核-壳结构TiO_2@Pt复合纳米颗粒修饰的葡萄糖生物传感器

制备了核-壳结构的TiO2@Pt复合纳米颗粒,并修饰于恒电位沉积的普鲁士蓝-壳聚糖(PB-CS)杂化膜表面,以固定葡萄糖氧化酶。由于TiO2@Pt复合纳米颗粒的引入显著增大了传感器的导电性和酶的固载量,同时CS的掺杂,防止了PB的泄露,使得传感器对葡萄糖具有较好的催化作用。该传感器在1.2×10-6~1.1×10-3mol·L-1范围内,响应电流与葡萄糖浓度呈良好的线性,相关系数(r)为0.998 6,检出限(S/N=3)达到4.0×10-7mol·L-1,灵敏度为13.31 mA·mol·L-1·cm-2。对0.3 mmol·L-1的葡萄糖标准溶液连续检测5次,其相对标准偏差为3.8%。     

纤维素类手性色谱固定相的制备及其应用

对映体的分离、分析及检测是目前医药与生化领域研究的热点之一。使用手性固定相并通过高效液相色谱直接拆分手性消旋体是现行单一对映体获取最直接且有效的手段之一,其中长链多糖类化合物如纤维素衍生物具有较强的手性识别能力,以此作为手性识别体的手性色谱固定相占有广阔的市场。本文对现有纤维素类手性色谱固定相的制备方法加以分类,评述了近年来该类别涂敷型、键合型及杂化型手性固定相的制备新方法,总结了采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术、X射线衍射、固体核磁、密度泛函理论模拟等手段研究其手性识别机理的研究进展,综述了其在制备型超临界流体色谱和模拟移动床色谱中的应用情况。今后,对纤维素手性固定相的研究将主要集中在改善手性识别性能、提高样品处理能力以及降低溶剂消耗等方面,因此新型手性识别体的开发和负载方式的优化革新将是新一代手性固定相的研究关键,同时,应用领域的拓宽也将是其重要的发展方向之一。     

石墨烯负载的金属氧化物纳米颗粒的可控制备及催化性能

采用直接浸渍法、过氧化氢均相氧化沉积法和氨水催化水解法制备了石墨烯负载的铁、钴、镍金属氧化物纳米颗粒.研究了三种沉积方法对颗粒尺寸分布的影响;采用透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱表征了催化剂的形貌与结构.用过氧化氢均相氧化沉淀法可制得粒径分布最均匀的纳米颗粒.过氧化氢的氧化作用可使石墨烯表面的氧化基团含量最大化,为纳米颗粒提供了足够的吸附与成核点.氨水加速了金属离子的水解与成核,导致纳米颗粒的粒径增大与不均.以苯甲醇氧化为探针反应考察了催化剂的性能.催化剂的活性按以下顺序逐渐下降:过氧化氢辅助沉积法>直接浸渍法>氨水催化水解法,与纳米颗粒尺寸增长趋势一致.纳米催化剂颗粒尺寸与其活性的良好关联性显示,发展石墨烯负载尺寸可控的纳米催化剂的方法具有重要意义.     

基于正电荷和光热协同效应的新型半导体聚合物纳米抗菌材料

由于抗生素的不当使用和细菌多药耐药的出现, 迫切需要开发新的抗菌剂. 本文制备了具有光热转换性能的正电荷半导体高分子材料及具有协同抗菌活性的半导体聚合物纳米粒子(SP-PPh₃ NPs). SP-PPh₃ NPs的光热转化效率为43.8%. 带正电荷的SP-PPh₃ NPs可以附着在细菌上, 有助于将热量有效传递给细菌. 在热和正电荷的协同作用下, SP-PPh₃ NPs对革兰氏阴性大肠杆菌(E. coli)和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌(S. aureus)均具有抗菌活性, 其对二者的体外抑菌率分别为99.9%和98.6%. 此外, SP-PPh₃ NPs具有良好的生物相容性, 对小鼠的主要器官几乎无副作用. 对细菌感染的小鼠皮肤伤口用SP-PPh₃ NPs治疗12 d后, 伤口可以很好地愈合.     

中温热解焦油重馏分悬浮床加氢裂化的研究

以中温热解煤焦油为原料,对其性质进行了分析,其中,350℃重质馏分中胶质含量30.88%,沥青质含量37.27%,四氢呋喃不溶物3.36%,属于常规固定床加氢裂化难以直接处理的馏分。合成了一种Mo系超分散催化剂,采用FT-IR、XPS、XRD、SEM和TEM等对催化剂进行了表征,催化剂中含有Mo=O和Mo-S特征结构,活性金属的硫化率为84.34%,在体系中具有优良的分散性,在反应体系内原位分解为超分散MoS_2颗粒;在0.25 t/d连续装置上进行了热解重油悬浮床加氢裂化实验研究,考察了反应条件对产物分布情况和结焦率的影响,得出适宜的反应条件为19 MPa,440℃,催化剂的添加量为300 mg/kg;此条件下石脑油收率24.47%,柴油馏分收率49.71%,结焦率1.32%。     

具有优异甲醇耐受性的Rh掺杂PdCu有序金属间化合物纳米粒子增强氧还原电催化

Direct methanol fuel cells (DMFCs), as one of the important energy conversion devices, are of great interest in the fields of energy, catalysis and materials. However, the application of DMFCs is presently challenged because of the limited activity and durability of cathode catalysts as well as the poisoning issues caused by methanol permeation to the cathode during operation. Herein, we report a new class of Rh-doped PdCu nanoparticles (NPs) with ordered intermetallic structure for enhancing the activity and durability of the cathode for oxygen reduction reaction (ORR) and achieving superior methanol tolerance. The disordered Rh-doped PdCu NPs can be prepared via a simple wet-chemical method, followed by annealing to convert it to ordered phases. The results of transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), power X-ray diffraction (PXRD) analysis and high resolution TEM (HRTEM) successfully demonstrate the formation of near-spherical NPs with an average size of 6.5 ± 0.5 nm and the conversion of the phase structure. The complete phase transition temperatures of Rh-doped PdCu NPs and PdCu are 500 and 400 ℃, respectively. The molar ratio of Rh/Pd/Cu in the as-synthesized Rh-doped PdCu NPs is 5/48/47. Benefitting from Rh doping and the presence of the ordered intermetallic structure, the Rh-doped PdCu intermetallic electrocatalyst achieves the maximum ORR mass activity of 0.96 A·mg^-1 at 0.9 V versus reversible hydrogen electrode (RHE) under alkaline conditions—a 7.4-fold enhancement compared to the commercial Pt/C catalyst. For different electrocatalysts, the ORR activities follow the sequence, ordered Rh-doped PdCu intermetallics > ordered PdCu intermetallics > disordered Rh-doped PdCu NPs > disordered PdCu NPs > commercial Pt/C catalyst. In addition, the distinct structure endows the Rh-doped PdCu intermetallics with highly stable ORR durability with unaltered half-wave potential (E_1/2) and mass activity after continuous 20000 cycles, which are higher than those of other electrocatalysts. Furthermore, the E_1/2 of the Rh-doped PdCu intermetallics decreases by only 5 mV after adding 0.5 mol·L^-1 methanol to the electrolyte, while the commercial Pt/C catalyst negatively shifts by 235 mV and a distinct oxidation peak can be observed. The results indicate that the ORR activity of the Rh-doped PdCu intermetallic electrocatalyst can be well maintained even in the presence of poisoning environment. Our results have demonstrated that Rh-doped PdCu NPs with ordered intermetallic structures is a potential electrocatalyst toward the next-generation high-performance DMFCs.     

3kA钕电解槽流场中颗粒受力分析

近年来随着NdFeB永磁的应用发展,对金属Nd质量的要求越来越高,而电解过程碳颗粒运动及溶解对金属质量的影响至关重要。通过理论与数值模拟相结合的方式对流场中不溶于电解液的碳固体颗粒的主要受力类型进行梳理,对其运动轨迹进行数值模拟研究,针对稀土电解槽进行了颗粒-流场的计算及模拟,研究发现曳力及重力是颗粒在电解槽中起主要作用的力。曳力是改变颗粒运动轨迹的影响因素,且曳力随粒径的增大而增大。0.07 mm颗粒粒径是区分主要作用力是重力还是曳力的临界值,颗粒粒径越大,越不利于电解槽得到纯净的Nd单质。对进一步改进电解槽槽型,从而得到质量更好、杂质更少的稀土金属,并对后续各物理场对颗粒的影响提供参考意义。     

多功能Fe3O4@SiO2 Janus颗粒

采用溶剂热法和溶胶-凝胶法制备了顺磁性Fe₃O₄@SiO₂颗粒,以Pickering乳液界面保护法实现颗粒表面分区获得Fe₃O₄@SiO₂ Janus颗粒,进一步选区复合生长Pt或Ag纳米颗粒制备Fe₃O₄@SiO₂-Pt和Fe₃O₄@SiO₂-Ag Janus颗粒.Fe₃O₄@SiO₂-Pt Janus颗粒的Pt一侧进行催化过氧化氢的反应,具有自驱动功能.因其顺磁性和两亲性,Fe₃O₄@SiO₂-Ag Janus颗粒能够作为磁响应颗粒乳化剂稳定油水乳液,并将Ag的催化功能引入界面.     

卷积神经网络在装备磨损颗粒识别中的研究综述

铁谱法是用于装备故障诊断的1种重要方法,其中铁谱法的重点是铁谱图像的分析,即磨损磨粒分析. 卷积神经网络是当下最流行的深度学习算法之一,其广泛应用于图像识别领域,使得图像识别领域得到突破. 随着卷积神经网络的快速发展,磨损颗粒在智能识别方面的技术取得了重大的突破. 本文中首先简述了卷积神经网络与磨粒智能识别的发展历史,针对基于卷积神经网络的磨粒识别方法进行了从图像数据集处理到模型优化技术方面的介绍,并详细说明了这些技术在磨粒识别中的具体应用实例. 然后从现有网络和自设计网络两方面分类,整理了近年来卷积神经网络应用于磨粒智能识别的代表性文献,综述了这些工作所提出的模型结构和特点,分析并阐述了各个模型主要的识别原理,各个网络结构存在的优缺点,以及它们的数据采用情况等,并对未来磨粒智能识别的主要研究方向进行了展望. 最后肯定了卷积神经网络方法在磨粒智能识别方面的重要性,同时指出了基于此方法的磨粒识别模型的缺点,并提出了应紧跟图像识别领域的最新技术以促进磨粒智能识别水平提高等建议,对磨粒智能识别的发展具有一定的意义.      

酶提取-单颗粒电感耦合等离子质谱法分析樱桃番茄纳米银颗粒及其吸收规律研究

为探究复合保鲜涂膜中AgNPs的迁移情况,采用酶提取的前处理方式,结合单颗粒电感耦合等离子体质谱（SP-ICP-MS）,考察了前处理方式、驻留时间、校准方式以及Ag+浓度等条件对AgNPs准确测定的影响。结果表明：0.1 g樱桃番茄样品在柠檬酸盐体系下使用0.2 g的R-10离析酶可达到消解最适酶剂量;当驻留时间小于100 μs时,测定结果有较好的积分条件以及较高的信背比;采用AgNP尺寸方式进行校准比单独用Ag+标准溶液校准方式的颗粒尺寸测定结果更加准确。采用该方法测定樱桃番茄中加标AgNPs颗粒回收率达到88.9%,粒径实测值为47.8±0.3 nm,粒径检出限为13 nm,颗粒浓度检出限为 7.5×104 particles/L。通过将樱桃番茄暴露于AgNPs涂膜中来探究AgNPs迁移行为,复合保鲜涂膜后的樱桃番茄通过三次洗涤后能够在表面去除大部分AgNPs,但仍有少量AgNPs穿过果表皮浸入果肉组织。该方法灵敏度高,操作简单,能够为揭示AgNPs在农产品及农业生产中的风险提供可靠、准确的表征方法。