关键词： 高温质子交换膜燃料电池   催化层   电化学性能   电沉积   膜电极  

摘要： 为提高高温质子交换膜燃料电池的输出性能，本文设计了一种基于喷涂和电沉积工艺的阴极双催化层结构，通过研究单电池在不同温度、压力以及阴极空气化学计量比条件下的输出性能以及电化学阻抗，评估双催化层设计在宽工况下的可行性以及运行稳定性。实验结果表明：双催化层设计能够改善电极界面环境，有效缓解了电沉积合成的纯Pt催化剂的中毒，双催化层HT-PEMFC在氢空条件下运行的峰值功率密度值最大可达205 mW/cm2，且在本文所有运行工况中，仅在空气计量比为1.5时观察到电池出现运行不稳定现象。在进一步的电化学阻抗谱实验中，与150℃相比，190℃时阴极传质阻抗反常增大了55.0%，欧姆阻抗降低了35.1%；压力从0增大至2×105Pa时，阴阳极电荷转移阻抗分别降低了44.6%和29.6%，阴阳极传质阻抗分别增加了57.1%和33.3%，略微促进了质子的传递；阴极空气计量比从1.5增大至3.5时，阴极电荷转移与传质阻抗分别降低了92.5%和71.7%，但过高的计量比不利于阳极电荷转移过程。

关键词： 球墨铸铁   电化学   消防水   腐蚀形貌   核电站   摩擦磨损   表面轮廓  

摘要： 目的阐明球墨铸铁在核电站消防水环境中的电化学和磨损行为，为其安全服役和寿命评估提供支撑。方法通过电化学测试和浸泡实验研究了模拟消防水环境下球墨铸铁管道的电化学性质和腐蚀速率，利用摩擦磨损仪获取了腐蚀后样品的摩擦系数，结合SEM、EDS和白光干涉仪等手段分析了腐蚀后样品的表面形貌、腐蚀产物、三维轮廓特征和磨损深度等信息。结果 随着时间的延长，球墨铸铁在模拟消防水环境下的开路电位（OCP）值和电化学阻抗值逐渐减小，腐蚀电流密度则增大近1倍，说明球墨铸铁的电化学活性有所增加，耐蚀性明显减弱。随着浸泡时间延长至30天，球墨铸铁在模拟消防水环境中的腐蚀速率呈现出逐渐降低的过程，厚度损失由约30.2毫米/年下降至5.56毫米/年。铸铁表面腐蚀产物逐渐聚集，产物主要由Fe的氧化物组成。去除腐蚀产物后，铸铁表面呈现出全面的非均匀腐蚀特征，且腐蚀坑的深度随浸泡时间的增加而不断增大。浸泡后球墨铸铁的摩擦系数随着浸泡时间的延长而逐渐增大，摩擦后的表面沟槽深度由2.25mm逐渐增加至约21.32mm。结论球墨铸铁在模拟核电站消防水环境中的耐蚀性能和耐磨性能随着浸泡时间的延长而逐渐降低，且腐蚀速率呈现幂函数降低的形式，而摩擦深度呈现幂函数增加的趋势。

关键词： 察汗斯拉图盆地   拱南凹地   浅层卤水   水化学特征   浅层卤水形成机制  

摘要： 钾盐作为我国紧缺战略性非金属矿产，对保障我国粮食安全和社会经济稳定发展具有重要意义。近年来，柴达木盆地含钾卤水资源开发面临着部分钾矿资源枯竭及难以满足我国钾资源需求持续增长的挑战，亟需发现新的钾矿资源以满足需求。目前，关于察汗斯拉图盆地拱南凹地浅层卤水的地球化学特征及其形成机制尚缺乏系统研究，相关数据较为匮乏。本研究对察汗斯拉图盆地拱南凹地浅层卤水中的常量和微量元素含量进行了系统的测试与分析。结果表明：该区浅层卤水的TDS值为277.86～337.45 g/L，指示其经历了显著的蒸发浓缩作用。在主要离子组分方面，拱南凹地浅层卤水中Na+、Cl-离子占主导位置，在Piper图上呈现明显的Na-Cl型区域特征。研究显示，该区域浅层卤水K含量为4.69～9.94 g/L，平均为6.65 g/L，显著高于工业开采品位。B和Li微量元素，其含量分别为29.11～77.21 mg/L（均值45.87 mg/L）和5.08～8.87 mg/L（均值6.63 mg/L），远低于工业开采品位。根据Hardie和Eugster水化学分类原理，拱南凹地浅层卤水的水化学类型为硫酸镁亚型（Cl-SO4）。研究认为，拱南凹地浅层卤水中的K元素主要来源于阿尔金山系含钾花岗岩的风化作用，并通过蒸发浓缩作用富集；B元素主要来源于相对富B的蛇绿岩，而Li元素主要来源于区域基岩的风化剥蚀作用，其中Li还受到黏土矿物的吸附/解吸及次生矿物共沉淀等多重因素的影响。

关键词： 锂离子电池   氧化铝   表面改性   负极材料  

摘要： 石墨是重要的锂离子电池负极材料，但天然石墨的初始库伦效率低、循环稳定性和倍率性能较差等缺点限制了其应用。为了提高石墨结构稳定性及其电化学性能，以Al(NO3)3·9H2O为铝源，利用氨水进行pH调节，采用沉淀法在石墨表面均匀包覆了一层Al（OH）3，并进一步热处理制备了Al2O3包覆石墨负极材料。此方法与原子层沉积法相比，有着过程简单和成本低廉的优点，比溶胶-凝胶法反应进程更好控制且能耗更低。当Al2O3包覆质量分数为1.03%时，获得了表面光滑的改性石墨，Al2O3包覆层可起到预成型固态电解质界面（SEI）的作用，降低了SEI膜的再生及锂离子的损耗。电化学性能试验表明，该材料在充放电过程中表现出优异的倍率性能及循环稳定性，将原料石墨和1.03%Al2O3包覆改性的石墨负极材料分别与锂片组装成锂离子电池，在0.1C（1C=372 mA·h/g）的电流密度下，充放电循环100次后，其比容量分别为212.59 mA·h/g和354.37 mA·h/g，容量保持率分别为67.99%和98.59%。

关键词： QSAR   生物富集因子   梯度提升决策树   化学品   Morgan分子指纹  

摘要： 化学品污染的现状日益严重，会对人类健康和生态环境构成风险。因此，在使用化学品之前评估其对环境的潜在危害是非常必要的。化学品的生物富集因子(bioconcentration factor， BCF)是其主要参数之一。然而，由于化学品种类繁多，且通过实验测定耗时低效，鉴于这一现状，开发出高效的BCF预测模型具有重要意义，本研究使用Morgan分子指纹来作为输入特征，并选择了极端梯度回归树(gradient boosting regression tree， GBRT)模型来预测BCF值，采用谷本相似度来表征适用性域，通过夏普利加性解释(Shapley additive explanations)对分子结构的特征重要性进行分析。结果表明具有氯代烃、氯代芳香烃、芳香烃、芳香碳子结构的化学品更容易在生物中积累，表现出较高的BCF值。相反，具备羟基、乙烯碳的化学品则表现出较低的生物富集倾向，其BCF值相应偏低。这一发现为评估化学品的环境风险提供了新的视角和依据。

关键词： 分析化学   实验教学   质谱分析   化学教育   非共价相互作用  

摘要： 针对传统分析化学实验课程教学中仪器分析缺失等问题，本研究基于成果导向教育（OBE）理念，提出综合实验的育人目标、素养目标和课程目标。在此背景下，以软电离质谱技术为核心，结合非共价相互作用的教学内容，设计了电喷雾质谱（ESI-MS）测定双链脱氧核糖核酸（DNA）和天然药物柚皮苷非共价相互作用的综合实验。该实验面向本科三年级学生，以选修形式开放。实施过程践行线上、线下混合式教学模式，包含课前预习、课中实践和课后复盘环节，搭建了完备的教学平台。实验流程具体包括样品溶液配制、双链DNA的退火合成、药物与DNA反应以及质谱分析和数据处理，体现了多学科交叉知识的综合运用。学生运用ESI-MS负离子和正离子分析模式，结合一级和二级质谱（MS/MS）数据，深入探讨柚皮苷与目标DNA的结合计量比、相对结合强度和作用力类型等信息。实验考评从预习、操作到成果展示全方位评估学生的综合能力，实行过程性评价，构建了完整的教学体系。本实验将基础知识与科研前沿相融合，操作安全、易行，具有很强的趣味性、拓展性和创新性。该实验的开展不仅丰富了分析化学课程的教学内容，激发学生的科研兴趣，锻炼学生全面的思辨能力，提高其安全意识，还为其未来的科研工作奠定了坚实基础，实现了全面育人的实验教学目标。

关键词： 沥青焦   煅烧   碳微观结构   演变   性能  

摘要： 沥青焦作为一种关键的功能性炭素材料，其微观结构特征直接决定着最终产品的理化性质与应用性能。系统研究沥青焦在煅烧过程中微观结构演变进程以及微观结构与宏观性能之间的关联性对沥青焦高附加值利用意义重大。本研究在不同煅烧温度（600-1400℃）下对光学显微结构迥异的三种沥青生焦（XQ、XW、GY）进行煅烧，利用偏光显微镜、SEM、XRD和Raman光谱等手段探究各焦样的微观形貌、碳微晶结构等差异。将经1400℃煅烧后的三种沥青焦应用于锂离子电池负极材料中评价它们的电化学性能。结果表明，煅烧温度对沥青焦微观结构有序化进程具有显著调控作用。随着温度升高，沥青焦的各向异性程度逐渐提升，碳层平面取向度提高。实际上，XW系列焦样中有序排列的针状结构有效降低了煅烧过程中的体积膨胀，显示出高真密度低粉末电阻率。镶嵌结构显著提升了XQ系列焦样的显微强度。XW-1400在锂离子电池负极材料中表现出优异的首次库伦效率（72.5%）和可逆比容量（384.15 mAh/g）。因此，通过调控生焦的初始光学结构和煅烧工艺参数，能够有效优化沥青焦的微观结构特征，进而实现对其宏观性能的精准调控。

关键词： 掺氢天然气   分离   电化学氢泵   膜电极   质子交换膜  

摘要： 氢能产业已成为全球能源转型的重要战略，为实现大规模、远距离和低成本氢能转运，利用天然气管网进行氢气混合输送具备规模化应用的可行性。但掺氢天然气中氢气含量通常较低，应用前需将氢气与天然气进行分离。电化学氢泵技术是以电为驱动力，以膜为质子传导和气体阻隔介质的氢气提纯与压缩技术，具有高选择性和氢源适应性，可同时实现氢气提纯与压缩，是掺氢输送并对接应用端的有效途径。本文对比了氢气分离提纯的常用方法，介绍了电化学氢泵的工作原理、主要功能、关键部件及其研究进展。重点分析了核心部件的质子交换膜的研究进展，主要包括聚合物质子交换膜和混合基质型质子交换膜。对电化学氢泵用于掺氢天然气分离的前景和挑战进行了展望。

关键词： “农科教”融合   “农化”特色   化学类专业   复合应用型人才  

摘要： 新农科背景下，推动“农化”背景丰富的化学类复合应用型人才的培养与供给，突出化学化工对农业农村现代化发展的支撑、赋能和催化作用意义重大。青岛农业大学化学与药学院依托学校农业学科优势，积极践行“化学+农业+N”路径，打造“以工强农、以融兴农”人才培养新范式。首先，以培养方案修订为引导，重塑“3平台-2模块-2体系”人才培养体系，打造了“农化”特色鲜明的专业特色课程体系，深化化学与农业的专业知识、涵养“三农”情怀；其次，打破学科融合壁垒，探求“农化”特色科研方向和成果，推进“科教融合”育人；再者，遵循平台开放共享理念，搭建“两线三面一融通一目标”的学科及专业群大平台布局，汇聚“产科教”优质资源协同育人；同时，建立健全配套管理体制机制，为“农科教”融合赋能农业背景丰富的复合应用型化学类专业人才培养提供制度支撑。

关键词： 电化学检测   葡萄糖   Ni(OH)2   NiOOH   普鲁士蓝类似物  

摘要： 以共沉淀法制备的普鲁士蓝类似物（PBA）为前驱体，采用循环伏安法（CV）在碳布（CC）上制备了具有立方框架结构的修饰电极Ni（OH）2-NiOOH/CC,并用于葡萄糖的检测，探讨了柠檬酸钠对其检测性能的影响。在优化实验条件下，Ni（OH）2-NiOOH/CC的峰电流与葡萄糖的浓度在0.1～1665μmol·L-1范围内呈现良好的线性关系，检测灵敏度高达3045μA·mL·mol-1·cm-2,检测限（S/N=3）低至0.02μmol·L-1。同时，Ni（OH）2-NiOOH/CC具有优异的重现性、稳定性和抗干扰能力。在人血清样品检测中，回收率在98.8%～103.7%之间，表明Ni（OH）2-NiOOH/CC具有良好的应用前景。