鲁米诺/氨基磺酸电化学发光及其多巴胺检测应用

在本文中,我们首次观察到氨基磺酸可以显著增强鲁米诺电化学发光,而且鲁米诺电化学发光的强度随着氨基磺酸浓度在0.1μmol·L^(-1)至500μmol·L^(-1)范围增加而线性增加。同时,我们观察到多巴胺可以显著猝灭鲁米诺-氨基磺酸电化学发光。基于该猝灭现象,我们建立了多巴胺的电化学发光分析方法,该方法的线性范围为0.5至20μmol·L^(-1),检出限为30 nmol·L^(-1)。该方法具有较好的选择性,尿酸、抗坏血酸、糖和一些氨基酸对电化学发光影响较小。采用标准加入法,成功地将鲁米诺-氨基磺酸体系用于尿液中多巴胺的电化学发光测定,回收率为103%~105%。另外,我们还考察了多巴胺的猝灭机理,并用Stern-Volmer方程计算了的动态猝灭常数。

高分子医用组织胶粘剂的应用与研究进展

高分子医用组织胶粘剂由于具有优异的性能,受到医疗领域的广泛关注,适用于轻微至危及生命的各种组织损伤的闭合与再生。与传统的伤口缝合方法(缝合线和缝合钉)相比,胶粘剂使用方便、闭合伤口速度快、对组织的损伤小。目前,高分子医用胶粘剂以多种形式用于伤口处理,如止血剂、粘合剂和密封剂。尽管组织胶粘剂目前应用广泛,但仍面临一些限制和未解决的挑战(例如较弱的湿态粘附强度和缺乏生物功能等),这限制了它们的使用,为未来的改进留下了充足的空间。基于组织胶粘剂界面的化学和物理特性、组织粘连的基本机制以及特定临床应用的要求,本文总结了组织胶粘剂的基本设计原则及湿态粘附机制,基于组织特异性的考虑,介绍了该领域的最新研究进展,并展望了未来组织胶粘剂的潜在功能和临床需求。

原子数精确的金属纳米团簇在电催化领域的应用研究进展

金属纳米团簇(MNCs)是由几个到数百个金属原子组成,其尺寸一般小于2nm。金属纳米团簇在许多催化反应中表现出高的催化活性和选择性,这与金属纳米团簇具有高的比表面积、较多暴露的活性原子,以及与金属纳米粒子(MNPs)不同的电子结构有关。金属纳米团簇确定的组成和结构使其成为一种新型模型催化剂,对纳米团簇的催化性能研究有利于人们深入理解催化剂结构-性质之间的关系,更利于催化剂的理性设计与发展。结合近几年国内外和本课题组在金属纳米团簇电催化领域的研究进展和现状,本文对该领域的代表性工作进行了简要综述,并对其未来在电催化领域的应用前景和需要解决的关键问题进行了展望。

过渡金属及其化合物应用于锂硫电池的研究进展

锂硫电池因具有高理论比容量和性价比,被认为是具有发展潜力的新型二次电池。但是,作为活性物质的单质硫和反应产物是电子绝缘体,充放电过程的中间产物多硫化锂在电解液中易于溶解和迁移引起“穿梭效应”和一系列的副反应,造成活性物质利用率低,电池的电化学稳定性变差。本文综述了近年来过渡金属纳米材料应用于锂硫电池的研究进展,重点介绍了材料的合成方法以及其抑制多硫化锂溶解并促进其转化的反应机理,并对锂硫电池正极载体材料的发展方向进行了展望。

用于酸性析氧反应研究的原位表征技术

质子交换膜(PEM)水电解的阳极催化剂需要耐受强酸性环境以及析氧反应(OER)条件下的高氧化电位。为了加深对酸性介质中OER过程的理解以开发具有更好稳定性与更高活性的电催化剂,研究和发展原位表征技术显得尤为重要。该综述介绍了几种用于酸性OER研究的原位表征技术,包括:原位X射线光电子能谱技术、原位X射线吸收谱技术、原位X射线衍射/散射技术、原位电化学红外技术、原位电化学拉曼技术、原位电感耦合等离子体-质谱技术、微分电化学质谱/在线电化学质谱技术、电化学石英微晶天平技术。重点讨论了这些技术的原位装置设计以及它们在酸性OER研究领域的具体应用。最后总结了这些技术的特征,并指出用于酸性OER的原位表征技术的发展之有待解决的问题,即新技术的研发与原位技术间的联用、原位装置的改进及时空分辨率的提高。

聚脲的绿色合成、性能及应用

聚脲是一类性能优异的高分子材料,具有良好的热稳定性和耐腐蚀性能。聚脲的传统制备方法通常以异氰酸酯为原料,其毒性大且易与水发生副反应。因此,聚脲的绿色合成方法及性能多样的聚脲材料的合成,具有重要的研究意义和潜在应用价值。本文主要综述了聚脲的绿色合成方法,包括直接或间接使用CO2方法合成聚脲的研究进展。从催化剂、二胺分子结构和分子量等角度探讨了对聚脲分子量、热学、力学性能等方面的影响,并且归纳了功能性二氧化碳基聚脲如热塑性聚脲塑料、聚脲弹性体的性能和应用。最后对聚脲材料未来的研究重点和发展趋势进行了阐述。

原位拉曼光谱技术用于反应和结晶控制研究进展

随着高分辨光谱技术和原位技术的发展,原位拉曼光谱的研制促进一系列原位微观物理化学行为及机理的研究,对材料的设计和应用有着重要意义.本文从拉曼光谱的原理及拉曼信号的影响因素出发,概述原位拉曼光谱技术用于反应和结晶控制的具体实例,总结原位拉曼光谱在化学反应和溶液结晶中晶体多态性、中间体和产物微观结构、化学键合模式等方面的研究进展,为研究反应及结晶机理提供重要线索,并对原位拉曼光谱技术的发展趋势进行了预测.

我国医用高分子材料产业现状和发展趋势浅析

医用高分子材料是生物医用材料中应用范围最大、应用量最多的一种材料,它是输注、血液净化、眼科、口腔科、防护、包装等大宗医疗器械的主体材料,也是高端植介入器械不可或缺的基础材料。首先介绍了我国医用高分子材料的产业现状,然后提出了我国医用高分子材料产业发展的五个趋势,最后展望了我国医用高分子材料产业的未来。

Fe促进的Pt@CeO_(2)催化剂用于CO_(2)加氢制C_(1)产品

在Pt@CeO_(2)核壳纳米球表面引入过渡金属助剂,探究了不同过渡金属的引入对其CO_(2)加氢性能的影响.研究结果表明,Fe物种的引入对加氢性能的提升效果最佳,液体C_(1)产率达到6.34×10^(-2) mmol·g^(-1)_(cat.)·h^(-1).透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N_(2)吸附-脱附实验、CO_(2)程序升温脱附(CO_(2)-TPD)和H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)等表征结果表明,Fe物种在Pt@CeO_(2)表面均匀分散,且Fe的存在降低了Pt物种的电荷密度,产生了更多的Pt^(2+)物种,提高了产物中甲醇的选择性.此外,Fe的存在还促进了更多氧空位(O_(v))的形成,进而促进了对CO_(2)的吸附及后续的加氢反应,提高了催化活性.

高热稳定性近红外荧光粉BaY_(2)Al_(2)Ga_(2)SiO_(12):Cr^(3+)的合成及发光性质

近年来,近红外荧光粉转换发光二极管(NIR pc-LED)在夜视、生物成像和无损检测等领域引起了广泛关注。然而,获得兼具高量子效率和优异热稳定性的近红外荧光粉仍然是一个巨大挑战。本文利用高温固相法合成了一种新型近红外荧光粉BaY_(2)Al_(2)Ga_(2)SiO_(12):Cr^(3+)(BYAGSO:Cr^(3+)),并系统研究了材料的结构和发光性质。在440 nm蓝光激发下,BYAGSO:Cr^(3+)荧光粉的发射光谱在650~850 nm范围内呈现锐线和宽带的混合发射,源于Cr^(3+):^(2)E→^(4)A_(2)自旋禁戒跃迁和^(4)T_(2)→^(4)A_(2)自旋允许跃迁发射。该近红外发光表现出可观的量子效率和良好的热稳定性,最优化样品的外量子效率可达30.3%,在200℃时样品的发光强度可保持其在室温时强度的99%。通过将BYAGSO:Cr^(3+)荧光粉与450 nm蓝光LED芯片结合,我们封装了一个NIR pc‐LED器件。该器件在300m A驱动电流下,输出功率为70.83 mW;在20m A驱动电流下,光电转换效率为11.20%。研究结果表明,BY-AGSO:Cr^(3+)在NIR pc-LED领域具有良好的应用前景。

锂氧电池有机电解液的研究进展

随着消费类电子产品和新能源汽车产业的迅速发展,传统的锂离子电池已经不能满足日益增长的能源需求。为了应对这一挑战,许多高比能电池被提出和研发。其中,锂氧电池以其超高的能量密度引起了广泛的关注,但其可逆性较差问题严重限制了锂氧电池的进一步发展。在锂氧电池中,电解液是一个重要的组成部分,其组分和配比对电池的放电容量、倍率性能和负极稳定性等方面具有至关重要的影响。本文以电解液的组分为线索,对锂氧电池有机电解液的发展历程以及最新研究成果进行了梳理和总结。同时,对于降低过电势和抑制电解液分解的展望,也为锂氧电池的未来发展指明了方向。

基于空间代谢组学方法研究人参治疗阿尔兹海默症大鼠的药效物质及作用机制

本文采用基于空气动力辅助解吸电喷雾离子化质谱成像(AFADESI-MSI)技术的空间代谢组学方法,全面探讨了人参在分子水平上治疗阿尔兹海默症(AD)的药效物质基础及作用机制。药效学结果表明,人参提取物可显著改善AD模型大鼠的脑病理损伤状态,提高空间学习记忆能力;代谢组学结果表明,人参显著回调了与AD密切相关的19种生物标志物水平,涉及精氨酸和脯氨酸代谢、嘌呤代谢、三羧酸(TCA)循环和脂肪酸代谢等8条代谢通路。最后,在脑组织中检测出7种人参活性成分,这些物质可能通过调节与神经炎症、神经元损伤、能量缺失以及脂肪酸异常代谢密切相关的代谢途径上游靶点发挥作用,实现对关键代谢物水平的精确调控,从而达到治疗AD的目的。利用质谱成像可以将内外源性物质的空间分布进行对应分析,更清晰地阐释药物成分的具体作用机制。

聚苯乙烯磺酸钠与季鏻盐表面活性剂复合物的结构调控及其抗菌性能

发展非抗生素抗菌策略在减少医疗器械相关的细菌感染并降低对抗生素的过度依赖方面具有重大意义。对医疗器械表面进行功能化,赋予其抗菌性能是非抗生素抗菌所采用的常用方式。聚电解质-表面活性剂复合物的醇溶、水不溶的特点使其在构建抗菌涂层方面具有操作简单、不受器械结构限制的优点,有望应用于各种医疗器械的表面功能化。本文通过构建不同烷基链长季鏻盐表面活性剂与聚苯乙烯磺酸钠聚阴离子复合物,系统研究了复合物在水溶液中的组装行为以及所制备复合物涂层的抗菌性能与表面活性剂组分疏水碳链长度之间的内在关联。通过浊度、等温滴定量热法等测试手段对聚苯乙烯磺酸钠与3种三丁基烷基季鏻盐表面活性剂在水中的组装过程进行了分析,结果表明增加表面活性剂烷基链长将促进聚电解质-表面活性剂复合物形成。通过在常用医疗器械材料表面构建复合物涂层,对比了3种复合物对两种模型菌种的抗菌性能。对于以金黄色葡萄球菌为代表的革兰氏阳性菌,所制备的3种复合物涂层的杀菌率分别为42.9%、99.97%和99.99%,随着表面活性剂烷基链越长而提高;对于大肠杆菌为代表的革兰氏阴性菌,随着表面活性剂烷基链长度增加,单独季鏻盐表面活性剂的抗菌性能增强,而其对应复合物涂层的抗菌性能有所下降,杀菌率分别为99.3%、92.3%和64.8%。以上结果表明,通过优化结构,此类聚电解质-表面活性剂复合物涂层有望用于减少医疗器械相关感染。

钠/钾离子电池用锑基负极研究进展:失效分析及解决方案

钠/钾离子电池因其丰富的资源储量被认为是后锂离子电池时代大规模储能应用中最有希望的选择。在众多的钠/钾离子电池负极材料中,锑(Antimony,Sb)基负极由于其高理论比容量受到关注。然而,Sb基材料在储能过程中存在的棘手问题阻碍了它的实际应用,比如:巨大的体积膨胀导致材料粉化脱离集流体,电池失效;欠佳的导电性,电化学动力缓慢;电极-电解液界面副反应,电池性能差等。为解决这些问题,研究者们从结构设计、掺杂催化改性和电解液界面调控等方面进行了探究,期望将Sb基材料高容量的优势发挥出来。因此,本文总结了近10年“钠/钾离子电池用Sb基负极”研究方面的亮点工作,详细讨论Sb基材料的失效机理,并系统地综述了相应的解决方案,为高性能Sb基及其他合金类负极材料的优化策略提供参考。

遥爪型聚丙二醇熔体动力学的宽频介电谱研究

性能优异的聚合物电解质需要兼具较高的离子电导率和良好的机械性能.深入理解聚合物的结构和分子动力学及其与材料宏观性能之间的关系,对于从分子尺度设计高性能聚合物电解质至关重要.本文选取玻璃化转变温度低、氢键缔合基团位于链端的非晶遥爪型聚丙二醇模型体系,通过化学修饰端基合成了分子量为1000,2000和4000的两端端基均为烯丙基的聚丙二醇,并利用宽频介电谱研究了链端基团相互作用强度及分子量对聚丙二醇多尺度动力行为的影响.实验结果表明,具有两种不同端基的聚丙二醇均出现了对应链段尺度的α松弛和对应整链尺度的Normal Mode松弛.在相同温度下,端基相互作用会同时影响两个松弛过程,相互作用越强,松弛时间越长.由于端基含量随分子量减小而增加,分子量越小,缔合端基对高分子动力学的影响越明显.此外,利用高分子玻璃化熵理论研究了端基缔合强度和分子量对遥爪型高分子熔体链段动力学的影响,理论预测与实验结果定性一致.研究结果为聚合物电解质的分子设计提供了指导.

准二维钙钛矿发光二极管中的相调控研究

金属卤化物钙钛矿凭借其优异的光电性能和易于制备的特点,近年来在光电子学领域引起了广泛关注,被认为是具有广阔应用前景的革命性新型光电半导体材料。准二维钙钛矿作为其中一类重要材料,具有可调的光物理性质,包括更高的激子结合能、多重量子阱结构、自然级联能量漏斗和带隙可调性,这使其成为有前途的下一代发光二极管(Light-emitting diodes,LED)侯选材料。调控准二维钙钛矿的相分布是实现高效钙钛矿LED的关键。本文基于课题组的研究工作,深入讨论了通过精准调控相分布实现高效准二维钙钛矿LED的策略和应用。

稀土修饰对Cu/Al_(2)O_(3)催化乙酰丙酸乙酯加氢性能的影响

生物质催化转化制大宗化学品符合低碳战略的重要研究方向,将纤维素衍生物乙酰丙酸乙酯转化为1,4-戊二醇是最具前景的技术路线之一。非贵金属铜基催化剂在该反应中表现出较好的活性,Cu/Al_(2)O_(3)在160℃、4 MPa H_(2)条件下催化乙酰丙酸乙酯氢解制1,4-戊二醇收率为50.8%,经稀土改性后催化剂的活性和选择性显著提升,其中CuNd0.25/Al_(2)O_(3)催化剂上获得1,4-戊二醇的收率高达92.7%。通过对催化剂性能以及X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)、氢气程序升温脱附(NH3-TPD)和CO红外吸附(CO-DRIFT)等表征结果的分析发现,稀土元素的存在不仅改变了Cu活性中心的还原性质、分散度和电子结构,还改变了催化剂表面酸、碱性位点的分布。稀土元素的修饰既促进了催化剂表面反应物的吸附与活化,又抑制了目标产物1,4-戊二醇的脱水副反应,从而提高了活性和选择性。

基于大变形疲劳理论的橡胶材料及制品疲劳寿命预测方法

基于橡胶大变形疲劳理论提出了一套橡胶材料及其制品的疲劳寿命预测方法。该方法主要包括橡胶超弹性本构模型拟合以及有限元分析和疲劳仿真联合模拟2个步骤。由橡胶材料单轴拉伸疲劳实验数据使用最小二乘法拟合得到Mooney-Rivilin本构模型材料参数。文中开发了具有自主知识产权的CIAC-SAFE疲劳仿真软件,并根据材料参数联合开源有限元模拟软件模拟的方法预测了哑铃型橡胶薄片单轴拉伸工况下的疲劳寿命,通过与实验结果比较验证了联合模拟方法的准确性。通过静态模拟数据来等效计算稳态滚动工况载荷历程,应用大变形疲劳理论方法预测V型带式模型以及橡胶轮胎模型稳态滚动工况下的疲劳寿命,根据预测结果对橡胶带式无极变速器(CVT)及橡胶轮胎的结构设计提出了优化建议,这表明该方法可以用于橡胶产品的设计前期,为产品开发节约时间和成本,也为深入理解橡胶材料疲劳及失效提供理论参考。

非缠结苯乙烯-对叔丁基苯乙烯共聚物的非线性拉伸流变行为

聚焦于苯乙烯和对叔丁基苯乙烯的非缠结聚合物以及其共聚物样品的线性和非线性拉伸流变学性质。所有样品均具有相似的链均库恩链段数(约为30个),表现出相似且符合Rouse模型预测的线性黏弹行为。在单轴拉伸实验中,样品在快速拉伸过程,即韦森堡数大于1的过程中拉伸黏度呈现出随拉伸速率增加先“增稠”后“变稀”的行为,在样品具有相似的最大拉伸比λ_(max)=√n_(K)(≈6)前提下,二者转变的特征韦森堡数随着叔丁基苯乙烯含量的增加而增加。该结果表明,链沿拉伸方向的共同取向导致的链段摩擦系数减少效应随着侧基数量的增加而弱化,侧基具有一定的“溶剂化”作用。

辐射诱导Zn(bdc)(dabco)_(0.5)膜的制备及其轻烃吸附性能

本研究采用辐射诱导法在柔性聚合物基材上制备了连续金属-有机框架Zn(bdc)(dabco)_(0.5)膜,通过X射线衍射、傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜等对其形貌和结构进行了表征,并通过BET比表面积测定、密度泛函理论孔径分析以及单组分吸附等温线的测定来研究了连续金属-有机框架Zn(bdc)(dabco)_(0.5)膜的轻烃吸附性能。研究结果表明,相比甲烷,Zn(bdc)(dabco)_(0.5)膜对乙烷和丙烷具有较高的吸附。且Zn(bdc)(dabco)_(0.5)膜具有更高的乙烷/甲烷选择性(常压下达到11)和丙烷/甲烷选择性(常压下达到10),这一工作体现了MOF膜在分离领域中独特的优势。