系列CoMnZnZ四元Heusler化合物的结构和半金属铁磁性

通过第一原理计算理论预测了CoMnZnZ(Z=Si,Ge,Sn,Pb)系列Heusler合金的弹性常数、电子结构和磁性,并根据弹性常数计算得到弹性模量等参量,计算了该系列化合物声速和德拜温度.计算采用全势线性缀加平面波方法,交换相关函数采用基于Perdew-Burke-Ernzerhof的广义梯度近似泛函.弹性模量结果表明晶体呈现韧性特征;承受剪切的性能弱于承受单轴压缩的性能;结构组成具有较低的各向异性性能.电子结构的计算显示CoMnZnZ(Z=Si,Ge,Sn)三个化合物属于半金属铁磁体,但是CoMnZnPb化合物并不显示半金属特性.CoMnZnZ(Z=Si,Ge,Sn)三个化合物的磁矩通过Slater-Pauling法则进行计算得到的量值与第一原理计算得到的完全一致,遵从总的价电子数减去28的Slater-Pauling法则,三个化合物磁矩为整数且自旋极化率为100%.利用轨道杂化理论解释了此系列化合物半金属性的根源.

Te掺杂对TiCoSb基Half-Heusler化合物高温热电性能的影响

采用固相反应法制备了Te掺杂的TiCoSb基half-Heusler化合物。X射线衍射分析表明,Te掺杂的TiCoSb化合物是单相。在300～850 K的温度范围内测量了材料的电阻率、赛贝克系数和热导率。结果表明:未经掺杂的TiCoSb化合物是n型半导体,在高温下有很高的赛贝克系数。在Sb位掺杂Te后,材料的电阻率和赛贝克系数的绝对值随着掺杂量的增加明显降低。材料的热导率随着掺杂量的增加而呈小幅度减小。Te掺杂后材料ZT值提高,最高的ZT值比基体提高了5倍多。

四元Heusler化合物的力学与半金属特性

采用全势线性缀加平面波方法对一系列四元Heusler化合物进行了第一性原理计算。弹性常数的计算结果表明,共有28种化合物具备力学稳定性。对各种化合物的杨氏模量、剪切模量、泊松比以及剪切各向异性等参数进行计算和力学性质分析发现,所有满足力学稳定性的化合物均具有剪切各向异性。磁矩分析结果表明,有12种化合物符合Slater-Pauling准则。能带和态密度分析结果显示,这12种化合物均呈现出卓越的半金属特性。研究结果为四元Heusler化合物在材料科学和电子学领域的应用提供了重要的理论支持。

磁控溅射法制备Half-Heusler化合物半导体TiCoSb薄膜

设计一种特别的TiCoSb复合靶材,通过调节各元素在复合靶材上所占面积的大小,可以方便地调节薄膜的成分.采用这种靶材,利用直流磁控溅射和快速退火成功制备单一物相的多晶TiCoSb薄膜;采用X射线衍射(X-raydiffraction,XRD)和原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)分析TiCoSb薄膜的结构和表面形貌;利用Hall测试仪初步研究薄膜的电学性质.结果表明,所制备的TiCoSb薄膜对石英玻璃衬底具有良好的粘附力,薄膜均匀致密.经600℃,5 min退火的TiCoSb薄膜的结晶质量较好,薄膜的室温电导率为13.7 S/cm.

Sn掺杂ZrCoBi基Half-Heusler化合物的合成与热电性能研究

为了研究Sn掺杂对ZrCoBi化合物的结构和热电性能的影响,采用感应熔炼结合放电等离子烧结制备了不同掺杂浓度的ZrCoBi_(1-x)Sn x(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25)系列样品,并对其物相结构和热电性能进行了测试和分析。实验结果表明,合成的ZrCoBi基化合物均为标准的Half-Heusler相,Sn在ZrCoBi基体中的最大固溶度为20%。在相同温度下,随着Bi位Sn掺杂浓度的增加,电导率增大,塞贝克系数先增后减,ZT值不断增大。通过Sn/Bi的取代,ZrCoBi_(1-x)Sn x的热导率有了明显的降低,在730 K附近,ZrCoBi_(0.80)Sn_(0.20)样品的热导率达到最低值为2.56 W·cm^(-1)·K^(-1)。由于功率因子的增大及热导率的减小,在730 K附近,ZT值由未掺杂的ZrCoBi样品的0.39增至最大为ZrCoBi 0.20 Sn 0.80样品的1.02。Sn的掺杂引入了受主杂质,优化了载流子浓度,提高了电导率和功率因子。同时由于Sn、Bi原子间的尺寸与质量差异,增强了点缺陷散射作用,进一步降低了热导率,从而整体上提高了ZT值,改善了热电性能。

Nb掺杂对ZrCoSb基Half-Heusler化合物热电性能的影响

该文采用电弧熔炼结合放电等离子烧结的方法制备了Nb掺杂的ZrCoSb基Half-Heusler化合物Zr_(1-x)Nb_(x)CoSb(x=0~0.12)。X射线衍射分析表明,所有Nb掺杂样品均得到了单相,点阵参数随Nb的增加而逐渐降低。在323 K到973 K温度范围内研究了样品的热电性能,结果表明所有样品均为n型半导体,Nb的掺入使材料的功率因子提高,热导率降低,ZT随着Nb掺杂量的增加逐渐增大。样品Zr_(0.88)Nb_(0.12)CoSb在973 K取得ZT最大值0.53。

不同初加工方法对咖啡豆风味化合物和感官特性的影响

本研究旨在探究不同初加工处理方法对阿拉比卡咖啡理化特性、风味和感官特性的影响。通过电子鼻和感官分析评价不同初加工咖啡样品的感官风味,主成分分析(PCA)对不同初加工方法进行区分,并利用皮尔逊相关系数分析初加工方法与产生的风味化合物之间的关系。结果表明,在理化指标方面,不同初加工方法对咖啡样品的总可滴定酸度(TA)、总可溶性固形物(TSS)和pH具有显著影响(P<0.05),其中,湿法加工(CS)的pH最高。初加工方法对咖啡样品中的生物碱、绿原酸和有机酸等风味化合物含量影响较大,干法处理Ⅰ(GA)的咖啡因含量最高(12.32 mg/g DW),蜜处理Ⅰ(MA)拥有最高的葫芦巴碱含量(3.71 mg/g DW),湿法加工(CS)导致咖啡样品具有最低的绿原酸含量和最高的有机酸含量。此外,电子鼻结果显示,不同初加工方法制备的咖啡香气化合物含量差异显著,相较于人工评测,电子感官分析可以更有效地对不同初加工方法进行区分。该研究结果明晰了不同初加工方法对咖啡的化学组成及感官风味的影响,对咖啡风味品质提升及对优质产品的筛选和鉴别具有重要意义。

不同地理标志大米的品质指标及挥发性化合物分析与评价

为研究不同地理标志大米的品质差异,本研究通过分析外观、营养、蒸煮食味等18个品质指标及挥发性化合物,对9种地理标志大米进行品质评价。利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术结合气味活性值,鉴定出大米的主要气味活性化合物为2-乙酰基-1-吡咯啉、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、反-2-辛烯醛、己醇、1-辛烯-3-醇、庚醇。基于多元统计分析,从东北和其他地理标志大米中筛选出了42个差异挥发性化合物,包括25个烃类和17个与香气相关的醇、酮、醛、酯类。相关性分析结果表明蛋白质与直链淀粉、食味值呈极显著负相关;直链淀粉与米粉的糊化特性呈显著相关;蛋白质与醛类呈极显著负相关、与烃类呈显著正相关。聚类分析将9种地理标志大米划分为3大类,第1类为东北的5种地理标志大米,品质特征为垩白粒率和蛋白质量分数低,直链淀粉质量分数高,糊化温度低,米饭硬而有弹性,挥发性化合物中醛类、醇类、酮类含量占比较高;第2类为原阳大米与小站稻,特点为糊化温度和直链淀粉质量分数适中,挥发性化合物总量最高(627.7μg/kg),且烃类含量最高(269.6μg/kg);第3类为南方的射阳和崇明大米,具有直链淀粉质量分数低,胶稠度大,糊化温度高,米饭软而黏的品质特征,其烃类含量适中(159.4μg/kg)。本研究较为系统地评价了9种地理标志大米中品质指标和挥发性化合物的差异,可为不同地理标志大米的品质评价提供数据基础。

绿色电化学合成技术制备含氟化合物开放实验设计

为进一步培养化学专业本科生的实践能力和创新性思维,本研究设计绿色电化学合成技术制备含氟化合物开放实验,创新绿色合成含氟化合物的方法,增设查询文献的环节,筛选最优反应条件,最终通过更加环保的方法合成含氟化合物。该开放实验合理利用实验室资源,提升学生的实验创新探究能力和独立分析解决问题的能力,将科技前沿知识融入本科实验教学,为学生今后独立开展绿色有机合成科学研究打下基础。该类开放性实验创新了实验教学方法,完善了教学体系,对提升高校有机化学实验教学效果具有显著效果。

仿天然产物酚酸酯类化合物的合成及防污性能研究

采用酚酸类化合物与卤代烃反应,制备出一系列具有良好防污性能的酚酸酯类仿天然产物防污剂。通过核磁共振氢谱仪(1H NMR)和傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)对合成的化合物结构进行表征,并对该化合物分别进行了抑藻、抑菌性测试及实海挂板防污性测试。结果表明:这8种化合物对旋链角毛藻、三角褐指藻及小球藻均有良好的抑制作用(抑藻率高达90%)且在金黄色葡萄球菌和溶珊瑚弧菌的抑菌测试中也表现出良好的抑制效果。此外,选取6种酚酸酯类化合物作为防污剂,与树脂及助剂混合制备防污涂料。经过实海挂板试验,其中4种化合物展现出良好的防污效果。制备的苯甲酸型酚酸酯类化合物比肉桂酸型酚酸酯类化合物的防污效果更好。

优化HS-SPME-GC-MS方法表征香菇不同成熟阶段的关键挥发性化合物

通过优化的顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术鉴定香菇不同成熟阶段挥发性化合物,并采用气味活性值(odor activity value,OAV)和偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)进行分析。结果表明:最佳提取条件为1.0 g香菇样品在50℃提取25 min,解吸3 min;在香菇不同成熟阶段共鉴定出71种挥发性化合物,不同成熟阶段挥发性化合物种类和含量存在显著差异(P<0.05);通过PLS-DA和变量投影重要性(variable importance in projection,VIP)筛选出18种挥发性化合物,可作为区分香菇不同成熟阶段的挥发性生物标志物;OAV结果表明,有16种挥发性化合物为香气活性化合物,其中,1-辛烯-3-醇、3-辛醇、1-辛烯-3-酮、3-辛酮、苯乙醛、二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、2,3,5-三硫杂己烷和1,2,4-三硫杂环戊烷同时满足VIP>1和OAV≥1,是香菇不同成熟阶段最重要的差异挥发性化合物。本研究为探究香菇成熟过程中香气形成机制提供一定理论依据。

术前医用多维碳水化合物个体化预处理对全身麻醉下髋关节置换老年患者术中体温的影响

目的 探讨术前医用多维碳水化合物个体化预处理对全身麻醉下髋关节置换老年患者术中体温的影响。方法选取2022年1月至2024年6月在盐城市第三人民医院行单侧髋关节置换的老年患者81例为研究对象,随机分为常规组和预处理组。2组患者术前均给予常规禁食禁饮,预处理组患者在麻醉前2 h给予5 mL/kg医用多维碳水化合物个体化预处理。比较2组患者围术期相关指标、体温、术中低体温、苏醒期不良反应及麻醉前胃窦超声检查结果。结果 2组患者手术时间、术中静脉补液量比较差异无统计学意义(P>0.05);预处理组患者的麻醉苏醒时间、气管拔管时间和术中出血量均明显短/少于常规组(P<0.05)。手术30 min、60 min和结束时,预处理组患者的体温均明显高于常规组(P<0.05),术中低体温发生率、寒战反应发生率显著低于常规组(P<0.05)。2组患者胃窦横截面积(CSA)、胃容量(GV)和胃容量与体质量之比(GV/W)比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 术前给予5 mL/kg医用多维碳水化合物个体化预处理,可以显著降低全身麻醉下髋关节置换老年患者的术中低体温发生率,有利于促进麻醉苏醒,降低术中出血量,减少不良反应,且不增加反流误吸风险。

FeCl_(3)-石墨层间化合物的制备及其对聚偏二氟乙烯膜电导率的影响

以FeCl_(3)和鳞片石墨为原料,通过改进熔融盐法制得高导电的FeCl_(3)插层的石墨层间化合物(FeCl_(3)-GICs);将其作为导电填料,以聚偏二氟乙烯(PVDF)为基体,制备了具有各向异性导电的FeCl_(3)-GICs/PVDF复合导电膜。利用多种表征方法对所制备的FeCl_(3)-GICs填料及复合导电膜进行结构分析和性能评测。结果表明,FeCl_(3)-GICs产品层间距从石墨原料的0.335 nm增加至0.94 nm;其粉末电导率从石墨原料的2.86×10^(4) S/m提高到9.09×10^(4) S/m,导电性能提高3倍以上。以FeCl_(3)-GIC为导电填料制备的复合导电膜不仅可以将PVDF膜的水平方向电导率提高10个数量级,且具有电导率分布的各向异性;此外,复合导电薄膜表现出极好的柔性与稳定性,具有良好的应用潜力。

吡嗪类化合物对酱香型白酒香气特征的影响分析

结合采用感官分析、香气物质定性与定量分析技术,解析吡嗪类化合物对酱香型白酒香气特征的影响。采用液液萃取结合气相色谱-质谱-嗅闻技术从三轮次酱香型白酒中鉴定出15种吡嗪类化合物,基于定量结果结合气味阈值发现6种香气活度值(odor activity value,OAV)>1的吡嗪类化合物,对三轮次酱香型白酒具有重要的香气贡献;进一步通过香气重组与香气缺失/添加试验,明确了吡嗪类化合物对酱香型白酒香气特征的影响。综合研究表明,吡嗪类化合物对酱香型白酒的坚果香、烘焙香具有重要贡献,其次对青草香与花香也存在一定的影响,同时吡嗪类化合物对酱香型白酒的粮香与酱香具有烘托作用,提高吡嗪类化合物的浓度对提升酱香型白酒的丰富度与层次感具有明显的正向作用。该研究通过剖析吡嗪类化合物对酱香型白酒香气特征的影响,为酱香型白酒酿造工艺调控与产品品质提升提供参考。

Fe-Zn金属间化合物的第一性原理研究

渗锌技术是一种能够有效提高电力金具寿命的绿色环保工艺,因渗锌过程中生成了一系列的Fe-Zn金属间化合物,目前关于Fe-Zn金属间化合物的理论研究较缺乏。本文基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,系统研究了Fe-Zn中ζ(FeZn_(13))、δ_(1)(FeZn_(10))、Γ(Fe_(4)Zn_(9))和FeZn等金属间化合物相的态密度和弹性性质。用Voigt-Reuss-Hill模型计算出多晶体的体积模量、切变模量等弹性模量,又计算了各种Fe-Zn相的硬度和态密度。结果表明:FeZn相的延展性最好,硬度最低。Fe_(4)Zn_(9)相的硬度最高,达到10.17 GPa。根据态密度图(DOS),Fe-Zn金属间化合物相的电子结构都存在金属键特性,因此具有良好的导电性,其中Fe_(3)Zn_(10)相具有最好的导电性。本研究能为提高渗锌层的稳定性提供理论依据和技术支撑。

“散茶发花”发酵贵州绿茶的工艺优化及其特征挥发性化合物解析

以贵州瓮安县有机欧标绿茶为原料,利用冠突散囊菌固态发酵制备发酵茶,并对其工艺进行优化。同时,利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱仪(HS-SPME-GC-MS)对绿茶原料和成品发酵茶的挥发性化合物进行检测,并对其特征挥发性化合物进行解析。将发酵茶的感官品质和特征功能性化学指标(水浸出物含量、茶多酚含量、游离氨基酸含量)相结合作为综合评价指标,通过单因素实验和响应面优化试验研究发酵茶的最佳制备工艺条件。响应面试验表明,利用绿茶制备发酵茶的最佳工艺条件为:温度28℃、含水量40%、接种量1‰、发酵时间8 d,通过该工艺制得的成品发酵茶滋味醇厚、汤色橙黄明亮、香气纯正,且综合评分达到83.75±1.29分。共检测出18种特征挥发性化合物(OAV>1),同时研究发现成品发酵茶具有浓郁的“金花”香,其是由芳樟醇、水杨酸甲酯等8种特征挥发性化合物组成的一种复合花香。在品质评价方面,成品发酵茶水分含量为3.9%±0.47%、灰分为5.92%±0.21%、水浸出物含量为43.92%±0.07%,以上指标均符合茯茶国家标准(GB/T 32719.5-2018《黑茶第5部分:茯茶》)的要求,本研究可为利用“散茶发花”制备发酵茶提供指导。

煤基油中含氮化合物的分离及组成鉴定研究进展

含氮化合物的分离提取是实现煤基油高附加值利用的有效途径之一。介绍了固相萃取法、酸碱萃取法、离子液体萃取法和低共熔溶剂萃取法4种分离提取方法以及气相色谱法(GC)、气相色谱与质谱联用法(MS)、傅里叶变换离子回旋共振质谱法(FT-ICR-MS)和红外光谱法(FT-IR)四类组成鉴定方法的研究现状和优缺点。展望了技术发展趋势,指出含氮化合物的提取分离应加强固相萃取法中高效吸附剂的开发,加快离子液体和低共熔溶剂的研究制备,含氮化合物的分析鉴定将会更多采用傅里叶变换离子回旋共振质谱仪。

我国纺织品中全氟和多氟烷基化合物管控现状

文章梳理并解读了我国纺织品中全氟和多氟烷基化合物(PFAS)的管控要求,归纳了纺织品中PFAS含量的常用测试方法,并对相关企业纺织产品中PFAS的合规管控提出了建议。

基于学科大概念的“四构—4C”单元整体教学策略与实践——以“氮及其化合物”为例

阐述了非金属元素教学的大概念层级结构,以学科大概念“基于物质类别和元素价态二维视角认识元素及其化合物的性质与转化”为统领,开展氮及其化合物单元教学,构建了包含情境初构、知识建构、本原解构、应用重构的“四构”单元教学路径,以及聚类教学(Clustering)、概念提取(Conceptualizing)、关联内化(Correlating)、迁移应用(Changing)的“4C”课时教学模式,形成“四构—4C”单元教学策略,并应用于高中化学单元整体教学实践。

黄皮中黄酮类化合物的结构及生物活性研究进展

黄皮是我国华南地区特色优稀水果,风味独特,深受广大消费者喜爱。黄酮类物质是黄皮果实中主要的活性成分之一,具有多种生物活性。目前关于黄皮中黄酮类化合物的研究较为零散,结论缺乏系统性。本文全面综述了黄皮中黄酮类化合物的组成、提取方法,系统阐述了其抗氧化、抗肿瘤、保护心血管、增强认知、抗炎、降糖和抑制黑色素生成等功效及作用机制,以期为黄皮中黄酮类化合物的科学研究、黄皮产品的开发和品牌创建提供理论依据。