Fabrication and Lithium-Storage Performances of Graphene-Wrapped Cu_(2+1)O/Cu Composites

半导体的能级结构和金属-半导体异质结的结构及性质对金属-半导体复合材料的导电性能具有重要影响.优化半导体相的能级结构和金属-半导体接触界面的势垒是增强金属-半导体型复合电极材料导电能力,提高复合电极材料储锂性能的重要途径.采用水热反应-原位热还原法制备石墨烯包覆Cu2+1O/Cu复合材料.根据SEM和Xrd研究结果,Cu2+1O(金属过剩型Cu2O)和Cu复合体被均匀包裹在柔性石墨烯层中.充放电结果表明,石墨烯包裹Cu2+1O/Cu复合材料电极具有较高的充放电容量和优异的循环性能,50 MA g-1充放电的首周充电和放电比容量分别为773和438 MA H g-1,60周的容量保持率为84%;同时也具有很好的倍率性能,表明石墨烯包裹Cu2+1O/Cu复合材料具有良好的金属-半导体异质结界面的结构和优异的导电性能.Materials with hybrid metal-semiconductor nanostructures,such as graphene-metal oxides and carbon nanotube-metal oxides,have been intensively exploited as electrode material for lithium ion batteries in recent years.It was found that the structures and properties of the metal-semiconductor herterojunction and the energy level structures of the semiconductor are essential for the conductance of the metal-semiconductor composite.It is thence believed that the conductance,and thus the lithium-storage performance,of the metal-semiconductor composite can be improved by tuning the structures of the metal-semiconductor herterojunction and the energy level structures of the semiconductor.Metal excess defects can occured in metal oxide crystals due to the anions are absent from their lattice sites or the presence of extra cations at interstitial sites.In the metal excess type metal oxide,the electric transport is mainly by "excess" electrons which are present for maintaining the electrical neutrality,and thus possesses a higher conductance.In this work,graphene-wrapped Cu2+1O/Cu composites were successfully fabricated by using a hydrothermal reaction followed by an in situ thermal reduction.The structures,surface morphologies and the lithium-storage performances of the obtained materials were characterized and investigated by scanning electron microscopy,X-ray diffraction and galvanostatic discharge-charge techniques.In the obtained hybrid material,highly-crystallized Cu2+1O(Cu2O with metal excess defects) successfully formed during the heat treatment processes,Cu2+1O and Cu particles were homogeneously wrapped by flexible graphene sheets with a well defined core-shell structure.Constant current charge-discharge results showed that graphene-wrapped Cu2+1O/Cu composite had a higher reversible capacity and excellent cycling stability,delivered a higher initial charge-discharge capacity of 773 and 438 mA h g-1at 50 mA g-1and superb cycling performance of 368 mA h g-1after 60 cycles,as well as a favorable rate capabilities and high rate cycling performances,indicating the high conductance and the optimized herterojunctions were achieved by the simultaneously introduction of metal excess defects,metallic copper and graphene in graphene-wrapped Cu2+1 O/Cu composites.国家自然科学基金创新研究群体科学基金(No.51221462); 江苏省研究生培养创新工程(No.CXZZ12_0943); 江苏高校优势学科建设工程资助~

基于纳米间隔电极对的DNA分子结电输运的研究进展

脱氧核糖核酸分子是一类重要的生物分子,在生物医学领域之外,该类分子还因为其所具有的独特的双螺旋结构以及长程输运能力,在分子电子学领域也引起了研究者的极大兴趣.本文综述了近年来基于纳米间隔电极对构筑分子结这一研究范式,在构筑脱氧核糖核酸分子结以及研究后者的电输运性质等方面的研究进展.依据研究者所采用的不同纳米间隔电极对构筑技术,主要围绕裂结法和切割法两大类研究方法所展开.前者主要包括扫描隧道显微镜裂结法、导电原子力显微镜法、机械可控裂结法,后者则主要包括碳纳米管切割法、石墨烯切割法、硅纳米线切割法.在梳理不同实验方法的发展脉络、比较不同实验方法的各自特点的基础上,对一些具有代表性的关于脱氧核糖核酸分子结的研究工作进行了重点介绍,探讨了脱氧核糖核酸分子结所具有的与常规小分子体系所不同的特殊电学性质,同时对该领域的未来发展进行了展望.中南大学湘雅三医院“新湘雅人才工程”(No.20150203)国家重点研发计划(No.2017YFA0204902)国家自然科学基金(No.21722305)资助~

辣椒碱在不同溶剂中溶解度的测定与关联

应用平衡法,以辣椒碱晶体（含辣椒碱50.4%,二氢辣椒碱37.1%,降二氢辣椒碱7.9%）为原料,在262～333K温度下测定了辣椒碱在甲醇、乙醇、正丁醇等9种溶剂中的溶解度曲线,分别采用理想溶液模型、Apelblat模型和多项式经验方程对实验数据进行关联.结果表明,9种溶剂中,辣椒碱的溶解度均随温度升高而增大,辣椒碱在正丁醇中的溶解度最大,在水中的溶解度最小.计算表明,乙醚适合作为辣椒碱的冷却结晶溶剂,产率为51.23%.模型关联结果为理想溶液模型的误差较大,多项式经验方程的误差最小

辣椒碱在不同溶剂中溶解度的测定与关联

应用平衡法,以辣椒碱晶体（含辣椒碱50.4%,二氢辣椒碱37.1%,降二氢辣椒碱7.9%）为原料,在262～333K温度下测定了辣椒碱在甲醇、乙醇、正丁醇等9种溶剂中的溶解度曲线,分别采用理想溶液模型、Apelblat模型和多项式经验方程对实验数据进行关联.结果表明,9种溶剂中,辣椒碱的溶解度均随温度升高而增大,辣椒碱在正丁醇中的溶解度最大,在水中的溶解度最小.计算表明,乙醚适合作为辣椒碱的冷却结晶溶剂,产率为51.23%.模型关联结果为理想溶液模型的误差较大,多项式经验方程的误差最小

辣椒碱在不同溶剂中溶解度的测定与关联

应用平衡法,以辣椒碱晶体(含辣椒碱50.4%,二氢辣椒碱37.1%,降二氢辣椒碱7.9%)为原料,在262～333K温度下测定了辣椒碱在甲醇、乙醇、正丁醇等9种溶剂中的溶解度曲线,分别采用理想溶液模型、Apelblat模型和多项式经验方程对实验数据进行关联.结果表明,9种溶剂中,辣椒碱的溶解度均随温度升高而增大,辣椒碱在正丁醇中的溶解度最大,在水中的溶解度最小.计算表明,乙醚适合作为辣椒碱的冷却结晶溶剂,产率为51.23%.模型关联结果为理想溶液模型的误差较大,多项式经验方程的误差最小

由辣椒粉浸出液萃取辣椒碱

以市售干辣椒为原料、95%乙醇为浸出剂,实验研究了溶剂萃取法由辣椒粉浸出液中萃取纯化辣椒碱的工艺条件.在模拟体系和实际体系中均以正己烷和乙酸丁酯为萃取剂,考察了pH值和有机相/水相体积比对辣椒碱收率的影响.结果表明酸化萃取步骤为工艺控制步骤.模拟体系中pH值为11、体积比为7:1时乙酸丁酯对辣椒碱的萃取收率均大于90%,表明以乙酸丁酯为萃取剂,可以提高辣椒碱的浓缩度.实际体系萃取结果与模拟体系趋同,但约20%的辣椒碱不能被萃取.实际体系优化的工艺条件为辣椒粉用量50g,250mL95%乙醇2次浸出,辣椒碱收率为97.0%;浸出液浓缩为浸膏并溶解于NaOH溶液中,在pH值13,O/W体积比1:1时萃取,再用盐酸调节水相pH<11,O/W体积比为1:5时用乙酸丁酯萃取,辣椒碱的收率为浸出量的80%左右

由辣椒粉浸出液萃取辣椒碱

以市售干辣椒为原料、95％乙醇为浸出剂，实验研究了溶剂萃取法由辣椒粉浸出液中萃取纯化辣椒碱的工艺条件．在模拟体系和实际体系中均以正己烷和乙酸丁酯为萃取剂，考察了pH值和有机相，水相体积比对辣椒碱收率的影响．结果表明酸化萃取步骤为工艺控制步骤．模拟体系中pH值为11、体积比为7：1时乙酸丁酯对辣椒碱的萃取收率均大于90％，表明以乙酸丁酯为萃取剂，可以提高辣椒碱的浓缩度．实际体系萃取结果与模拟体系趋同，但约20％的辣椒碱不能被萃取．实际体系优化的工艺条件为辣椒粉用量50g，250mL95％乙醇2次浸出，辣椒碱收率为97．0％；浸出液浓缩为浸膏并溶解于NaOH溶液中，在pH值13，O／W体积比1：1时萃取，再用盐酸调节水相pH〈11，O／W体积比为1：5时用乙酸丁酯萃取，辣椒碱的收率为浸出量的80％左右

好氧和厌氧条件下Acidithiobacillus ferrooxidans菌对Fe3＋氧化FeS2的影响

嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans：A.ferrooxidans菌）是目前研究得最多的浸矿细菌,其能量代谢途径复杂多样。在好氧和厌氧气氛下,分别对Fe3＋浸出黄铁矿及A.ferrooxidans菌对Fe3＋氧化浸出黄铁矿的影响进行了研究,并且利用A.ferrooxidans菌构建微生物燃料电池,研究在不同气氛下A.ferrooxidans菌对电子传递过程的影响。结果表明：在好氧和厌氧气氛下,加菌时的黄铁矿浸出率比无菌时的分别提高了40.03%和27.76%。在好氧和厌氧气氛下,A.ferrooxidans菌均可以提高电子传递速率,进而加快氧化还原反应的进行,说明A.ferrooxidans菌在厌氧环境下,能以Fe3＋为电子受体、含还原性硫的黄铁矿为电子供体来进行呼吸作用,获得生命活动所需的能量。在实验结果和前人工作的基础上提出在厌氧情况下,A.ferrooxidans菌进行呼吸作用的一条可能的路线图

硫酸铵焙烧法浸出镍磁黄铁矿中有价金属

将镍磁黄铁矿与（NH4）2SO4混合后在高温下焙烧,考察（NH4）2SO4用量、浸出温度、浸出时间和稀硫酸浸出液的pH值对焙烧产物中金属元素浸出率的影响,并在氨水-（NH4）2SO4混合溶液中浸出焙烧产物。结果表明：在不同情况下,Ni和Cu的浸出率较高,Mg和Fe的浸出率较低;氨性溶液有利于Ni和Cu的浸出,总氨浓度为7 mol/L时,Ni和Cu的浸出率分别为89.56%和79.35%;低pH值的稀硫酸溶液有利于Mg和Fe的浸出,pH值为0.5时,Mg和Fe的浸出率分别为61.39%和62.56%。由扫描电镜-能谱分析和XRD分析可知,矿样中Ni和Cu大部分被浸出;由于焙烧产物中部分Mg和Fe以铁酸钙和硅酸镁等形态存在,Mg和Fe的浸出率较低