中科大化学原理论文-pb12005023

中国科学技术大学博士学位论基于氧化反应实现碳．碳，碳．氮，碳．氧键的合成方法学研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：李运峰有机化学汪志勇教授二Ｏ一三年五月一日文ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａＡｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｄｏｃｔｏｒ’ＳｄｅｇｒｅｅＳｙｎｔｈｅｔｉｃＭｅｔｈＯｄＯＩＯｇｉ鹊ｏｆＣ－Ｃ，Ｃ·ＮａｎｄＣ－·０ＢｏｎｄｓＢａｓｅｄｏｎＯｘｉｄａｔｉｏｎＲｅａｃｔｉｏｎＡｕｔｈｏｒ’ＳＮ锄ｅ：Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ：一ｂｕｐｅｒｖｌｓｏｒ：１１●ｒｍｌｓｈｅｄｔｉｍｅ：ＹｕｎｆｅｎｇＬｉＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙＰｒｏｆＺｈｉｙｏｎｇＷａｎｇ一一Ｍａｙｌｔｈ，２０１’３中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。

除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。

与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。

替嘞≯ｒ弓矽。

争中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。

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留么开口保密（年）作者签名：签字日期：导师签名：签字日期：中文摘要有机合成方法学一直以来都是任何一个有机化学工作者考虑和研究的课题。

本论文主要基于有机合成方法学的研究，实现了碳．碳，碳．氮和碳．氧化学键的构建，合成了一系列的有机化合物，如２．烯基喹啉类，芳香酮类，嗯唑类和咪唑并［１，２．ａ］吡啶类。

氧空位对过渡金属氧化物储钠动力学增强机制研究-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述在能源储存和转换领域，过渡金属氧化物作为一种重要的储钠材料，具有高容量和优异的电化学性能。

然而，过渡金属氧化物的储钠动力学仍然是一个亟待解决的问题，因其储钠速率较慢，限制了其在实际应用中的广泛使用。

为了提高过渡金属氧化物的储钠动力学性能，研究人员一直在寻找新的增强机制。

最近的研究表明，氧空位在过渡金属氧化物中起到了重要的作用，可以显著改善其储钠动力学性能。

氧空位是指晶格中氧原子缺失形成的缺陷，会导致晶格畸变和电子结构改变，从而影响材料的储钠性能。

本文将综述氧空位对过渡金属氧化物储钠动力学增强的机制进行研究。

首先，我们将介绍研究方法，包括材料合成、结构表征和电化学测试等。

然后，我们将详细分析实验结果，探讨氧空位对储钠动力学的影响。

接下来，我们将重点讨论氧空位对过渡金属氧化物储钠动力学增强的机制，包括空位引起的晶格畸变和电子结构改变。

最后，我们将总结研究的主要结果，并展望未来的研究方向。

通过深入研究氧空位对过渡金属氧化物储钠动力学增强的机制，我们可以更好地理解过渡金属氧化物材料的储钠行为，并为其进一步的性能优化和应用提供理论指导。

这将对开发高性能储钠材料、推动可再生能源的普及应用具有重要的意义。

文章结构部分的内容主要是介绍整篇文章的结构和各个部分的内容概述。

通过清晰地描述文章的结构，读者可以更好地理解文章的框架和内容安排。

【1.2 文章结构】本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分（Section 1）首先对文章的研究背景和目的进行概述，介绍了过渡金属氧化物储钠动力学的研究现状以及氧空位在其中的重要作用。

同时，引言部分还简要介绍了文章的结构和各个章节的内容。

正文部分（Section 2）是本文的重点部分，详细探讨了氧空位对过渡金属氧化物储钠动力学的影响和增强机制。

正文部分包括两个子章节，分别是氧空位对过渡金属氧化物储钠动力学的影响和氧空位对过渡金属氧化物储钠动力学增强的机制。

DOI: 10.19906/ki.JFCT.2023001污泥燃烧中H 2O 、SO 2和CO 2对PbO 在CaO 表面吸附的影响史一林 ，何学富 ，王彦霖 ，乔晓磊 ，贾　里 ，金　燕*（太原理工大学 电气与动力工程学院, 山西 太原 030024）摘　要：采用密度泛函理论研究了污泥燃烧过程中烟气组分对PbO 在CaO （001）表面吸附的影响。

计算结果表明，CaO （001）表面的 O 顶位是PbO 、H 2O 、SO 2和CO 2分子吸附的活性位点。

H 2O 、SO 2和CO 2分子的存在分别使PbO 分子在CaO （001）表面的吸附能较洁净表面增大了71.42、19.589和46.431 kJ/mol 。

H 2O 分子在吸附过程中形成的OH 基团和局部Ca （OH ）2表面结构有利于PbO 分子的吸附。

SO 2分子中的O S 原子和CaO （001）表面的O surf 原子的态密度轨道均与Pb 原子轨道产生重叠，使得PbO 分子在表面的吸附更加稳定。

CO 2分子预吸附在CaO （001）表面形成的CO 3基团对PbO 分子存在强吸附作用，使得PbO 分子更稳定的吸附在CaO （001）表面。

关键词：DFT ；烟气组分；PbO ；CaO ；吸附中图分类号： TQ534 文献标识码： AEffect of H 2O, SO 2 and CO 2 on PbO adsorption in CaO surface duringsewage sludge combustionSHI Yi-lin ，HE Xue-fu ，WANG Yan-lin ，QIAO Xiao-lei ，JIA Li ，JIN Yan*（School of Electrical and Power Engineering , Taiyuan University of Technology , Taiyuan 030024, China ）Abstract: The effect of flue gas components on the adsorption of PbO on the surface of CaO(001) during sewage sludge combustion was studied by DFT (Density Functional Theory). The calculation results show that O apex on the surface of CaO(001) is the active site of the adsorption of PbO molecules, H 2O molecules, SO 2 molecules and CO 2 molecules. The presences of H 2O molecules, SO 2 molecules and CO 2 molecules increase the adsorption energy of PbO molecules on the surface of CaO(001) by 71.42, 19.589 and 46.431 kJ/mol, respectively. OH group and local Ca(OH)2 surface structure formed by H 2O molecules during the adsorption process are conducive to the adsorption of PbO molecules. Density of state orbitals of O S atom in SO 2 molecule and O surf atom on the surface of CaO(001)overlap with the orbitals of Pb atom, making the adsorption of PbO molecules on the surface more stable. CO 3 group formed by CO 2 molecules pre-adsorbed on the surface of CaO(001) has a strong adsorption effect on PbO molecules, making PbO molecules more stable adsorption on the surface of CaO(001).Key words: DFT ；flue gas components ；PbO ；CaO ；adsorption随着中国城市化进程的加快和人民生活水平的提高，污水排放量不断增加。

《氧空位诱导Bi单质形成增强Bi2WO6光催化还原CO2性能研究》篇一一、引言随着人类社会的发展，全球环境问题日益突出，其中尤以二氧化碳（CO2）排放过量引发的温室效应问题最为严峻。

近年来，光催化还原二氧化碳成为环境治理领域的一大热点，被广泛认为是减缓二氧化碳排放并转化利用的重要途径。

然而，现有的光催化剂存在多种性能缺陷，包括高电子-空穴复合率、低量子效率等。

因此，开发高效、稳定的光催化剂是当前研究的重点。

在众多光催化剂中，Bi2WO6因其独特的层状结构和良好的可见光响应性能，被广泛用于光催化领域。

然而，Bi2WO6仍存在对可见光利用率不高和表面反应活性低等缺陷。

本研究以Bi2WO6为研究对象，探讨氧空位诱导Bi单质形成对增强其光催化还原CO2性能的影响。

二、材料与方法1. 材料准备本实验所使用的Bi2WO6采用溶胶-凝胶法制备。

首先，通过配制钨酸铋前驱体溶液并加入适当的添加剂（如氧化剂或还原剂），在高温下进行热处理，得到Bi2WO6样品。

2. 氧空位诱导Bi单质形成通过控制热处理过程中的气氛和温度，使Bi2WO6中产生氧空位，进而诱导Bi单质形成。

这一过程可通过X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等方法进行表征和验证。

3. 光催化还原CO2实验采用常规的光催化实验装置，在紫外光或可见光照射下，以Bi2WO6为催化剂进行CO2还原实验。

通过检测产物（如CO、CH4等）的生成量来评估催化剂的光催化性能。

三、结果与讨论1. 氧空位诱导Bi单质形成对Bi2WO6结构的影响通过XRD和XPS等表征手段发现，在热处理过程中产生氧空位后，Bi2WO6的晶体结构发生了一定程度的改变，同时观察到Bi单质的形成。

这表明氧空位的产生对Bi2WO6的结构和性能产生了显著影响。

2. 氧空位诱导Bi单质形成对光催化还原CO2性能的影响与未产生氧空位的Bi2WO6相比，含有氧空位并诱导生成Bi 单质的Bi2WO6在光催化还原CO2方面表现出更高的活性。

Microwave plasma chemical vapor depositionOxygen-conduscting Bi2O3What is Solid State Ionics?YBa 2Cu 3O 7-δ(YBCO) synthesis Pyrolysis“Unobtainium”“Hallelujahmountains”“bioluminescence”PyrolysisComplexationCitrate-methodMetal ion complex(+ammonium nitrate)Evaporation(viscosity)PyrolysisCalcination葡萄糖酸盐3甘氨酸High Tc superconductor vs. ITER ITER: International Thermonuclear Experimental Reactor ITER is designed to produce approximately500 MW of fusion power sustained for up to1,000 seconds by the fusion of about 0.5 g ofdeuterium/tritium mixture in itsapproximately 840 m3reactor chamber.Surface: 5778KCore: 15.7x106KMicrowave CVD for YBCO films 陈春华, 彭定坤等，硅酸盐通报-1990年2期，p.62-65.CIGS器件结构衬底载气溶液芯片60μmLa1-x Sr x CoO3-d films by sol-gel methods Aqueous sol-gelto La1-x SrxCoO3-δfilmPolymeric sol-gelto La1-xSrxCoO3-δfilm380μm10 祄24μm5μmP.D. Yang (USTC 1993. UC Berkeley), Adv. Func. Mater. 12 (2002) 323.Cure & pyrolyze3600ºF = 1982ºCCosmos-1, June 21, 2005 (Failed)(The world's first solar sail spacecraft )Diameter: 30m, Area: 600m2100kgMylar: Biaxially-oriented polyethylene terephthalate“丹炉九还掷千金”(［明］凌蒙初)卷十八丹客半黍九还富翁千金一笑破布衫巾破布裙，逢人惯说会烧银。

第18卷第5期分 子 催 化V ol.18,N o.5 2004年10月JOURNA L OF M O LEC U LAR C AT A LY SIS(CHI NA)Oct.　2004　文章编号:100123555(2004)0520366205纳米PbO2修饰电极电催化氧化性能的研究艾仕云2,彭惠琦1,李嘉庆1,李洛平1,杨　娅1,金利通1(1.华东师范大学化学系,上海200062;2.山东农业大学化学与材料科学学院,山东泰安271018)摘　要:利用旋转圆盘电极对纳米PbO2修饰电极的电催化氧化性能进行了初步的研究.实验表明由于电极表面PbO2晶粒呈纳米结构,使纳米PbO2修饰电极表面具有大的比表面积,高的表面活性中心,良好的导电性及宏观隧道效应,使得纳米PbO2修饰电极对苯酚有很好的氧化催化性能,用安培法测定了多种有机物在纳米PbO2修饰电极上的电流响应,实验表明,纳米PbO2修饰电极可以作为分析传感器用于有机化合物的测定中.关　键　词:纳米PbO2;修饰电极;催化氧化;安培法中图分类号:O643.32 文献标识码:A 对有机物的电催化氧化是电化学工作者感兴趣的课题[1～5],探索新的电催化阳极材料将有毒的化学废品电催化氧化为有用的物质或者将有毒的有机污染物完全降解一直是电化学工作者努力的方向.许多研究者对苯酚的电催化氧化过程进行了研究[3],他们认为,在Pt电极上苯酚的阳极反应过程首先是通过单电子转移形成酚类自由基,然后这些自由基发生聚合或被电极表面生成的强氧化性物质(如H O・)进一步氧化为苯醌,由于在高电位下Pt 等贵金属阳极上氧气极易析出而降低电催化氧化效率,且苯酚类自由基极易聚合,会污染电极表面而阻止氧化反应的进行.近年来对二氧化铅电极应用的研究已被关注.但一般的纯PbO2修饰电极不够牢固,在某些体系中其电催化活性不够理想.一般地,好的电催化阳极材料应满足两个条件,一是有高的过电位,二是在电极表面有多的催化活性位点,能提高电极表面水分解生成H O・的速率[6].我们首次利用旋转圆盘电极探讨了纳米PbO2修饰电极对有机物的氧化性能,并和普通PbO2修饰电极进行比较,对纳米PbO2修饰电极作为分析传感器用于有机化合物的测定作了初步探讨.1实验部分1.1试剂所有化学试剂均为分析纯,分别购自上海化学试剂公司或Sigma公司.溶液均用二次蒸馏水配制.电化学实验在CHI832电化学工作站(美国CHI 公司)上进行,使用三电极系统,分别以Pt旋转圆盘电极(Pt2RDE,电极表面积为0.025cm2,上海电光器件厂)、铂丝和饱和甘汞电极为工作电极、辅助电极和参比电极.X2射线衍射分析在D8ADVANCE全自动X2射线衍射仪(德国Bruker axs公司)上进行,所用射线为Cu2Kα射线,2θ角以0.03°逐渐从10°增至70°.ST M 在A J2I型扫描隧道显微镜(上海爱建纳米技术科技发展有限公司)上进行.1.2PbO2修饰电极的制备所有实验均在室温下进行(25±1℃).实验前将电极在麂皮上经0.05μm的氧化铝粉末打磨至光亮,再用1∶1的乙酸和过氧化氢(30%)混合溶液处理2min.然后将电极浸入1.0m ol L-1HClO4溶液中,以100mV/s的扫描速率在0～1.8V电位范围内循环扫描至C V曲线重叠.将经过预处理的电极在含有一定浓度的HClO4和Pb(NO3)2的溶液中于电位1.4～1.8V、扫速100mV/s下循环伏安扫描10min,即制得PbO2修饰电极.同样将经过预处理的电极在含有一定浓度的HClO4、Pb(NO3)2和一定添加剂的混合溶液中,于电位1.4～1.8V、控制一定的扫速进行循收稿日期:2004202201;修回日期:2004204206.基金项目:本文系国家自然科学基金(NO.20327001)及上海市纳米专项(NO.0359nm002)资助课题.作者简介:艾仕云,男,1964年10月生,博士.环伏安扫描10min ,即制得纳米PbO 2修饰电极.1.3电化学研究电化学实验在CHI832型电化学系统(CHI 仪器公司,美国)上进行,使用三电极系统,铂丝作对电极,饱和Ag/AgCl 电极作参比电极,Pt 旋转圆盘电极(上海电光器件厂)为工作电极,电极面积为0.025cm 2.1.4数据分析电极的反应活性根据K outecky 2Levich 方程评定:1I =1n kFSc b +10.62n FS D 2/3v -1/6c D　1ω1/2式中v :电解质溶液的动力粘度(cm 2s -1);ω:电极旋转的角速度(rev min -1);S :电极面积;n :反应的电子数;k :表观异相速率常数.其它的符号具有常规的电化学含义.安培测定为在三电极系统中,以0.01m ol L -1Na 2S O 4溶液为支持电解液,在PbO 2或纳米PbO 2修饰电极上施加1.35V 测量电压,有机物质在电极上氧化产生电流信号,在有机物溶液加入30s 后电流达到稳定值.则被测溶液与空白溶液的电流差值即为响应电流.2结果与讨论2.1纳米PbO 2修饰电极的表征图1为在0.01m ol L -1Pb 2+和1m ol L -1HClO 4的修饰液中不加和加入适量的添加剂,在不同扫速下进行循环伏安扫描,获得的PbO 2修饰电图1纯PbO 2电极(A )和纳米PbO 2电极(B )的ST M 图Fig.1ST M photographs for undoped PbO 2electrode (A )and nano 2PbO 2electrode (B )极和纳米PbO 2修饰电极的ST M 图.从图1可以看出,制得的纳米PbO 2修饰电极比PbO 2修饰电极表面晶粒小的多,粒径范围在20～30nm ,并且晶粒致密,分布均匀.图2为制得的PbO 2修饰电极和纳米PbO 2修饰电极的X 2射线衍射图,从XRD 图可以看出,制得的PbO 2膜均由金红石型的β2PbO 2晶体构成.然而纳米PbO 2膜的XRD 图与纯PbO 2膜的XRD 图有所不同,随着PbO 2晶粒的变小,其衍射峰的相对强度发生了变化,表明在Pt 基体上PbO 2的结晶取向发生了变化.2.2纳米PbO 2修饰电极上水的分解反应一般认为,在电催化氧化过程中,水能在PbO 2修饰电极表面分解产生氧化能力极强的H O ・或H O 2・自由基[7,8]:2H 2O -2e -2OH ・+2H +2OH ・H 2O 2H 2O 2-e -H O 2・+H +H 2O 2+OH ・H O 2・+H 2O这些含氧自由基极不稳定,在电极表面或者被有机物消耗,或者以氧气析出.表1为PbO 2修饰电极和纳米PbO 2修饰电极在E ≥1.4V 于0.1m ol L -1H 2S O 4溶液中,以10mV s -1扫描后,根据T afel 方程(方程2)线性回归统计得到的结果.log (I/μA )=log (I 0/μA )+(αa n/0.059)η(2)式中I 0:交换电流,αa :阳极反应传递系数,η:过电势.763第5期 艾仕云等:纳米PbO 2修饰电极电催化氧化性能的研究图2PbO 2修饰电极(A )和纳米PbO 2电极(B )的X 2射线衍射图Fig.2X 2ray diffraction patterns for undoped PbO 2electrode (A )nano 2PbO 2eletrode (B )表1在不同电极上O 2挥发的T afel 线性回归统计结果T able 1Linear regression statics for T afel plotsfor O 2ev olution at various electrodesE lectrode a I 0(A cm -2)αa (eq moL -1)PbO 27.38×10-70.087Nano 2PbO 29.87×10-50.028aT afel measurements :1500rev min -1in 1m ol L -1H 2S O 4由表1可以看出,纳米PbO 2修饰电极的I 0值(9.87×10-5A cm -2)远大于PbO 2修饰电极的I 0值(7.38×10-7A cm -2).也就是说,在没有有机物存在的情况下,纳米PbO 2修饰电极上水分解反应远大于PbO 2修饰电极.这是因为纳米PbO 2修饰电极表面有更多的活性位点,能提高阳极水分解产生羟基自由基的速度,从而提高阳极氧转换反应的速率.2.3纳米PbO 2修饰电极的电催化性能图3为PbO 2和纳米PbO 2旋转圆盘电极在含0.1mm ol L -1苯酚和不含苯酚的0.01m ol L -1图3苯酚在PbO 2电极(A )和纳米PbO 2电极(B )的循环伏安图Fig.3Cyclic v oltamm ogram (C V )of phenol at PbO 2electrode (A )and nano 2PbO 2electrode (B )R otation velocity :1500rev min -1.P otential scan rate :100mV s -1.(a )(c ):0mm ol L -1phenol ;(b )(d ):0.1mm ol L -1phenol.Na 2S O 4溶液中的循环伏安图.由图3可以看出,当E > 1.8V 时,两电极都有氧析出的氧化电流产生,随着苯酚的加入,PbO 2修饰电极的氧化电流增加不多,而纳米PbO 2修饰电极的氧化电流却有很大的增加.由于此时的氧化电流为氧析出和苯酚氧化的电流的加和,所以在纳米PbO 2修饰电极上苯酚的氧化程度大于PbO 2修饰电极上苯酚的氧化程度.图4为假设D = 1.0×10-5cm 2s -1和ν=0.010cm 2s -1时,在1.35V ,测得的苯酚在PbO 2和纳米PbO 2旋转圆盘电极上氧化电流算得K outecky 2levich 直线(实线)以及n 为理论值算得的K outecky 2levich 直线(虚线).由图4可以看出,实验所得的两电极的863分 子 催 化 第18卷　K outecky 2levich 直线的斜率均较低,这说明在PbO 2和纳米PbO 2旋转圆盘电极上苯酚的氧化速图4PbO 2和纳米PbO 2旋转园盘电极对苯酚氧化的K outecky 2levich 图Fig.4K outecky 2levich plot for the oxidation 0.1mm ol/L phenol in 1.0m ol L -1HClO 4on rotating disk electrode of PbO 2(b )and nano 2PbO 2(b ’).E lectrode potential :1.8V.Dashed lines represent calculated slopes for indicatedvalues of n (a ,a ’);s olid lines represent best fits to data率均是受扩散控制的,因此,两直线斜率的不同表示苯酚在两电极上氧化的电子数n 不同.由直线的斜率可求得两电极上苯酚氧化反应的速率常数k 分别为:11.6×10-3cm 2s -1(nano 2PbO 2),1.3×10-3cm 2s -1(PbO 2).这进一步说明,当电极表面PbO 2晶粒转变为纳米结构后,纳米材料所特有的小尺寸效应和表面、界面效应决定了纳米PbO 2粒子具有高的表面能和大的比表面积,增加了电极表面的催化活性位点,有效地提高了修饰电极的电催化性能.2.4有机物在纳米PbO 2修饰电极上的安培响应安培法是控制电极电位按指定的规律变化,同时测量电极电流随时间的变化.这种方法所需设备简单,操作方便,同时获得的电流的变化和溶液中被测物的浓度呈线性关系.根据上述电催化氧转换反应机理,水在阳极表面分解生成的含氧自由基首先被吸附在电极表面的特定位点,然后转变为氧化产物.由于纳米PbO 2修饰电极大的比表面积和多的表面催化活性位点,使水的分解程度增大,因此苯酚在纳米PbO 2修饰电极上的电流响应大于PbO 2修饰电极的电流响应.图5为在恒压1.35V 于0.01m ol L -1Na 2S O 4溶液中连续的添加2×10-5m ol L -1苯酚溶液在纳米PbO 2修饰电极和PbO 2修饰电极上的安培响应.由图5可以看出苯酚在纳米PbO 2修饰电极上有很好的电流响应,在苯酚浓度为2×10-5～1×10-4m ol L -1范围内成很好的线性关系,斜率为4.38μA/m M ,截距为16μA ,相关系数为0.9995.图5苯酚在PbO 2和纳米PbO 2电极上的计时电流图Fig.5Current 2time recordings obtained on an increasing concentrationin 2×10-5m ol L -1step for phenol at undoped PbO 2electrode (A )and nano 2PbO 2electrode (B )E lectrolyte :0.01m ol L -1Na 2S O 4;Applied potential :+1.35V vs.SCE. 为了考察纳米PbO 2修饰电极上苯酚电流响应的重现性,在恒压1.35V 于0.01m ol L -1Na 2S O 4溶液中连续测定苯酚十次,测得的相对标准偏差为1.7%,说明电极的重现性是好的.另外,PbO 2修饰电963第5期 艾仕云等:纳米PbO 2修饰电极电催化氧化性能的研究极只能连续使用1天,二氧化铅膜会慢慢的脱落, Pt表面逐渐暴露.而纳米PbO2修饰电极则能连续稳定的使用60天以上,且重现性保持稳定.用相似的方法,考察了42氯苯酚、2,42二氯苯酚、22溴苯酚、苯胺、42硝基苯胺、32甲基苯胺、N, N2二甲基苯胺、甲醛、甘氨酸等多种有机物的安培响应,在浓度1×10-5～1×10-3m ol L-1范围内这些有机物均有很好的线性关系.由此可以看出纳米PbO2修饰电极可以作为分析传感器用于有机化合物的测定中.3结 论PbO2修饰电极的电催化氧化机理是水在电极表面分解产生氧化能力极强的含氧自由基,电极的催化氧化性能和电极表面催化吸附位点有关.我们利用旋转圆盘电极对纳米PbO2修饰电极的电催化氧化性能进行了初步的研究.实验表明由于电极表面PbO2晶粒呈纳米结构,使纳米PbO2修饰电极表面具有大的比表面积,高的表面活性中心,良好的导电性及宏观隧道效应,使得纳米PbO2修饰电极表面有更多的活性位点,能提高阳极水分解产生羟基自由基的速度,从而提高阳极氧转换反应的速率.用安培法测定了多种有机物在纳米PbO2修饰电极上的电流响应,可以初步断定纳米PbO2修饰电极可作为分析传感器用于有机化合物的测定中.参考文献:[1]　Lamy C.Electrochimica Acta.[J],1984,29:1581～1588[2]　Casella I G,G uascito M R,Cataldi T R I.Anal.Chim.Acta.[J],1999,398:153～160[3]　K awag oe K T,Johns on D C.J.Electrochem.Soc.[J],1994,141:3404～3409[4]　Feng J,H ouk L L,Johns on D C.J.Electrochem.Soc.[J],1995,142:3626～3632[5]　Westbroek P,T emmerman E.Anal.Chim.Acta[J],2001,437:95～105[6]　P opovic N D,C ox J A,Johns on D C.J.Electroanal.Chem.[J],1998,455:153～160[7]　C omnineclis Ch.Electrochimica Acta.[J]1994,39(11/12):1857～1862[8]　P opovic N D,Johns on D C.Anal.Chem.[J],1998,70:468～472Study on E lectro2catalytic Oxidation Characteristicsof N ano2PbO2Modified E lectrodeAI Shi2yun2,PE NG Hui2qi1,LI Jia2qing1,LI Luo2ping1,Y ANG Y a1,J I N Li2tong1(1.Department o f Chemistry,East China Normal Univer sity,Shanghai200062,China;2.College o f Chemistry and Material Science,Shandong Agricultural Univer sity,Taian271018,China)Abstract:The preliminary electrocatalytic oxidation property of nano PbO2m odified electrode by using rotating disk elec2 trode was discussed.It was dem onstrated that the nano PbO2m odified electrode had a large specific area,a high surface active center,a g ood conductivity and macro tunnel effect because of its nanostructure,and therefore it had a very g ood catalytic and oxidizing property to the organic com pounds.S o the current response of many organic com pounds on the nano PbO2m odified electrode can be used as analytical sens or in the measurement of the organic com pounds.K ey w ords:Nano2PbO2;M odified electrode;Catalytic oxidation;Am perometry073分 子 催 化 第18卷　。

铍团簇吸附一氧化碳分子的密度泛函理论研究林莉;邝向军【期刊名称】《西南科技大学学报》【年(卷),期】2024(39)1【摘要】采用密度泛函理论和广义梯度近似方法,在Perdew-Wang 91水平上对BenCO(n=2~13)团簇进行了全电子计算。

结果表明:CO分子倾向于平行吸附在纯Ben团簇的表面并占据铍团簇的外部位置,吸附后主团簇结构基本没有发生较大的突变,但是CO分子的吸附会使Ben团簇的对称性下降,n=6,8时铍团簇对CO分子的吸附相对较强,n=4,7,11时铍团簇对CO分子的吸附相对较弱;吸附CO分子后,多数Be Be键长以及C O的键长变长,即一氧化碳的吸附会使Be Be以及CO的相互作用减弱;吸附之后BenCO团簇的能隙、垂直电离势、垂直亲和势均发生了较为明显的变化,BenCO的能隙出现了较为明显的奇偶振荡并在Be8CO出现了最大值,吸附前后团簇的垂直电离势、垂直亲和势曲线变化大趋势基本相同,随着原子数的增加团簇的垂直电离势逐渐降低而垂直亲和势逐渐升高。

CO分子吸附后对纯Ben团簇的稳定性产生了较大影响,C O的键长、Be Be键长及团簇的能隙均发生了较大变化,吸附后仍存在幻数结构Be8CO。

【总页数】8页(P44-50)【作者】林莉;邝向军【作者单位】西南科技大学数理学院【正文语种】中文【中图分类】O641【相关文献】1.CO分子和C、O和H原子在Nin(n=4～13)团簇表面吸附的密度泛函理论研究2.负载型钯团簇上氢分子吸附和解离吸附的密度泛函理论3.CH3自由基在IB金属团簇上吸附的密度泛函理论研究4.团簇Au_(n+1)^(-1)、Au_(n)Cr^(-1)(n=1-10)吸附CO的密度泛函理论研究5.Pt_(n)Rh_(38-n)团簇电子结构及吸附性的密度泛函理论研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

中国科学技术大学的CO_(2)制甲酸研究获进展
佚名
【期刊名称】《石油炼制与化工》
【年(卷),期】2024(55)5
【摘要】近日,中国科学技术大学、华中科技大学和新西兰奥克兰大学的研究团队利用多种同步辐射原位技术,在质子交换膜CO_(2)转换机制的研究中取得进展,并开发质子交换膜CO_(2)电解系统,利用废旧电池将CO_(2)转化为甲酸,甲酸法拉第效率超过93%。

相关研究成果发表于《自然》杂志。

基于质子交换膜技术的电催化CO_(2)转化制高附加值化学品和燃料,并在大电流、长时间条件下稳定工作,是一种有前景的实现工业化碳转换的方式之一。

利用同步辐射装置的多种先进表征技术研究催化剂的结构演变和反应机理,对于开发酸稳定的碳转换催化剂和膜电极系统具有重要意义。

【总页数】1页(P164-164)
【正文语种】中文
【中图分类】X70
【相关文献】
1.中国科学技术大学的CO_(2)还原制甲酸技术研究获进展
2.中国科学技术大学的CO_(2)制甲酸研究获突破
3.CO_(2)催化加氢制甲酸盐研究获进展
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5.中国科学技术大学的CO_(2)制甲酸研究获进展
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第39卷第1期2024年2月安 徽 工 程 大 学 学 报J o u r n a l o fA n h u i P o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y V o l .39N o .1F e b .2024文章编号:1672-2477(2024)01-0015-07收稿日期:2023-03-15基金项目:国家自然科学基金资助项目(22206187)作者简介:夏瑞泽(1996-),男,江苏苏州人,硕士研究生㊂通信作者:黄行九(1969-),男,湖北孝感人,教授,博士㊂β-二氧化锰纳米纤维用作P b (Ⅱ)全固态离子选择性电极转导层的性能研究夏瑞泽1,2,杨 猛2,3,黄行九1,2,3*(1.安徽大学物质科学与信息技术研究院,安徽合肥 230601;2.中国科学院合肥物质科学研究院,安徽合肥 230031;3.中国科学技术大学科学岛分院,安徽合肥 230026)摘要:本研究通过在还原氧化石墨烯(r G O )上原位生长的β-二氧化锰纳米纤维(β-M n O 2N F ),合成了一种兼具强疏水性和高界面电容的β-M n O 2N F /r G O 纳米材料㊂开发出了一种基于β-M n O 2NF /rG O 的敏感检测P b (Ⅱ)的固态离子选择性电极传感器㊂同时,考虑到转导层如何对离子选择性系数产生作用仍然未知,研究人员利用数值模拟构建了一个耦合了转导层的转导层-膜-溶液界面模型,其考虑了膜-转导层这一界面,构建了一个两界面三相的浓度梯度模型,并据此给出了相应的电位显示,同时还根据其模拟结果计算了相对应的离子选择性系数㊂关 键 词:数值模拟;离子选择性系数;全固态离子选择性电极;P b (Ⅱ)检测中图分类号:O 657.1 文献标志码:A 随着现代工业高速发展,人们生活水平显著提高,但随之而来的却是环境的严重污染㊂铅是一种剧毒的重金属,对人体会造成很大损害,这种损伤在孕妇和儿童身上尤其明显㊂当血铅水平超过400μg /L 后,儿童虽然基本不会产生明显的躯体症状,但是会出现感觉㊁认知等神经方面的损害,对儿童的智力造成影响[1-2]㊂有关铅的检测人们已经研究出了很多非常成熟㊁检测限很低的方法,例如:色谱法㊁极谱法㊁光谱法㊁原子荧光法等[3]㊂尽管针对重金属离子的检测方法非常多样,精度也很高,我们仍需要一种便携㊁成本相对较低的方法实现重金属P b (Ⅱ)离子的检测,电分析方法即为其中之一,尤其是离子选择性电极电位法[4]㊂目前离子选择性电位传感器的应用多集中于临床医学分析人体电解质领域,相比实际环境,在实验室中进行离子检测无疑更能显示出离子选择性电位传感器的优越性能㊂一般而言,对于固态离子选择性电极的转导层设计,研究人员一般集中于两个特点:第一,材料应该具备极强的疏水性能以规避界面水层;第二,材料应具备较大的电容,以保证测量电位的稳定性[5]㊂本工作中利用还原氧化石墨烯(r G O )的疏水性能以及在r G O 上原位生长的β-二氧化锰纳米纤维(β-M n O 2N F )的大电容性质,将β-M n O 2N F 作为转导层,开发了敏感检测P b (Ⅱ)的固态离子选择性电极㊂虽然各种转导层的材料都能起到很好的辅助检测效果,但是在离子选择性膜上仍然存在极大的不稳定性和选择性问题,这些隐患严重影响了离子选择性电极在实际环境当中的应用,其中离子选择性系数至关重要㊂已有研究发现,在离子选择性膜-待测样品界面发生的扩散过程会显著影响离子选择性电极的选择性㊂当存在外来离子的溶液加入时,测量电位会发生剧烈的漂移,说明其抗干扰能力较差,同时无法根据实际情况对电位漂移进行修正[6-7]㊂同时,随着计算机技术与各种数学物理方法的发展,一定程度上可预测离子选择性电极界面检测信号的理论模型纷纷涌现,一些基于数值模拟建立电极电位模型研究离子选择性电极的研究也越来越多[8-9]㊂本项工作则集中于具有转导层的离子选择性电极电位信号的模拟,以N e r n s t -P l a n c k -P o i s s o n 方程为基础,在全固态离子选择性电极上构建出具备足够精度的模型,研究电位信号变化的方式,进而可以预测当溶液环境出现变化时全固态离子选择性电极的行为模式㊂本工作中利用还原氧化石墨烯的疏水性能[10]以及在r G O 上原位生长的β-M n O 2N F 的大电容性质,将β-M n O 2N F 作㊃61㊃安 徽 工 程 大 学 学 报第39卷为转导层,开发了敏感检测P b(Ⅱ)的固态离子选择性电极传感器㊂同时还利用数值模拟构建了一个吻合良好的耦合转导层的模型,其考虑了膜-转导层这一界面,构建了一个两界面三相的浓度梯度模型,并给出了相应的电位显示㊂而适配不同转导层材料,且能描述转导层机理的模型则有待进一步研究㊂1 实验与理论部分1.1 实验部分(1)化学试剂与仪器㊂铅离子载体I V(叔丁基杯[4]芳烃-四(N,N-二甲基硫代乙酰胺))㊁四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(N a T F P B)㊁四(十二烷基)-四(4-氯苯基)硼酸铵(E T H500)㊁邻-硝基苯辛醚(o-N P O E)㊁聚氯乙烯(P V C),均购自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司(S i g m a-A l d r i c h);无水四氢呋喃(T H F)㊁硝酸铅(P b(N O3)2)㊁高锰酸钾(KM n O4)㊁一水合硫酸锰(M n S O4㊃H2O)㊁氧化石墨烯(G O)和其他化学试剂均为分析纯,购自阿拉丁控股集团有限公司,且未进行进一步处理㊂所有实验均使用电阻率为18.2MΩ㊃c m 的去离子水配置溶液㊂电化学工作站购买自上海辰华公司,其型号为C H I760e㊂材料的形貌表征设备为德国Z e i s sA u r i g a 聚焦离子束显微镜㊂英国牛津I N C A X-M a x50能谱仪被用来分析材料的成分及元素㊂直径3mm的玻碳电极用作工作电极,铂丝作为对电极,A g/A g C l电极作为参比电极㊂(2)实验方法㊂在进行实验前,先将电极用氧化铝粉末进行抛光处理以保证电极表面的光滑㊂使用1㊁0.3㊁0.5μm 三种不同粒度的抛光粉,分别进行研磨抛光,抛光研磨至电极表面光滑㊂随后,先使用去离子水冲洗电极,之后再依次在50%的硝酸溶液(65%浓硝酸∶纯水=1∶1)㊁乙醇㊁水中分别超声1m i n,以去除电极表面的杂质,最后使用氮气流从侧面将电极表面吹干㊂称取0.727g高锰酸钾粉末加水制备成20m L高锰酸钾溶液待用㊂称取0.075g G O粉末溶解在80m L纯水中获得均质的G O分散液,而后称取1.166g的一水合硫酸锰粉末,将其与G O分散液在搅拌状态下混合㊂将高锰酸钾溶液以1m L/m i n的速度滴加到混合液中形成悬浊液,并持续搅拌20m i n㊂停止搅拌后,将悬浊液置于反应釜中,150℃反应12h,待其冷却后用水洗涤,冷冻干燥,得到原位生长的β-M n O2 N F/r G O㊂称取制备的β-M n O2N F/r G O粉末10m g分散在1m L的无水乙醇中,超声至分散均匀㊂使用移液枪吸取10μL滴涂在吹干后的电极表面,放置通风橱待干㊂此时同时利用可拆卸电极通过上述过程制得用于扫描电镜表征的样品,其结果见2.2材料表征部分㊂按照质量分数为1%的铅离子载体I I(叔丁基杯[4]芳烃-四(N,N-二甲基硫代乙酰胺)),0.44%的四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(N a T F P B),1%的四(十二烷基)-四(4-氯苯基)硼酸铵(E T H500), 65.04%的邻-硝基苯辛醚(o-N P O E),32.52%的聚氯乙烯(P V C)的比例,共称量250m g置于称量瓶中,加入2m L无水T H F,放置于通风橱中剧烈搅拌至完全溶解,即配置好的铅离子选择性膜溶液㊂将滴有β-M n O2N F/r G O分散液的电极取出,使用移液枪吸取100μL的铅离子选择膜溶液,滴筑在电极表面,将电极置于通风橱中待干,完成铅离子选择性电极制备㊂所有电极使用前均在1.0×10-3m o l/LP b(N O3)2溶液中活化1d,1.0×10-9m o l/LP b(N O3)2溶液中活化2d㊂同理,测量M g(I I)选择性系数的电极也应该在1.0×10-3m o l/L M g(N O3)2溶液中活化1d, 1.0×10-9m o l/L M g(N O3)2溶液中活化2d㊂电化学阻抗谱实验在0.1m o l/L的K C l溶液中测试,频率范围为0.1~10MH z,激励振幅为20m V㊂循环伏安实验同样在0.1m o l/L的K C l溶液测试,电位窗口为-0.5~0.5V,扫描速率为50m V/s㊂开路电压测试是通过连续滴加K C l溶液至三电极体系中来获得电位的监测㊂所有实验均在室温下测定,每次实验都进行至少3次以保证结果的可靠性㊂1.2 理论模拟首先,在讨论模型的具体建立细节之前,我们必须考虑以下几个在离子选择性电极体系中必要的假设:(1)在固态离子选择性电极界面处,溶液相和膜相均处于电中性状态㊂(2)整个体系遵循电荷守恒㊂(3)P V C 基底的离子交换膜中添加的离子交换剂完全解离于膜相中,并且不会通过反渗透作用进入溶液相之中(尽管无法保证长期稳定性,但在检测所用时长内,该假设完全可以得到保障)㊂(4)在离子跨膜运输过程中,起作用的仅仅只有主要的目标分析物离子与共存的干扰离子㊂(5)膜内与溶液内所有离子的局部活度系数相同,即相边界处的离子活度只取决于各相中对应离子的浓度梯度㊂(6)跨膜运输过程具备非常快速的动力学响应,即相边界处处于局部热力学平衡状态㊂(7)所有相界内与相边界均不存在浓度与电场之外的驱动力,即压力温度等保持恒定㊂(8)所有该体系内的离子在检测过程中的化学势保持不变,即不考虑待测离子参与电极法拉第反应㊂一个基本的思路是有限差分法,即将样品溶液的扩散层与膜相分为不同数目但都非常薄的薄层[11],将这些薄层的浓度视作均一的常数,不考虑单独薄层内的浓度差,同时将整体薄层划分的梯度视作一个线性函数㊂而考虑到膜相与扩散层的浓度差,将每一次循环计算的起点设置在第一个薄层,同时为了将转导层引入而又不使得计算过于复杂,仅考虑转导层对目标离子的浓度影响,可以定义一个变量系数δc 来表达转导层对目标离子的浓度影响程度大小㊂如此一来,既可以利用数值模拟动态地反应膜-溶液界面的浓度变化,又可以将难以直接观测到的转导层对膜功能的影响通过选择性系数这一离子选择性膜的固有参数表现出来㊂2 结果与讨论2.1 检测机理离子选择性电极的基本原理是将膜两侧的目标检测离子活度差转化为电位差,传统的带有内部溶液以及参比电极的离子选择性电极以A g /A g C l 作为 载流子”,而全固态离子选择性电极则是直接将离子选择性膜涂覆于电极转导层之上,一般仍然需要转导层具备一个稳定的氧化还原电对充当 载流子”㊂但C r e s p o 等[12]于2009年发现,将碳纳米管作为转导层一样可以具备良好的离子检测性能,其机理类似电容器,将转导层具备的大量电子空穴作为电容器一侧极板,而透过膜运输而来的检测离子作为另一极㊂受此启发,具备大电容的疏水性材料就具有了成为离子选择性电极转导层的潜力㊂2.2 材料表征(1)β-M n O 2N F 表征以及负载量优化㊂合成的β-M n O 2N F 的扫描电镜图片如图1a 所示,可以明显看出β-M n O 2晶体的棒状结构,其粗细较为均匀㊂图1b 为β-M n O 2N F 的E D S 分层图像,其具体的元素分布可以参考图1c ~1f ,其中图1e ㊁1f 为氧元素与锰元素的E D S 分布,据此可以判断该纳米棒状结构的晶体为M n O 2晶体㊂图1 β-M n O 2N F 的S E M ㊁E D S 以及C ㊁K ㊁O ㊁M n 元素的分布图像图2为β-M n O 2N F 的X 射线衍射结果与标准卡片对比图,其中明显可以看出合成的β-M n O 2峰符合P D F 卡片中的样品峰㊂故可以得出结论,β-M n O 2N F 合成成功㊂同时,将不同负载量的原位生长β-㊃71㊃第1期夏瑞泽,等:β-二氧化锰纳米纤维用作P b (Ⅱ)全固态离子选择性电极转导层的性能研究图2 原位生长β-M n O 2N F /r G O 的X R D 对比图M n O 2N F /r G O 也一并给出,从图中可见,在负载量达到10%时,其晶相显示出了α相的特征,故选择的负载量应该在10%以下以保证其β相占据多数具备良好的电容性能㊂具体的负载量选择应参照如下的电化学实验㊂考虑到β-M n O 2N F /r G O 材料为应用在全固态离子选择性电极上的转导层,而疏水性能由r G O 作为基底提供,故还应考量的主要问题为该材料是否具有足够大的电容以提供稳定的电位检测性能㊂鉴于此,本工作合成了一系列不同负载量的β-M n O 2N F /r G O ,并将它们的循环伏安曲线以及根据循环伏安曲线计算的电化学活性面积给出㊂图3为不同β-M n O 2N F 负载量的循环伏安图与电化学活性面积图㊂从图3a 里可以明显看出,质量分数为7.5%掺杂的β-M n O 2N F /r G O 具有最大的电容充电电流㊂为了进一步了解材料的电化学性能,对不同负载量的样品电极进行了不同扫描速度的循环伏安扫描测试,并根据峰电流与扫速的斜率计算出不同负载量样品的电化学活性面积,如图3b 所示㊂其中没有任何修饰的只有膜的电极电化学活性面积最小,单独的二氧化锰粉末作转导层修饰的电极与质量分数为2.5%掺杂的β-M n O 2N F /r G O 的电化学活性面积都不明显㊂当掺杂质量分数上升到5%时,修饰电极的电化学活性面积明显上升,其中当质量分数分别为7.5%与10%时,电化学活性面积最大,而当质量分数进一步上升至12.5%后,电化学活性面积出现了反常的下降,故将最佳掺杂比例定为质量分数为7.5%的β-M n O 2NF ㊂图3 不同负载量的β-M n O 2N F /rG O 的循环伏安图以及电化学活性面积图(2)β-M n O 2N F /r G O 的表面形貌㊂由2.2(1)中结论可知,选择7.5%的β-M n O 2N F 为制备材料的最佳负载量,以下形貌表征以及电化学实验均不做再次说明㊂图4a 为制备的β-M n O 2NF /rG O 的透射电镜图,从该图中可以看出存在非常明显的单根β-M n O 2N F ,长度约为300n m ,且粗细均匀㊂图4b ~4d 为同样材料的扫描电镜图,可以明显看出,在片层状的r G O 上均匀负载了纳米棒状的β-二氧化锰晶体,这些晶体为材料提供了极大的接触面积,故在充当离子选择性电极转导层时可以提供足够大的电容来使得传感器电位稳定,同时由r G O 构成的基底也保证了该材料的疏水性能㊂综上,具有最大电化学活性面积,在r G O 上拥有7.5%负载量的β-M n O 2N F 材料作为固态离子选择性电极转导层被制备了出来㊂2.3 电化学实验结果与模拟对比以β-M n O 2N F /r G O 为转导层制备的离子选择性电极在浓度10-3~10-11m o l /L 的P b (Ⅱ)溶液中的动态电位响应梯度图如图5a 所示,其线性范围如图5b 所示,为10-3~10-9m o l /L ,平衡电位斜率为㊃81㊃安 徽 工 程 大 学 学 报第39卷(29.23±1.8)m V ,R 2为0.999,电极检测限为6×10-9m o l /L ㊂图5c 为涂丝电极与负载转导层电极的短期稳定性对比,其中涂丝电极存在288μV /s 的电位漂移,而加入了转导层的电极,其电位漂移数值仅为3μV /s ㊂图5d 为以β-M n O 2N F /r G O 为转导层制备的离子选择性电极的12h 长期稳定性数据,其中仅存在7μV /s 的电位漂移,故该电极的长期稳定性得到了证明㊂图4 β-M n O 2N F /r G O 的T E M 以及S E M 电镜图图5 以β-M n O 2N F /r G O 为转导层的P b (Ⅱ)固态离子选择性电极的性能曲线图图6a 为制备的同一根离子选择性电极分别在10-1~10-3m o l /L 的P b (Ⅱ)溶液㊁M g (Ⅱ)溶液以及C a (Ⅱ)溶液中进行的稳态电位响应㊂图6b 则为根据阶梯曲线计算得出的界面参数建模仿真后针对干扰M g (Ⅱ)与C a (Ⅱ)离子计算得出的电位响应与实验结果对比图,其中虚线为模拟结果,实线为实际实验结果㊂由于模型的初始条件均为从零开始逐点计算浓度与电流,故与实际检测中较为水平的曲线不同,模拟信号为不断单调增加的曲线,但在一定时间后达到的收敛结果与实际结果差别不大㊂采用分离溶液固定活度法测算选择性系数时,其主要计算参数即为干扰离子的电位响应,故该动态模拟方法可以用来预测不同离子的选择性系数㊂同时,根据不同转导层对同一组离子选择性系数的影响来判断该转导层材料的机理也成为了可能㊂㊃91㊃第1期夏瑞泽,等:β-二氧化锰纳米纤维用作P b (Ⅱ)全固态离子选择性电极转导层的性能研究图6 以β-M n O 2N F /r G O 为转导层的P b (Ⅱ)固态离子选择性电极的实验与模拟对比图3 结论该工作从离子选择性电极转导层所需要具备的大电容及亲脂性能出发,制备了一种基于β-M n O 2N F /r G O 的全固态P b (Ⅱ)选择性电极,并利用考虑了转导层的离子选择性电极浓度的计算模型对干扰离子(M g (I I ))进行了模拟,发现该模型应用于估算电极选择性系数的前景良好㊂由于还原氧化石墨烯本身具有的亲脂性能,水层不易在转导层积蓄㊂同时,具有最大电容的7.5%负载量β晶型二氧化锰纳米纤维显示出了较高的电位稳定性㊂以该转导层材料制备的电极在10-9m o l /L 的浓度范围以上具备良好的线性响应,检测限低至6×10-9m o l /L ㊂此外,我们提出了一种新的考虑转导层的界面计算模型,该模型对于干扰离子电位响应的估算精度良好,为离子选择性电极选择性系数的估算提供了新思路㊂参考文献:[1] B I E R K E N SJ ,S MO L D E R SR ,V A N H M ,e t a l .P r e d i c t i n g bl o o d l e a d l e v e l s f r o mc u r r e n t a n d p a s t e n v i r o n m e n t a l d a t a i nE u r o p e [J ].S c i e n c e o f t h eT o t a l E n v i r o n m e n t ,2011,409(23):5101-5110.[2] WA N GS ,J I N Y ,C H E NJ ,e t a l .B l o o d l e a d l e v e l s o f C h i n e s e c h i l d r e n f r o m1991t o 2020:B a s e do nM o n t eC a r l o s i m u -l a t i o n [J ].E n v i r o n m e n t a l P o l l u t i o n ,2021,278(4):116823-116842.[3] L IH W ,C A OJ J ,S UZ H.R e s e a r c h p r o g r e s s o n l e a dd e t e c t i o nm e t h o d [J ].J o u r n a l o fA n h u iA gr i c u l t u r a l (S c i e n c e ),2008,36(19):8255-8256.[4] D I N GJ ,Q I N W.R e c e n t a d v a n c e s i n p o t e n t i o m e t r i cb i o s e n s o r s [J ].T r A C -T r e n d s i n A n a l y t i c a lC h e m i s t r y.2020,124(16):115803-115814.[5] S HA O Y ,Y I N G Y ,P I N GJ .R e c e n t a d v a n c e s i n s o l i d -c o n t a c t i o n -s e l e c t i v e e l e c t r o d e s :f u n c t i o n a lm a t e r i a l s ,t r a n s d u c t i o n m e c h a n i s m s ,a n dd e v e l o p m e n t t r e n d s [J ].C h e m i c a l S o c i e t y R e v i e w s ,2020,49(13):4405-4465.[6] E G O R O V V V ,Z D R A C H E K E A ,N A Z A R O V V A.I m p r o v e d s e p a r a t e s o l u t i o nm e t h o d f o r d e t e r m i n a t i o no f l o ws e -l e c t i v i t y c o e f f i c i e n t s [J ].A n a l y t i c a l C h e m i s t r y ,2014,86(8):3693-3696.[7] Z D R A C H E KEA ,N A Z A R O V V A ,E G O R O V V V.G e n e r a l i z e d d i f f u s i o n p a r a m e t e r :m a i n f a c t o r s o f i n f l u e n c e a n d a p -p l i c a t i o n f o r e s t i m a t i o no f s e l e c t i v i t y c o e f f i c i e n t s f o r h i g h l y s e l e c t i v e e l e c t r o d e s [J ].E l e c t r o a n a l y s i s ,2015,27(3):693-702.[8] MO R F W E .E f f e c t s o f i o n t r a n s p o r t o nt h e p o t e n t i a l r e s p o n s eo f i o n o p h o r e -b a s e d m e m b r a n ee l ec t r ode s :a t h e o r e t i c a l a p p r o a c h [J ].J o u r n a l o fP h y s i c a l C h e m i s t r y B ,1999,103(51):11346-11356.[9] R A D U A ,M E I R AJ ,B A K K E R E .D y n a m i cd if f u s i o n m o d e l f o r t r a c i ng th e r e a l -t u n e p o t e n t i a l r e s p o n s eo f p o l y m e r i c m e m b r a n e i o n -s e l e c t i v e e l e c t r o d e s [J ].A n a l y t i c a l C h e m i s t r y ,2004,76(21):6402-6409.[10]H E R N ÁN D E ZR ,B O B A C K AJ .R e d u c e d g r a p h e n e o x i d e f i l m s a s s o l i d t r a n s d u c e r s i n p o t e n t i o m e t r i c a l l -s o l i d -s t a t e i o n -s e l e c t i v e e l e c t r o d e s [J ].T h e J o u r n a l o fP h y s i c a l C h e m i s t r y C ,2012,116(42):22570-22578.[11]MO R F W E ,P R E T S C H E ,R O O I JNF .T h e o r e t i c a l t r e a t m e n t a n dn u m e r i c a l s i m u l a t i o no f p o t e n t i a l a n d c o n c e n t r a t i o np r o f i l e s i ne x t r e m e l y t h i nn o n -e l e c t r o n e u t r a lm e m b r a n e su s e d f o r i o n -s e l e c t i v e e l e c t r o d e s [J ].J o u r n a l o fE l e c t r o a n a l y t i -c a l C h e m i s t r y ,2010,641(1):45-56.[12]C R E S P OGA ,MA C HOS ,B O B A C K AJ .e t a l .T r a n sd u c t i o nme c h a n i s mof c a r b o n n a n o t u b e s i n s o l i d -c o n t a c t i o n -s e l e c -t i v e e l e c t r o d e s [J ].A n a l y t i c a l C h e m i s t r y,2009,81(2):676-681.㊃02㊃安 徽 工 程 大 学 学 报第39卷I n -s i t uG r o w t ho f β-M n O 2N a n o f i b e r s a sT r a n s d u c t i o nL a y e r o f A l l -s o l i d I o nS e l e c t i v eE l e c t r o d e f o rD e t e c t i o no fP b (Ⅱ)X I A R u i z e 1,2,Y A N G M e n g 2,3,HU A N G X i n g j i u 1,2,3*(1.I n s t i t u t e s o fP h y s i c a l S c i e n c e a n d I n f o r m a t i o nT e c h n o l o g y ,A n h u iU n i v e r s i t y,H e f e i 230601,C h i n a ;2.H e f e i I n s t i t u t e s o fP h y s i c a l S c i e n c e ,C h i n e s eA c a d e m y o f S c i e n c e ,H e f e i 230031,C h i n a ;3.S c i e n c e I s l a n dB r a n c h ,U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y o fC h i n a ,H e f e i 230026,C h i n a )A b s t r a c t :An o v e l β-M n O 2N F /r G On a n o m a t e r i a l w i t h s t r o n g l i p o p h i l i c i t y a n d l a r g e c a p a c i t a n c ew a s s y n -t h e s i z e db y c o n t r o l l i n g β-m a n g a n e s e d i o x i d e n a n o f i b e r s i n -s i t u g r o w t ho n r e d u c e d g r a p h e n e o x i d e .M e a n -w h i l e ,i t i s s t i l l u n k n o w na b o u t h o wt h e t r a n s d u c t i o n l a y e r c o n t r i b u t e s t o t h e i o ns e l e c t i v i t y co e f f i c i e n t .S o ,r e s e a r c h e r s u s e d n u m e r i c a l s i m u l a t i o n s t o c o n s t r u c t a t r a n s d u c t i o n l a y e r -m e m b r a n e -s o l u t i o n i n t e r f a c e m o d e l c o u p l e dw i t h t h e t r a n s d u c t i o n l a y e r ,c o n s i d e r i n g t h em e m b r a n e -t r a n s d u c t i o n l a y e r i n t e r f a c e .F u r -t h e r m o r e ,t h e p o t e n t i a l d i s p l a y i s g i v e n ,a n d t h e c o r r e s p o n d i n g i o n s e l e c t i v i t y c o e f f i c i e n t i s c a l c u l a t e d a c -c o rd i n g t o t he s i m u l a t i o n r e s u l t s .K e y w o r d s :n u m e r i c a l s i m u l a t i o n ;i o n s e l e c t i v i t y c o ef f i c i e n t ;a l l -s o l i d -s t a t e i o n -s e l e c t i v e e l e c t r o d e ;P b (Ⅱ) d e t e c t i o n (上接第7页)S c r e e n i n g ,I d e n t i f i c a t i o na n dO p t i m i z a t i o no f F e r m e n t a t i o n M e d i u m f o r t h eP r o d u c t i o no fP o l ym a l i cA c i d f r o m A u r e o b a s i d i u mP u l l u l a n s HU A N GL u l u ,L I S o n g *,H A N M e n g x i u ,W E I S h e n gh u a ,L IY a n b i n (S c h o o l o fB i o l o g i c a l a n dC h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,A n h u i P o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y ,W u h u241000,C h i n a )A b s t r a c t :A p o l y m a l i c a c i d p r o d u c i n g s t r a i nw a s s e l e c t e d f r o mn a t u r a l s o i l s a m p l e s a n d i d e n t i f i e d a s A u -r e o b a s i d i u m p u l l u l a n s b y m o r p h o l o g i c a l o b s e r v a t i o na n d m o l e c u l a re v o l u t i o n a r y a n a l y s i s .T h es e l e c t e d s t r a i nh a d t h e a b i l i t y t o s y n t h e s i z e e x t r a c e l l u l a r p o l y m e r s ,s u c h a s p o l y m a l i c a c i d ,pu l l u l a n a n d l i a m o c i n .T h e f e r m e n t a t i o n m e d i u mf o rP M L A p r o d u c i n g w a so p t i m i z e dt h r o u g h m e t h o d so fs i n g l ef a c t o ra n d B o x -B e h n k e n s u r f a c e r e s p o n s e d e s i g n ,a n d t h e o p t i m a lm e d i u mc o m p o s i t i o nw a s o b t a i n e d a s f o l l o w s :g l u -c o s e 130g /L ,s o d i u mn i t r a t e 5g /L ,c o r ns t e e p l i q u o r 1.22g /L ,p o t a s s i u mc h l o r i d e0.5g /L ,p o t a s s i u m d i h y d r o g e n p h o s p h a t e 0.1g /L ,m a g n e s i u ms u l f a t e h e p t a h yd r a te 0.2g /L ,c a l c i u mc a r b o n a t e 30g /L .T h e m a x i m u m y i e l dof p o l y m a l i c a c i do b t a i n e dw i t ht h i sm e d i u m w a s 25.82g /L ,70.72%hi g h e r t h a nt h a t b e f o r e o p t i m i z a t i o n .K e y w o r d s :A u r e o b a s i d i u m p u l l u l a n s ;p o l y m a l i c a c i d ;m e d i u mo p t i m i z a t i o n ;r e s p o n s e s u r f a c e ㊃12㊃第1期夏瑞泽,等:β-二氧化锰纳米纤维用作P b (Ⅱ)全固态离子选择性电极转导层的性能研究。