光探针的合成及与DNA的相互作用

以2-羟基-1-萘甲醛、邻氨基苯甲醛为原料,设计合成了一种新型Schiff碱Al^(3+)荧光探针S,并通过1HNMR、^(13)CNMR、ESI-MS、IR对探针S进行结构表征。光谱实验结果表明,探针S在DMSO∶H_(2)O=4∶1(V/V)体系中,对Al^(3+)有良好的荧光和裸眼识别。Al^(3+)浓度在2.0~50μmol/L范围内,体系荧光强度呈现出良好的线性关系,检出限为0.033μmol/L,探针S与Al^(3+)形成1∶1的配合物。通过荧光光谱研究了荧光探针S-Al^(3+)配合物与DNA的相互作用,实验结果表明,探针S-Al^(3+)配合物对DNA的猝灭过程为动态猝灭,同时对不同温度下相互作用的结合点常数、结合位点数及热力学参数进行了计算,推断二者作用力的类型为疏水作用,作用方式为嵌插作用。

Al^(3+)离子掺杂δ-MnO_(2)的制备和电化学性能

采用水热法合成了不同比例Al^(3+)离子掺杂的δ-MnO_(2)纳米粉体.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、 X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安(CV)曲线、电化学阻抗谱(EIS)和恒电流充放电(GCD)曲线等手段对材料的结构和电化学性能进行了表征.结果表明, Al^(3+)离子进入δ-MnO_(2)的晶格替代部分Mn^(3+)和Mn^(4+)离子,使得δ-MnO_(2)电极的性能明显提升.当反应物中Al^(3+)/Mn^(2+)摩尔比为0.45时,所得样品(A0.45M)的性能最好;其在1 A/g电流密度下的比电容为207.61 F/g,是纯相δ-MnO_(2)(A0M)的2.4倍;其在10 A/g电流密度下循环10000次后的比电容为100.81 F/g,容量保持率为81.33%.

Al^(3+)掺杂对Ca_(3)(Zr,Ti)Si_(2)O_(9):Bi^(3+)蓝色荧光粉发光性能的影响

文章通过高温固相法成功制备出了Ca_(3)(Zr,Ti)Si_(2)O_(9):Bi^(3+),Al^(3+)系列荧光粉,其发射峰位于420 nm,对应Bi^(3+)离子的6s→6p跃迁。采用Al3+离子替代的实验策略,优化了荧光粉的发光性能。发现Al3+离子的掺入使晶体颗粒分布均匀,荧光粉的发射强度增强,量子效率有效提高、荧光寿命减小。通过高斯拟合分析Bi^(3+)离子在该荧光粉中的格位占据情况发现Bi^(3+)离子占据两种不同Ca^(2+)的格位,而Al^(3+)离子的掺入,减小Bi3+离子发光中心之间的临界距离,以及促进Bi^(3+)离子格位-格位之间的能量转移,导致荧光粉的临界浓度减小。通过色坐标计算表明荧光粉的色纯度也有效提高。研究表明,阳离子替代的实验策略能够成功优化荧光粉的发光性能,在促进植物光合作用的LED照明器件中具有潜在应用价值。

Al^(3+)对污泥自热高温微氧消化产酸及有机物释放的影响

为开发利用剩余污泥消化液中的有机物,向污泥自热高温微氧消化(ATMAD)体系投加不同量的AlCl_(3)·6H_(2)O,研究Al^(3+)对该体系内有机物、挥发性脂肪酸(VFA)及氨氮、磷酸盐释放的影响.结果表明,消化体系内存在的Al^(3+)抑制了有机物的分解转化,改变了污泥消化液中有机组分的含量与构成.对照组中VFA的最大产量是Al^(3+)浓度为1.0g/L的实验组VFA产量的6.9倍.消化结束后Al^(3+)浓度为1.0g/L的体系内NH_(4)^(+)-N浓度为502.06mg/L,而对照组中NH_(4)^(+)-N浓度仅为334.41mg/L.Al^(3+)也降低了体系内微生物活性.消化体系中存在的Al^(3+)不利于活性污泥ATMAD体系的产酸与稳定化,在污泥ATMAD体系中应避免引入过多的Al^(3+),以保证消化体系能够充分产酸,释放有机物,为污水处理生物脱氮提供优质碳源.

Al/Fe_(2)O_(3)铝热剂粉尘着火敏感性

为明确铝热剂反应的着火特性,利用最低着火温度(minimum ignition temperature,MIT)和最小点火能(minimum ignition energy,MIE)测试装置,结合TG-DSC方法对4种Al粉与Fe_(2)O_(3)质量比为1∶4,1∶3,1∶2,1∶1的层状和云状Al/Fe_(2)O_(3)铝热剂进行了着火敏感性研究.结果表明,4种配比试样的粉尘层、粉尘云MIT均超出相关标准常规测试范围,在空气中质量比为1∶3铝热剂的反应触发温度为888℃,活化能为248.49 kJ/mol,说明铝热反应不容易触发;相同质量比的Al/Fe_(2)O_(3)粉尘云的MIE远高于粉尘层,层状MIE最低值为0.7 J,着火敏感性较强,这是因为Fe_(2)O_(3)在粉尘云状态的反应中充当惰化剂,而在粉尘层状态反应中为反应提供了活性氧自由基.

Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-类水滑石@Al薄膜制备及其光催化性能

含过渡金属元素的类水滑石(LDHs)材料在可见光催化领域显示了广泛应用前景.然而LDHs粉末在催化反应中难回收、易流失,不利于材料的循环利用.以铝板为基体,通过原位生长技术在基体表面原位生长Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs,开辟制备Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs@Al材料的新方法.研究表明,Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)LDHs薄膜在铝基底纵向生长,具有高取向性.LDHs结晶度较高,片层结构规整,极大暴露了LDHs催化活性较高的层板边缘.该薄膜材料具有较低禁带宽度、较高可见光催化活性.Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs@Al能够有效降解甲基橙(MO)有机染料废水,多次循环后对染料的降解率可达98%.该材料极大的增强了对光的利用率,促进了光生电子和空穴对的分离和转移,提高了材料光催化活性,推动和强化了LDHs材料的循环利用及综合处理废水的能力,提高了其应用价值和应用范围,为LDHs材料的开发、设计及应用提供了新思路.

缺陷MOF-74的合成以及其对Al^(3+)和Sn^(2+)荧光传感能力的研究

在发光金属有机骨架中引入适度缺陷可以调节材料的荧光性能,增强其对分析物的荧光检测能力。本文以三乙胺作为调节剂,通过配位调制的方法得到了缺陷金属有机骨架MOF-74-TEA,借助XRD、IR和SEM等表征手段对结构和形貌进行了详细表征,用荧光光谱法研究了其对Al^(3+)和Sn^(2+)的识别能力。与无缺陷MOF-74-1相比,MOF-74-TEA提高了对Al^(3+)和Sn^(2+)的检测灵敏度,并且提高了其对Al^(3+)检测的线性范围。其原因可能是缺陷的引入增强了分析物在材料中的扩散和传质,材料活性作用位点的增多使其与金属离子作用力更强,配体-金属电荷转移效率更高。