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[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
杨倩倩 宋天威 李帅 张乐 马修远 童磊 梁海伟
石墨化碳作为质子交换膜燃料电池的阴极催化剂载体，虽然在增强催化剂抗腐蚀性方面具有显著优势，但由于其孔隙率低，缺乏缺陷结构，在石墨化碳载体上制备小尺寸Pt纳米颗粒依然面临挑战。本文报道了一种使用丙硫醇辅助浸渍法，来实现石墨化碳上Pt纳米颗粒的尺寸控制。研究表明，丙硫醇在浸渍过程中与Pt配位形成的配位络合物，在随后的热还原过程转化为硫掺杂碳涂层，从而保证了石墨化碳上小尺寸Pt纳米颗粒的合成。由于有效的尺寸控制，相比于传统浸渍法，此方法所制备的阴极催化剂具有更高的燃料电池性能。我们使用美国能源部(DOE)推荐的耐久性测试方案对所合成的催化剂进行了加速应力测试。在1.0–1.5 V电压区间循环5000圈后，所制备催化剂在1.5 A·cm~(-2)电流密度处的电压损失仅为10 mV，可以忽略不计，达到了DOE载体耐久性目标(30 mV)。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
周亭 刘淑贞 杨涛瑞 陈天银 张志庆
将科研成果"金纳米颗粒的制备及性能研究"设计成综合性实验。以氯金酸为原料,利用单宁酸和柠檬酸钠还原法,通过探索和优化反应条件制备出不同粒径的金纳米颗粒(AuNPs),采用紫外光谱等进行表征,系统研究了AuNPs在不同放置时间、温度、盐浓度和pH值的条件下的稳定性能。选用在硼氢化钠(NaBH_4)的存在下,4-硝基苯酚(4-NP)被还原为4-氨基苯酚(4-AP)作为反应模型评价了AuNPs的催化活性等。该实验可帮助学生掌握纳米材料制备原理、掌握大型仪器的工作原理及操作技能,提高学生运用综合知识的能力,培养学生的科研素养。
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
孙逊 余跃
光动力学疗法（PDT）是一种依赖于氧气的新兴治疗手段，但是由于肿瘤部位血管供氧不足，乏氧微环境极大抑制了光动力学疗法的治疗效果。因此，如何缓解肿瘤乏氧是发展PDT的关键问题和焦点所在。目前已报道可以缓解肿瘤乏氧微环境的手段包括红细胞膜或绿藻递送氧气，提高血管灌注和过氧化氢分解等。 全氟化碳是一类可以有效携载氧气的化合物，是目前常用的血液替代品之一。我们通过全氟化物纳米颗粒携载氧气和光热药物吲哚菁绿（ICG），并包被红细胞膜进行仿生伪装，从而降低巨噬细胞对颗粒的摄取，提高颗粒的循环能力和在肿瘤部位的富集，结合光动力疗法，有效缓解肿瘤部位乏氧情况，增强光动力效果，为肿瘤治疗提供了新思路。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孙亚男 顾修全
采用水热法制备分层次结构F-TiO_2微粒,并通过原位沉淀方法对这些微粒进行Ag_3PO_4负载以增强其可见光响应,研究F-TiO_2微粒的可见光催化性能(光降解罗丹明B溶液的速率),并研究了复合物中Ag_3PO_4的加入量对光催化活性的影响。结果表明,F-TiO_2微粒的光催化活性在负载Ag_3PO_4以后显著高于纯Ag_3PO_4的活性,当Ag_3PO_4与F-TiO_2的质量比为1∶1.67时,其可见光催化活性最佳。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李婧涵 董玲
为了解磁性纳米颗粒在DNA分离纯化中的应用，采用文献综述和归纳总结的方法，阐述了1997—2021年以铁氧化物为核心的磁性纳米材料的研究进展，同时比较了材料结构和表面相关活性官能团的修饰对DNA提取效率的影响。结果表明：1）应用磁性纳米颗粒的固相萃取有着安全无毒、操作简单、可重复使用、能够实现自动化与高通量操作等多种优势，提取DNA效率相比于商业化试剂盒也有优势。2）目前磁性纳米材料已有比较全面的研究。磁性纳米颗粒的尺寸、孔径大小、磁化强度及引入的活性官能团不同等性质均对DNA的提取效率有影响，改变这些性质研发新型且高效的功能化磁性纳米颗粒或改变磁性纳米材料的制备方法、所提取DNA的形态性质、溶液的pH或盐浓度等试验条件，以提高DNA与材料的解吸率，不断优化磁性分离过程，提高DNA分离效率和质量。3）发展高通量商业化的核酸提取程序，是磁性固相萃取可观的发展前景。4）磁性纳米颗粒除了在核酸提取中的应用，在其他生物医学应用中也有着广泛的研究。以上结果均表明磁性纳米材料有着极强的研究发展前景。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
鞠虹 段进卓 李焰
为了让学生更好地理解膜分离技术在海水淡化以及水处理领域的应用，设计了氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合分离膜脱盐性能的综合实验。实验内容包括复合分离膜制备、复合膜表征、复合膜脱盐性能研究等，涵盖了多门材料和化学课程的主要相关知识点，是一个涉及材料、物理、化学、表面科学等多门学科的交叉综合实验。该实验选题新颖，将学术前沿与实验内容相融合，增加了教学实验的探索性和创新性。
关键词：
综合性实验 海水淡化 分离膜 氧化石墨烯
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
黄涛 李晓娜 杨则恒
通过简单的热分解前驱化合物的方法制备了多孔氧化镍纳米颗粒,产物由具有多孔的纳米颗粒组成.通过循环伏安和恒流充放电技术表征了多孔氧化镍纳米颗粒电极的电化学性能.结果显示多孔氧化镍纳米颗粒展现出优异的电化学性能:高的比容量、循环性能以及倍率性能.500mA/g电流密度下循环120圈,其比容量能保持在835 mA h/g.多孔结构的引入增加了电极和电解液之间的接触面积,同时提供空间来缓解循环过程中引起的体积膨胀效应,从而提高了电化学性能.
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王泽英 陈涛 张继伟 陈金奇 冯政恒
流场对于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的燃料分布及水管理具有重要影响.该文根据银杏叶叶脉结构在双极板上设计了一种仿生结构流场.采用计算流体动力学商业软件Fluent对其峰值功率密度及内部情况进行了模拟分析.比较了分别采用该仿生流场、平行流场及五蛇流场的PEMFC在峰值功率密度、内部质量传输及电流密度分布等方面的差异,结果表明:采用仿生流场的电池峰值功率密度比平行流场高28.85%,但比五蛇流场低4.36%.由于仿生流场具有更高的气体压力,其内部反应物分布及电流密度分布比平行流场更均匀.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
雷钢 卢海峰 张财志 王科 康玲
该文结合科研热点，设计了具有创新性和研究性的“高温质子交换膜燃料电池动态性能测试实验”。实验研究了阳极流动和死端模式下高温质子交换膜燃料电池在阶跃电流条件下的动态响应。从实验理论基础、实验平台搭建、性能测试方法及内容、实验结果探讨分析等方面，展示了科学研究的全过程。该实验旨在培养和提升学生的实验素养、科研能力、创新能力和实践能力。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王泽英 陈涛 张继伟 陈金奇 冯政恒
流场对于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的燃料分布及水管理具有重要影响.该文根据银杏叶叶脉结构在双极板上设计了一种仿生结构流场.采用计算流体动力学商业软件Fluent对其峰值功率密度及内部情况进行了模拟分析.比较了分别采用该仿生流场、平行流场及五蛇流场的PEMFC在峰值功率密度、内部质量传输及电流密度分布等方面的差异,结果表明:采用仿生流场的电池峰值功率密度比平行流场高28.85%,但比五蛇流场低4.36%.由于仿生流场具有更高的气体压力,其内部反应物分布及电流密度分布比平行流场更均匀.
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
谢文刚
以荧光染料(联吡啶钌配合物)为核,二氧化硅为外壳制备了荧光纳米颗粒.电镜检测结果显示,合成的二氧化硅纳米颗粒粒径为(20±3)nm,分布均匀,形态规则.对荧光纳米颗粒进行生物修饰得到荧光探针,以DNA碱基配对原则为基础建立检测DNA的方法,利用激光扫描共聚焦显微镜研究玻片上的荧光信号和荧光强度.结果表明,该方法不仅可定量检测到4.4×10-8 mol/L的目标DNA3,而且可定性检测目标DNA3、单碱基错配DNA4及随机序列DNA5,为发展DNA检测技术提供了新的思路.
关键词：
荧光纳米颗粒 核酸探针 DNA检测
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
陈旭 高峰 阳丽华
为了使基于小分子光敏剂的纳米粒子是光稳定的，我们通过乳液聚合来制备负载光敏剂的纳米粒子。所得纳米粒子在近红外区显示出对激发波长的持续吸收，在用近红外激光重复照射时产生稳定的光热和光动力效应，并且在使用激光照射预处理后也能有效地根除癌细胞。
关键词：
光敏剂 近红外 光热 光动力 癌细胞
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
孙子轩 江海龙
钯（Pd）催化的碳-碳键偶联反应具有很重要的意义，但是其通常需要较为苛刻的条件。本文报道了利用一种金属有机框架(MOF),ZIF-8，来负载钯纳米颗粒用于界面调控的光催化铃木偶联（Suzuki coupling）反应。两种合成的Pd/MOFs催化剂分别命名为Pd PVP/ZIF-8和Pd/ZIF-8，它们具有相似的钯纳米颗粒的尺寸和载量，区别在于前者有聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为表面活性剂。通过一氧化碳吸附的傅里叶变换漫反射红外光谱(CO-DRIFT)，可以证明Pd/ZIF-8比Pd PVP/ZIF-8的钯纳米颗粒具有更负的电子态。在光催化碘苯和苯硼酸的铃木偶联反应中，Pd/ZIF-8具有更高的活性(产率99.1%)，优于Pd PVP/ZIF-8 (产率57.9%)，此外，Pd/ZIF-8展示出良好的稳定性和很好的底物适用范围。Pd/ZIF-8更高的活性可以通过MOF和钯纳米颗粒在没有表面活性剂的界面更好的电子传递解释。本工作将光催化和界面电子转移结合，为钯催化的碳-碳键偶联反应提供了新的思路。
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
胡传正 宋斌 徐俊晖 王亚珍 胡思前
石墨烯作为"明星材料",具有高导电性和高比表面积;二氧化锆对磷酸基团具有很好的吸附作用.将石墨烯和纳米二氧化锆分散液修饰到电极表面制备成一种纳米石墨烯/纳米ZrO_2复合膜修饰的对硫磷电化学传感器,并对修饰剂的浓度、支持电解质的选择、溶液pH值、富集时间和富集电位等实验条件进行了优化.由于复合膜修饰电极综合了石墨烯的高导电性与纳米ZrO_2的强吸附能力,对硫磷在修饰电极表面表现出富集时间短、电子转移速率快的特点.差分脉冲伏安法分析结果显示对硫磷在传感器上的氧化峰电流与其浓度在0.05～30μmol·L~(-1)范围内呈良好的线性关系,检测限达20 nmol·L~(-1).用加标回收法测量苹果样品中对硫磷含量,回收率为99.1%～103.6%.
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