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中南大學(xué)劉小鶴團(tuán)隊(duì)在廉價(jià)電催化材料領(lǐng)域取得系列進(jìn)展
項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:該團(tuán)隊(duì)制備了一種負(fù)載氧化鎳(NiO)納米晶粒的聚合物氮化碳(g-C3N4, CN)二維納米片新材料，通過(guò)構(gòu)建具有金屬性的Ni-N鍵形成高導(dǎo)電界面，大幅提高了催化效率，該策略拓展至其他的過(guò)渡金屬氧化物(Co3O4、Fe2O3、CuO等)也獲得了成功。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了過(guò)渡金屬基層狀蛇紋石結(jié)構(gòu)的納米催化劑，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高效電催化。通過(guò)設(shè)計(jì)合成不同比例的Co、Ni基蛇紋石CoxNi3-xGe2O5(OH)4納米片，調(diào)節(jié)材料的電子能帶結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電特性，有效加快了催化效率，在堿性和中性條件下均表現(xiàn)出比傳統(tǒng)過(guò)渡金屬氫氧化物和商業(yè)RuO2更優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性。 此外，該團(tuán)隊(duì)以二維金屬-有機(jī)框架（2D MOF）納米片為前驅(qū)體制備了新型二維復(fù)合納米催化劑。通過(guò)引入吡啶作為抑制劑，借助溶劑熱反應(yīng)和熱處理制備了氮原子摻雜的Ni-Ni3S2@碳復(fù)合納米催化劑，大幅度提高了催化性能，為二維金屬-金屬硫化物@碳多元復(fù)合材料的合成提供了新的思路。
中南大學(xué)
2021-04-10
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二氧化碳電還原反應(yīng)高效催化材料的研究
本研究設(shè)計(jì)并合成了無(wú)定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆粒，將其應(yīng)用于二氧化碳電還原反應(yīng)中 （圖 1 ） 。 該研究工作首先通過(guò)溶劑熱法制備了 AgBiS 2 納米棒，并將其在空氣中煅燒處理，得到了組成為 Ag 0.95 BiS 0.75 O 3.1 的雙金屬硫氧復(fù)合物納米棒。在進(jìn)一步電化學(xué)還原預(yù)處理后，該復(fù)合物被轉(zhuǎn)化為無(wú)定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆粒。這種新型二氧化碳電還原催化劑在僅有 450 mV 的過(guò)電位下，實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 94.3% 的甲酸法拉第效率和 12.52 m A/ cm 2 的甲酸部分電流密度。通過(guò)與 AgBiS 2 、 Bi 硫氧復(fù)合物及 Bi 2 S 3 參比樣品進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在電化學(xué)還原預(yù)處理過(guò)程中，金屬硫化物中的 -2 價(jià)硫會(huì)轉(zhuǎn)化為 H 2 S 并離開(kāi)電極表面，只有金屬硫氧復(fù)合物中被氧化為 +6 價(jià)的硫能保留在催化劑中。后續(xù)實(shí)驗(yàn)表明 ，這一部分硫能促進(jìn)水的解離，而甲酸形成過(guò)程中所需的 H + 正是來(lái)自于 H 2 O 。因此，甲酸的生成被極大程度地促進(jìn)。另一方面， Ag-Bi-S-O 修飾 Bi 0 納米顆粒中的 Ag ，有利于電荷在電極中傳遞，提高了催化劑的電流密度。在過(guò)電位為 450 mV 時(shí)，更大的電流密度可以提高陰極附近的局域 pH ，而更大的局域 pH 能進(jìn)一步提升硫促進(jìn)水解離的效用，同時(shí)抑制氫析出反應(yīng)的發(fā)生。因此，無(wú)定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆?？梢栽跇O低的過(guò)電位下將二氧化碳高活性、高選擇性地轉(zhuǎn)化為甲酸。
北京大學(xué)
2021-04-11
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模擬酶催化增強(qiáng)的納米金暗場(chǎng)免疫組化新方法
納米金由于具有獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)和表面生物分子偶聯(lián)能力以及新發(fā)現(xiàn)的模擬酶功能，而在生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)中有重要的應(yīng)用價(jià)值。將特異性抗體偶聯(lián)在金納米顆粒上構(gòu)建納米探針，可以特異地標(biāo)記腫瘤細(xì)胞，一方面可以利用其模擬酶特性進(jìn)行顯色和顯微鏡讀片，用來(lái)有效替代傳統(tǒng)的天然酶標(biāo)記顯色技術(shù)；另一方面，可以利用納米金暗場(chǎng)成像的功能，通過(guò)暗場(chǎng)顯微鏡讀片，從而省略了酶底物顯色的步驟和成本，同時(shí)可以突破前一種技術(shù)只能定性判讀的局限性，實(shí)現(xiàn)基于暗場(chǎng)光散射圖像分析的定量檢測(cè)，使得定量免疫組化檢測(cè)成為可能。經(jīng)過(guò)多年研發(fā)與攻關(guān)，我們已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)針對(duì)惡性淋巴瘤的特異標(biāo)記及雙模式檢測(cè)（模擬酶明場(chǎng)顯色和暗場(chǎng)成像）技術(shù)建立，實(shí)現(xiàn)針對(duì)臨床乳腺癌Her2檢測(cè)的模擬酶增強(qiáng)暗場(chǎng)免疫組化定量判讀，建立了定量判讀圖像分析軟件，完成臨床病例檢測(cè)120例，檢測(cè)靈敏性優(yōu)于95%，特異性優(yōu)于90%，對(duì)推動(dòng)臨床定量免疫組化技術(shù)及實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的病理診斷具有重要意義。
東南大學(xué)
2021-04-13
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揭示非典型尿嘧啶DNA糖基化酶UdgX的催化過(guò)程
通過(guò)解析蛋白脫底物及其與配體、DNA等一系列晶體結(jié)構(gòu)（圖a-c），該研究揭示了MsmUdgX獨(dú)特的催化過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)，MsmUdgX首先對(duì)含U底物的 DNA發(fā)生尿嘧啶切除作用，然后其第109位的組氨酸與單鏈DNA底物AP位點(diǎn)的糖環(huán)形成一個(gè)共價(jià)鍵，因此可以耐受變性劑的作用；同時(shí)也由于酶無(wú)法再生，從而失去其固有的尿嘧啶酶切活性。該研究共解析了五套 MsmUdgX 的晶體結(jié)構(gòu)，各自代表其催化途徑中不同階段酶所處的狀態(tài)，提出了如圖e所示的催化路徑模型，可能經(jīng)歷一個(gè)稱為“oxacarbenium”的中間體。該機(jī)制不但合理解釋了MsmUdgX酶獨(dú)特的生化性質(zhì)，而且發(fā)現(xiàn)酶在反應(yīng)中通過(guò)一種“自殺”的方式抑制其自身活性，在已知的UDG酶中尚屬首例。此外，由于MsmUdgX只存在于細(xì)菌中，研究者的MsmUdgX-DNA共價(jià)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)可能為新型抗菌藥物的設(shè)計(jì)提供新思路，具有潛在的應(yīng)用前景。
中山大學(xué)
2021-04-13
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一種鎢酸鉍納米光催化劑及其制備方法
本發(fā)明公開(kāi)了一種鎢酸鉍納米光催化劑的制備方法，將鉍源、鎢源和臨界水混合，固液分離，固體部分干燥后得到鎢酸鉍納米光催化劑。本發(fā)明還包括采用所述制備方法制得的鎢酸鉍納米光催化劑及該催化劑在光催化方面的應(yīng)用。本發(fā)明是將鉍源和鎢源在臨界水的條件下短時(shí)間混合制備鎢酸鉍納米光催化劑，操作簡(jiǎn)單，重復(fù)性好、產(chǎn)率高，且反應(yīng)時(shí)間比現(xiàn)有技術(shù)大大縮短。
浙江大學(xué)
2021-04-13
一種苯選擇加氫制環(huán)己烯催化劑的制備方法
本發(fā)明公開(kāi)了一種苯選擇加氫制環(huán)己烯催化劑的制備方法。該方法將釕前驅(qū)體溶于助劑的金屬鹽水溶液中，將該酸性溶液裝入高壓釜中，在一定溫度下液相氫還原一定時(shí)間后取出，傾析法水洗數(shù)次后，可以得到均一粒徑的釕?助劑苯選擇加氫催化劑。將制備的釕基催化劑用于液相苯選擇加氫制環(huán)己烯反應(yīng)，在苯轉(zhuǎn)化率為43%時(shí)，環(huán)己烯選擇性可達(dá)82%。該制備方法步驟簡(jiǎn)單，原料易得，成本低廉且工藝綠色環(huán)保，具有很好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
浙江大學(xué)
2021-04-13
一種苯選擇加氫制環(huán)己烯催化劑的制備方法
本發(fā)明涉及氧化銀/鈦酸鉛納米復(fù)合材料的制備方法，該復(fù)合材料由鈣鈦礦型鈦酸鉛單晶納米片和沉積在鈣鈦礦型鈦酸鉛單晶納米片上的氧化銀納米粒子組成。采用巴比妥酸輔助的光沉積法制備，通過(guò)控制光照強(qiáng)度和光照反應(yīng)時(shí)間，來(lái)調(diào)節(jié)所沉積氧化銀納米粒子的平均粒徑，得到負(fù)載氧化銀納米粒子的氧化銀/鈦酸鉛納米復(fù)合材料。該復(fù)合材料增強(qiáng)了氧化銀的催化活性，可用于指導(dǎo)氧化銀與其它半導(dǎo)體納米材料的復(fù)合。
浙江大學(xué)
2021-04-13
制備納米FeOx/NiOy/介孔材料催化劑的方法、產(chǎn)品及應(yīng)用
本發(fā)明公開(kāi)了一種制備納米FeOx/NiOy/介孔材料催化劑的方法，包括：將Ni2+與Fe3+的水溶液與介孔材料混合浸漬，干燥，焙燒，還原，制得混合相的多金屬氧化物催化劑。本發(fā)明還公開(kāi)了一種上述方法制備得到的催化劑及應(yīng)用。本發(fā)明利用介孔材料對(duì)納米粒子的生長(zhǎng)進(jìn)行空間限定，獲得粒徑均勻的納米粒子。通過(guò)鐵和鎳的共同負(fù)載進(jìn)一步改善納米粒子的形狀、粒徑和分散性，提高催化劑活性，極大提高了有機(jī)物的芬頓降解速率和雙氧水利用率。該催化劑應(yīng)用方法簡(jiǎn)單，活性組分的種類(lèi)和比例可通過(guò)還原溫度精確控制，具有多組分多價(jià)態(tài)共存的特征。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，氧化劑綠色環(huán)保，能夠直接在室溫下反應(yīng)，利用率高，具有產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用前景。
浙江大學(xué)
2021-04-13
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高性能非貴金屬電催化劑方面取得的新進(jìn)展。
通過(guò)在金屬性1T-MoS2納米薄片的表面修飾Ni2+δOδ(OH)2-δ納米粒子顯著提高了該復(fù)合物催化劑在堿性條件下的HER催化性能(圖1)。通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ni2+δOδ(OH)2-δ本身是HER惰性，但可以作為共催化劑促進(jìn)堿性或中性HER中水分子的吸附劑分解，從而加速了1T-MoS2表面活性位點(diǎn)對(duì)氫離子的還原及分子氫(H2)的析出
南方科技大學(xué)
2021-04-13
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難降解有機(jī)廢水電催化氧化處理技術(shù)及其設(shè)備的開(kāi)發(fā)
1、成果簡(jiǎn)介：（500字以內(nèi)） 電化學(xué)水處理技術(shù)是20世紀(jì)80年代末、90年代初發(fā)展起來(lái)的能夠有效處理有毒難降解污染物的先進(jìn)廢水無(wú)害化處理方法。該法的主要特點(diǎn)是能在常溫常壓下將不易降解的有機(jī)物質(zhì)完全燃燒或部分降解到可容易生物處理的程度而不帶來(lái)二次污染，具有處理效率高、操作簡(jiǎn)便、與環(huán)境兼容等優(yōu)點(diǎn)。近二十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多研究者進(jìn)行了大量研究工作，取得了較大突破。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，電化學(xué)處理成本高主要是由于電耗高。對(duì)于低濃度有機(jī)廢水，如果提高電流效率，就會(huì)降低處理費(fèi)用；對(duì)于高濃度廢水，如果將有機(jī)物部
吉林大學(xué)
2021-04-14