尿素酶固载于纳米二氧化钛多孔膜上的尿素生物传感器

在钛丝基体上沉积一层纳米二氧化钛(TiO2)多孔膜,然后直接将尿素酶吸附在TiO2膜上。基于TiO2膜的pH响应,发展了一种廉价的、易于微型化的pH敏尿素酶传感器。采用石英微天平、红外光谱和紫外可见光谱等手段研究尿素酶在TiO2膜上的物理固载行为。由于纳米TiO2在紫外光下光自洁特性可获得高度洁净的表面,石英微天平研究表明在光自洁后的TiO2膜上尿素酶的吸附具有很好的重复性和稳定性,吸附量为0.22mmol/g,吸附平衡常数k为3.15×105L/mol。采用电位法测定了尿素酶/TiO2复合膜电极的性能及其影响因素,在1.0 mmol/L pH 7~8 PBS,35℃,尿素的响应范围为8.5×10-5~1.5×10-1mol/L,相关系数r为0.993 7,检出限为6×10-5mol/L。     

胆红素在纳米TiO2膜上的吸附行为研究

采用石英晶体微天平现场技术,研究了胆红素在纳米TiO2表面的吸附动力学行为,并考察了溶液pH、硅烷亲脂性试剂及金属离子修饰的纳米TiO2对胆红素吸附的影响。结果表明,胆红素在纳米TiO2表面的吸附平衡常数K为2·0×106L/mol;由于亲水性纳米TiO2表面的羟基和胆红素分子中的羧基发生作用,胆红素吸附量随溶液pH增大而增大;但经过硅烷试剂亲脂性修饰后,吸附量随pH增大而下降;经过金属离子修饰后,改变了TiO2表面电荷导致吸附量增加,且吸附量随金属离子电荷增加而增加,当金属离子所带电荷相同时,吸附量基本相同。     

超亲水疏油材料的制备及其油水分离性能

含油污水的随意排放对海洋、沿海周边环境以及人类健康造成了严重的影响。传统的油水分离方法易造成环境二次污染,同时也是对有限资源的一种损耗。因此,如何高效环保地解决含油污水问题具有重要意义。物理过滤/吸附法被认为是一种高效环保的分离方法,基于仿生学原理,许多可用于物理选择性分离的超亲油疏水和超亲水疏油材料被制备出来。超亲油疏水材料易被油污染,重复利用率低;相比之下,超亲水疏油材料具有自清洁性且重复利用率高,在油水分离方面具有广阔的应用前景。根据基底材料的选择不同,本文综述了金属基以及高分子基超亲水疏油材料的研究现状,总结了其优缺点,并对今后超亲水疏油材料的研究方向和重点进行了展望。     

催化反应制备碳化硅纳米粉体的密度泛函理论计算及实验研究

以Si_(55),Si_(43)M_(12)和Si_(37)M_(18)(M=Fe,Co或Ni)团簇为模型,采用密度泛函理论(DFT)研究了Fe,Co及Ni纳米团簇催化硅粉转化为SiC的机理.计算结果表明,Fe,Co及Ni纳米催化剂先与Si形成合金,拉长并弱化Si—Si键的强度,起到活化Si粉的作用;合金的形成有利于C原子的吸附及Si原子和C原子间的反应;Fe的催化能力强于Co和Ni.在此基础上,以Si粉和酚醛树脂为原料,以Fe,Co及Ni硝酸盐为催化剂前驱体,通过微波加热反应制备了3C-SiC纳米粉体.研究了催化剂种类、反应温度、催化剂用量和反应时间等对制备3C-SiC纳米粉体的影响.结果表明,催化剂Fe,Co和Ni的加入均可显著降低3C-SiC的合成温度.当以2.0%(质量分数)的Fe为催化剂时,Si粉在1100℃下反应30 min后即可全部转化为3C-SiC纳米粉体;而在相同条件下,无催化剂时Si粉的完全转化温度为1250℃;Fe的催化效果优于Co和Ni,与DFT计算结果吻合.     

聚酰亚胺薄膜表面粗糙度的影响因素

 采用热蒸发气相沉积聚合方法（VDP）制备了聚酰亚胺(PI)薄膜,研究了设备、衬底温度、升温过程和单体配比因素对PI薄膜表面形貌的影响。利用干涉显微镜和扫描电镜对薄膜表面形貌进行了分析;利用原子力显微镜测定了薄膜表面粗糙度。结果表明：设定蒸发源-衬底距离为74 cm时可成连续膜;蒸发源采用一段升温和多段升温时,膜表面均方根粗糙度分别为291.23 nm和61.99 nm;采用细筛网可防止原料的喷溅;均苯四甲酸二酐和4,4′-二氨基二苯醚（PMDA和ODA）单体沉积速率比值为0.9∶1时,膜表面均方根粗糙度值可减小至3.30 nm;沉积衬底温度保持30 ℃左右时,膜表面均方根粗糙度为4.01 nm, 随温度的上升,膜表面质量会逐渐变差。     

基于ZIF-8的新型复合吸附材料及从水中吸附孔雀石绿的应用

近年来,ZIFs型金属-有机骨架材料被发现可作为吸附剂应用于吸附分离水中有机污染物。但由于ZIFs的非球形型粉末形态及强的疏水性使其在水溶液中分散性差,不利于充分发挥吸附性能。针对这一不足,本文以聚丙烯酸酯羧基微球(PC-SMM)为载体,通过原位生长法在其表面生长一层ZIF-8纳米粒子外壳层,制备既具备ZIF-8粒子的结构特性又呈现出微球形态的ZIF-8/PC-SMM复合微球。以MG水溶液为分离体系来评价ZIF-8/PC-SMM复合微球的吸附分离性能,结果显示,ZIF-8/PC-SMM复合微球对MG的吸附量高达101.2mg/g,与ZIF-8及PC-SMM微球相比,其吸附性能得到明显提高。     

一个标量泛函的研究及其在集值优化问题中的应用

本文在K条件下,研究了所给标量泛函的连续性和拟凸性,并利用该标量泛函,将集值优化问题转化为均衡问题,进而研究了含约束的集值优化问题弱充分解的存在性和拟集值优化问题强逼近解映射的上半连续性与下半连续性.与最近的文献相比,我们的方法是新的,条件和结论也更具一般性.     

Finite-time Mittag—Leffler synchronization of fractional-order complex-valued memristive neural networks with time delay

Without dividing the complex-valued systems into two real-valued ones, a class of fractional-order complex-valued memristive neural networks (FCVMNNs) with time delay is investigated. Firstly, based on the complex-valued sign function, a novel complex-valued feedback controller is devised to research such systems. Under the framework of Filippov solution, differential inclusion theory and Lyapunov stability theorem, the finite-time Mittag—Leffler synchronization (FTMLS) of FCVMNNs with time delay can be realized. Meanwhile, the upper bound of the synchronization settling time (SST) is less conservative than previous results. In addition, by adjusting controller parameters, the global asymptotic synchronization of FCVMNNs with time delay can also be realized, which improves and enrich some existing results. Lastly, some simulation examples are designed to verify the validity of conclusions.     

融合STDP规则的忆阻联想记忆电路

脉冲时序依赖可塑性规则和联想记忆规则共同描述了神经元突触的可塑性,对生物的学习和遗忘有重要的影响。现有的脉冲时序依赖可塑性规则与忆阻器结合的相关研究,仅实现了联想记忆的学习功能。基于此,融合脉冲时序依赖可塑性规则设计了一种新的忆阻联想记忆电路。首先,分析脉冲时序依赖可塑性规则和联想记忆规则之间的联系;接着,设计一种具备延时功能的模块,融合两种规则;进一步,结合模块设计了一种忆阻联想记忆电路,实现了学习和三种遗忘功能;最后,通过PSPICE仿真验证了学习和三种遗忘功能,以及所提出方案的有效性。