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HF 暴露于 TiO2
摘要：采用计算和实验相结合的方法了解自限制 (SL) 和化学气相蚀刻 (CVE) 反应之间的竞争，以设计原子层蚀刻 (ALE) 工艺。ALE 工艺中的脉冲必须是自限制的；即，反应应在足够的脉冲时间后达到饱和。通过使用密度泛函理论 (DFT) 比较相应的 SL 和 CVE 反应的反应自由能，可以预测有利于 SL 或 CVE 反应的温度和压力条件。以 TiO 2 暴露于 HF 气体时的蚀刻为测试案例。模拟表明，当 TiO 2 暴露于压力为 0.2 Torr 的反应物 HF 时，在高达 87 °C (360 K) 的温度下，SL 反应优先去除 0.01 Torr 下的 H 2 O 并使表面氟化。在较高温度下，根据受动力学活化能垒影响的反应 TiO 2 + HF → TiF 4 + H 2 O，CVE 会持续去除 TiO 2。将原位傅里叶变换红外 (FTIR) 光谱和四极杆质谱 (QMS) 的实验结果与理论预测进行了比较。与理论高度一致，FTIR 光谱研究表明自发蚀刻 (CVE) 在温度约为 80 − 90 °C 时开始。此外，QMS 分析观察到 TiF 4 和 H 2 O 作为蚀刻产物，进一步验证了计算结果。计算还预测反应气体压力的增加会增强高温下的蚀刻。这种理论方法的计算成本低，可以快速筛选蚀刻试剂并预测反应在 SL 或 CVE 范围内的温度/压力窗口。
计算机模拟揭示了设计酶中化学步骤的完全熵活化屏障
摘要：尽管蛋白质结构的计算机设计取得了进展，但事实证明，通过此类方法设计有效的酶催化剂非常困难。该领域的挑战之一是通过计算机设计催化肯普消除反应的酶，这种反应在自然界中是观察不到的。在几种此类设计中，有一系列的催化速率常数可以通过实验室进化提高几千倍，尽管与催化类似化学反应的天然酶相比仍然很小。这些进化的设计酶还表现出与热展开无关的异常温度最适值。在这里，我们报告了这些酶的催化反应和构象热力学的广泛计算机模拟，以分析催化活性低和温度行为异常的根本原因。结果表明，酶-底物复合物存在较低的能量状态，这在具有过渡态类似物的晶体结构中是看不到的，这解释了低活性的原因。化学步骤和两种反应物状态之间的过渡的计算阿伦尼乌斯和范特霍夫图均为线性，并且发现所得的反应热力学使催化屏障完全熵化。基于我们计算出的热力学参数的动力学建模为最佳温度提供了两种可能的定量解释：308 K 时限速步骤的变化或底物结合后热容量变化为 − 0.3 kcal/mol/K，其中实验数据似乎与前者最为一致。关键词：酶动力学、Kemp 消除、酶设计、熵、热容量 ■ 简介
hiv中的Ceruloplasmin和铁代谢：评论
人类免疫缺陷病毒（HIV）感染显着影响铁代谢，这是细胞功能和全身健康的关键方面。ceruloplasmin是一种含铜的铁氧化酶，通过氧化铁铁（Fe^2+）氧化为铁（Fe^3+），在维持铁稳态方面起着关键作用，从而促进了通过转铁蛋白的运输。HIV中铁代谢的失调是由慢性炎症，肝素水平升高和细胞因子谱改变的介导的，导致铁固次和贫血。本综述探讨了在艾滋病毒的背景下，Ceruloplasmin和铁代谢之间的复杂相互作用，强调了它们对疾病进展和治疗干预的影响。在HIV感染的个体中，慢性炎症升高了促炎细胞因子（如IL-6和TNF-α），进而增加肝素的产生。升高的肝素水平抑制肠道吸收并促进巨噬细胞中的铁保留，破坏了正常铁的代谢。作为急性期反应物，Ceruloplasmin在炎症过程中被上调，进一步使铁动员和储存复杂化。由此产生的失衡导致贫血，这是HIV中常见的并发症，加剧了疾病的发病率。此外，与HIV和Ceruloplasmin功能障碍相关的氧化应激会损害红细胞，从而降低其寿命并损害红细胞生成。抗逆转录病毒疗法（ART）已彻底改变了HIV治疗，从而显着改善了患者的预后。了解这些影响对于优化ART方案和管理与HIV相关的代谢障碍至关重要。然而，ART还会影响铁代谢和Ceruloplasmin水平，通常会诱导氧化应激并改变炎症反应。潜在的治疗策略包括抗炎治疗，抗氧化剂
开发高度可逆的LI – CO2电池-UCL Discovery
更广泛的背景是新的负发射技术的发展以及先进的多模式表征和测试方法对于加快可持续未来的建设至关重要。作为一种有希望的下一代负发射技术，锂–Co 2电池（LCB）作为先进的储能设备，由于其独特的使用CO 2作为反应物，因此引起了极大的关注。尽管如此，有效的LCB的发展仍处于其新生阶段，挑战较大，诸如较大的过度势力，低能效率和差的可逆性，这不仅强调了对快速探索高效电催化剂的需求，而且还需要对深度研究进行更深入的研究，以对其潜在的机械性进行更深入的理解。LCB的电催化剂勘探的常规方法主要依赖于试验方法和单峰表征/测试技术，既效率低下又耗时。因此，建立一个流线型的材料属性测试平台，该平台允许快速催化剂筛选和多模式表征，并具有出色的时间和纳米级空间分辨率，这对于实现了这项新兴技术的更全面的理解，知情的决策和最佳设计至关重要。预计该多模式平台的实施将实质上解锁新的前景，用于快速催化剂筛查，机制调查和实际应用，涵盖从纳米科学和技术到最先进的负面发射技术（LCBS和其他电动促进系统）。在这项工作中，我们开发了一个开创性的多式模式实验室电化学测试平台，以同时实现有效的催化剂筛选（确定性电催化源评估和操作条件优化），并集成了对2转化率的现场探测2 COCONION EXTROCHEMISTION（FORCBERTISTION ANAPECTION ANAPECTION ANAPECTION ANAPECTION ANTICE COMPATION，FORDSENBERTIDER，FORDBESTERS和MARPHONTIFER）。
应对将沼气转化为甲醇的挑战
项目理由沼气是一种具有高甲烷浓度的复杂气体混合物，是通过生物量的厌氧消化获得的可再生资源。尽管可以燃烧产生热量或电力，但它释放了CO 2，并且具有沼气丰富的各种污染物会导致它是一种相当低级的燃料。而不是特别使用沼气的甲烷成分，而是Abime（晚期沼气至甲醇电催化）项目的目标是沼气的化学价值。通过选择性地将其中的甲烷转换为甲醇，可以转化高度有效的温室气体以提供有价值的平台化学物质。将甲烷直接转化为甲醇（M2M）被认为是催化中的圣杯之一，并且已经研究了数十年。通过单氧酶酶的结构澄清刺激了该领域的最新推动，该酶能够将甲烷氧化为甲醇并在其活性位点中含有铁或铜。复制这些酶的活性是立方体项目在催化部分的目的。但是，ABIME项目遵循一种电化学方法，其中氧化速率可以通过所施加的潜力来精心控制。因此，该项目的挑战是生产配备有效催化剂的电极以促进选择性氧化。对于这些催化剂来说，看似微不足道但重要的要求是，它们需要具有导电性才能使电子到达反应物分子。在多种候选材料中，最近出现了具有有意义的电导率的金属有机框架（MOF）用于电催化应用[1-4]。作为迈向电化学沼气氧化的第一步，这个夏季项目的目的是基于三座三苯基接头，综合并表征具有电导率的金属有机框架。
304521化学I
std。＃标准文本HS-PS1-1使用元素周期表作为模型，以根据原子最外面能级的电子模式来预测元素的相对特性。澄清声明：可以从模式预测的性质的示例可能包括金属的反应性，形成的键类型，形成的键数以及与氧气的反应。评估边界：评估仅限于主要组元素。评估不包括对电离能量超出相对趋势的定量理解。hs-ps1-2构建并修改了基于原子最外部电子状态，元素周期表中的趋势以及对化学性质模式的知识的简单化学反应结果的解释。澄清陈述：化学反应的实例可以包括钠和氯，碳和氧气或碳和氢的反应。评估边界：评估仅限于涉及主要组元素和燃烧反应的化学反应。HS-PS1-3计划并进行研究以收集证据，以比较宏观和微观尺度上物质的结构，以推断颗粒之间的电力强度。澄清陈述：重点是理解粒子之间力的强度，而不是命名特定分子间力（例如偶极偶极子）。颗粒的示例可能包括离子，原子，分子和网络材料（例如石墨）。物质性质的示例可以包括熔点和沸点，蒸气压和表面张力。评估边界：评估不包括Raoult的蒸气压力计算。HS-PS1-4。开发一个模型，以说明从化学反应系统中释放或吸收能量取决于总键能的变化。澄清声明：重点是化学反应是影响能量变化的系统。模型的示例可能包括分子级图和反应图，显示反应物和产物的相对能量的图，以及显示能量的表示。
危险材料管理计划
在美国，危险材料的定义和监管主要由美国环境保护署 (EPA)、美国职业安全与健康管理局 (OSHA)、美国运输部 (DOT) 和美国核管理委员会 (NRC) 制定的法律和法规进行。每个部门对“危险材料”都有自己的定义。OSHA 的定义包括任何具有“健康危害”或“物理危害”的物质或化学品，包括：致癌物、毒性剂、刺激物、腐蚀物、致敏物；作用于造血系统的药剂；损害肺、皮肤、眼睛或粘膜的药剂；可燃、爆炸、易燃、氧化剂、自燃物、不稳定反应物或水反应性的化学品；以及在正常处理、使用或储存过程中可能产生或释放具有上述任何特征的粉尘、气体、烟雾、蒸汽、雾气或烟气的化学品。（完整定义可参见《联邦法规》第 29 卷 (CFR) 1910.1200 条。）EPA 结合了 OSHA 的定义，并添加了任何通过溢出、泄漏、泵送、倾倒、排放、清空、排放、注入、逸出、浸出、倾倒或处置到环境中而可能对人类、植物或动物造成伤害的物品或化学品。（40 CFR 355 包含 350 多种危险和极度危险物质的清单。）DOT 将危险材料定义为在商业运输或移动时对公共安全或环境构成风险的任何物品或化学品，并根据其管道和危险材料安全管理局法规（49 CFR 100-199）进行监管，其中包括危险材料法规（49 CFR 171-180）。此外，运输中的危险材料受《国际海运危险货物规则》、国际航空运输协会的《危险货物法规》、国际民用航空组织的《技术说明》和美国空军联合手册《军用空运危险材料准备》的监管。NRC 负责监管那些因产生电离辐射而被视为危险的材料，这些材料是指那些产生阿尔法粒子、贝塔粒子、伽马射线、X 射线、中子、高速电子、高速质子和其他粒子的材料
先进纳米材料合成过程数字化的最新进展
在合成过程中，纳米材料会逐渐发生转变，从而产生明确的纳米晶体特性。目前，工业上最广泛使用的是纳米材料的批量合成。然而，由于批量反应器内混合不一致、局部浓度和温度变化，出现了可重复性和可扩展性问题。在流动合成中，使用微流体反应器可以克服这些限制，因为大的表面积与体积比可以增强热量和质量传递，从而加快反应速度并提高产量。[4c,5] 在快速化学中，化学转化发生得非常快，并且仅通过混合过程进行控制。因此，微流体系统内的增强混合使涉及不稳定中间体的快速连续反应能够发生 [6]，由此产生的均质环境提高了对所需产品的选择性，从而提高了反应产量。此外，流动化学可以通过控制反应的停留时间，在不稳定的反应性物质分解之前将其分离 [7]，方法是调节反应物的流速或微反应器长度。高混合性是微流体系统的一个关键优势，尽管在层流状态下，缓慢扩散占主导地位。[8] 微通道内产生的抛物线速度分布导致较长的停留时间，这不可避免地会产生粒度分散性，[10,35] 如图 1A 所示。促进对流并增强微通道内的混合是减少这种多分散性的一种方法，例如，通过在拐角和弯道引入 Dean 涡流或通过分段液-液/液-气流动引入 Taylor 涡流，[10,36] 如图 1B 所示。此外，流动化学中对反应参数的严格控制是实现实验室间反应条件标准化的一个主要优势，从而提高了实验的可重复性。[10] 在安全性方面，微流体系统消耗的危险试剂量较少，降低了安全风险，并允许使用否则会非常危险的极端化学条件。
磁加热激活二氧化碳甲烷化：生命周期评估和成功可再生能源储存的前景
目的 面对温室效应导致的气体排放增加和化石燃料枯竭，需要采用对环境影响小且促进可再生能源的技术来满足能源需求。最近有报道称，磁加热激活的 CO 2 甲烷化是一种高效创新的电转气技术，可以成功储存可再生能源并增值二氧化碳。在这项工作中，我们对该过程进行了生命周期评估 (LCA)，以突出该技术的环境潜力及其与传统加热技术的竞争力。方法 本 LCA 使用 IMPACT 2002+。所研究的过程集成了甲烷化、水电解和 CO 2 捕获与分离。这项“从摇篮到大门”的 LCA 研究不考虑反应产物甲烷的使用。使用的功能单元是产生的 CH.i 的能量含量。 LCA 是使用法国环境与能源管理局 (AD EME) 提供的 2020 年和 2050 年的能源结构数据进行的。消耗数据要么来自文献，要么从 Marbaix (2019) 讨论的 LPCNO 测量中获得。将磁加热激活的 CO 2 甲烷化对环境的影响与使用传统加热 (Helmeth) 并考虑天然气开采对环境影响的电转气厂对环境的影响进行了比较。结果表明，反应物的总流速、CO 2 来源和能源结构对可持续 CH 4 生产的环境影响起着重要作用，而所考虑的催化剂的寿命没有显著影响。由于上述参数可能得到改进，预计到 2050 年，整个过程对环境的影响将减少 75%。这表明，当与工业废气和可再生电力生产相结合时，磁加热激活的甲烷化具有很高的环境潜力。结论与现有的使用外部加热源的类似工艺相比，该技术预计在环境方面具有竞争力，并且具有极强的响应动态性，符合可再生能源生产的间歇性。
本体热力学决定膜中表面氢浓度
未转化的反应物。在此步骤中，氢气可从混合物中分离出来，并在反应中重新使用。在未来以氢气为主要能源载体的情况下，分离和/或纯化能量昂贵的氢气将变得更加重要。[1–3] 一种有前途的方法是使用由吸氢金属（如钯和钯合金）制成的氢选择性膜。[4,5] 此类膜的渗透性取决于两侧的表面性质（解离/复合）和本体渗透性（扩散和溶解度）。[4] 人们已经进行了大量研究，以寻找比钯具有更高渗透性的廉价材料（例如钒、铌、钽及其合金[6–10]），然而，昂贵的钯和钯基合金由于其良好的表面性质仍然是优越的膜材料。 [5,11] 如果可以修改诸如钒基合金等廉价材料的表面性质以匹配钯的性质，它们将彻底改变该技术。尽管这个目标相当简单，但是对于这些理想的表面性质仍然存在知识缺口。大多数著作引用了表面科学的概念，描述了氢的物理吸附、解离（屏障）和化学吸附。[12] 但是，需要额外的步骤 - 跳跃到亚表面位点和相邻的本体位点 - 才能充分模拟渗透过程。尽管如此，由于步骤之间的复杂相互作用，建模的预测能力有限 [4,6,13]，更重要的是 - 由于缺乏原位氢分析，只能通过与非常基础的实验（渗透动力学，例如参考文献 [14]）进行比较才能进行实验验证。Baldi 等人已经证明了电子能量损失谱可以作为纳米颗粒中本体氢的分析方法。 [15] 在本文中，我们进一步开发了通过反射电子能量损失谱 (REELS) 原位探测氢化物薄膜表面氢含量的方法。该方法应用于实验方法，其中可以有意改变膜的表面性质并在操作条件下确定其氢含量。我们通过直接观察 Pd/V 复合膜中渗透对氢含量的依赖性证明了限速步骤的存在。建模得出了各个层的相关性，从而可以将结果与从氢吸收中获得的结果联系起来