室温固相反应助力制备氮硫共掺杂碳限域的FeCoS_(2)复合物用于高性能钠离子电池负极

利用室温固相自组装反应制备Co和Fe双席夫碱配合物,随后在硫粉存在下中温热处理,使该配合物同时发生热解碳化和固相硫化反应,从而获得N、S共掺杂碳限域的FeCoS_(2)纳米复合物(记为FeCoS_(2)■NSC)。通过粉末X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱和热重分析技术分别对纳米复合物的物相、形貌结构、组分和含量等进行物理表征,并通过循环伏安、恒电流充放电技术测试其电化学储钠性能。研究结果表明,最优化条件下制备的复合物(FeCoS_(2)■NSC-7001)中FeCoS_(2)粒子的平均尺寸约为3.4 nm,且被均匀限域在N、S共掺杂的碳基体中;该复合物作为钠离子电池负极时,在0.1 A·g^(-1)的电流密度下经过300次充放电循环,其可逆充电比容量仍高达310.4 mAh·g^(-1);即使在5 A·g^(-1)的大电流密度下,其充电比容量也高达146.0 mAh·g^(-1),呈现优异的电化学储钠性能。

纳米碳片负载Mott-Schottky型Co/Co_(9)S_(8)异质结的原位合成及电催化性能研究

以K_(3)[Co(CN)_(6)]为Co源,硫脲为S源,富含-OH和-NH_(2)的天然亲水性高分子壳聚糖为碳源,通过形成CS-K_(3)[Co(CN)_(6)]水凝胶将Co前驱体和S源均匀分布于C前驱体中。水凝胶形成的主要驱动力来自金属Co离子与壳聚糖中-NH_2的配位交联以及Co离子之间通过-CN的桥接作用。得益于均匀分散的前驱体和后续热解处理初期形成的Co的催化作用,通过简单地调控Co与S的原子比,原位构建出均匀镶嵌有Co/Co_(9)S_(8)异质结的N,S共掺杂富含微孔的碳纳米片(Co/Co_(9)S_(8)@N,S-CNSs)。采用SEM、TEM、BET、XRD、Raman、XPS和电化学工作站等方法对所制备催化剂的形貌、组成和结构以及电催化性能进行了表征。结果表明,形成的Mott-Schottky型Co/Co_(9)S_(8)异质界面有效地调控了活性中心的电子结构和电荷传输特性;二维掺杂多孔碳纳米片的负载使活性位点更加均匀分散,同时提供了高速的电子和传质通道,也避免了活性位点在催化过程中的迁移聚集。两者的协同作用使合成的Co/Co_(9)S_(8)@N,S-CNSs复合催化剂具有了更优的催化性能,在10 mA·cm^(-2)的电流密度下,其催化碱性析氧反应/OER的过电位仅为304 mV,优于商业化的RuO_(2)催化剂。该研究为发展具有优异电催化性能的廉价过渡金属催化剂提供帮助。

直接甲酸燃料电池Pd阳极催化剂及其电催化稳定性

直接甲酸燃料电池(DFAFC)中Pd阳极催化剂对甲酸氧化具有很好的电催化活性,但电催化稳定性较差,因此,对Pd催化剂电催化活性和稳定性的影响原因和机理的研究已经成为DFAFC阳极催化剂的研究重点,本文综述了DFAFC中Pd催化剂和Pd基复合催化剂的研究和发展概况.主要介绍了Pd催化剂的优缺点、稳定性及提高稳定性的方法和机理等,为Pd催化剂和Pd基复合催化剂的实际应用奠定基础.

锂离子电池用α-Fe2O3-Ag复合纳米棒负极材料的制备及储锂性能

采用FeOOH纳米棒为前驱体,通过层层自组装法及随后的热处理过程制备出α-Fe2O3-Ag复合纳米棒.采用透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和电化学性能测试对样品的形貌、结构及电化学性能进行了表征.结果表明,Ag纳米颗粒均匀地分布在α-Fe2O3纳米棒的表面.作为锂离子电池负极材料,α-Fe2O3-Ag复合纳米棒表现出了较好的循环性能和较高的比容量.180个循环后,其比容量高达549.8 mA.h/g.

直接甲酸燃料电池炭载Pd阳极催化剂的稳定性

用X射线衍射和电化学方法研究了在甲酸溶液中浸泡一段时间后的Pd/C催化剂的结构和电催化性能,发现在甲酸溶液中浸泡15 d后,Pd/C催化剂中Pd粒子的相对结晶度由1.73增加到3.34,平均粒径由4.4 nm降低到1.8 nm,对甲酸氧化的电催化活性和稳定性降低,甲酸氧化的峰电流密度由9.3 mA/cm2降低到6.7 mA/cm2.这可能是由Pd/C催化剂中的Pd在甲酸中会有一定的溶解和Pd/C催化剂能催化分解甲酸引起的.

直接甲醇燃料电池的Ir-Fe/C阴极催化剂性能

合成了直接甲醇燃料电池的Ir-Fe/C阴极催化剂,用X射线衍射(XRD)谱和X射线能量色散谱(EDS)等方法对该催化剂进行表征,研究了碳载Ir-Fe(Ir-Fe/C)催化剂对氧还原的电催化活性和抗甲醇能力.研究发现,氧在碳载Ir(Ir/C)和Ir-Fe/C催化剂电极上还原的起始氧还原电位分别为0.57和0.65 V.在0.2 V下的电流密度分别为4.6和5.8 mA/cm2,表明Ir-Fe/C催化剂对氧还原的电催化性能要优于Ir/C催化剂,而且Ir-Fe/C催化剂也有很好的抗甲醇能力.

多孔碳纳米片的合成及在钠离子电池中的应用

本文以氯化钠为硬模板、硝酸镍为金属源、葡萄糖为碳源,在氮气气氛中于750 o C通过一步热解法合成嵌镍碳纳米片,然后经酸处理得到多孔碳纳米片.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)和比表面积测定(BET)表征多孔碳纳米片的形貌和结构.结果显示,多孔碳纳米片孔分布均匀,孔径大小均一,具有较大的比表面积(约340 m^2·g^(-1)).经过酸处理后,碳材料的石墨化程度降低.电化学测试表明,电极在100 m A·g^(-1)电流密度下,经过200周循环放电后比容量可维持在309.4 m Ah·g^(-1),甚至在1000 m A·g^(-1)的大电流下其放电比容量仍然可达到173 m Ah·g^(-1),表现出良好的循环稳定性和倍率性能,在钠离子电池负极材料方面具有潜在的应用前景.

直接甲酸燃料电池近年来的发展概况

本文在讲述直接甲醇燃料电池(DMFC)的问题的基础上,概述了直接甲酸燃料电池(DFAFC)的优点和存在问题,最后讲述了为解决DFAFC的问题,如Pd催化剂对甲酸氧化差的电催化稳定性、Pd催化剂能分解甲酸和Pd易在酸性电解液中溶解等而进行的研究概况。

面向应用型人才培养的仪器分析实验教学改革

为实现应用型人才培养目标，在“仪器分析实验”课程教学体系中增加了设计性实验项目，以促进对学生的创新和实践能力的培养。具有针对性的合理选题，注重理论联系实际；倡导启发式教学，结合多媒体教学丰富课堂；建立科学全面的考核评价体系，培养学生创新意识和实践能力。实践教学改革凸显了设计性实验在仪器分析教学当中的重要作用，同时也凸显出此课程教学计划的科学性、教学内容的先进性以及教学手段的连贯性。

在N掺杂碳纳米管/纳米线耦合超结构中原位固载CoNi纳米颗粒制备莫特-肖特基催化剂并用于高效电催化氧还原反应

设计开发可用于电催化氧还原反应(ORR)的高效催化剂对于推进可持续能源技术(如燃料电池和金属空气电池等)的进一步发展至关重要.然而,由于ORR涉及多电子转移过程,并且动力学迟缓,电位高,从而限制了相关技术的实际应用.到目前为止,铂族金属被认为是ORR的基准电催化剂.然而,由于铂族金属资源稀缺、价格高、催化剂稳定性不足阻碍了其在不同能源装置中的进一步应用.因此,亟需开发出高活性、低成本、耐用的ORR电催化剂,从而推进可再生能源技术的进一步发展.双金属纳米合金因具有良好的导电性、可调整的电子态且金属间存在协同效应而被认为是一种有较大应用前景的ORR催化材料.本文采用自我牺牲模板法,将均匀的Co Ni合金纳米颗粒原位封装在N掺杂碳纳米管/纳米线耦合的分层结构中,构建了莫特-肖特基电催化剂(CoNi@N-CNT/NWs),并应用于金属空气电池.采用X射线衍射、拉曼光谱、热重、BET比表面积测试、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜和透射电镜等方法对催化剂进行了表征.扫描电子显微镜和透射电镜结果表明,复合材料呈现一维多级结构的纳米管分支/纳米线主干的层次结构.实验结果和理论计算表明,CoNi纳米合金与N掺杂碳纳米管/纳米线的整流接触可以诱导自驱动电荷在莫特-肖特基异质结上转移,从而提高了电子转移效率并调节电荷分布.此外,碳分支/主干型分层结构作为支架的建立,增加了CoNi@N-CNT/NWs材料中活性位点的暴露,避免了材料堆积或聚集,进而提高了机械稳定性,缩短了传质扩散的路径并提高了气体传质的速率.得益于结构和电子优势,CoNi@N-CNT/NWs具有较好的ORR性能,其半波电位(E1/2)为0.86 V,在0.1 molL^(-1)KOH电解质中表现出较好的稳定性.采用CoNi@N-CNT/NWs电催化剂组装的锌空电池可以实现较高的开路电压、高峰值功率密度以及大比容量和持久的循环性能,在不同ORR相关的能源装置中展示出良好的应用前景.综上所述,金属空气电池是未来最具有潜力的能源转换器件之一,双金属纳米合金的精细设计和结构调控将为氧还原催化剂的可控制备和性能优化提供新思路.

炭载Pd-Ni合金纳米粒子对甲酸的电催化氧化

通过液相还原法制备了不同Pd/Ni摩尔比的Pd-Ni/C催化剂,并采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对其进行了表征,总结了Ni的掺杂对Pd-Ni合金纳米粒子的尺寸及晶体结构的影响.电化学测试结果表明,适量Ni的掺杂不但能够增强催化剂对甲酸催化氧化的活性,而且还能够提高催化剂的稳定性.因此,Pd-Ni/C催化剂是一类具有潜在应用前景的直接甲酸燃料电池阳极催化剂.

电流型电化学气体传感器电解液的研究进展

综述了电流型电化学气体传感器电解液的发展状况。研究发现,用离子液体作电解液,与水溶液电解液相比,具有不挥发、电导率高和电化学窗口宽等优点,其与聚合物结合得到的离子液体聚合物电解质兼具离子液体和聚合物电解质的优点。用有机溶剂作电流型电化学气体传感器电解液的研究还刚刚开始,但它是很有应用前景的。

用不同络合剂制备的Pd-Sn／C催化剂在碱性溶液中对乙醇氧化的电催化性能

采用3种不同的络合剂[柠檬酸三钠、反式-1,2-环己二胺四乙酸·一水(C14H22N2O8·H2O,CyDTA)和氨水]制备了3种Pd-Sn/C催化剂.用X射线能量色散谱(EDS)、X射线衍射谱(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征了3种催化剂的平均粒径、形貌和组成.X射线光电子能谱(XPS)的测试结果表明,3种催化剂表面存在Sn和SnO x2种状态.电化学测试结果表明,3种催化剂在碱性电解液中对乙醇氧化的电催化性能均优于商业化的Pd/C催化剂,其中用CyDTA制备的Pd-Sn/C催化剂在碱性溶液中对乙醇氧化的电催化性能最好.

碳纳米管载Pd-Au催化剂的合成及其对甲酸氧化的电催化性能

将萘-1-亚甲基膦酸通过π-π堆积作用修饰在多壁碳纳米管(MWCNT)上,然后制备了MWCNT载Pd(Pd/MWCNT)催化剂。利用Pd和HAuCl4间的置换反应制得MWCNT载Pd-Au(Pd-Au/MWCNT)催化剂。透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射光谱(XRD)测试结果显示,非合金化的Pd-Au纳米粒子均匀分布在MWCNT表面。循环伏安和计时电流测试显示,非合金化Pd-Au/MWCNT催化剂对甲酸氧化的电催化活性以及稳定性优于Pd/MWCNT催化剂。

脱氧核糖核酸甲基化分析方法在肿瘤诊断和治疗中的应用

脱氧核糖核酸(DNA)甲基化是表观遗传改变的主要作用方式,在基因表达调控、基因组印迹、胚胎发育、维持正常细胞功能等过程中起着极其重要的作用;异常甲基化可以导致肿瘤的发生、发展。因此,探讨甲基化形成与改变的可能机制,建立准确性好、灵敏度高、操作简单的DNA甲基化分析方法,可为某些肿瘤的早期诊断提供重要依据。本文综述了DNA甲基化的几种重要分析方法,着重介绍了直接测序法、甲基化特异性PCR方法、高效液相色谱法、毛细管电泳法、荧光法、电化学方法以及光度分析法等的原理及优缺点;并介绍了DNA甲基化在肿瘤诊断和治疗中的应用;最后展望了DNA甲基化分析检测方法的研究前景及应用。

有机氯农药与肿瘤相关基因DNA间的作用机制研究

利用紫外可见(UV-vis)吸收光谱、荧光(FL)光谱和圆二色谱(CD)研究了3种有机氯农药[DDT,DDE和DDD]与人类肿瘤相关基因(p53 DNA和C-myc DNA)的相互作用,阐明有机氯农药的基因毒性。UV-vis和FL光谱实验表明,有机氯农药主要通过嵌插方式与DNA碱基作用,形成非共价复合物。通过FL实验得到的农药分子与p53 DNA的结合能力顺序为:DDE>DDT>DDD,对C-myc DNA为:DDD>DDE>DDT;并通过计算结合过程的热力学常数证实以疏水作用为主要的作用力。CD实验表明,部分有机氯农药能够影响DNA的碱基对堆积和二级结构,很可能进一步造成DNA损伤,并最终导致基因突变。

石墨烯载Ir催化剂对氨氧化的电催化性能

用石墨烯(G)代替Vulcan XC-72炭(XC)作Ir的载体制备石墨烯载Ir(Ir/G)催化剂.电化学的测量结果表明,Ir/G催化剂对氨氧化的电催化性能优于XC炭载Ir(Ir/XC)催化剂.X射线衍射(XRD)谱测量结果表明,Ir/G和Ir/XC催化剂的Ir粒子平均粒径相似.拉曼光谱的测量结果表明,G的石墨化程度和电导率高于XC.因此,Ir/G催化剂对氨氧化的电催化性能优于Ir/XC催化剂.氨在Ir/G催化剂电极上氧化的电流密度与氨浓度呈很好的线性关系曲线,相关系数R为0.99557.因此,Ir/G催化剂电极可作为电流型电化学氨传感器的工作电极.

光谱法研究三氯生与人类肿瘤相关DNA的相互作用

采用紫外光谱、荧光光谱和圆二色谱等多种光谱方法研究了三氯生与人类肿瘤相关DNA(抑癌基因p53 DNA和癌基因C-myc DNA)的相互作用,以期为从分子水平上评价三氯生与人类肿瘤发生的危害性提供科学依据。紫外减色效应、KI猝灭受到抑制及圆二色谱正负峰强度减弱等结果表明三氯生以弱嵌插模式与两种DNA发生作用,三氯生与DNA的结合位点数均小于1,以及DNA解链温度小幅升高等结果证实三氯生部分嵌插入DNA的沟区,影响了DNA的双螺旋结构。

羧基化石墨烯基导电聚吡咯复合材料的超电容性能

制备了羧基化石墨烯基聚吡咯复合物(CG/ppy)修饰电极,用循环伏安法和交流阻抗法研究了修饰电极的电化学行为,并对修饰电极进行了恒流充放电以及循环稳定性测试。实验结果表明,CG/ppy显著提高了玻碳电极在电解液中的电流响应,降低了玻碳电极在电解液中的电阻,修饰电极的比电容可达584 F/g,且经过1000次循环后比电容仍保持初始值的81%。首次将羧基化石墨烯基聚吡咯应用于电化学领域,证实了CG/ppy修饰电极在该领域中有潜在的应用价值。

碳载PdCo催化剂的制备和对氧还原的电催化性能

直接甲醇燃料电池(DMFC)的一大问题是甲醇易透过Nafion膜而使电池性能降低,因此阴极催化剂必须对甲醇氧化无电催化活性而对氧还原有好的电催化性能.本文采用直接热分解法在不同温度下用有机Pd盐热分解来制备碳载PdCo(PdCo/C)催化剂,发现制得的PdCo/C催化剂具有较小的平均粒径及较好的PdCo合金化程度,因此对氧还原有很好的电催化活性.其中,在200℃条件下制得的高度合金化的PdCo纳米粒子的平均粒径最小,因此它表现出最好的对氧还原的电催化活性,起始氧还原电位为0.69V.