网络药理学写论文的材料素材:
1、从要研究的方剂/中药中获得有效成分。
2、根据有效成分预测靶基因。
3、根据表型获得对应的靶基因。
4、有效成分对应的靶基因与表型对应的靶基因取交集。
5、构建中药/方剂有效成分靶基因网络。
写作技巧
基于系统生物学的理论,对生物系统的网络分析,选取特定信号节点(Nodes)进行多靶点药物分子设计的新学科。网络药理学强调对信号通路的多途径调节,提高药物的治疗效果,降低毒副作用,从而提高新药临床试验的成功率,节省药物的研发费用。
其中中药/方剂通过某某基因调节某某通路治疗表型的研究,研究侧重于细节研究,把网络药理学当作筛选靶基因、通路的手段,再用常规的分子生物学、细胞生物学的技术加以验证。如果研究细节到位,可以冲击3-10分作用的SCI期刊。
论文写作,先不说内容,首先格式要正确,一篇完整的论文,题目,摘要(中英文),目录,正文(引言,正文,结语),致谢,参考文献。规定的格式,字体,段落,页眉页脚,开始写之前,都得清楚的,你的论文算是写好了五分之一。然后,选题,你的题目时间宽裕,那就好好考虑,选一个你思考最成熟的,可以比较多的阅读相关的参考文献,从里面获得思路,确定一个模板性质的东西,照着来,写出自己的东西。如果时间紧急,那就随便找一个参考文献,然后用和这个参考文献相关的文献,拼出一篇,再改改。正文,语言必须是学术的语言。一定先列好提纲,这就是框定每一部分些什么,保证内容不乱,将内容放进去,写好了就。参考文献去中国知网搜索,校园网免费下载。 合适采纳
大专药学毕业论文写法:
摘要:
本文主要阐述中药炮制原理的研究内容与研究方法,研究内容包括:文献整理及经验总结、炮制原理及炮制理论、炮制方法、饮片质量标准的研究。研究方法包括:应用文献学、实验药理学、化学、临床疗效观察、多学科结合的方法进行研究。
文献整理及经验总结首先要搞清炮制的历史和现状。炮制的历史文献比较分散,现代的炮制经验多数是“师徒相传,口传心受”继承下来,各地遵循不一。每类炮制方法及每药的炮制方法的起源、发展和临床应用的关系更应进一步深入研究,分析其演变原因,找出其理论依据,探知其炮制目的所在,从中可以找出一些规律,提出科研思路,做到古为今用。因此,认真进行文献整理和经验总结,是开展炮制研究必不可少的一项基础工作。做这些工作时,应采用取其精华,去其糟粕的态度。
炮制原理及炮制理论的研究炮制原理是指药物炮制的科学依据和药物炮制的作用,即探讨在一定工艺条件下,中药在炮制过程中产生的物理变化和化学变化,以及因这些变化而产生的药理作用的改变和这些改变所产生的临床意义,从而对炮制方法做出一定的科学评价。可见,炮制原理的研究是炮制学研究的关键问题。
中药炮制在漫长的实践中,结合中医药的理论,形成自己独特的理论,这些理论虽然不能作为定论,但大多有一定的临床意义,因而探讨那些规律性的本质,不但有利于炮制原理的阐述,而且将指导炮制方法的改进及创新。
炮制方法的研究中药的种类很多,品种繁杂,各地炮制方法也不一致。炮制工艺多属于手工作坊生产,尚难适应现今工业化的生产,因此研究炮制技术,改进炮制工艺是当务之急。在今天,由于科学技术的发展,新技术的不断应用,很多新的科技成果又可供借鉴,在搞清炮制原理的基础上,以炮制过程的本质变化为核心,向炮制工艺的机械化、自动化方向发展,最大限度的利用药材,充分发挥药效,是完全可以做到的。
饮片质量标准的研究同一种饮片由于生产条件和环节不同,质量差异很大,直接影响疗效。当前用以控制饮片质量的标准是各省、市自治区制订的中药饮片炮制规范,而规范中的标准多数是依据广大药工长期实践经验制订的,主要依据形态、色泽、质地、气味等感观来判断饮片的真伪优劣,比较模糊,不易掌握。为了保证临床用药的准确必须进行饮片质量标准的研究。首先要制订统一的炮制工艺及饮片的质量标准,然后应用现代科学手段逐步以客观化的指标感官控制的经验性指标加以结合,建立起更为合理的质量标准,以更好的控制饮片质量,确保临床用药的效果。
2、研究方法
应用文献学方法进行研究中药炮制源于古代,所以搞清炮制历史才能搞清炮制意图,才能有目的地研究各种炮制原理及其优点。历史上炮制技术变化很大,其中有合理的,也有不尽合理的,也有误传误用的,现代使用的炮制方法并不完全正确,只根据现行经验进行研究,往往不能反映炮制的原来意图,得不到正确的结论。所以通过文献学研究手段,搞清炮制历史的原始意图、炮制方法及其变化,这是炮制研究不可缺少的基础手段。
应用实验药理学方法进行研究中药的临床研究由于受到复方用药和患者对象的制约,一般不易进行,加之很多中药化学成分研究还缺乏与药效的紧密联系,或者上属空白,因此开展实验药理学的研究是最现实的选择。应用实验药理学的方法研究中药炮制,最好选用适合中医病理模型的方法和指标来进行。在化学成分不清的情况下,通过实验药理学的方法来研究炮制前后的生物活性变化,可达到控制炮制质量和指导工艺改革的目的。
应用化学的方法进行研究中药的疗效,是由其所含的化学成分决定的。中药经过炮制后,所含的化学成分的性质和含量会产生不同程度的改变,因而药理作用、临床疗效发生相应的改变,可见,研究中药在炮制前后化学成分性质和含量的变化是中药炮制研究的核心,它的研究结果不但能阐明炮制原理,而且能指导炮制工艺的设计和改进,也是制订质量标准的依据。
应用临床疗效观察方法进行研究中药炮制是为中医临床辨证治疗服务的,目的是保证临床用药安全有效。经药理学、化学等方法研究中药炮制的结果,最终也必须接受临床效果的检验。由于临床研究影响因素复杂,不可能用临床疗效指标作为炮制方法优选的手段,而往往都在各项研究指标比较成熟的条件下以临床疗效观察作为最后验证的手段。在炮制研究中,一定要注意同一药物不同炮制品。
应用多学科结合进行研究中药炮制是一门知识面比较广泛的综合性学科,应尽可能借助其他有关学科的新技术、新成就,采取多学科的研究是开展中药炮制研究的有效途径。
参考文献:
【1】叶定江.中药炮制原理研究和思路
【J】.中国中药杂志,1992,3:8.
题目:微生物概述 微生物(microorganism简称microbe) 看这个链接里的吧:
氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。 氮在自然界中的循环转化过程。是生物圈内基本的物质循环之一。如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤,为动植物所利用,最终又在微生物的参与下返回大气中,如此反覆循环,以至无穷。 基本概念 空气中含有大约78%的氮气,占有绝大部分的氮元素。氮是许多生物过程的基本元素;它存在于所有组成蛋白质的氨基酸中,是构成诸如DNA等的核酸的四种基本元素之一。在植物中,大量的氮素被用于制造可进行光合作用供植物生长的叶绿素分子。 加工,或者固定,是将气态的游离态氮转变为可被有机体吸收的化合态氮的必经过程。一部分氮素由闪电所固定,同时绝大部分的氮素被非共生或共生的固氮细菌所固定。这些细菌拥有可促进氮气和氢化和成为氨的固氮酶,生成的氨再被这种细菌通过一系列的转化以形成自身组织的一部分。某一些固氮细菌,例如根瘤菌,寄生在豆科植物(例如豌豆或蚕豆)的根瘤中。这些细菌和植物建立了一种互利共生的关系,为植物生产氨以换取糖类。因此可通过栽种豆科植物使氮素贫瘠的土地变得肥沃。还有一些其它的植物可供建立这种共生关系。 其它植物利用根系从土壤中吸收硝酸根离子或铵离子以获取氮素。动物体内的所有氮素则均由在食物链中进食植物所获得。 氨 氨来源于腐生生物对死亡动植物器官的分解,被用作制造铵离子(NH4+)。在富含氧气的土壤中,这些离子将会首先被亚硝化细菌转化为亚硝酸根离子(NO2-),然后被硝化细菌转化为硝酸根离子(NO3-)。铵的两步转化过程被叫做氨化作用。 铵对于鱼类来说有剧毒,因此必须对废水处理植物排放到水中的铵的浓度进行严密的监控。为避免鱼类死亡的损失,应在排放前对水中的铵进行硝化处理,在陆地上为硝化细菌通风提供氧气进行硝化作用成为一个充满吸引力的解决办法。 铵离子很容易被固定在土壤尤其是腐殖质和粘土中。而硝酸根离子和亚硝酸根离子则因它们自身的负电性而更不容易被固定在正离子的交换点(主要是腐殖质)多于负离子的土壤中。在雨后或灌溉后,流失(可溶性离子譬如硝酸根和亚硝酸根的移动)到地下水的情况经常会发生。地下水中硝酸盐含量的提高关系到饮用水的安全,因为水中过量的硝酸根离子会影响婴幼儿血液中的氧浓度并导致高铁血红蛋白症或蓝婴综合征(Blue-baby Syndrome)。如果地下水流向溪川,富硝酸盐的地下水会导致地面水体的富营养作用,使得蓝藻菌和其它藻类大量繁殖,导致水生生物因缺氧而大量死亡。虽然不像铵一样对鱼类有毒,硝酸盐可通过富营养作用间接影响鱼类的生存。氮素已经导致了一些水体的富营养化问题。从2006年起,在英国和美国使用氮肥将受到更严厉的限制,磷肥的使用也将受到了同样的限制。这些措施被普遍认为是为了治理恢复被富营养化的水体而采取的。 在无氧(低氧)条件下,厌氧细菌的“反硝化作用”将会发生。最终将硝酸中氮的成分还原成氮气归还到大气中去。 氮气(N2)的转化 有三种将游离态的N2(大气中的氮气)转化为化合态氮的方法: 生物固定 – 一些共生细菌(主要与豆科植物共生)和一些非共生细菌能进行固氮作用并以有机氮的形式吸收。 工业固氮 – 在哈伯-博施法中,N2与氢气被化合生成氨(NH3)肥。 化石燃料燃烧 – 主要由交通工具的引擎和热电站以NOx的形式产生。 另外,闪电亦可使N2和O2化合形成NO,是大气化学的一个重要过程,但对陆地和水域的氮含量影响不大。 由于豆科植物(特别是大豆、紫苜蓿和苜蓿)的广泛栽种、使用哈伯-博施法生产化学肥料以及交通工具和热电站释放的含氮污染成分,人类使得每年进入生物利用形态的氮素提高了不止一倍。这所导致的富营养作用已经对湿地生态系统产生了破坏。 全球人工固氮所产生活化氮数量的增加,虽然有助于农产品产量的提高,但也会给全球生态环境带来压力.,使与氮循环有关的温室效应、水体污染和酸雨等生态环境问题进一步加剧. [思路分析] 氮素是构成生物体的另一种必需元素,自然界中的氮素循环包括许多转化作用。空气中的氮气被固氮微生物及植物与微生物的共生体固定成氨态氮,经过硝化微生物的作用转化成硝态氮,后者被植物或微生物同化成有机氮化物。动物食用含氮的植物,又转变成动物体内的蛋白质。动物、植物、微生物的尸体及排泄物被微生物分解后,又以氨的形式释放出来,这种过程叫做氨化作用。由硝化菌产生的硝酸盐在无氧条件下被一些微生物还原成为氮气,重新回到大气中,开始新的氮素循环。微生物在氮素循环中的几种作用归纳为:固氮作用、硝化作用、同化作用、氨化作用和反硝化作用。 [解题过程] 氮素在自然界中有多种存在形式.其中数量最多的是大气中的氮气,总量约×1015t.除了少数原核生物以外,其他所有的生物都不能直接利用氮气,必须通过以生物固氮为主的固氮作用才能被植物吸收利用,动物直接或间接以植物为食获取氮. 构成氮循环的主要环节是:生物体内有机氨的合成,氨化作用,硝化作用,反硝化作用和固氮作用. 植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐,进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮. 动物直接或间接以植物为食物,将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮.这一过程叫做生物体内有机氮的合成. 动植物的遗体,排泄物的残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨,这一过程叫做氨化作用. 氨化作用和硝化作用产生的无机盐,都能被植物吸收利用.在氧气不足的条件下,土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐,并且进一步还原成分子态氮,分子态氮则返回到大气中,这一过程叫做反硝化作用. 大气中的分子态氮被还原成氨,这一过程叫做固氮作用.没有固氮作用,大气中的分子态氮就不能被植物吸收利用. 地球上固氮作用的途径有三种:生物固氮,工业固氮和大气固氮.据科学家估算,每年生物固氮的总量占地球上固氮总量的90%左右,可见,生物固氮在地球的氮循环中具有十分重要的作用. 氮素是农作物从土壤中吸收的一种大量元素,土壤每年因此要失去大量的氮素.大量施用氮素化肥能保证植物的生长需要,使粮食增产,但同时又造成土壤板结和环境污染.所以人们研究生物固氮,通过生物固氮这条途径使土壤中的氮素得到补充,有利于环保和可持续发展.
西农很重视学生SCi的发表培养,因为SCi为大数据提供了支持。西北农林科技大学地处中华农耕文明发祥地、国家级农业高新技术产业示范区陕西杨凌,为我国农业发展做出了巨大贡献!西北农林科技大学的旱区作物逆境生物学国家重点实验室突出"旱区逆境"区域特色,通过发掘资源、揭示机理、服务生产,为旱区农业生产高效可持续发展提供理论和技术支撑,是西农合并组建以来获批的唯一国家重点实验室,该实验室在过去的一年也取得了丰收的成果!SCI服务流程服务项目一(业务周期20天)1作者有稿件(中英文)2做标准评估,评估通过后接单3我们提供翻译、润色、排版和期刊推荐等服务项目;(不负责投稿等其他服务)服务项目二(业务周期约6-12个月)1作者有稿件(中英文)2做标准评估,评估通过后接单3我们提供翻译、润色、排版和期刊推荐等服务项目4协助投稿,投稿信各种回复信以及其他服务5保证被SCI/SSCI收录,检索等
9月23日,西北农林科技大学生命学院刘坤祥教授领衔的植物氮素营养团队和哈佛医学院Jen Sheen课题组的研究成果《NLP7转录因子是植物的一个硝酸盐受体》在《Science》在线发表。这是西北农林科技大学继7月份在《Cell》发表重要研究之后的又一重大成果。
现代研究主要成分: 广藿香含挥发油约, 油中主要成分是广藿香酮(Pogostone)和广藿香醇(Patchouli alcohol).其他成分有苯甲醛(Benzaldehyde)、丁香油酚(Eugenol)、桂皮醛(Cinnamic aldehyde)等. 从广藿香中分离出黄酮类化合物芹黄素(Apigenin)、鼠李黄素(Rhamnetin)、商陆黄素(Ombuine). 藿香含挥发油, 主要成分为甲基胡椒酚(Methylchavicol), 占80%以上.并含茴香醚(Anethole)、茴香醛(Anisaldehyde)、d-柠檬烯(d-Limonene)、对-甲氧基桂皮醛(p-Methoxycin- namaldehyde)、α-蒎烯(α-Pinene)、β-蒎烯(β-Pinene)、3-辛酮(3-0ctanone)、3-辛醇(3-0ctanol)、对-聚伞花烯(p-Cymene)等. 从藿香中分离出刺槐黄素(Acacetin)、椴素(Tilianine)、蒙花甙(Linarin)、藿香甙(Agasta- choside)、异藿香甙(Isoagastachoside)、藿香素(Agastachin).此外, 尚含少量鞣质、苦味质等成分.药理作用: 1. 抗真菌作用 实验证明, 藿香煎剂(8%~15%)在试管内对许兰毛癣菌等多种致病性真菌有抑制作用.乙醚浸出液、醇浸出液、水浸出液亦能抑制多种致病性真菌.试验表明, 藿香乙醚浸出液、醇浸出液、水浸出液及煎剂对趾间毛癣菌及足跖毛癣菌的抑菌浓度分别是3%、5%、10%、15%, 提示浸出液的抗菌能力比煎剂为强. 2. 抗钩端螺旋体作用 藿香水煎剂在浓度为 15mg/ml 时对钩端螺旋体有抑制作用;当浓度增至 31mg/ml 时对钩端螺旋体有杀灭作用. 3. 抗病毒作用 有报告指出, 藿香中的黄酮类物质有抗病毒作用.从藿香中分离出来的成分可以抑制消化道及上呼吸道病原体——鼻病毒的生长繁殖, 藿香中有抗病毒作用的成分是黄酮(黄碱素成分).以该成分为主, 合成的抗病毒性更强、内服易吸收的药物用于鼻病毒感染者, 效果良好. 4. 对消化系统的作用 藿香中的挥发油有刺激胃黏膜、促进胃液分泌、帮助消化的作用.但藿香煎剂对胆囊无收缩作用.
论文是一种学术观点的体现,提出自己的见解,让别人得到一些启示,同时扩展他人的理解和见识。自己也可以看他人的论文,学到不同的知识,是一个学术交流的地方。
可以写一些综合比较类的。1、从事这一研究的目的和重要性。2、研究的主要内容,指明完成了哪些工作。3、获得的基本结论和研究成果,突出论文的新见解。4、结论或结果的意义。
我觉得所有论文都可以从以下几个方面写;1含义2概况3发展历史4当前情形 包括利和弊5未来发张趋势
没人研究过意味着找不到中文的参考文献,那你就只能找国外的文献啦,如果外文水平不行,就用google翻译成中文再看吧,关于开题报告,一般可这样写: 首先你要阐明为什么选择这个题目,研究这个题目有什么必要性,有什么意义。其次,你要明晰该研究领域内国内外研究现状是什么(这部分内容需要你进行网络搜索下载,中国知网上可以下载相关论文,很多网页上也有相关的免费资料可以下载),现状研究到什么程度,有什么代表人物代表机构代表作品,可以分为几个派别,别人的研究进行到了怎样的深度,还有哪些地方没有研究到(注意这部分很关键,别人没有研究到的空白领域才是需要你去研究的,这部分必须要详尽的说清楚),你认为还可以怎样去研究。再次,你要写出你大概的研究思路是什么(也就是论文的逻辑结构要交代清楚),你的研究内容是什么(主要研究的核心是什么,也就是说你的论文希望能解决什么问题),你可能在哪些方面有创新点(这个也很关键),你将采用什么样的方法去研究(如实验、访谈、调查问卷、文献整理及相关数学方法等等)。最后,开题报告要给出你论文的研究提纲。
可以多吃一些猪血还有猪肝,因为这些猪的内脏都是比较富含这种元素的。
[论文关键词] 锂离子筛 前驱体 制备 检测
[论文摘要] 锂离子筛可以直接从盐湖卤水和海水中提取锂,是极具发展前景的锂吸附剂,介绍锰氧化物锂离子筛前驱体的制备和检测方法,并简要叙述离子筛分材料的发展过程。
锂是自然界中最轻的金属,锂及其化合物有着广泛而特殊的用途,在能源、航空航天工业、金属冶炼及制造业、制冷、玻璃、陶瓷、医药等行业都有着重要的用途:在原子能领域,锂被誉为新“能源元素”,锂-6是氢弹、热核反应堆原料。锂离子电池因其能量高、循环性能好、无毒而广泛用于便携式通讯设备。二十一世纪,用于锂电池的碳酸锂将超过2万吨。锂基润滑脂已成为润滑脂的主导产品。另外,碳酸锂作为情感矫正剂可有效治疗狂躁精神病。目前,世界对锂的需求量越来越大,其消耗量也从侧面反映了一个国家高新技术的发展水平。
全球锂资源约1276万吨,主要分布于花岗岩伟晶型矿床及盐湖中,其中,锂矿石中锂的储量仅为40万吨,约占全球总储量的,而盐湖卤水中,锂资源的占有率为77%以上。锂矿石中锂的储量远远不能满足市场的需求,固体矿源又不断枯竭,因此锂矿资源的开发利用正面临重大转折,探讨从盐湖卤水、低浓度海水、地下水中提取锂成为目前化学、化工、材料等学科的重要研究课题。盐湖卤水提锂工艺简便、成本约为矿石提锂的一半,目前国外从盐湖卤水中提锂的年产能力近2万吨,约占锂盐总产能力的40%。采用卤水或其他含锂液体矿资源取代矿石生产锂盐是世界锂工业的发展趋势。
一、离子筛分材料的发展过程
1850年,Thompon等,最早系统地研究了土壤中Ca2+、Na2+与水中NH+、K+的离子交换现象。其中具有交换性能的物质后来被鉴定为粘土、海绿石沸石分子筛和腐植酸。一般认为,这是离子筛分材料的最初发现。20世纪初,Harms等合成了硅酸铝凝胶作为离子交换材料应用于水的软化。但其选择性筛分性能较差,耐酸性也不好,性能易变。上世纪60年代,Clearfield A等,发现磷酸锆可以结晶,这为离子筛分材料的.发展指明了一个全新的方向。结晶使得这些磷酸锆的多晶结构得以测定,宏观的离子筛分和交换行为能够从微观结构的角度加以解释。到80年代以后,Kenta ,Qi Feng等合成出了结晶石结构的锂锰氧化物LiMn2O4,该物质对锂离子具有特殊的选择吸附性能。
二、我国盐湖卤水的提锂前景
我国盐湖资源相当丰富,集中分布于青海、西藏、新疆和内蒙古四个省区。锂资源储量大,含量高的盐湖卤水多集中在青海省的柴达木盆地,如:台吉乃尔盐湖、一里坪盐湖、察尔汗盐湖和大柴旦盐湖等,都具有极高的开采价值。西藏的扎布耶湖是世界上锂含量超过百万吨级的三大盐湖之一。因此,建立和发展我国的盐湖锂工业不仅可以将资源优势转化为经济优势,而且可以促进和发展我国西部的经济,并为二十一世纪高科技的发展提供理想的材料。
三、从盐湖卤水提取锂的方法
目前,锂资源的开发及利用主要集中在盐湖卤水提锂的方法上。盐湖卤水提锂的方法有蒸发结晶分离法,沉淀法、浮选法、溶剂萃取法和离子交换法等。蒸发结晶分离法大量使用烧碱和纯碱,致使锂盐产品成本较高;沉淀法和溶剂萃取法费时费力;浮选法工艺流程复杂;而离子交换法成本低,工艺简单,应用广泛。因此,研究开发高效、高选择性的新型无机离子吸附剂成为当今分离技术的发展方向。尖晶石结构的锰氧化物,不仅对Li+具有很高的选择性和较大的交换吸附容量,且具有经济、环保的特点,从而成为国内外学者研究的热点。
四、锂离子筛的制备方法
现阶段制备锂离子筛前驱体LiMn2O4的方法主要分为两大类:固相法和液相法。固相合成法主要分为:高温固相法、微波烧结法和固相配位法等。固相法一般操作较为简单,步骤短,便于大规模生产,易于实现工业化,但耗能大,产率低;液相合成法主要包括:溶胶凝胶法、共沉淀和水热法等。液相法一般操作要求高,反应步骤较长,产物粒度均匀、形态规整,晶相较纯。下面选取几种常见的方法分别介绍:
1、高温固相反应法:高温固相反应法是合成锂离子筛前驱体最常用且易操作的一种方法,是将锂和锰的易熔或易分解化合物先按一定的比例混合均匀,再于高温下焙烧一定时间而合成所需化合物。其中,锂源主要有Li2CO3、LiOH·H2O、LiNO3和LiI等;锰源主要包括MnO、Mn2O3、MnO2、MnCO3和Mn(CH3COO)2·4H2O等。高温固相反应法具有操作简便、易于工业化的优点。同时,也存在几点不足:能耗大,生产率低;锂盐的部分挥发,造成原配比不易把握;产物的均匀性差。
2、微波烧结法:微波烧结法是近些年发展起来普遍用于制备陶瓷材料的方法。其主要依据微波直接作用于材料内部后而转化为热能,从材料内部进行加热,进而缩短了反应的时间。微波烧结法可通过调节微波的功率来控制粉末的物相结构,易于工业化,值得关注。但其毕竟属于固相反应,所得粉末的粒度通常只能控制在微米级以上,粉末的形貌稍差。
3、固相配位反应法:此方法也是近些年发展起来的,尤其适于合成金属簇合物和固相配合物的一种方法。首先,在室温或低温下制备固相金属配合物,然后,在一定温度下热分解制得氧化物超细粉末。固相配位反应法保留了传统高温固相反应法操作简便的特点,同时在合成温度、焙烧时间和产物粒度大小及分布等方面又优于它。
4、溶胶凝胶法(Sol-Gel):也称Pechini合成法,属于液相合成法,是基于某些弱酸能与某些阳离子形成螯合物,而螯合物又可与多羟基醇聚合物形成固体聚合物树脂的原理。由于金属离子可与有机酸发生化学反应而均匀分散在聚合物树脂中,达到原子水平的混合,从而在较低温度下可制得超细氧化物粉末。传统的溶胶凝胶法是采用金属醇盐水解制得溶胶,然后干燥得凝胶。
由于该法成本偏高,工艺复杂,材料工作者相继对其进行了改进,派生出一些新方法,如柠檬酸配合法、甘氨酸配合法、高分子聚合物配合法、多羟基酸配合法等。锂离子筛的制备主要是在不破坏前驱体尖晶石构型的前提下,用合适的脱出剂脱出其中的锂离子,以保证所得锂离子筛对锂离子的记忆性。目前,使用的脱出剂主要是酸性化合物,如盐酸、硝酸以及硫酸等。评价脱出效果的指标主要是锂的脱出率及锰的溶损率。人们希望通过采用优良的脱出剂,使锂的脱出率最大、锰的溶损率最小。因为相对于盐酸,硝酸和硫酸都具有较强的氧化性,某种程度上会加大锰的溶损,所以用合适浓度的盐酸作为脱出剂的居多。然而,同种洗脱剂,浓度不同,洗脱时间不同,洗脱效果也不一样。因此,在制备离子筛的时,需要选择出最佳酸洗转型条件。
五、锂离子筛的检测
制备好的离子筛需对其表面形貌检测即对前驱体酸洗脱锂后产物进行SEM检测,得出扫描结果图像。通过与前驱体结构的扫描图像对比可以检测出,在酸洗脱锂过程中前驱体的结构有没有被破坏,再通过与文献中图片对比,可以检测出产物是否为尖晶石晶体结构, 晶型是否完整。然后再对产物(前驱体)进行XRD检测,得出扫描结果图, 根据扫描结果图,判断产物是否为尖晶石型LiMn2O4,是否有杂质。通过与文献中图谱对比,可以检测出产物是否有缺陷,是否为尖晶石型LiMn2O4,是否有杂质等。
六、结语
目前,对离子筛的研究还停留在试验阶段,如果要实现其工业化,就必须先解决其造粒及锰的溶损问题。同时,必须通过改进合成方法、优化实验条件等手段来提高离子筛的实际吸附量。锰氧化物锂离子筛是一种新型的、高效的、绿色的吸附剂,有着良好的应用前景。所以,锰氧化物锂离子筛吸附法已经成为国际上从盐湖卤水和海水中提锂的重要研究方向。
可以多吃一些含有锂元素的食物,如糙米,谷类,芝麻,也可以去医院检查,让医生帮忙开一些含有锂元素的药物。
▲第一作者:宋丽娜、张伟、王颖;通讯作者:徐吉静教授 通讯单位:吉林大学
论文DOI:
针对锂氧气电池存在的反应动力学缓慢而导致能量转换效率低的问题,研究者通常开发高效、稳定的正极催化剂来降低电池的充电极化电压提高反应动力。该工作将Co单原子固定于掺杂N的碳球壳载体上,用于锂氧气电池的高效催化反应,实验发现Li2O2形成和分解路线与LiO2在单原子催化剂的吸附能有关。研究明确指出,在放电过程中,原子级分散的活性位点能够诱导放电产物的均匀成核和外延生长,最终形成有利的纳米花状放电产物。在充电过程中,CoN4活性中心对放电中间体LiO2弱的吸附能,诱导充电反应由两电子路径向单电子路径转变。 得益于高分散的Co-N单原子催化剂的能级结构和电子结构所发生的根本性变化,大幅提升了电池的充电效率和循环寿命。与同等含量的贵金属基催化剂相比,达到600 mV充放电极化电压的降低和218天的长寿命循环。
锂氧气电池具有锂离子电池10倍以上的理论容量密度,被誉为颠覆性和革命性电池技术 。然而该电池还处于研发的初级阶段,受限于ORR和OER电化学反应动力学缓慢,电池的实际容量、倍率性能、能量效率和循环寿命距产业化应用还有很大差距。因而开发高效稳定的催化剂,是提高电池反应动力和循环效率的迫切需要。原子级纳米晶具有最大化的原子利用效率和独特的结构特点,往往表现出不同于传统纳米催化剂的活性、选择性和稳定性,为调控电化学反应过程提供了多种可能。在锂氧电池中,电解液中可溶性LiO2中间体能够调控放电产物Li2O2的形成与分解路线。先前的研究结果表明[1],不同的生成路线与LiO2在催化剂的不同晶面上的吸附能有关。 因此,探究单原子催化剂的尺寸效应对LiO2吸附能的影响,可能是一种调整低供体数电解质中过氧化锂形成与分解路径的新思路。这一新发现将为高能量效率和长循环寿命的锂氧电池的设计提供更多的选择。
单原子催化剂(SACs)是一类非常重要的电催化剂,其独特的单分散结构集均相催化和多相催化剂的优点于一身,拥有最大的金属利用率、优异的催化活性和稳定性。同时,SACs的活性位点相对简单确定且易于调控,因而这种独特的结构和性能使得单原子催化剂成为了一个非常理想的催化机理研究和性能优化的材料平台。然而当单原子催化剂与锂空气电池相遇,会擦出怎样的火花呢?本文采用原位聚合技术,设计合成了Co单原子嵌入的氮掺杂碳空心球(N-HP-Co)用于锂氧气电池的研究,并对其充放电过程进行详细分析。其结果表明,受益于N-HP-Co最大化暴露的CoN4单原子活性位点及活性位点在碳球壳上的均匀分布,降低了对LiO2的吸附能力,有效的改变了电池的反应路径,使得电池反应动力学得到极大提高,大幅提升了电池性能。
▲图一 单原子催化剂的合成过程。
单原子催化剂由于活性位点均匀性的提高以及配位环境的高度可控性,在许多催化反应中都表现出较高的催化活性。因此将单原子Co催化剂应用于锂氧气电池中,来探究对Li2O2形成与分解反应路径的影响。我们采用原位聚合的方法,以二氧化硅作为模板,盐酸多巴胺作为碳源,并在900 °C的氮气氛围内热解。
▲图二 单原子催化剂的特性表征。a, b) 样品的SEM图像(a:1微米;b:200纳米);c) 样品的TEM图像(主图:200纳米;插图:10纳米);d) 样品的EDX元素分析(50纳米);e, f) 样品的HAADF-STEM图像(e:50纳米;f:2纳米);g) 样品及对比材料的XRD图像;h) 样品的N 1s XPS光谱;i) 样品及对比材料的氮气吸附曲线。
▲图三 单原子催化剂的原子结构分析。a) 样品的XANES光谱;b) 样品的傅里叶转换的Co-K边光谱;c, d)样品在k和R空间的EXAFS拟合曲线。
N掺杂的碳球壳作为载体是锚定Co单原子的关键步骤。高角度环形暗场球差电镜(HAADF)、能量色散谱(EDX)元素映像图表和X射线吸收光谱(XAS)测试等关键性表征技术证实了单原子Co的成功制备和CoN4高活性位点的存在。
▲图四 单原子催化剂的放电机理研究。a) 样品及对比材料的放电曲线;b) 样品及对比材料的CV曲线;c) 样品及对比材料的倍率性能;d, e, f) 样品及对比材料的放电产物的SEM图像及相应的XRD谱图(500纳米);h, i) 样品及对比材料的放电机理图。
受益于N-HP-Co SACs最大化暴露的CoN4单原子活性位点在碳球壳上的均匀分布,电极氧化还原反应动力学得到极大提升,加快了放电产物Li2O2的形成速率,大幅提升了电池的放电容量和倍率性能。与同等含量的贵金属催化剂相比,在相同的电流密度和容量下,N-HP-Co SACs具有更多的反应活性位点,因而更有利于生成纳米片状的Li2O2,并通过“外延生长方式”进一步组装形成有利的纳米花状Li2O2。这种特殊的放电机制有利于打破电荷传输限制和放电产物电化学绝缘的本质。
▲图五 单原子催化剂的充电特性。a) 样品及对比材料在不同充电阶段的紫外可见光谱图;b) 样品的充电机理图;c-h) 样品及对比材料上的不同结构对LiO2的吸附能。
为了更全面地了解CoN4单位点催化剂的充电机理,通过密度泛函理论(DFT)计算表明复杂的配位环境可以显著改变中心金属原子CoN4对LiO2*的吸附能力,从而调控反应的活性和选择性。可以看出,CoN4活性中心对放电中间体LiO2弱的吸附能,有利于提高LiO2在电解质中的溶解度,诱导充电反应过程由两电子路径向单电子路径转变。因而有利于提高电池的充电效率。
▲图六 锂空气电池的循环稳定性。a) 样品及对比材料的循环性能;b-e) 样品及对比材料在不同循环过程中放电产物的SEM图像(b, d:1微米;c, e:500纳米);f, g) 样品及对比材料在不同循环过程中的放电产物的XPS光谱。
单原子催化的锂空气电池可以有效的抑制副反应的发生,并展现出优异的循环稳定性,充分验证了催化剂对放电产物的精准调控对稳定电池体系的重要作用。
▲图七 单原子催化剂在循环过程中的稳定性。a) 样品在全圈循环后的XPS光谱;b) 样品在多圈循环后的EDX光谱(200纳米);c) 样品在多圈循环后的XANES光谱;d) 样品在多圈循环后的傅里叶转换的Co-K边光谱。
N-HP-Co 在50次的循环过程中,Co的单原子结构依然被保留。Co单原子在碳载体上的固有稳定性使它们在电化学反应中具有优异的耐久性,这一显著的优势与低成本的优势相结合,为金属单原子催化剂在锂氧电池反应路线的可调性提供了新的策略。
单原子催化剂的合成受到草莓生长过程的启发,采用二氧化硅为模板,原位聚合生成氮掺杂的Co单原子催化剂。由于单原子催化的本质特征,低配位环境和单原子与碳球壳之间的协同作用能够精准的调控锂氧气电池中放电产物的生成与分解路线。与同等含量的贵金属催化剂相比,单原子催化剂不仅能够调控放电产物的形貌,同时增加了放电容量,避免了过多的副反应的发生,极大地提高了电池的电催化性能。该研究提出的单原子催化正极的概念、设计、制备及催化机制,将为锂空气电池领域新型催化剂的发展提供新的研究思路和科学依据,具有鲜明的引领性和开创性特征。
参考文献 [1] Yao, W. T. et al. Tuning Li2O2 formation routes by facet engineering of MnO2 cathode catalysts. J. Am. Chem. Soc.,2019,141,12832-12838.
徐吉静,1981年7月出生于山东省单县,现任吉林大学,化学学院,无机合成与制备化学国家重点实验室,未来科学国际合作联合实验室,教授,博士生导师。光学晶体标准化技术委员会副秘书长。主要从事多孔新能源材料与器件领域的基础研究和技术开发工作,研究方向包括锂(钠、钾、锌)离子电池关键材料及器件,锂空气(硫、二氧化碳)电池等新型化学电源,外场(光、力、磁、热)辅助能量储存与转化新体系。近5年共发表SCI学术论文50余篇,其中包括第一作者/通讯作者论文:篇、 1篇、. 2篇、篇、Energy 篇、ACS Nano 1篇、ACS 篇。迄今为止,论文被他引4000余次,单篇最高引用360次,12篇论文入选ESI高引论文,研究成果被Nature、Science等作为亮点报道。获授权发明专利和国防专利10项。曾获科睿唯安“全球高被引学者”(2019年)、吉林省拔尖创新人才(2019年)、吉林省青年 科技 奖(2018年)和吉林大学学术带头人(2018年)等奖项或荣誉。