钴(Co)具有较低的电阻率、良好的热稳定性、与铜(Cu)粘附性好等优点, 可以替代钽(Ta)成为14 nm以下技术节点集成电路(IC) Cu互连结构的新型阻挡层材料。化学机械抛光(CMP)是唯一可以实现Cu互连局部和全局平坦化的方法, 也是决定Co基Cu互连IC可靠性的关键技术。柠檬酸含有羟基, 在电离后对金属离子有较强的络合作用, 成为Co基Cu互连CMP及后清洗中的主要络合剂。文章评述了柠檬酸在Cu互连CMP及后清洗中的应用和研究进展, 包括柠檬酸对Cu/Co去除速率选择比、Co的表面形貌以及Co CMP后清洗中Co表面残留去除等方面的影响, 并展望了络合剂及Cu互连阻挡层CMP的发展趋势。

电解锰渣中锰浓度较高, 不仅浪费锰资源, 还会制约锰渣综合利用。以柠檬酸为助剂高效浸出锰渣中的锰可促进锰渣资源化利用和电解锰行业绿色低碳发展。本文研究浸出工艺参数对锰渣中锰浸出浓度的影响, 通过物相、结构、价态、形貌和动力学分析建立锰浸出模型, 探讨浸出机理。结果表明: 当柠檬酸掺量25%(质量分数)、液固比5∶1、浸出时间30 min时, 锰浸出效果较好, 浸出率为93.6%。锰浸出动力学符合收缩核模型, 受化学反应和固体膜层混合控制。柠檬酸将高价态锰还原为二价锰, 二价锰与柠檬酸以1∶2配位形成螯合物, 螯合方式为柠檬酸分子的羧基和羟基共同参与成键。

高效可见光响应光催化材料的开发对光催化技术的发展有着至关重要的作用。采用柠檬酸(CA)辅助溶剂热法制备Bi2MoO6，对其进行XRD、SEM、UV-Vis DRS、BET及PL表征，并研究可见光下降解环丙沙星(CIP)、灭活大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)的性能。CA添加量为3 mmol时制备的BM-3展现出最优的光催化活性，在100 min内对CIP的降解率达到89.5%，其反应速率常数为不添加CA制备的BM-0的2.45倍，也能在150 min内将E.coli完全灭活，在200 min内将S. aureus灭活，失活后的细菌细胞由于内容物泄漏而表面凹陷且易聚集。多次循环实验证明BM-3具有良好的稳定性。宽的可见光吸收范围、大的比表面积和高效的光生载流子分离效率有利于CA辅助溶剂热法制备的Bi2MoO6光催化性能增强。

纳米水化硅酸钙(CSH)是硅酸盐水泥的高效早强晶核剂。以柠檬酸为分散稳定剂，采用成核晶化隔离法合成CSH/柠檬酸纳米复合物，研究了柠檬酸用量对CSH/柠檬酸纳米复合物(CCNs)结构、粒度分布的影响以及CCNs对水泥水化硬化的作用机理。结果表明：柠檬酸可插层进入纳米CSH层间，CCNs的平均粒径在90~160 nm之间，且CCNs中柠檬酸含量越高，其粒径越小，在pH=13的碱性溶液中释放出的柠檬酸越多。CCNs由于自身晶核及柠檬酸的协同作用影响水泥水化，改善了孔结构并提高了12 h、1 d、3 d、7 d及28 d抗压强度。

为了拓展氯氧镁水泥(MOC)的使用范围, 研究了缓凝剂(柠檬酸、硼酸、葡萄糖酸钠)对氯氧镁水泥凝结时间、抗压强度、电阻率、水化热和耐水性的影响, 同时采用X射线衍射仪分析了氯氧镁水泥改性后的水化产物。结果表明, 掺入缓凝剂会延长氯氧镁水泥的凝结时间, 当缓凝剂掺量达到0.75%(质量分数, 下同)时, 各组试样的28 d抗压强度较空白组分别下降了19.3%、16.7%和20.2%。缓凝剂的掺入降低了水泥浆体电阻率速率曲线和内部温度曲线的峰值, 推迟了水化放热速率曲线第二峰值出现时间, 即降低了氯氧镁水泥的水化速率, 改善了氯氧镁水泥放热集中的现象。缓凝剂能提高氯氧镁水泥的耐水性, 当硼酸掺量为0.75%时, 软化系数可达到0.79。

纳米粉体的团聚程度影响纳米复相陶瓷的微观结构, 进而影响其光学与力学性能。本文采用溶胶-凝胶法合成Y2O3-MgO纳米粉体, 结合热压烧结(HP)技术制备出光学及力学性能优异的Y2O3-MgO复相陶瓷。研究了前驱体中金属离子与柠檬酸的摩尔比(m/c)对纳米粉体团聚程度及复相陶瓷显微结构、光学及力学性能的影响。研究结果表明, 当金属离子和柠檬酸摩尔比为0.75时, 粉体团聚程度最低, 该粉体经过热压烧结后制备出的Y2O3-MgO陶瓷具有均匀的相域, 晶粒尺寸约为140 nm, 3~6 μm波段的透过率达到80%, 维氏硬度及断裂韧性分别为10.90 GPa、2.21 MPa·m-1/2, 抗弯强度为226 MPa。

采用两步法制备生物质石墨烯/LaFeO3纳米复合材料(石墨烯加入量分别为LaFeO3的1%、3%、5%、7%), 应用差热-热重分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子 显微镜(SEM)等测试手段对生物质石墨烯/LaFeO3纳米复合材料样品的物相及微观结构进行了表征; 采用傅里叶变换红外光谱仪对样品进行了红外分析(FTIR); 研究了生物质石墨烯加入量对生物质石墨烯/LaFeO3复合材料降解亚甲基蓝光催化降解率的影响。结果表明: 通过两步法所制备的生物质石墨烯/LaFeO3纳米光 催化剂稳定性好, 具有高效光催化活性; 生物质石墨烯的加入提高了LaFeO3对亚甲基蓝的光催化降解率; 采用175 W荧光高压汞灯光照30 min时, 加入7%生物 质石墨烯的LaFeO3样品对亚甲基蓝的光催化降解率最高达到56%, 比纯LaFeO3光催化降解率高出50%。

荧光碳点具有化学稳定性好、毒性小、可表面功能化等优点, 引起了人们极大的兴趣。近年来, 由高分子多糖合成的聚合物碳点成为另一研究热点。本文通过水热法合成了一种壳聚糖基荧光聚合物碳点材料(P(CS-g-mPEG-CA)CDs), 并用于载药研究。基于壳聚糖和聚乙二醇既是碳点的碳源也是碳点的钝化试剂, 本文选择壳聚糖接枝聚乙二醇单甲醚和柠檬酸衍生物作为聚合物碳点的碳源, 以提高聚合碳点的量子产率。另外, 聚合物碳点还可以保留聚乙二醇与壳聚糖分子结构, 为其在载药方面的应用提供有利条件。采用红外光谱、紫外光谱、X射线衍射、光电子能谱、透射电子显微镜和光致发光光谱对P(CS-g-mPEG-CA)CDs进行了结构表征以及pH值稳定性的测试。结果表明, 所合成的P(CS-g-mPEG-CA)CDs具有较高的荧光量子产率(6681%)、较长的荧光寿命(15247 ns)、良好的pH稳定性。以阿霉素为模型药物, 利用该聚合物碳点进行了负载研究, 结果表明, 当聚乙二醇单甲醚取代度为119%时, 聚合物碳点的载药量最高为513%, 最大药物释放率为287%, 此外, 药物的装载和释放可以通过mPEG的接枝率进行控制。采用MTT法评价了聚合物的碳点对鼻咽癌细胞(CNE-2)的毒性作用。研究表明, 空白聚合物碳点无明显细胞毒性, CNE-2细胞存活率随着载药胶束的增加而降低, 说明载药胶束对CNE-2细胞有较强的抑制作用。可见该P(CS-g-mPEG-CA)CDs在荧光标记、药物递送、荧光示踪系统和控制释放方面, 具有一定的应用前景。

以壳聚糖、柠檬酸、N-(2-羟乙基)乙二胺为原料, 通过水热法合成了壳聚糖基聚合点(P(CS-g-CA)Ds)荧光材料, 发现柠檬酸的接枝可明显提高壳聚糖聚合物点的量子产率。对P(CS-g-CA)Ds进行了红外光谱、紫外光谱、光电子能谱、透射电镜、热分解性能及光致发光光谱表征, 测试了不同pH值下的荧光强度。结果表明, P(CS-g-CA)Ds在pH=4～12范围内有良好的稳定性。通过测试紫外老化前后宣纸的羰基指数和乙烯基指数研究了P(CS-g-CA)Ds在宣纸中的应用, 结果表明其具有良好的抗紫外老化性能。

建立了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法直接测定食品级壳聚糖中杂质元素的分析方法。 壳聚糖用3%的柠檬酸溶解并加入低浓度盐酸后, 采用ICP-MS法直接测定其中的Be, Na, Mg, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Sn, Sb, Hg, Pb等20种杂质元素。 盐酸的使用有效地改善了元素的稳定性, 尤其是Hg和Sn。 选择动态反应池（DRC）技术消除了氯离子干扰以及其他质谱干扰, 采用基体匹配法并通过加入Sc, Y, In, Bi内标元素混合溶液补偿了样品传输效率的差异以及有机溶剂蒸发速率的影响。 在选定的工作条件下, 20种元素的标准曲线方程具有良好的线性关系, 线性相关系数不小于0.999 7, 各元素的检出限在0.64～19.01 ng·L-1之间, 加标回收率在89.50%～109.00%之间, 相对标准偏差（RSD）在1.17%～4.05%之间, 实际样品分析结果显示, 食品级壳聚糖中杂质元素的含量较低, 其中重金属元素的含量很低, 食用安全。 该方法能简便、 灵敏、 准确地测定食品级壳聚糖中的20种杂质元素。