介孔碳-二氧化钛纳米复合材料的制备及其电化学应用

通过多巴胺的原位聚合,将聚多巴胺（PDA）均匀包裹在钛纳米管（TNTs）表面,再在氮气保护下经过高温灼烧,制备得到介孔碳-二氧化钛(MC-TiO2)纳米复合材料,进一步采用氢氟酸（HF）对该复合材料进行处理可调控其中二氧化钛的含量。将HF处理前后的复合材料分别制成锂离子电池的负电极。采用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、氮气吸附测试、X射线衍射（XRD）、热重分析（TG）等多种测试手段对复合材料进行了表征。研究结果表明：由这两种电极构成的锂电池均有较好的充-放电效率和循环稳定性;未经HF处理的复合材料（MC-TiO2）作负极的电池的电容量较低（约130 mA·h/g）,而经HF处理的复合材料(MC-TiO2)a作负电极的电池的电容量有显著提升,首次放电容量达到1 100 mA·h/g,之后的59次循环中放电容量稳定在360 mA·h/g。     

不同平均分子量PEG组合体系对合成LiFePO4/C复合材料结构与电化学性能的影响

以不同平均分子量的聚乙二醇(PEG)组合体系为纳米结构控制剂和碳源,采用旋转蒸干法制备了LiFePO₄/C复合材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和恒电流充放电测试等手段对其晶体结构、形貌与电化学性能进行了表征。结果表明：不同的PEG组合体系对LiFePO₄的晶体尺寸和颗粒形貌具有调控作用,由PEG200+PEG35K（平均分子量为35 000的聚乙二醇）组合体系制备的LiFePO₄/C颗粒呈球形,粒径细小而均匀,且具有较好的电化学性能,0.1C和1C倍率下首次放电比容量分别为168.3 mA·h/g和138.1 mA·h/g。     

二硫化钼包覆聚丙烯隔膜在锂硫电池中的应用

采用水热法合成片层状二硫化钼（MoS₂）,不添加黏结剂,通过简单真空抽滤将MoS₂包覆在聚丙烯微孔隔膜（Celgard）上,从而提高锂硫电池的性能。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、比表面积孔隙度及化学吸附分析仪（BET）对MoS₂进行了形貌和物性测试,使用电化学工作站和电池测试系统对锂硫电池进行电化学性能表征,研究了MoS₂包覆隔膜对锂硫电池穿梭效应的抑制效果。结果表明：MoS₂包覆Celgard隔膜通过吸附多硫化锂和阻挡多硫化锂的穿梭,可以有效抑制锂硫电池的穿梭效应,在400 mA/g电流密度下,首圈容量达到1 010 mA·h/g,循环150圈后容量为432 mA·h/g,性能明显优于使用空白商用Celgard隔膜的锂硫电池。     

Li3VO4/RGO纳米复合负极材料的制备及其电化学性能

钒酸锂作为锂离子电池负极材料,因具有比碳材料更高的安全性能和比钛酸锂材料更高的能量密度,成为近年来的研究热点,但导电性能差是限制其应用的主要瓶颈。为了改善钒酸锂材料的导电性,提高其比容量和倍率性能,设计构筑了具有三维结构的Li₃VO₄/RGO（还原氧化石墨烯）复合负极材料。结果表明,RGO可以抑制Li₃VO₄颗粒的团聚,典型产物中Li₃VO₄颗粒粒径为50~200 nm,均匀地分散在RGO的表面,与RGO形成良好的三维网络结构。600℃煅烧后的样品（Li₃VO₄/RGO-600）在0.5 C的电流密度下首次放电比容量达到495.6（mA·h）/g,100次循环后保有365.9（mA·h）/g;在10 C的电流密度下,放电比容量仍可保持332.9（mA·h）/g。     

锂离子电池SnO2-Si/C 负极材料的电化学性能

利用水热法合成了SnO2Si/C复合材料,利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了材料的物相和电极的微结构,结果表明,合成的复合材料中SnO2颗粒平均尺寸为5.3 nm,碳的加入抑制了活性中心Si和SnO2在循环过程中较大的结构变化,且SnO2和Si颗粒均匀地分散在碳的网络结构中,增加了复合材料的电接触。合成样品的电化学测试表明,碳的网络结构提高了SnO2Si复合材料的可逆容量和循环性能,经过400 ℃ N2处理的SnO2Si/C电极在100 mA/g的充放电密度下首次可逆容量为1 050 mAh/g,50个循环后复合材料仍然有589 mAh/g的可逆容量,库仑效率接近99.7%。在600 mA/g电流密度下,可逆容量仍然达390 mAh/g。     

聚吡咯-分级多孔碳纳米复合材料的制备及其电化学性能

以空心介孔硅球为模板,酚醛树脂乙醇溶液为碳源制得了分级多孔碳（HPCs）。以酸化处理后的HPCs为载体、对甲苯磺酸（p-TSA）为掺杂剂、三氯化铁（FeCl3）为氧化剂,通过原位化学氧化聚合法制备了聚吡咯-分级多孔碳（PPy-HPCs）纳米复合材料。采用场发射扫描电镜（FESEM）、透射电镜（TEM）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、恒流充放电、循环伏安以及交流阻抗等测试技术对复合材料进行了形貌结构和电化学性能的研究。结果表明：聚吡咯成功地包覆在HPCs的表面,随着聚吡咯含量的增加,复合材料的比容量呈现先增大后减小的趋势。当聚吡咯的质量含量为34.9%时,复合材料在电流密度为0.1 A/g时达到最大比容量（316 F/g）,在1 A/g的电流密度下循环1 000次后,比容量保持率为95.8%,聚吡咯的引入有效地提高了HPCs电极材料的电化学性能。     

基于氧化石墨烯的锂硫电池用聚乙烯隔膜的改性

通过简单刮涂法制备了氧化石墨烯（GO）涂覆改性的聚乙烯（PE）隔膜,并分析研究了GO的氧化程度对隔膜电学性能的影响。采用X射线光电子能谱分析（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、充放电实验、多硫化物透过性测试和交流阻抗等方法对GO及其改性隔膜的结构和性能进行了研究。结果表明：GO改性隔膜可以抑制锂硫电池的"穿梭效应";并且既具有较高的氧化程度,又具有较高的导电性的GO-4改性隔膜的电学性能最优;引入该隔膜的锂硫电池在0.2 C条件下,首圈放电比容量为900.0 mA·h/g,高于未改性PE隔膜的763.2 mA·h/g。     

基于动脉自旋标记技术的正常大脑后循环血流分析

目的 利用动脉自旋标记技术对正常大脑后循环进行MRI 灌注成像,测量正常大脑后循环血流量,提供正常大脑后循环供血区血流量参考值。方法 对60 例志愿者进行MRI 常规扫描和3D-ASL 灌注扫描,获得血流量图,分别测得双侧枕叶、颞叶后部、小脑半球及脑干血流量（cerebral blood flow,CBF）,结果进行统计分析。结果 测得血流量,双侧枕叶为（64.45±12.72）ml/（min·100g）,颞叶后部为（63.28±14.97）ml/（min·100g）,小脑半球为（61.75±13.54）ml/（min·100g）,脑干为（53.64±12.71）ml/（min·100g）,男性与女性的血流量未见差异;不同年龄段的血流量存在差异。结论 3D-ASL 能定量测量后循环血流量,对脑梗死的病理生理学的进一步研究有着重要价值。     

基于活化多孔碳负载聚苯胺正极和活化多孔碳负极的有机非对称超级电容器

采用KOH活化法制得高比表面积的活化多孔碳（aHPC）,借助原位化学氧化法制得疏松多孔的活化多孔碳负载聚苯胺纳米复合材料（aHPC@PANI）,并分别以aHPC及aHPC@PANI为负极与正极,以四乙基氟硼酸-乙腈为电解液,构建有机非对称超级电容器。电化学测试结果显示：在1 A/g电流密度下,aHPC@PANI正极与aHPC负极分别呈现256.7 F/g（-0.6~0.8 V）及152.4 F/g（-2~-0.6 V）的比容量;所组装的有机非对称电容器呈现宽电位窗口（2.8 V）,高的能量密度（在0.75 kW/kg功率密度下为56.2 W·h/kg）及优异的循环稳定性（循环5 000次后其比电容保持率高达92.4%）。     

优化甲硫氨酸补料策略提高重组毕赤酵母G12-CBS合成S-腺苷甲硫氨酸

重组毕赤酵母G12CBS经代谢工程改造,可高效表达重组S腺苷甲硫氨酸（SAM）合成酶,并弱化了SAM转化途径的关键酶β胱硫醚合成酶,是一株优良的SAM高产菌。为了利用G12CBS高效合成SAM,需对前体（甲硫氨酸）的补料策略进行优化。首先在摇瓶中考察了不同甲硫氨酸（LMethionine,LMet）添加量对于G12CBS的影响,发现每24 h LMet补加量超过3 mg/mL时,会影响重组菌生长和SAM合成。在15 L发酵罐中优化LMet的补料速率,当外源补料速率为0.4 g/(L·h)时SAM产量最高,分别比补料速率为0.2 g/(L·h)和0.6 g/(L·h)时提高22.2%和31.8%,达到13.01 g/L,比出发菌最高产量提高54%。代谢物及酶活测定的结果表明,较低的LMet补料速率（0.2 g/(L·h)）导致前体供应不足而影响SAM合成,过高的补料速率（0.6 g/(L·h)）可能会抑制三羧酸循环,并且影响氮源的摄取和利用,从而导致菌体生长和产物合成受到抑制。     

粘结剂炭的结构与抗氧化性

研究了中间相沥青和酚醛树脂粘结剂及其热解炭的抗氧化性，通过X－ray衍射，扫描电镜，粘结剂残炭率及炭真密度测定，综合评价中间相沥青用作镁炭砖粘结剂的可行性，结果表明，中间相沥青的抗氧化明显优于酚醛树脂，中间相沥青炭结构致密，有取向性，呈石墨化炭结构，而酚醛树脂质炭结构疏松，无取向性，呈难石墨化炭结构，中间相沥青残炭率为65．53％，炭真密度为1．91g/cm^3，酚醛树脂残炭率为49．40％，炭真密度为1．73g/cm^3，可以看出，粘结剂炭的抗氧化性取决于它的显微结构。     

大孔吸附树脂分离纯化白芍总皂苷的研究

目的 研究大孔吸附树脂分离纯化白芍总皂苷的工艺条件及参数.方法 以白芍总皂苷的吸附量和洗脱率为指标,筛选大孔吸附树脂,并研究所选树脂分离纯化白芍总皂苷的吸附和洗脱条件.结果 AB-8树脂对白芍总皂苷有较好的吸附分离性能.最佳工艺条件为:上样浓度为0.2g(生药)/ml,以10BV 70%乙醇溶液洗脱,吸附及洗脱流速均为2BV/h,洗脱液蒸干,即得纯化的白芍总皂苷提取物.纯化后白芍总皂苷含量大于60%.结论 AB-8大孔吸附树脂分离纯化白芍总皂苷是可行的.     

大孔吸附树脂纯化山蜡梅叶中总黄酮的研究

目的 研究大孔树脂纯化山蜡梅叶中总黄酮的工艺条件及参数。方法 采用静态吸附-解吸方法,以吸附量和解吸率为指标,筛选最佳树脂;又以总黄酮质量浓度为指标,考察了最佳树脂纯化山蜡梅叶中总黄酮的工艺参数。结果 8种树脂中,HPD400树脂对山蜡梅叶中总黄酮纯化效果较好,其总黄酮的静态吸附量达到17.77 mg/g树脂,解吸率为92.24%;动态吸附量为1.68 g/g树脂,用4倍柱体积蒸馏水、4倍柱体积30%乙醇洗脱除去杂质后,换用70%乙醇6倍柱体积洗脱,总黄酮质量分数为31.4%,总黄酮转移率为88.4%。结论 HPD400型大孔树脂在所确定的工艺条件下,可较好地纯化山蜡梅叶总黄酮。     

交联羧甲基壳聚糖树脂的制备及其对尿素的吸附性能研究

目的研究交联羧甲基壳聚糖对尿素吸附剂性能。方法以壳聚糖为原料,用微波辐射法制成了羧甲基壳聚糖,再通过戊二醛交联,制成了交联羧甲基壳聚糖。研究了交联羧甲基壳聚糖对尿素的吸附性能,探讨了吸附时间、溶液的pH值、吸附温度、尿素的起始浓度、交联程度等对吸附的影响。结果交联羧甲基壳聚糖对尿素具有较高的吸附容量和较高的选择性,在戊二醛用量为4 mL、pH值为8、尿素的初始浓度为2mg/mL时,其吸附量达90.5 mg/g。结论交联羧甲基壳聚糖对尿素的吸附性能较好,是一种具有发展前景的尿素吸附剂材料。     

N-辛基-N-季铵化壳聚糖/CMCNa复合胶束的制备、表征及安全性评价

制备N-辛基-N-季铵化壳聚糖(NTMC)胶束,并用羧甲基纤维素钠(CMCNa)对胶束进行包覆以获得安全、稳定的复合胶束制剂。由辛基化和季铵化反应合成NTMC,并考察其临界胶束浓度;通过超声-透析法制备NTMC胶束,测定胶束的包封率和载药率;使用CMCNa对NTMC胶束进行包覆,考察包覆前后胶束的形态、粒径、Zeta电位以及细胞毒性和溶血性的变化。所制得的NTMC的辛基取代度为(37.5±3.6)%,季铵基取代度为48.4%,具有较低的临界胶束浓度(35.6μg/mL)。NTMC胶束粒子呈球形,粒径为(224.6±8.4)nm,Zeta电位为+(44.7±4.5)mV,对紫杉醇的载药率高达(40.2±2.2)%,包封率为(34.4±1.7)%。NTMC/CMCNa复合胶束粒子较不规则,略呈球形,粒径为(302.4±27.3)nm,Zeta电位为-(37.4±6.2)mV。与NTMC胶束相比,NTMC/CMCNa复合胶束的细胞毒性及溶血性大大降低。结果表明:NTMC胶束对难溶性药物(如紫杉醇)有很好的增溶效果,通过CMCNa包覆,可以屏蔽NTMC胶束的强烈正电荷,显著提高制剂的安全性。     

大孔吸附树脂纯化槟榔中总鞣质的研究

目的 以槟榔中的总鞣质为纯化对象,比较8种大孔树脂的静态吸附过程,筛选出适合吸附槟榔总鞣质的树脂,并探索总鞣质在所选树脂上的吸附和解吸工艺条件。方法 采用磷钼钨酸-干酪素比色法测定总鞣质的含量,计算树脂的吸附量、吸附率和解吸率,利用单因素实验研究大孔吸附树脂分离纯化槟榔中总鞣质的最佳工艺条件。结果 选择HPD-826大孔树脂,其对总鞣质的饱和吸附量为46.65 mg/g;HPD-826树脂对槟榔中总鞣质的最佳纯化工艺为：上柱液中总鞣质质量浓度为4.30 mg/mL,上样液体积3.5 BV,上样流速2 BV/h,洗脱液乙醇体积分数70%,洗脱液体积3 BV。结论 HPD-826型大孔树脂表现出较好的吸附性能与解吸效果,能很好地富集纯化槟榔中的总鞣质。     

快速混合法制备超级电容器用聚苯胺-活性炭复合材料

采用快速混合法制备聚苯胺-活性炭复合材料。通过扫描电镜、红外光谱等手段表征材料的形貌结构,通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等技术测试了材料的电容特性。研究结果表明：制备的纯聚苯胺具有纳米纤维结构,但存在团聚问题;活性炭的加入抑制了纳米纤维之间的团聚,修饰了多孔形貌,降低了电荷传递阻抗,材料的功率特性得以改善,循环性能表现良好。当活性炭的用量为20%时,复合材料的比电容达371 F/g,1 000次循环的比电容保持率为66.6%;电流密度由0.2 A/g增加至1.5 A/g,比电容下降小于5 F/g。