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非贵金属高熵合金自支撑电催化剂的制备和电催化水分解性能研究

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非贵金属高熵合金自支撑电催化剂的制备和电催化水分解性能研究

作者：王筱迪哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

社会的高速发展伴随而来的是能源的短缺。传统的化石能源不满足人类可持续发展的理念,研究者们致力于寻找清洁的可再生能源如太阳能、潮汐能、地热能等。这些可再生能源受限于间歇性等问题存在应用上的阻碍。氢能源作为高效而绿色的清... 详细信息

社会的高速发展伴随而来的是能源的短缺。传统的化石能源不满足人类可持续发展的理念,研究者们致力于寻找清洁的可再生能源如太阳能、潮汐能、地热能等。这些可再生能源受限于间歇性等问题存在应用上的阻碍。氢能源作为高效而绿色的清洁能源,在能源转换方面起了重要作用。通过电化学手段储存可再生能源转变成氢能,然后将氢能应用于燃料电池等技术,是新能源发展的方向之一。主要的氢能源获取方式是水分解,水分解的两个半反应都是上坡反应,因此需要高效的催化剂来解决这一问题。高效的催化剂往往是储量少且价格高的含贵金属催化剂,因此开发非贵金属催化剂势在必行。传统的粉末催化剂由于负载量和需要添加剂等问题无法在工业上的大电流水解中应用,自支撑电极应运而生。无需导电剂和粘结剂的自支撑电极不仅可以提供更高的催化剂负载量,而且可以通过对材料的结构进行设计以符合想要的应用场景。因此,自支撑电极在水分解领域起着越来越重的作用,如何设计制作性能突出、稳定性好的非贵金属自支撑电极是当今研究的重点。本课题通过选择性激光熔融(SLM)和放电等离子体烧结(SPS)技术,成功制备了不含贵金属的多组元高熵合金自支撑电极。通过球磨法和电爆破制粉得到了AlNiCoFeCrMo和AlNiCoFeCu以及AlNiCoFeCuMo前体合金粉末,再通过SLM和SPS技术成功制备了高熵合金前驱体,最后通过脱合金的方法制备得到了3DP-Al Ni Co Fe Cr Mo和3DP-Al Ni Co Fe Cu以及SPS-Al Ni Co Fe Cr Mo和SPS-Al Ni Co Fe Cu Mo的自支撑电极,结合后续的表征实验验证了高熵合金中的元素组成。在碱性条件下测试了3DP-AlNiCoFeCrMo的HER和OER的性能,3DP-Al Ni Co Fe Cr Mo自支撑电极对于HER反应只需要39 m V的过电势就可到达10 m A cm的电流密度,在-0.3 V的过电位可到达320 m A cm的电流密度。对于OER反应,只需要1.5 V的过电势就可到达10 m A cm的电流密度,1.57 V的过电势就可到达100 m A cm的电流密度,在大电流密度下的表现远超传统的贵金属催化剂,并且保持了出色的电化学稳定性。通过电镜表征可以看到自支撑电极的表面成褶皱状而且具有多孔的结构,大的比表面积能提供更多的活性位点。本论文还探索了通过SPS技术制备自支撑电极的可行性。SPS-Al Ni Co Fe Cu Mo电极在碱性溶液中表现出优秀的OER活性,达到500m A cm的电流密度仅需要417 m V的过电势。3D打印和SPS制备的自支撑电极形貌和原子比都符合预期,也表现出了符合预期的电催化性能,这为水分解自支撑电极的设计开提供了新的可能。

关键词：自支撑电极高熵合金纳米多孔电催化

不同乳基婴幼儿配方乳粉的理化性质和表面组成

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食品科学 2023年第5期44卷 45-52页

作者：李萌尹乾隆高文浩王筱迪滕翔宇刘宁东北农业大学食品学院乳品科学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150030 哈尔滨腾凝科技有限公司黑龙江哈尔滨150030

为探究不同乳基对婴幼儿配方乳粉稳定性的影响,本研究对以牛乳和羊乳为基料制备的婴幼儿配方乳粉的水分质量分数和水分活度(water activity,aw)、玻璃化转变温度(glass transition temperature,T_(g))、乳糖结晶度、溶解度、色度、蛋白... 详细信息

为探究不同乳基对婴幼儿配方乳粉稳定性的影响,本研究对以牛乳和羊乳为基料制备的婴幼儿配方乳粉的水分质量分数和水分活度(water activity,aw)、玻璃化转变温度(glass transition temperature,T_(g))、乳糖结晶度、溶解度、色度、蛋白组成、总脂肪酸和表面游离脂肪酸组成等理化性质进行分析,用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)仪对乳粉表面成分进行测定,并通过扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察乳粉表面形貌。结果表明:羊乳婴幼儿配方乳粉具有较好的理化性质,与牛乳婴儿配方乳粉相比具有较低的水分质量分数、a_(w)、色度和T_(g),而结晶度和溶解度接近,通过气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)对脂肪酸含量进行测定发现,牛乳和羊乳婴幼儿配方乳粉均表现出总脂肪酸中不饱和脂肪酸含量较高,表面游离脂肪酸中饱和脂肪酸含量较高的特点;十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electropheresis,SDS-PAGE)分析结果表明,羊乳配方乳粉中β-酪蛋白含量较高,酪蛋白含量的差异影响了乳粉粉末表面成分的组成;因此XPS测定结果表现为羊乳婴幼儿配方乳粉表面成分中的脂肪相对含量较低,蛋白质相对含量较高,这一结果解释了在SEM中观察到牛乳婴幼儿配方乳粉的粉末颗粒更团聚、更致密的现象。综上,由于酪蛋白组成的不同,婴幼儿配方粉的理化性质和表面组成发生改变,从而影响了婴幼配方乳粉的稳定性。

关键词：婴幼儿配方乳粉理化性质蛋白质差异玻璃化转变温度表面成分

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杉木水分利用效率对混交和气象因子的响应

应用生态学报 2023年第12期34卷 3232-3238页

作者：王筱迪张杰铭姜姜刘自强南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏省水土保持与生态修复重点实验室南京210037 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029

我国现存的杉木人工林普遍是树种组成单一、林分密度不合理、生产力低下的低效人工林,在改善低效人工林方面通常采取引入阔叶树种的营林措施。本研究以江西官山林场杉木纯林和杉楠混交林为对象,基于树轮δ^(13)C稳定同位素方法量化植物... 详细信息

我国现存的杉木人工林普遍是树种组成单一、林分密度不合理、生产力低下的低效人工林,在改善低效人工林方面通常采取引入阔叶树种的营林措施。本研究以江西官山林场杉木纯林和杉楠混交林为对象,基于树轮δ^(13)C稳定同位素方法量化植物内禀水分利用效率(iWUE)及其对气象因子的响应,分析引入楠木对低效杉木人工林林木质量的提升效应。结果表明:纯林中的杉木断面积生长量为0.23 cm^(2),高于混交林杉木的0.19 cm^(2);杉木纯林树轮δ^(13)C和iWUE分别为-27.4‰和52.9%,低于混交林的-26.7‰和62.8%。杉木纯林δ^(13)C对年均降水和年均相对湿度的变化更敏感,杉木混交林δ^(13)C则与气象因子的相关性不明显;杉木纯林iWUE与年均温度、年均大气CO_(2)浓度和年均最高温度呈正相关,与年均降水和年均相对湿度呈负相关,而杉木混交林iWUE仅与年均大气CO_(2)浓度呈正相关。表明杉木纯林对气候的响应较杉木混交林更敏感。

关键词：杉木稳定碳同位素内禀水分利用效率气象因子

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磷脂型DHA的消化、吸收与转运

中国食品学报 2023年第5期23卷 387-399页

作者：王筱迪高文浩任皓威尹乾隆刘宁乳品科学教育部重点实验室东北农业大学食品学院哈尔滨150030 哈尔滨腾凝科技有限公司哈尔滨150030

二十二碳六烯酸(DHA)参与大脑生长发育,影响大脑中神经递质、突触可塑性以及信号转导等生理功能。目前,市售DHA膳食补充剂产品较多,其脂质结构主要分为甘油三酯型DHA(TAG-DHA)、乙酯型DHA(EE-DHA)和磷脂型DHA(PL-DHA)。DHA不同酯化结构... 详细信息

二十二碳六烯酸(DHA)参与大脑生长发育,影响大脑中神经递质、突触可塑性以及信号转导等生理功能。目前,市售DHA膳食补充剂产品较多,其脂质结构主要分为甘油三酯型DHA(TAG-DHA)、乙酯型DHA(EE-DHA)和磷脂型DHA(PL-DHA)。DHA不同酯化结构影响其吸收、转运和生物利用度。目前PL-DHA和TAG-DHA生物利用度高仍存在争议,而大部分的研究证明PL-DHA是最佳的DHA吸收形式,尤其是能被脑组织更好地吸收。本文比较分析磷脂型DHA与其它形式DHA的吸收、转运等,总结不同模型中磷脂型或甘油三酯型DHA在人体或动物体内生物利用度。目前大多是动物实验研究,还需更深入的人体试验,来探究PL-DHA在人体的吸收过程及其机理,评价其生物利用度以及对神经发育的长期作用。PL-DHA有望成为一种更高效的DHA食品营养强化剂,添加到婴儿配方奶粉中或制成胶囊服用。

关键词：二十二碳六烯酸磷脂型DHA 甘油三酯型DHA 乙酯型DHA 生物利用度

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基于UPLC-Triple-TOF MS/MS对巴氏杀菌乳中磷脂成分的分析

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食品科学 2021年第4期42卷 181-189页

作者：曹雪任皓威王筱迪许铵颀商佳琦刘宁乳品科学教育部重点实验室东北农业大学食品学院黑龙江哈尔滨150030

基于超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间高分辨质谱(ultra-high performance liquid chromatographytriple quadrupole-time of flight tandem mass spectrometry,UPLC-Triple-TOF MS/MS)法对巴氏杀菌乳中的磷脂成分进行分析鉴定。采用色谱柱ACQUITY UPLC^®BEH C18(2.1 mm×100 mm,1.7μm),以流动相A水-甲醇-乙腈(1∶1∶1,V/V)和流动相B异丙醇-乙腈(1∶1,V/V)进行梯度洗脱,在电喷雾电离正模式下采集数据。依据高分辨质谱提供的保留时间、准分子离子、二级碎片等脂质分析数据,并结合标准品碎裂方式等信息,共鉴定出磷脂分子68种。其中,磷脂酰胆碱22种,占比7.98%;磷脂酰乙醇胺17种,占比56.60%;磷脂酰丝氨酸10种,占比1.70%;磷脂酰肌醇7种,占比1.33%;鞘磷脂12种,占比32.39%。本研究采用灵敏度高、精密度及稳定性良好的UPLC-Triple-TOF MS/MS方法实现了对牛乳中磷脂的全面定性与定量分析。此方法检测出的牛乳磷脂信息完整、磷脂种类多于其他检测技术,可为牛乳的磷脂研究提供数据基础。

关键词：巴氏杀菌乳磷脂磷脂组学超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱

基于脂质组学技术探究热处理和发酵对乳脂质的影响

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食品科学 2022年第14期43卷 48-59页

作者：高文浩尹乾隆王筱迪滕翔宇任皓威刘宁东北农业大学食品学院乳品科学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150030 哈尔滨腾凝科技有限公司黑龙江哈尔滨150030

以羊乳和牛乳为研究对象,基于脂质组学技术,利用超高效液相色谱-串联四极杆静电场轨道阱质谱检测生乳、巴氏杀菌乳、发酵后酸乳3个阶段样品的脂质特性。结果表明,所有样品共检出27种脂质亚类包含1607种脂质分子。巴氏杀菌对牛乳和羊乳... 详细信息

以羊乳和牛乳为研究对象,基于脂质组学技术,利用超高效液相色谱-串联四极杆静电场轨道阱质谱检测生乳、巴氏杀菌乳、发酵后酸乳3个阶段样品的脂质特性。结果表明,所有样品共检出27种脂质亚类包含1607种脂质分子。巴氏杀菌对牛乳和羊乳的脂质特性基本无影响,而发酵使牛乳和羊乳的脂质特性产生显著变化,尤其是大幅下调了溶血型磷脂含量;分别筛选出27种和23种脂质分子可用作鉴定巴氏杀菌处理和发酵样品的潜在生物标志物。本研究提供了牛乳和羊乳及其酸乳的脂质特性和发酵过程中的动态变化,为酸乳加工过程中热处理和发酵阶段对乳脂的影响提供了分子基础,有助于对酸乳终产品质量和营养特性的理解。

关键词：牛乳羊乳牛酸乳羊酸乳巴氏杀菌发酵脂质组学

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心中一片月

新作文 2023年第Z2期 82-83页

作者：王筱迪

写作宣言喜爱写作，是我的内心自然生发的情感。写作时，我不追求繁复的辞藻，而是以我手写我心。然而文字的妙处就在于我可以在细节处下功夫，所以在做到相对简洁的同时又能把自己的感觉和内心表达得很好。这正是写作的乐趣所在。那是...

写作宣言喜爱写作，是我的内心自然生发的情感。写作时，我不追求繁复的辞藻，而是以我手写我心。然而文字的妙处就在于我可以在细节处下功夫，所以在做到相对简洁的同时又能把自己的感觉和内心表达得很好。这正是写作的乐趣所在。那是我心中的一片月啊。陡峭雄壮的雪峰，是我心之所向。我曾无数次地幻想过那儿的群山是如何一番绮丽的景色：巨大的雪山如尖牙般拔地而起，山尖覆盖着的白雪在月的清辉的笼罩下熠熠生辉，

关键词：

基于UPLC-Triple-TOF-MS/MS结合SWATH技术对不同泌乳期人乳脂质变化分析

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食品科学 2022年第14期43卷 208-218页

作者：王筱迪周金杭曹雪高文浩尹乾隆任皓威刘宁东北农业大学食品学院乳品科学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150030 哈尔滨腾凝科技有限公司黑龙江哈尔滨150030

为深入了解婴儿时期人乳中复杂的脂质含量的动态变化,采用超高效液相色谱-三重四极杆串联飞行时间质谱及具有高采集命中率的顺序窗口采集所有理论质谱模式(sequential window acquisition of all theoretical mass spectra,SWATH)对不... 详细信息

为深入了解婴儿时期人乳中复杂的脂质含量的动态变化,采用超高效液相色谱-三重四极杆串联飞行时间质谱及具有高采集命中率的顺序窗口采集所有理论质谱模式(sequential window acquisition of all theoretical mass spectra,SWATH)对不同泌乳阶段人乳中的脂质进行鉴定及相对定量分析。结果显示,在3个泌乳阶段的人乳中共检测到229种脂质。根据“脂质代谢途径研究计划”中的分类,共检测到五大类物质:甘油酯类(glycerolipid,GL)主要包括24种甘油二酯和28种甘油三酯;甘油磷脂类(glycerophospholipid,GP)主要包括33种磷脂酰乙醇胺、21种磷脂酰胆碱、8种磷脂酰丝氨酸、13种磷脂酰甘油、10种磷脂酸和7种磷脂酰肌醇;鞘脂类(sphingolipid,SP)化合物共22种;甾醇脂类(sterol lipid,ST)化合物共10种;脂肪酸类及其衍生物(fatty acids,FAs)共4种。随着泌乳期的延长,GL、SP的相对含量逐渐增加,而GP、ST、FAs的相对含量逐渐下降。本研究实现了人乳中脂质的全面定性与相对定量分析,方法灵敏度高、精密度及稳定性良好,同时搭配SWATH采集模式,为科学模拟各阶段人乳及开发不同段龄婴幼儿奶粉的研发提供一定参考依据。

关键词：人乳脂质脂肪酸顺序窗口采集所有理论质谱模式脂质组学

基于脂质组学技术探究热处理和发酵对乳脂质的影响

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食品科学 2021年

作者：高文浩尹乾隆王筱迪滕翔宇任皓威刘宁乳品科学教育部重点实验室东北农业大学食品学院

酸奶生产过程中的脂质组成及动态变化鲜有人探究，热处理和发酵对乳脂质分子产生什么样的影响尚未见报道。本研究以羊奶和牛奶为研究对象，基于脂质组学技术，利用超高效液相色谱(ultra-high-performance liquid chromatography， UHPLC...

酸奶生产过程中的脂质组成及动态变化鲜有人探究，热处理和发酵对乳脂质分子产生什么样的影响尚未见报道。本研究以羊奶和牛奶为研究对象，基于脂质组学技术，利用超高效液相色谱(ultra-high-performance liquid chromatography， UHPLC)耦合四极杆串联静电场轨道阱质谱(Q-Exactive Orbitrap Mass Spectrometry)检测生奶、巴氏杀菌奶、发酵后的酸奶三个阶段样品的脂质轮廓。所有样品中共检测出27种脂质亚类包含1607种脂质分子。分析结果表明，巴氏杀菌对牛奶和羊奶的脂质轮廓基本无影响，而发酵对牛奶和羊奶的脂质轮廓产生了显著变化，尤其是大幅下调了溶血型磷脂(lysophospholipids， LPL)含量；筛选出27和23种脂质分子可用做鉴定巴氏杀菌处理和发酵的潜在生物标志物。本研究提供了牛奶和羊奶及其酸奶的脂质轮廓和发酵过程中的动态变化，为酸乳加工过程中热处理和发酵阶段对乳脂的影响提供了分子基础，这有助于推动对酸乳最终产品质量和营养特性的理解。

关键词：