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调控钠位点占比设计高性能P2型钠电正极材料

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 2016-2023页

作者：韩嘉俊温敏郑其林袁伟伟陈康廖俊杰姚胡蓉福建师范大学物理与能源学院福州350117 福建省先进高场超导材料与工程协同创新中心福州350117

在众多Na离子电池正极材料中,P2型层状氧化物因其优异的动力学性能受到研究者们的广泛关注。在P2型层状氧化物材料中,Na离子有2种不同的位点,即Na_(e)和Na_(f)。由于配位环境的差异,Na离子在不同位点间的迁移行为不同。本工作提出通过... 详细信息

在众多Na离子电池正极材料中,P2型层状氧化物因其优异的动力学性能受到研究者们的广泛关注。在P2型层状氧化物材料中,Na离子有2种不同的位点,即Na_(e)和Na_(f)。由于配位环境的差异,Na离子在不同位点间的迁移行为不同。本工作提出通过调控材料中Na含量的策略实现了对同一过渡金属组分材料的/Na_(f)位点占位比的优化。研究发现,与Na_(0.45)Ni_(0.1)Mn_(0.9)O_(2)和Na_(0.65)Ni_(0.1)Mn_(0.9)O_(2)相比,具有更高Na_(e)/Na_(f)位点占比值的Na_(0.55)Ni_(0.1)Mn_(0.9)O_(2)材料表现出最为优异的电化学性能,其电化学曲线平滑,在0.2 C (1 C=173 m A·g^(-1))的倍率下容量高达174.5 m A·h·g^(-1),在3 C,循环200次容量保持率高达92.95%,10 C的高倍率下仍能发挥83.6 mA·h·g^(-1)的容量,该策略为设计高性能P2型钠电正极材料打开了新的思路。

关键词： Na离子电池 P2型层状正极材料 Na位点

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观察氢气燃烧火焰颜色实验装置的新设计

化学教学 2024年第3期 66-69页

作者：叶永谦叶一勤吴新建张贤金福建教育学院科学教育研究所福建福州350025 福建师范大学附属中学福建福州350007

基于氢气燃烧焰色实验存在的不足,通过设计双层三口平底烧瓶作为气体发生装置、底部带活塞的球形干燥管作为导气燃烧装置、使用黑色三通管作为火焰观察装置等,可以在强光环境下观察到氢气燃烧火焰呈明显的蓝色。新装置课堂演示效果良好... 详细信息

基于氢气燃烧焰色实验存在的不足,通过设计双层三口平底烧瓶作为气体发生装置、底部带活塞的球形干燥管作为导气燃烧装置、使用黑色三通管作为火焰观察装置等,可以在强光环境下观察到氢气燃烧火焰呈明显的蓝色。新装置课堂演示效果良好,通过真切感受氢气燃烧的蓝色火焰,能够激发学生的学习兴趣,有利于培养科学探究精神。将研究过程作为项目式学习案例,可以在实践中促进学生创新素养的发展。

关键词：氢气燃烧蓝色火焰装置改进实验探究

全国化学奥林匹克竞赛中的配合物试题解析与反思

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化学教育（中英文） 2024年第13期45卷 123-129页

作者：范家悦陈凯江苏师范大学化学与材料科学学院江苏徐州221116 南京晓庄学院环境科学学院江苏南京211171

从配合物相关理论出发,详细解析了第35届、第36届和第37届全国化学奥林匹克竞赛(初赛)中有关配位化学的3道题目,对试题的学科背景、知识点分布、化学思想等进行了分析,延伸拓展了化学考题相应的科学背景和理论知识。从中收获配合物知识... 详细信息

从配合物相关理论出发,详细解析了第35届、第36届和第37届全国化学奥林匹克竞赛(初赛)中有关配位化学的3道题目,对试题的学科背景、知识点分布、化学思想等进行了分析,延伸拓展了化学考题相应的科学背景和理论知识。从中收获配合物知识学习与学科视野拓展的启发。

关键词：化学奥林匹克竞赛配合物试题解析学科视野拔尖创新人才

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咪唑鎓盐基材料电催化二氧化碳还原研究进展

物理化学学报 2024年第4期40卷 131-145页

作者：张强黄远标曹荣中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室福州350002 中国福建光电信息科学与技术创新实验室福州350108 中国科学技术大学化学与材料科学学院化学系合肥230000 中国科学院大学北京100049

随着化石能源的使用日益增加,大气中CO_(2)的浓度不断上升,给环境带来了挑战。通过催化将CO_(2)转化为高附加值化学品为解决这些问题提供了一个机会,并为燃料合成开辟了一条新的途径,最终有助于减少CO_(2)排放并实现碳中和。在众多的方... 详细信息

随着化石能源的使用日益增加,大气中CO_(2)的浓度不断上升,给环境带来了挑战。通过催化将CO_(2)转化为高附加值化学品为解决这些问题提供了一个机会,并为燃料合成开辟了一条新的途径,最终有助于减少CO_(2)排放并实现碳中和。在众多的方法中,利用可再生清洁能源进行CO_(2)电还原反应(CO_(2)RR)以其反应条件温和、反应进度可控、环境友好以及可以产生大量的附加值产品而受到重视。在此背景下,咪唑鎓基材料及其衍生物已成为CO_(2)RR的有潜力的候选材料。这些材料对CO_(2)有很强的亲和力,并且在CO_(2)RR系统中作为电解质和电催化剂都有应用。所以它们的主要优点之一是能够在催化体系中富集CO_(2),有效地抑制析氢副反应(HER),并提高CO_(2)RR产物的选择性。了解电催化条件下咪唑鎓基离子液体(Im-ILs)与CO_(2)分子之间的相互作用机制对于从分子角度深入了解为什么添加Im-ILs可以改善CO_(2)RR性能至关重要。此外在非均相电催化剂中,Im-ILs作为表面修饰基团和捕集剂,可以显著改变催化剂的表面环境和疏水性,从而促进CO_(2)RR。值得注意的是,Lehn型和金属卟啉分子催化剂中的咪唑鎓基团已被发现对这些催化剂在CO_(2)RR中的性能有影响。N-杂环卡宾(NHC)基电催化剂作为咪唑鎓与CO_(2)相互作用的活性形式之一,表现出优异的CO_(2)RR性能。将NHC基电催化剂引入多孔多相催化剂和分子催化剂中,可以稳定金属纳米颗粒,提高捕获CO_(2)的能力,从而提高CO_(2)RR活性。总之,在CO_(2)RR中使用咪唑鎓基材料对于推进CO_(2)转化,实现可持续、有效合成高附加值化学品具有巨大的前景。

关键词： CO_(2)电还原离子液体咪唑鎓盐氮杂环卡宾金属纳米颗粒

餐厨垃圾淀粉类代表组分生熟大米中温厌氧发酵产氢性能

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环境化学 2024年第6期43卷 2111-2121页

作者：杨煜琦卓桂华王瑛琦白雨欣陈细妹黄雅欣刘常青甄广印福建师范大学环境与资源学院、碳中和现代产业学院福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福州350007 福建省环境科学研究院福州350013 福州中城科再生资源利用有限公司福州350011 福建师范大学地理科学学院、碳中和未来技术学院福州350007 城市废物资源化技术与管理福建省高校工程研究中心福州350007 华东师范大学生态与环境科学学院上海200241

餐厨垃圾中淀粉类组分的性质是影响产氢效率的重要因素.为探究淀粉类代表组分——大米在生、熟性状下(RR、CR)的产氢效能,本文通过中温批式小瓶试验,研究不同接种比条件下生、熟大米的厌氧发酵混合体系(RR-F、CR-F)产氢及底物变化情况.... 详细信息

餐厨垃圾中淀粉类组分的性质是影响产氢效率的重要因素.为探究淀粉类代表组分——大米在生、熟性状下(RR、CR)的产氢效能,本文通过中温批式小瓶试验,研究不同接种比条件下生、熟大米的厌氧发酵混合体系(RR-F、CR-F)产氢及底物变化情况.结果表明,无论RR-F或CR-F产氢效能均随基质与种泥比(S/I)比的增大而增大,最佳S/I比为1∶1;CR产氢效能更佳,RR-F和CR-F的最大累积产氢量分别为59.62 mL·g^(−1)VS和166.97 mL·g^(−1)VS.发酵副产物以乙酸和正丁酸为主,属于丁酸型发酵;正丁酸/乙酸比值越大,累积产氢量越大.发酵过程中,可溶糖、可溶蛋白浓度和pH快速降低,总挥发酸(TVFA)浓度快速增加并逐趋于稳定.Pearson相关性分析表明,累积产氢量主要受可溶糖降解量、乙酸浓度的影响.蒸煮使CR的可溶糖析出更多,导致CR-F产氢效能明显高于RR-F.

关键词：餐厨垃圾大米生熟组分厌氧发酵产H_(2) 碳水化合物中温

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不同林龄杉木人工林土壤病毒群落特征

应用生态学报 2024年第9期35卷 2543-2551页

作者：和莉严雨亭袁程昱林秋沙于丹婷福建师范大学地理科学学院/福建省亚热带资源与环境重点实验室福州350117

为研究杉木人工林土壤病毒群落结构及功能随林分发育的动态演变特征,采集了亚热带不同林龄(8、21、27和40年生)的杉木人工林土壤样品,采用宏病毒组测序技术及生物信息学分析手段,分析土壤病毒群落结构及功能的变化,探讨二者的环境驱动... 详细信息

为研究杉木人工林土壤病毒群落结构及功能随林分发育的动态演变特征,采集了亚热带不同林龄(8、21、27和40年生)的杉木人工林土壤样品,采用宏病毒组测序技术及生物信息学分析手段,分析土壤病毒群落结构及功能的变化,探讨二者的环境驱动因子。结果表明:在亚热带杉木人工林,土壤病毒群落中有尾噬菌体的占比较高,其中长尾噬菌体科最多(19.6%~39.5%)。不同林龄杉木人工林土壤病毒群落结构差异显著,土壤病毒群落的主要驱动因子是电导率、有效磷。在亚热带杉木人工林土壤病毒编码的辅助代谢基因中,具有代谢功能的基因相对丰度最高,成熟杉木人工林土壤病毒功能的α多样性高于其他林分。不同林龄杉木人工林土壤病毒功能结构差异显著,土壤病毒功能的变化与NH_(4)^(+)-N显著相关。在杉木林林分发育过程中,病毒编码氮、磷相关的辅助代谢基因可能调控宿主微生物新陈代谢,从而对元素的生物地球化学循环过程产生潜在的影响。

关键词：杉木人工林林龄土壤病毒辅助代谢基因

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荷电可调性碳化聚合物点的合成、性能及其对槲皮素的响应研究

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光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2523-2530页

作者：翁文婷季泉彤王亚庭陈桦杰陈少云泉州师范学院化工与材料学院制药工程系福建泉州362000

以海藻酸钠(SA)为碳源,引入邻苯二胺(oPDA)为助剂,采用一步水热合成法制备新型的氮掺杂碳化聚合物点SA-oPDA CPDs。该CPDs溶液在352nm波长激发下,于462nm处有蓝绿色荧光发射信号,stokes shift可达到110nm,并显示出良好的光稳定性和激发... 详细信息

以海藻酸钠(SA)为碳源,引入邻苯二胺(oPDA)为助剂,采用一步水热合成法制备新型的氮掺杂碳化聚合物点SA-oPDA CPDs。该CPDs溶液在352nm波长激发下,于462nm处有蓝绿色荧光发射信号,stokes shift可达到110nm,并显示出良好的光稳定性和激发波长不依赖性,荧光量子产率为16.9%。碳化聚合物点保留有海藻酸钠聚合链的特征,通过静电吸附组装技术,与壳聚糖形成复合发光薄膜,具有发光器件可应用潜力。该碳点水溶液对pH值极具敏感性,随着溶液环境由酸性变化到碱性,荧光强度增加的同时伴随着荧光发射峰位置从465nm蓝移突变至425nm,相应碳点的表面荷电状态由正电荷变化为负电荷。结构和形貌表征,在高温碳化过程中,该碳点内部形成碳化发光中心,外层表面共存来源于邻苯二胺和海藻酸钠的胺基和羧基。在溶液环境中,碳点的带电状态随溶液pH值的变化而变化,出现类似两性电解质的荷电性质,并在pH 6~7存在等电点。这可能是由于碳点表面羧基的解离和胺基的质子化的共同作用,并导致溶液表现出发光可调性。CPDs在pH 6.80的溶液环境下与铅离子结合后,溶液发射的荧光从蓝色变化为蓝绿色,可实现对一定浓度铅离子的明显可视化响应。研究表明还原性的药物对该碳点荧光信号有明显的猝灭效应。槲皮素对碳点的荧光猝灭程度在7.9×10^(-6)~7.7×10^(-5)mol·L^(-1)浓度范围内,可呈现方程为I0/I=0.8788+1.6897×10^(-6)cQue的线性响应,相关系数r^(2)=0.9748,检出限LOD=1.7×10^(-6)mol·L^(-1)。

关键词：碳化聚合物点荷电可调性槲皮素响应发光薄膜

高锰酸钾对土壤粒径组分中多环芳烃的氧化修复研究

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环境科学学报 2024年第5期44卷 466-473页

作者：胡思仪罗大为陈卫锋魏然倪进治福建师范大学湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室福州350007 福建师范大学福建省植物生理生态重点实验室福州350007 福建师范大学地理科学学院福州350007

化学氧化能快速去除污染土壤中的多环芳烃(PAHs),但对土壤质量会产生较大的影响,特别是对土壤有机质(SOM)含量的影响.土壤是由不同粒径大小的团聚体组成,不同粒径组分中的SOM含量和结构不同,其富集的PAHs以及SOM被氧化剂氧化的程度可能... 详细信息

化学氧化能快速去除污染土壤中的多环芳烃(PAHs),但对土壤质量会产生较大的影响,特别是对土壤有机质(SOM)含量的影响.土壤是由不同粒径大小的团聚体组成,不同粒径组分中的SOM含量和结构不同,其富集的PAHs以及SOM被氧化剂氧化的程度可能也会不一样.将PAHs长期污染土壤分成粗砂粒(>105μm)、细砂粒(54~105μm)、粗粉粒(20~54μm)、细粉粒(2~20μm)和粘粒(研究了PAHs在不同粒径组分中的分配特征以及KMnO_(4)溶液(0.2、0.3和0.4 mol·L^(-1))对粒径组分中PAHs的氧化修复效果及其对土壤有机碳(OC)含量的影响.结果表明,不同粒径组分中PAHs含量的高低顺序为粗砂粒>细砂粒>粗粉粒>细粉粒>粘粒,占全土PAHs总量的百分比分别为45.64%、30.87%、15.07%、5.66%和2.77%.不同粒径组分中PAHs的氧化率和OC的损失率都随KMnO_(4)溶液浓度的增加而增加.粗砂粒、细砂粒、粗粉粒、细粉粒和粘粒中PAHs氧化率范围分别为30.46%~36.81%、21.37%~25.01%、9.31%~12.23%、3.68%~4.51%和2.18%~2.57%,OC损失率范围分别为0.37%~7.78%、1.98%~6.39%、0.27%~1.79%、3.63%~6.14%和4.32%~8.79%.随着土壤粒径的减小,KMnO_(4)溶液浓度的增加对PAHs氧化率提高的程度越来越小,但OC的损失率越来越大.在0.2 mol·L^(-1)KMnO_(4)溶液氧化下,粗砂粒和细砂粒(>54μm组分)中PAHs的氧化量之和占全土的51.47%,OC损失量之和占全土的2.35%;粗粉粒、细粉粒和粘粒(54μm粒径组分进行氧化修复既能降低土壤中PAHs的环境风险,又能保持OC含量,可以为PAHs污染土壤的化学氧化修复提供参考.

关键词：多环芳烃粒径组分高锰酸钾氧化修复有机碳

基于羧甲基纤维素包裹铜纳米颗粒复合材料电化学传感器检测牛奶中诺氟沙星

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食品科学 2024年

作者：李胜男胡民康秦伯扬杨文冯俊杜海军贵州民族大学化学工程学院贵州省农业科学院茶叶研究所伊犁师范大学化学化工学院

以羧甲基纤维素（carboxymethyl cellulose， CMC）包覆的铜纳米颗粒（copper nanoparticles，Cu NPs）和碳黑（carbon black，CB）为原料，制备CMC@Cu/CB复合材料，构建检测诺氟沙星（norfloxacin，NFX）的高灵敏度电化学传感器。基于... 详细信息

以羧甲基纤维素（carboxymethyl cellulose， CMC）包覆的铜纳米颗粒（copper nanoparticles，Cu NPs）和碳黑（carbon black，CB）为原料，制备CMC@Cu/CB复合材料，构建检测诺氟沙星（norfloxacin，NFX）的高灵敏度电化学传感器。基于扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和X射线衍射等手段对CMC@Cu/CB结构和形貌进行表征，在玻碳电极（glassy carbon electrode，GCE）表面滴铸复合材料悬浮液，制备CMC@Cu/CB/GCE传感器。结果表明，CMC@Cu/CB/GCE呈均匀分散的球状，传感器对NFX具有良好的电流响应，线性范围为0.4～100 μmol/L，检出限为0.24 μmol/L(RSN＝3)，此外，该修饰电极对实际样品中NFX的测定具有良好的灵敏度和稳定性，对牛奶提取物中NFX的测定回收率为98.8%～112.5%。同时，由于实验过程中原材料价格低廉，传感器的制备成本极低，在实际检测中具有良好的应用前景。

关键词：电化学传感器诺氟沙星铜纳米颗粒羧甲基纤维素