放牧对典型草原土壤-植物系统中碳、氮、磷库特征的影响

放牧是内蒙古典型草原最主要的利用方式。放牧已对草原生态系统的结构和功能产生了巨大的影响。本论文研究了放牧对内蒙古典型草原土壤-植物系统中碳、氮、磷库特征的影响，结果表明： （1）草地开垦已使土壤C���N贮量显著损失。放牧已使羊草草原土壤C���量表现出下降的趋势，大针茅草原没有表现出这种变化趋势。 （2）放牧尚没有使土壤全N发生显著变化，但土壤N素一些组分的比例发生了变化。放牧后，土壤NH_3-N下降，酸不溶态N比例有所提高;放牧使Fe-P���例显著降低。 （3）蒙古草原土壤微生物量C���N与土壤有机C���全N、降雨量、温度均表现出了很好的相关性。放牧对微生物量的影响与不同草原类型和放牧率有关。 （4）放牧使土壤养分元素的空间异质性加大。退化草地恢复过程中小叶锦鸡儿灌丛诱导了植物组成、生物量和土壤化学元素含量在空间上的分异，这种生态效应有利于退化草地的恢复。 （5）不同放牧强度对土壤C���N、P���和植物系统中C���N、P���量的影响不同。放牧使植物系统地上部C���量下降，N、P���量提高。高强度的放牧使土壤N、根系中的N素向表层相对聚集，表现出明显的表聚化现象。植物C/N、C/P���在中、重度放牧强度下最低，此时植物残体分解速率最高，极度放牧最终C���N循环速率减小。不考虑放牧率，研究放牧对土壤C���N、P���量的影响可能会得出矛盾的结论。 （6）放牧草地中低等植物地衣、蓝细菌在元素化学循环中的作用提高。地衣Xanthoparmelia camtschadalis （Ach.）的生物量在经度放牧草地中最高，其体内C���N含量与放牧率的关系与维管植物相似。退化草地中蓝细菌可能是最重要的N素来源。

克氏针茅(Stipa krylovii Roshev.)草原植物凋落物分解特性及其对环境变化的响应

凋落物的分解对生物地球化学循环起着重要的作用。本研究以位于中国北方农牧交错区（内蒙古多伦县）的半干旱克氏针茅(Stipa krylovii Roshev.)草原生态系统为背景，针对凋落物分解研究中的几个关键过程和问题进行了探讨。研究内容包括该生态系统中几种常见植物凋落物的分解速率，在分解过程中的养分动态，凋落物的混合效应（即非加性效应）及其机制，全球变化引起的土壤有效N、P���降水增加对凋落物分解的影响及其对草原生态系统碳储量的影响等。 通过对克氏针茅、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa Trin.)、双齿葱(Allium bidentatum Fisch.)、野韭(Allium ramosum L. Sp. Pl.)和冰草(Agropyron cristatum Gaertn.)的叶、茎、根凋落物的研究发现，叶和茎的分解速率与凋落物初始N和P���量呈显著正相关，根系的分解速率与初始C/N比呈显著负相关。根系凋落物一般比叶和茎凋落物分解速率快，而且具有更快的养分周转速率。有些凋落物混合在一起分解后对分解速率产生了混合效应（混合凋落物的实际分解速率偏离于基于组分凋落物计算的预期分解速率），同时它们对养分（主要是N、P���Ca、Mg）的固定或释放被延后。混合效应发生与否以及混合效应的方向主要取决于组分凋落物的特点，而与凋落物多样性的高低没有明显的关系。混合凋落物对养分动态的负作用，能降低退化生态系统遭到干扰后养分的损失，而且养分释放时间的延后有助于某些植物更好地生长，有利于退化草原生态系统恢复过程中植被结构的改善。 由于凋落物的质量对分解速率的影响重大，凋落物的化学组成很可能对混合凋落物分解过程中的非加性效应起重要作用，然而迄今为止没有明确的结论。本文研究发现，具有不同初始N、P���量的凋落物（同一物种）混合在一起分解后产生了正的非加性效应，非加性效应的强弱与组分凋落物初始N、P���量的差异大小有关。而且，非加性效应与P���量差异大小的相关性比与N的强，这可能与研究地点土壤中P���含量相对更为缺乏有关。这一研究结果表明，凋落物的化学组成在有些情况下确实与非加性效应有关。 通过施肥和浇水试验，研究了全球变化引起的土壤有效N、P���水分的增加对具有不同生活型和化学组成的两种优势草原植物，即双齿葱和克氏针茅凋落物分解的直接影响。结果发现，向土壤中添加N肥或N、P���合肥，在短期内（100天）加速了这两种植物的分解速率。高质量凋落物（双齿葱）的分解更容易受到土壤水分条件的限制，而低质量凋落物（克氏针茅）的分解对土壤养分有效性更敏感。土壤中有效养分的增加会提高分解凋落物对养分的固定，有利于退化生态系统中养分的保持。双齿葱对内蒙古半干旱典型草原的碳循环和养分动态的贡献，比克氏针茅要更大。研究结果提示人们，对草原生态系统的碳循环和养分动态进行模拟时，需要对不同化学组成的凋落物分别加以考虑。 本文还探讨了土壤有效N长期增加后对两种优势草原植物（克氏针茅和冷蒿(Artemisia frigida Willd)）凋落物分解的综合影响，并进一步区分了由土壤有效N增加引起的凋落物质量改变的间接作用和土壤状况改变的直接作用。结果发现，土壤有效N长期增加后对凋落物的分解速率没有明显影响，但是显著加速了分解凋落物对养分的固定，这可能是由于凋落物质量对分解的促进作用和土壤状况对分解的抑制作用相互抵消的原因所造成的。向土壤中添加N素后，地上部植被生产力不可避免的会提高，尽管短期内会加速凋落物的分解速率，但从长远来看，对凋落物的分解速率不会产生影响，所以估计土壤有效N增加后最终会提高草原生态系统的净碳储量。 通过本研究，对中国北方农牧交错区（内蒙古多伦县）半干旱克氏针茅草原生态系统的养分循环过程有了初步的了解，验证了混合凋落物分解过程中非加性效应发生的可能性，并且证明组分凋落物的初始化学组成对这种非加性效应确实起着重要作用。本研究说明全球变化对不同植物种凋落物分解的影响是不同的，而且因研究时间长短的不同对凋落物分解的影响会发生变化。研究结果为草原生态系统碳和养分循环过程的模拟提供了必要的基础资料，为混合凋落物分解过程中非加性效应发生的可能机制提供了强有力的证据，对在全球变化背景下人们对草原生态系统碳和养分循环过程的认识和模拟有着重要的参考价值。

典型草原优势植物养分回收特性对养分和水分梯度变化的响应

养分回收是植物衰老时，养分从衰老组织向活的组织体转移的一种过程。该过程延长了养分在植物体内的滞留时间，提高了植物保持养分的能力，因此是植物适应养分贫瘠生境的策略之一。全球气候变化，包括降水格局改变和氮（N）沉降增加，改变了生态系统正常的生物地球化学循环，因此可能会对植物的养分回收特性产生影响。研究不同N、磷（P���、水梯度上，植物物种养分回收特性的响应格局，对于预测N沉降增加和降水格局改变对物种养分利用策略的潜在影响，具有一定的理论与实践意义。本研究以中国科学院植物研究所多伦恢复生态学实验站长期施N肥实验（0，1，2，4，8，16，32，64 g N m-2 yr-1等8个水平）为研究平台研究了克氏针茅（Stipa krylovii）群落中优势植物养分回收随N素添加梯度的变化，同时结合三个盆栽控制实验（施N肥实验：0，0.5，1，2，4，8，16，32，64，128 g N m-2等10个水平;施P���实验：梯度同施N肥实验;控水实验：3600，4000，4500，5143，6000，7200，9000，12000，18000，36000 mL pot-1等10个水平），主要探讨了羊草（Leymus chinensis）养分回收效率（从衰老组织中回收转移的养分百分数，RE）和养分回收度（以枯叶中养分浓度衡量，RP���以及其它叶片养分特性(绿叶养分浓度和比叶面积SLA)对环境因子改变的响应格局。同时，我们还调查了枯叶C:N比和C:P���等参数，研究环境因子改变对凋落物分解的影响。 1）连续4年施N肥显著降低了五个物种叶片N素回收度（NRP���，对P���回收度（PRP���的影响在各物种间差异较大，但低N提高了多数物种的PRP;物种间，冷蒿（Artemisia frigida）RP���枯叶N和P���度分别为14.3±2.0 mg g-1和0.68±0.09 mg g-1）最低，砂韭（Allium bidentatum）（N：5.2±0.2 mg g-1，P���0.12±0.01 mg g-1）最高。沿施N梯度，N素回收效率（NRE）的变化趋势在物种间差异较小但在方法间（叶干重水平，叶面积水平和单株水平）差异较大，而P���回收效率（PRE）的变化在物种间和方法间差别都较大。叶干重水平和叶面积水平上，NRE在四个物种中表现出显著降低的趋势，PRE只在糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）和星毛委陵菜（Potentilla acaulis）中显著降低，其它三个物种变化不显著。单株水平上，所有物种NRE（除了克氏针茅）和PRE均与施N量梯度无显著性关系。物种间，砂韭的RE最高（＞80.0%），冷蒿和星毛委陵菜最低（＜60.0%）。方法间，叶片水平上的RE均高于单株水平上。沿施N肥梯度，两个禾本科物种SLA无显著变化规律，而其它三个物种SLA表现出先增加后变化不大的趋势。物种间，最高和最低的SLA分别表现在冷蒿和克氏针茅。沿施N肥梯度，五个物种C:N比呈先显著降低后缓慢降低的趋势。物种间，最大和最小的C:N比分别出现在砂韭和冷蒿。 2）盆栽施N肥实验中，一定范围内，施N肥显著提高了羊草地上地下生物量、SLA和绿叶N浓度，显著降低了C:N比、NRP���NRE和PRE，但对绿叶P���度、叶片PRP���C:P���无明显影响。平均枯叶N浓度和枯叶P���度分别为16.2 mg g-1和1.01 mg g-1，平均NRE和PRE分别为46.1﹪和58.1﹪。10月时，地下生物量和养分积累均高于地上部分。 3）盆栽施P���实验中，一定范围内，施P���显著地提高了羊草地上地下生物量、SLA、绿叶N浓度和绿叶P���度，显著降低了C:N比、C:P���、NRP���PRP���PRE，但对NRE无显著影响。平均枯叶N浓度和枯叶P���度分别为9.9 mg g-1和7.43 mg g-1，平均NRE和PRE分别为58.2﹪，平均PRE为56.1﹪。10月时地下部分生物量和N库积累均高于地上部分，而P���在两个部分间差别不大。 4）盆栽控水实验中，一定范围内，供水量增加显著增加了羊草地上地下生物量、SLA、NRP���PRP���PRE、C:N比和C:P���，显著降低了绿叶N浓度，但对绿叶P���度和NRE无显著性影响。平均枯叶N浓度和枯叶P���度分别为10.4 mg g-1和0.32 mg g-1，平均NRE和PRE分别为54.4﹪和76.8﹪。10月时，地下部分生物量和养分积累均高于地上部分。 以上结果表明，N、P���水分因子的改变影响了植物生物量和养分分配、叶片养分特性、养分回收能力以及枯叶分解质量等，且不同梯度影响程度也不同。因此，未来全球变化包括N沉降增加和降水格局改变可能影响植物养分利用策略和凋落物分解特性，进而可能对植被-土壤系统养分循环产生影响。

大白花杜鹃菌根真菌多样性的研究

杜鹃花属(Rhododendron L.)植物分布广泛，研究发现所有的杜鹃花科植物都能形成一种特殊的菌根——杜鹃花类菌根(Ericoid Mycorrhiza)。杜鹃花类菌根对杜鹃花科植物在营养胁迫的环境下生长起到重要的作用。近几年，对杜鹃花类菌根的生物学和生态功能的研究越来越重视。我国是杜鹃花属植物资源最为丰富的国家，因此研究杜鹃花属植物菌根真菌多样性，充分利用杜鹃花特有的菌根资源，促进杜鹃花迁地保护成功具有重大的意义。 本研究以分布较广并且是中国特有的杜鹃花属植物——大白花杜鹃(Rhododendron decorum Franch.)的野生植株为研究对象，应用直接扩增根中真菌ITS区的分子鉴定方法和T-RFLP(末端限制性片段长度多态性)的分析方法，来研究其菌根真菌的多样性；并结合生态化学计量学特征分析、宿主遗传相似性及其群落组成分析等内容，探讨大白花杜鹃的菌根真菌－宿主植物－根际土壤三者之间的关系。主要结果如下： (1)通过用直接扩增真菌ITS区序列，揭示了大白花杜鹃根部真菌的多样性，本研究发现，野生大白杜鹃根部的真菌种类比较丰富，至少有26个ITS-taxa，包括子囊菌和担子菌共5个真菌目：Helotiales、Lecanorales(≡Agyriales)、Onygenales、Sebacinales和Thelephorales，其中包括典型的ERM真菌——树粉孢属Oidiodendron sp.(Myxotrichaceae)真菌。另外还发现了黑色有隔内生菌(Dark septate endophyte，DSE)以及一些未命名的子囊菌。担子菌在本研究中占有较大比例，尤其是蜡壳耳菌目真菌；此外还有较典型的外生菌根真菌——革菌目真菌。 (2)大白花杜鹃野生植株与栽培植株在菌根真菌种类组成上，有一定的相似性；在忽略种源差异等条件下相较而言，前者的物种丰富度远高于后者。 (3)大白花杜鹃菌根真菌多样性和丰富度同它的根际土壤与叶片的C���N、P���量以及C/N、N/P���土壤pH值、宿主的海拔高度等都没有显著的相关关系。 (4)在大白花杜鹃的菌根真菌群落组成方面，整体上保持了相当程度的相似性，同时还保持了一定水平的差异；大白杜鹃菌根真菌的种类是丰富的，优势度指数表明其多样性水平很高。 (5)大白花杜鹃的遗传距离与其菌根真菌群落组成结构有极显著的相关关系，宿主的种内遗传差异可能对菌根真菌群落物种组成产生选择偏好。 (6)大白花杜鹃的群落组成与其菌根真菌群落组成有极为显著的关联性，伴生种的菌根类型可能会影响宿主植物菌根真菌的物种组成结构。

Chromosomal rearrangements underlying karyotype differences between Chinese pangolin (Manis pentadactyla) and Malayan pangolin (Manis javanica) revealed by chromosome painting

The Chinese pangolin (Manis pentadactyla), a representative species of the order Pholidota, has been enlisted in the mammalian whole-genome sequencing project mainly because of its phylogenetic importance. Previous studies showed that the diploid number o

武汉东湖优势浮游动物元素含量分析

利用武汉东湖不同季节各种浮游动物优势种的高峰期,选取了枝角类中的透明溞和透明薄皮溞,桡足类中的特异荡镖水蚤,轮虫中的矩形龟甲轮虫、前节晶囊轮虫、矩形臂尾轮虫、萼花臂尾轮虫,原生动物中的篮口虫及草履虫进行碳(C)、氮(N)、磷(P)含量分析,分别测出了上述各个种的C/N和C/P���值。就C���N、P���平均百分数看,原生动物所占的C���N、P���百分数最高,相反,其C/N与C/P���率则是最低的。透明薄皮溞所占的C���接近原生动物,特异荡镖水蚤和透明溞的C���相差不远。透明薄皮溞与特异荡镖水蚤的N％极为接近,而轮虫的N％和

Genomic sequence of mandarin fish rhabdovirus with an unusual small non-transcriptional ORF

The complete genome of mandarin fish Siniperca chuatsi rhabdovirus (SCRV) was cloned and sequenced. It comprises 11,545 nucleotides and contains five genes encoding the nucleoprotein N, the phosphoprotein P, the matrix protein M, the glycoprotein G, and the RNA-dependent RNA polymerase protein L. At the 3' and 5' termini of SCRV genome, leader and trailer sequences show inverse complementarity. The N, P, M and G proteins share the highest sequence identities (ranging from 14.8 to 41.5%) with the respective proteins of rhabdovirus 903/87, the L protein has the highest identity with those of vesiculoviruses, especially with Chandipura virus (44.7%). Phylogenetic analysis of L proteins showed that SCRV clustered with spring vireamia of carp virus (SVCV) and was most closely related to viruses in the genus Vesiculovirus. In addition, an overlapping open reading frame (ORF) predicted to encode a protein similar to vesicular stomatitis virus C protein is present within the P gene of SCRV. Furthermore, an unoverlapping small ORF downstream of M ORF within M gene is predicted (tentatively called orf4). Therefore, the genomic organization of SCRV can be proposed as 3' leader-N-P/C-M-(orf4)-G-L-trailer 5'. Orf4 transcription or translation products could not be detected by northern or Western blot, respectively, though one similar mRNA band to M mRNA was found. This is the first report on one small unoverlapping ORF in M gene of a fish rhabdovirus. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Nanocrystalline silicon films with high conductivity and the application for PIN solar cells

Intrinsic nanocrystalline silicon films (nc-Si:H) were prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method. Films' microstructures and characteristics were studied with Raman spectroscopy and Atom Force Microscope (AFM). The electronic conductivity of nc-Si:H films was found to be 4.9 x 10(0)Omega(-1) cm(-1), which was one order of magnitude higher than the reported 10(-3)-10(-1)Omega(-1)cm(-1). And PIN solar cells with nc-Si:H film as intrinsic thin-layer (ITO/n(+)-nc-Si:H/i-nc-Si:H/p-c-Si/Ag) were researched. The cell's performances were measured, the open-circuit voltage V-oc was 534.7 mV, short-circuit current I-sc was 49.24 mA (3 cm(2)) and fill factor FF was 0.4228. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

子午岭林区人工与天然油松林(Pinus tabulaeformis)养分库和碳库特征

为了揭示黄土高原地区人工油松林自然化发育过程中的植物叶片与土壤养分库和碳库的变化规律,采用典型样地法,以子午岭林区天然油松群落为参照,选择了不同立地条件的人工油松林,分别对其土壤的氮库、碳库及植物叶片养分库和碳库进行了分析。结果表明,该区油松针叶C���N、P���含量平均值分别为(499.5±63.75)mg/g、(8.53±0.50)mg/g和(0.94±0.64)mg/g,叶片C���量大小依次为阳坡天然林>阴坡天然林>阴坡人工林>阳坡人工林,阳坡人工林叶片N、P���量显著高于阳坡天然林。不同立地条件下油松林叶片C/N、C/P���异显著,叶片N、P���N/P���达到极显著水平,但是叶片C���量差异不显著。油松叶片C���量与N、P���量均呈极显著负相关,N和P���间的呈显著正相关。不同立地的油松林除40～60cm土层土壤C���N含量无显著差异外,0～20cm和20～40cm两个土层的人工林土壤C���N含量显著高于天然林,同时阳坡人工林土壤C���N含量显著高于阴坡人工林。0～20cm、20～40cm两个土层土壤C���量与N含量均呈极显著正相关,与植物N、P���呈显著正相关。子午岭林区阳坡的人工油松林不仅叶片养分含量较高,而且林地土壤是该区土壤的...

黄土高原石灰性土壤不同形态磷组分分布特征

以黄土高原自北向南采集的12个0～20 cm耕层土壤为供试土样,采用Tiessen和Moir修正的Hedley土壤有机无机磷分级方法研究了黄土高原石灰性土壤中不同形态磷组分的分布特征。结果表明:供试土壤各形态P���体分布特征为:HCl-P&gt;Residual-P&gt;NaHCO3-Po>NaHCO3-Pi>NaOH-Po>NaOH-Pi>H2O-P,以HCl-P���Residual-P���主,分别占土壤全磷的54.00%～88.96%和0～39.11%。黄土高原土壤磷含量总体分布表现为南高北低。在各土壤类型间,NaOH-Po、Residual-P���全磷平均含量表现为干润砂质新成土<黄土正常新成土<简育干润均腐土<土垫旱耕人为土,自北向南依次增加;H2O-P���HCl-P���现为简育干润均腐土<黄土正常新成土<干润砂质新成土<土垫旱耕人为土,自北向南先降后升,且上升幅度较大。黄土高原土壤全氮与全磷及各形态磷含量相关性均达显著水平,其中与NaOH-Pi、NaOH-Po、HCl-P���全磷含量达到极显著水平。C/N、pH及砂粒与全磷及各形态磷含量呈负相关关系,其中pH与NaHCO3-Po呈显著负相关,与H2O-P���NaHCO3-Pi...

直接甲醇燃料电池耐甲醇氧还原电催化剂的研究

燃料电池以其高效、环境友好的发电方式，被誉为21世纪的能源技术。其中，直接甲醇燃料电池（DMFC）更以燃料甲醇来源丰富，价格低廉，储存、携带方便而成为近年的研究热点。目前DNDFC存在的一个主要问题是"甲醇透过"，即甲醇从阳极穿过固体电解质膜进入到阴极，而阴极催化剂一般是Pt/C���因此在阴极会同时发生甲醇氧化和氧还原，严重降低了电池的库仑效率和电压效率。此夕卜甲醇及其氧化中间产物还会使P���C���毒。虽然试验了一些低甲醇透过率的电解质膜，但仍无法完全消除甲醇透过。因此研制对氧还原催化活性高而对甲醇氧化没有活性，即耐甲醇的氧还原电催化剂是一个十分重要的课题。本论文主要从催化剂的组成、热处理、制备方法和载体等方面进行了相关研究，此外，还开展了生物燃料电池阴极电催化剂的研究。具体结果如下：1．热处理对电催化剂性能的影响（1）首次研究了炭载铂（Pt/C���对氧还原和甲醇氧化的催化活性与热处理温度的关系。发现P"C���催化活性随热处理温度的升高而降低，其原因是热处理使R／C���Pt的结晶度提高、粒径变大、表面浓度降低。但是，热处理使PUC���化甲醇氧化活性的降低程度远大于催化氧还原活性的降低程度。该研究提供了一种有效改善P���C���化剂耐甲醇性能的简便方法。（2）研究了炭载四狡基酞著钻（CoPcTc���C���和炭载四苯基铁叶琳（FeTPP／C���对氧还原和甲醇氧化的催化活性与热处理温度的关系。发现800℃热处理的CoPcTc���C���氧还原的催化活性最高；XPS和XRD分析表明，其活性位主要为含CoN4结构的物质。FeTPP／C���化剂与CoPcTc���C���似，700℃热处理的对氧还原催化活性最高。二者对甲醇氧化都没有活性。（3）首次研究了炭载四苯基铁叶琳一铂（FeTPP-Pt/C���复合催化剂对氧还原和甲醇氧化的催化活性与热处理温度的关系。发现热处理使FeTPP-Pt/C���氧还原的催化活性提高，并且优于相应P���C���这是因为复合催化剂对氧还原的催化活性来源于FeTPP和Pt两部分。另外，FeTPP-Pt／C���甲醇氧化的催化活性随热处理温度的升高而降低，降低幅度大于相应Pt/C���这是因为在复合催化剂中，FeTPP在Pt/C���面的分散会降低甲醇与R的接触。700℃热处理的FeTPP-Pt/C���氧还原的催化活性最高，并且耐甲醇能力很强，非常适合作为DMFC阴极电催化剂。（4）首次研究了FeTPP-TiO2/C���合催化剂对氧还原的催化活性与热处理温度的关系。发现70。℃热处理的FeTPP-TiO2／C���氧还原的催化活性最高，并且稳定性好；复合催化剂提高了氧还原的电子转移数。这是因为TIOZ能够将FeTPP催化氧还原过程中产生的H2O2及时分解为O2和H2O，再重新被FeTPP还原。TIOZ的加入有望改善过渡金属大环化合物催化剂的长程稳定性。此夕卜该复合催化剂对甲醇氧化没有活性。2．制备方法对电催化剂性能的影响（1）首次同时研究了Pt/C���氧还原和甲醇氧化的催化性能，讨论了影响Pt/C���化活性的主要因素。XRD、XPS和TEM分析表明，无定型Pt含量高的Pt/C���氧还原的催化活性较高，表面氧化物含量高的Pt/C���甲醇氧化的催化活性较高。为制备耐甲醇能力强、催化氧还原活性高的Pt/C���化剂提供了理论参考。（2）比较了平衡吸附法和强制沉积法制备的FeTPP-Pt/C���化剂的性能，发现前者对氧还原和甲醇氧化的催化活性都高于后者，这是因为由强制吸附法制备的复合催化剂，FeTPP将一部分Pt覆盖，使其无法发挥活性。3．活性炭载体对Pt/C���催化剂性能的影响利用多种分析手段，系统比较了VulcanXC-72炭和上海松木炭的物理、化学性质对Pt/C���催化剂性能的影响。发现孔径适当、电导率高、灰分和表面含氧基团较少的活性炭作载体时，制得的P���C���化剂的性能较好。为PEMFC中电催化剂载体的选择提供了一些理论依据。4．生物燃料电池阴极电催化剂的研究首次制备了炭载微过氧化物酶-11（MP-11／C���电催化剂，通过循环伏安法、线性扫描法和旋转圆盘电极技术研究发现，MP-11／C���O2还原具有较高的催化活性，并且稳定性好，为生物燃料电池的研制提供了一种较好的酶固定方法。

直接甲醇燃料电池电催化剂性能优化的研究

燃料电池以其高效、环境友好的发电方式，被誉为21世纪的能源技术。其中，直接甲醇燃料电池（DMFC）更以燃料甲醇来源丰富，价格低廉，储运方便而成为近年的研究热点。目前，DMFC两个主要问题是阴、阳极催化剂电催化活性低和甲醇会从阳极渗透过固体电解质膜到达阴极，使在P���C���极上同时发生甲醇氧化和氧还原，严重降低了电池的性能。因此，本论文主要研究高效阴、阳极催化剂及耐甲醇的阴极催化剂，以提高DMFC的性能。本论文主要研究内容和结论如下：1．分别用空气，硝酸，双氧水，C02对Vulcan-XC72活性炭进行预处理，然后负载R，得到炭载R（P���C���催化剂。发现与用未处理活性炭或用空气，硝酸，双氧水处理的活性炭制备的P���C���化剂相比，COZ预处理的P���C���化剂对甲醇氧化和氧还原显示出最高的电催化活性。2．用电化学方法制备了磷钨酸（PWA）修饰Pt电极，发现PWA对甲醇在R上电氧化有很好的促进作用，虽然甲醇氧化峰峰电位并不发生变化，但峰电流要比在未经修饰的Pt电极上高。该促进作用与修饰电极制备时所用的修饰液中的P���叭浓度有关，修饰液中PWA的浓度为0．25mgml-1时，制得的PWA修饰Pt电极对甲醇氧化的电催化活性最高，与未修饰电极相比，可使甲醇氧化峰峰电流提高50％左右。3．用机械混合的方法制备了Pt-PWA/C���化剂，并研究了不同混合质量比对催化剂性能的影响。发现具有合适的PWA和P���C���量比的Pt-PWA/C���化剂对氧还原的电催化活性和耐甲醇的性能要优于P���C���化剂。当PWA和Pt/C���质量比为1：1时，R-PWA/C���化剂具有最佳性能。与P���C���化剂相比，Pt-PWA5／C���化剂可使氧还原电流最大提高38％，使甲醇氧化电流下降76％。其原因可归结于PWA分子的高度亲氧性。4．制备了炭载钻叶琳（CoTPP）和R（CoTPP-Pt／C���催化剂，并对其进行了不同温度的热处理，发现热处理可提高CoTPP-Pt／C���化剂对氧还原的电催化活性和耐甲醇能力。而且这种性能的提高与热处理温度有关，最佳的热处理温度为700℃。与Pt/C-un催化剂相比，其氧还原电流密度可以提高74．4％，而甲醇氧化峰峰电流密度可以下降22．0％。因此，CoTPP-Pt/C-700催化剂可成为DMFC中性能优良的阴极催化剂。5．研究了大环化合物四磺酸基酞著钻（CoTSPc）作为阴极电解液中的添加剂对于光滑Pt电极对氧还原的电催化活性和耐甲醇能力的影响。发现COTSPc使光滑R电极对氧还原的电催化活性稍有降低，而对甲醇氧化的电催化活性降低很大，这主要是由于CoTSPc对氧还原有较好的电催化活性，而对甲醇氧化却没有电催化活性。这种效应与加入COTSPc的浓度有关，因此，选择最佳的CoTSPc浓度，可使光滑Pt电极对氧还原的电催化活性基本不受影响，而大大降低了对甲醇氧化的电催化活性。当电解液中加入CoTSP���的浓度为0．09mmolL-1时，氧的还原电流可以基本保持不变，而甲醇的氧化峰峰电流下降79．7％。

镍-金属氢化物电池新型负极材料研究

贮氢合金是镍一金属氢化物电池的核心材料，其综合性能的改善是提高镍一金属氢化物电池性能的关键。本研究以探索镍一金属氢化物电池新型负极材料为目的，以非ABS型贮氢合金为研究对象，采用X射线衍射、Rietveld分析、恒电流充／放电、P-C-T曲线及线性微极化等方法，从基础和潜在应用等方面详细研究了非ABS型合金的结构与电化学性能。对La-Ni体系中非ABS型二元合金的结构和电化学性能的研究表明，LaNi_(228)具有最优异的高倍率充电性能；La_2Ni_7合金电极的高倍率放电性能最佳；La_7Ni_3在低温条件下表现出较好的放电性能。然而，所有得到的La-Ni合金电极容量远低于其理论容量。因此，必须通过进一步研究，如元素取代、热处理、表面处理等来提高其电化学容量。对RENi_3（RE＝La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Th，Dy，Ho，Er，Y）研究表明：YNi_3合金因其具有最大的晶胞体积，最小的密度，而表现出最好的高倍率充／放电性能及低温放电性能，但其高温放电性能需要进一步提高，以满足实际应用的要求。用Al、Mn、Ti、Fe、Sn、Si、Cr、M。、Cu和Co十种元素取代Ni进行了大量的配方筛选工作。得到了大量的实验数据，并发现LaNi_(3.7)Al_(0.3)合金电极电化学放电容量最高，达290.8mAh／g；LaNi_(3.7)Mo_(0.3)合金电极的高倍率放电性能最好，在以4200mA/g的电流密度下进行放电时，其放电容量仍达到145.8mA/g；而I镍一金属氢化物电池新型负极材料研究镍一金属氢化物电池新型负极材料的研究Al的取代会使合金电极性能对温度不敏感。以我们的实验为基础，进一步进行合金配方的微调，具有可能开发出具有实用价值的贮氢合金的潜力。在Ar保护下用真空电弧炉熔炼合成了四种Lal一xMg：（NICoAI）3．6体系贮氢合金，制成姐卜Ni电池负极，通过恒电流充／放电方法研究了其电化学性能。结果表明：Lal一xMg：（NiCoAI）3．6体系金属氢化物电极较容易活化，室温下具有优异的高倍率放电性能，在以4200mA／g电流放电时，La卜汉gx（NICoAI）36合金电极的放电容量是ABS型合金电极的3倍，达152hah／g，显示出良好的动力学特性。R，入1兮Ni（R：raree田劝，Ca，Y）型合金因能吸引／释放1．8一1．87％质量的HZ而被认为是种很有希望的贮氢合金。但其吸／放氢平台过高，循环寿命短。如何提高Rh厦g剑19循环稳定性是这类合金能否成功商业化的关键。研究发现，Co能够显著提高ABS型合金电极的循环寿命，但其价格太贵。人们发现Al在提高电极寿命方面与C���有类似的作用，但Al元素的添加因其在碱性电解质的作用下在电极表面易生成致密的氧化膜而不利于氢的扩散，进而对高倍率放电性能不利。入物在提高电极表面活性，改善其高倍率放电性方面作用明显。本工作在前面的基础上用Al和MO联合取代Ni，以期待同时改善La一Mg一Ni一Co合金的循环稳定性和高倍率放电性能。详细研究了La07Mg03Ni切一（A105Mo05）x（x：o，0．2，0．4，0．6，0．8）系列贮氢合金的晶体结构和电化学性能。X射线衍射及Rietveld分析发现：所有La07Mg03Ni4D一x（A105Mo05）x合金均为包含PuNi3结构的六方LaZMgNig相、CaCus结构的LaNis主相及L匆Ni7，LaN儿和LaNi杂相的多相结构。合金中La（La，Mg）剑19相及LaNis相的晶格参数及晶胞体积均随合金中Al和Mo含量的增加而增大。用电化学方法测得的RC���T曲线显示：Al和'fo部分取代Ni降低了氢的平台压力。随合金中Al和Mo含量的增加，电极的电化学容量从329．7（x＝0）、徽橇毓孺鑫盆一11瀚加至365．物A吨（＝0．6）后又降低到351．3毗吨（x＝0．8）。当以1200m刀g的电流密度进行放电时，其I｛RD从62．0％沁0）增加到82．1％沁0．8）。线性微极化结果显示：Al和Mo的添加增大了合金表面的交换电流密度，因而也改善了合金电极的高倍率放电性能。另外，Al和M。取代合金中的Ni增大了氢在电极合金中的扩散系数（D），改善了La07Mgo3Ni4。一x（Alo5M。。5）x（X＝o，0．2，0．4，0．6，0．8）合金电极的低温放电性能（LTD）。

稀土与酸性磷（膦）酸酯固体配合物的合成、结构和振动光谱研究

本文合成了Ln(DMD)_3 (Ln = La, Pr, Sm, Eu, Ho, Yb, Lu, Y), Ln(DEP)_3 (Ln = La, Sm, Eu, Ho, Yb), Ln (DBP)_3 (Ln = La, Eu, Yb), Ln(BBP)_3 (Ln = La, Eu, Yb), Ln(DEHP)_3 (Ln = La, Ce,..., Lu, Y), Ln(EH[EHP])_3 (Ln = La, Ce,..., Lu, Y), 其中Ln(DMP)_3, Ln(DEP)_3, Ln (DBP)_3, Ln(BBP)_3为本文首次合成。培养出了未见文献报导的Pr(DMP)_3, La(DMP)_3·TMP���合物的单晶，晶体结构表明，Pr(DMP)_3中Pr原子的配位数为6， 配位多面体为稍扭曲的正八面体，配体以“O-P-O”桥和稀土离子配位而形成奇特的“双桥二十四环”的环套环的网状结构。La(DMP)_3·TMP���，La的配位数为7，配位多面体为扭曲的单帽三棱柱，配合物中中性磷酸酯TMP���P=0中的O与La配位，酸性配体以“O-P-O”桥的形式和La配位而形成奇特的“交替二—四桥”的链状结构。这两种配位方式及结构是文献中未报导过的。对配合物进行了热分析，根据热失重百分数并结合残渣的红外光谱证实，最终的分解产物为稀土偏酸盐。研究了配合物在4000-100cm~(-1)范围内的FTS-IR光谱和1500-50cm~(-1)范围内的拉曼光谱，对其主要的振动谱带进行了归属。其中150cm~(-1)附近的“稀土敏感带”指认为Ln-O配位键的伸缩振动带（νLn-O）。我们还指认了与配位密切相关的PO_2基团的ν_(as)PO_2带为1200-1136cm~(-1)，ν_sPO_2带为1126- 1064cm~(-1)。同时对Ln(DRP)_3配合物的ν_(as)PO_2(c), ν_sPO_2(c), νc-o-(p)异相，νc-o-(p)同相，νc-o-(o)，δPO_2等的振动带以及Ln(RRP)_3配合物中νp-o-(c), νp-c, νc-c-(o), νc-c-(p), δPO_2等的振动带进行了相应的指认。νLn-o频率较低，力常数（约为0.2mDyn/A）较小，所以Ln-o键基本上为离子键，配合物Δν值（Δν = ν_(as)PO_2 - ν_sPO_2）远小于Na盐中的Δν值，Ln-O键具有部分共价性质且随“镧系收缩”Ln-O键共价成分增大。通过对Ln(DRP)_3类配合物振动光谱的研究，Ln(DRP)_3配合物具有和Pr(DMP)_3单晶相似的配位形式和结构类型。Ln(RRP)_3的振动光谱和Ln(EH[EHP])_3的快原子轰击质谱结果, Ln(RRP)_3类配合物具有与Pr(DMP)_3相类似的确配位形式和结构类型。利用配合物的结构，对HDEHP���HEH[EHP]萃取稀土离子的萃取机理给予解释和说明。