氧化亚铜

1.文章信息标题：Sunlight-drivenphotocatalyticoxidationof5-hydroxymethylfurfuraloveracuprousoxide-anataseheterostructureinaqueousphase中文标题：水相中氧化亚铜-锐钛矿异质结上太阳光驱动的5-羟甲基糠醛催化选择氧化页码：AppliedCatalysisB:Environmental320(2023)122006DOI：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.1220062.文章链接https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.1220063.期刊信息期刊名：AppliedCatalysisB:EnvironmentalISSN：0926-33732021年影响因子：24.319分区信息：中科院一区Top涉及研究方向：化学4.作者信息第一作者是：云南大学张奇钊；通讯作者：云南大学方文浩。5.光源型号：CEL-HXF300-T3文章简介将5-羟甲基糠醛（HMF）选择氧化为2,5-二甲酰基呋喃（DFF）是糠醛类生物质平台分子转化利用的重要途径之一。DFF是合成糠基生物聚合物、药物中间体、杀菌剂以及荧光剂等的重要单体。传统的热催化氧化技术通常依赖于苛刻的温度和氧压，容易诱发安全和环境隐患。因此，迫切需要开发在温和条件下高效转化HMF为DFF的环境友好型催化体系。于是，光催化氧化技术，因为具有光生空穴和氧气存在下产生的活性氧物种可以在温和条件下驱动该反应的进行而成为科学家们研究的热点。然而现有的金属氧化物光催化剂的制备大部分较为复杂或者以有机试剂（即乙腈、三氟化苯等）作为反应溶剂导致较高的制备成本和环境污染。因此，非常需要低成本、易于制备和易于调节的氧化物催化剂。此外，使用水代替有机溶剂作为反应介质更环保，但对于金属氧化物催化剂来说可能具有很大的挑战性。因为作为副产物的水往往会阻碍正向反应，并且水也可能加剧金属浸出。基于上述研究背景，云南大学化学科学与工程学院方文浩教授课题组通过化学还原沉淀法制备了具有p-n异质结的(Cu2O)x‖TiO2光催化剂，实现了以H2O为反应溶剂，O2作为氧化剂，在无任何添加剂条件下高效利用太阳光催化氧化HMF制DFF。通过调变两种金属的比例和二氧化钛的晶相，深入研究了催化剂能带结构对反应机理的影响。研究发现Cu2O的含量决定HMF的转化率，而TiO2的晶相（即锐钛矿和金红石）影响DFF的选择性。通过清除剂实验研究揭示了空穴（h+）会将HMF深度氧化为CO2，而单线态氧（1O2）能够将HMF选择氧化为DFF。结合莫特肖特基曲线和价带谱数据可以推出半导体的能带结构，由此可得Cu2O的价带位置显然比HMF氧化为DFF的氧化电位更正，但比DFF的氧化电位更负。这表明Cu2O的价带上的光生空穴可以将HMF氧化成DFF，但不能进一步氧化DFF。相反，TiO2的价带位置比DFF的氧化电位更负，因此TiO2价带上的光生空穴能够进一步氧化DFF。p-n异质结的形成不仅抑制了TiO2上羟基自由基（•OH）的产生，而且还促进了O2在Cu2O上活化产生1O2。因此p-n异质结的形成增强了Cu2O的氧化还原能力同时增强了TiO2光利用效率。此外，通过光致发光谱，光电流响应以及电化学阻抗谱表征发现(Cu2O)0.16‖TiO2(A)具有最佳的光生电子和空穴的分离效率以及最佳的电荷迁移效率。与此相对应的，(Cu2O)0.16‖TiO2(A)催化剂在水相、35℃、10mLmin-1O2和模拟太阳光下的温和条件下（如图1所示），产生64.5mggcatal.-1h-1的DFF生成速率。这是目前文献报道的以水为反应介质金属氧化物光催化剂上取得的最佳结果。此外，该催化剂可直接在太阳光和空气下工作，且多次循环使用未见失活。该工作通过一系列的光电性质与形貌表征，深入揭示了异质结催化剂中两种半导体间的强相互作用。研究了在光催化反应过程中光生空穴与各个活性氧物种的作用。并通过能带结构解释了晶相与催化活性的构效关联问题。期望本研究建立的反应选择性和能带结构之间的关系可以应用于其他异质结光催化体系。

项目简介：项目仪器：HT8500大气氧化亚氮激光开路分析仪项目时间：2024年3月项目地点：中国科学院栾城农业生态系统试验站项目内容：华北平原北部（小麦-玉米）农田N2O排放观测实验 项目背景：全球粮食生产在满足不断增长的人口需求的同时，还面临着确保环境可持续性的巨大挑战。农业被认为是人为排放一氧化二氮（N2O）的最大来源，而其中农田的氮肥施用（包括化肥和有机肥）则是N2O排放的主要贡献者。N2O是一种强效的温室气体，对全球变暖有显著影响，因此，减少农田N2O排放对于将全球升温控制在2°C以内至关重要。 应用案例：2024年3月，昕甬智测HT8500大气氧化亚氮激光开路分析仪被部署到中国科学院栾城农业生态系统试验站，进行华北平原北部小麦-玉米农田N2O排放观测实验。栾城试验站位于华北平原的核心地带，属暖温带半湿润季风气候区，是研究该区域农业生态系统的理想场所。试验站的土壤主要为潮褐土，生态类型则以小麦和玉米两熟制农田为主。该区域代表了华北平原北部典型的高产农业生态系统，覆盖面积达4.98万平方km2，耕地3800万亩，具有集约高产、资源约束、井灌农业和城郊农业等特点。本次观测实验聚焦于华北平原北部小麦-玉米农田的N2O排放。通过持续监测N2O排放情况，研究人员能够更好地了解农田管理措施对温室气体排放的影响，从而为减排政策的制定提供科学依据。此次实验的核心目标是量化农田N2O排放量，并分析不同农田管理模式下N2O排放的变化情况，以期找到更加环保和可持续的农业生产方式。 仪器介绍：HT8500大气氧化亚氮激光开路分析仪是此次观测实验的核心设备。该仪器由海尔欣昕甬智测自主研发，基于量子级联激光技术，通过对目标气体特征吸收峰的精确测量，实现对N2O浓度的实时监测。HT8500具备高灵敏度和高精度的特点，能够在复杂的环境条件下稳定运行，特别适合于农业生态系统和环境监测的长期观测任务，为科研人员提供可靠的数据支持。 此次在栾城农业生态系统试验站开展的N2O排放观测实验，为了解华北平原北部小麦-玉米农田的温室气体排放提供了宝贵的数据支持，从而为制定更加科学、环保的农业管理措施奠定坚实基础。 1.开放式光腔，超灵敏，响应快速①　中红外激光技术实现灵敏的大气氧化亚氮浓度测量②　避免闭路仪器管道吸附问题造成的延迟，实现10Hz无损高频浓度输出③　无需采样泵，无需采样管路及样品预处理，维护简单2.适应于各类现场部署的便携式设计①　强大的环境适应性和抗震性②　选用低热膨胀材料，减少结构形变和系统漂移③　镜片加热设计，避免冷凝结露而导致信号丢失3.适合无电网区域和移动平台①　低功耗，能以太阳能电池板或蓄电池供电②　重量轻，便于在偏僻台站或小型车辆上部署和维护HT8500大气氧化亚氮激光开路分析仪在栾城农业生态系统试验站的成功应用，为推进农业绿色发展和环境保护提供了重要支持。海尔欣昕甬智测将继续致力于环保科技创新，为全球可持续发展贡献力量。

黄酒是中华民族的传统酒，也是华夏瑰宝。随看人们生活质量的提高和健康意识的增强，人们对黄酒的类型、品质也有了更高的要求与追求。黄酒的总糖含量是区别不同类型黄酒的主要指标，根据其中的总糖含量，可将黄酒分为干黄酒、半干黄酒、半甜黄酒、甜黄酒。根据GB/T 13662-2018，总糖的测定有廉爱农法、亚铁氰化钾滴定法。1. 廉爱农法费林试剂与还原糖共沸，生成氧化亚铜沉淀。以次甲基蓝为指示液，用试样水解液滴定沸腾状态的费林溶液。达到终点时，稍微过量的还原糖将次甲基蓝还原成无色为终点，依据试样水解液的消耗体积，计算总糖含量。试样的测定：吸取试样2～10mL于500mL容量瓶中，加水50mL和盐酸溶液5mL，在68～70℃水浴中加15min。冷却后，加入甲基红指示液2滴，用氢氧化钠溶液中和至红色消失，加水定溶至500mL，摇匀，用滤纸过滤后，作为试样水解液备用。测定时，以试样水解液代替葡萄糖标准溶液，操作步骤同干型黄酒的总糖检测方法。2.亚铁氰化钾滴定法费林溶液与还原糖共沸，在碱性溶液中将铜离子还原成亚铜离子，并与溶液中的亚铁氰化钾络合而呈黄色，以次甲基蓝为指示，达到终点时，稍微过量的还原糖将次甲基蓝还原成无色为终点。根据试样水解液的消耗体积，计算总糖含量。试样的测定：（1）预滴定：准确吸取甲溶液【称取硫酸铜(CuSO45H2O)15.0g及次甲基蓝0.05g，加水溶解并定容至1000mL，摇匀】、乙溶液【称取酒石酸钾钠（C4H4KNaO64H2O）50g、氢氧化钠54g、亚铁氰化钾4g，加水溶解并定容至1000mL，摇匀】、试样水解液各5mL于100mL锥形瓶中，摇匀后置于电炉上加热至沸腾，用葡萄糖标准溶液滴定至终点，记录消耗葡萄糖标准溶液的体积；（2）滴定：准确吸取甲溶液、乙溶液、试样水解液各5mL于100mL锥形瓶中，加入比预滴定少1.00mL的葡糖标准溶液，摇匀后置于电炉上加热至沸腾，继续用葡萄糖标准溶液滴定至终点。记录消耗葡萄糖标准溶液的体积。接近终点时，滴入葡萄糖标准溶液的用量控制在0.5～1.0mL。滴定法一般使用的是玻璃滴定管，对试验人员的技术水平、实操经验和耐心的要求较高，有灌液慢、控速难，读数乱（不同人次、位置的凹液面读数可能出现偏差）三大痛点。赫施曼的光能滴定器可抽提加液、手转控制滴定速度，光能板供电无需电池；赫施曼的opus电子滴定器可通过触屏来进行灌液，可以正常滴定，也可以半滴滴定（每次出液约20uL），此外还有预滴定功能（可设定添加一定体积的滴定液，然后再继续进行常规滴定，数值累加）。这两种滴定器均为屏幕直接读数，可连接电脑输出数据，针对性解决了三大痛点，可提高工作效率、降低目视误差，无需大量实操经验，降低了培训成本和人员个体差异，所得数据也更加准确、稳定。