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硫酸盐还原菌调控功能纳米金属硫化物制备及其性能研究

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硫酸盐还原菌调控功能纳米金属硫化物制备及其性能研究

作者：赵留辉齐鲁工业大学

学位级别：硕士

微生物在人类生产生活中发挥着重大作用,包括微生物发酵、微生物冶金等。近年来,微生物用于高性能纳米材料的制备由于其安全高效而被大量探索和利用,细菌因其多样性和对极端条件的高适应性而成为制造纳米材料的特别重要的工具。尤其是... 详细信息

微生物在人类生产生活中发挥着重大作用,包括微生物发酵、微生物冶金等。近年来,微生物用于高性能纳米材料的制备由于其安全高效而被大量探索和利用,细菌因其多样性和对极端条件的高适应性而成为制造纳米材料的特别重要的工具。尤其是金属硫化物作为常用的半导体纳米材料常常用于光催化、芬顿降解等方面的研究,其生物合成引起广泛关注,可有效解决其高能耗制备和低回收率等问题。因此,本文利用SRB的生物硫化合成过程与电流氧化反应相结合,提出了简单的一步电化学原位合成法,保持了金属硫化物的高催化性能,探究了其用于污染物降解及有害细菌治理的污水治理应用前景。本论文的主要研究成果如下:1)使用SRB培养液结合电流辅助在铜网表面原位合成了黑色的鳞片状CuS（CuS-Copper Mesh简称CSCM-SRB）。通过SEM和TEM对CSCM-SRB的微观形貌进行表征,发现通过在SRB介质中电解,可在铜网表面形成形状一致、均匀排列的鳞状CuS晶体,且CuS在铜网上的负载含量受电解参数的影响较大,最佳电流条件为电流密度3.75 m A/cm和电流时间900 s。通过XRD、XPS对铜网表面的化学组成及各元素的价态进行分析,证明了正交晶系的CuS在铜网上成功合成。此外,通过有/无SRB体系的电化学合成对比实验发现,SRB的存在及其产生的保外分泌物是在低硫离子浓度下合成CSCM-SRB的必要条件。通过条件优化,CSCM-SRB对亚甲基蓝（MB）的降解效率可达99%以上（120 min）,对***的杀菌效率接近100%（4 min）,反应过程符合准一级动力学模型。进一步对CSCM-SRB开展生物痕迹洗脱实验,通过XPS和FT-IR等分析,证明SRB吸附在CSCM-SRB上产生的有机化合物对CSCM-SRB降解MB的性能有显著促进作用。最后,提出了CSCM-SRB的类芬顿反应机理,通过自由基捕获试验结合EPR表征,证明在类芬顿反应中·O、·OH和O是主要的功能物质。2)为了解决CSCM-SRB添加量较大（1.2 cm/m L）的问题,在CSCM-SRB的制备基础上,通过使用循环伏安扫描（CV）的方法,将CuO掺杂进了CSCM-SRB（CuS/CuO-Copper Mesh简称CSOCM-SRB）。通过XRD、XPS表征,结合多晶衍射环比对,证明了立方晶系的CuO在CSCM-SRB表面成功掺杂。通过SEM和XRD的表征发现,CV各参数的变化对CuS/CuO的形貌和结晶度都有一定的影响,结合CSOCM-SRB类芬顿降解效果,得到最优的CV条件为CV循环10次、电位范围1.3-0.4 V、扫描速度10m V/s。通过对MB的降解效果的对比,证明CSOCM-SRB添加量（0.4 cm/m L）为CSCM-SRB的1/3,而降解效率为CSCM-SRB的4倍（30 min降解99%）。在添加量为0.4 cm/m L的条件下,CSOCM-SRB对***的杀菌率达到100%（4 min）。对CSOCM-SRB生物痕迹洗脱后降解性能的对比,结合FT-IR分析,证明SRB产生的生物大分子有机物质对CSOCM-SRB的性能也具有很强的促进作用。对比生物痕迹洗脱前后以及类芬顿反应前后CSOCM-SRB的XRD和XPS结果,证明生物洗脱会导致CuS与CuO结晶度发生变化,类芬顿反应会导致Cu+与Cu的相对含量发生变化,符合类芬顿反应机理。通过自由基捕获试验结合EPR表征,证明CSOCM-SRB类芬顿反应中,主要的功能物质是·O、·OH和O。最后设计了一种简单的污水处理装置,为实际环境中的应用提供了可能。综上所述,本论文利用SRB特殊的代谢特点,结合电流辅助,开发了一种在铜网上原位合成CuS和CuO的新方法,得到的材料具有高效的类芬顿降解和杀菌效果,并对其合成原理以及类芬顿降解和杀菌的机理进行了研究和解释。通过试验和表征进一步表明了SRB对材料合成的调控作用,以及SRB结合在材料上的大分子有机物对材料性能的影响,推动了SRB调控制备纳米金属硫化物的研究进展,为生物调控合成纳米金属硫化物提供了新思路。

关键词：生物合成硫酸盐还原菌功能纳米材料金属硫化物

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高填方煤矸石边坡的稳定与变形特性研究

高填方煤矸石边坡的稳定与变形特性研究

作者：申留明安徽理工大学

学位级别：硕士

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儿童会阴外伤的损伤特点及诊疗

中华急诊医学杂志 2024年第6期33卷 777-781页

作者：王玉芸林海海南省人民医院海南医学院附属海南医院小儿外科海口570311

会阴区同时存在泌尿生殖系统及肛门直肠,一旦损伤,其诊断及治疗较其他部位损伤更为复杂。儿童的会阴发育在不同年龄段有明显的差异,因此,儿童会阴外伤的诊疗更为棘手[1]。目前国内对儿童会阴外伤的研究并不多。本研究回顾性分析本院10... 详细信息

会阴区同时存在泌尿生殖系统及肛门直肠,一旦损伤,其诊断及治疗较其他部位损伤更为复杂。儿童的会阴发育在不同年龄段有明显的差异,因此,儿童会阴外伤的诊疗更为棘手[1]。目前国内对儿童会阴外伤的研究并不多。本研究回顾性分析本院10年来收治的98例儿童会阴部外伤患者的临床资料,分析其年龄特点、致伤机制及诊疗情况,以期与相关专业的医务人员共同探讨。

关键词：泌尿生殖系统肛门直肠损伤特点会阴区致伤机制会阴外伤诊疗情况医务人员

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新时期农村巡回审判实质化及其展开

思想战线 2024年第2期50卷 143-151页

作者：郭松严馨芸四川大学法学院四川成都610207

巡回审判体现了党领导的人民司法的优良传统,是保障法律面前人人平等的一项司法制度。在全面建设社会主义现代化国家的背景下,巡回审判具有增强国家法律和司法的可接近性、回应基层乡村社会司法需求,以及推动乡村治理法治化等制度价值... 详细信息

巡回审判体现了党领导的人民司法的优良传统,是保障法律面前人人平等的一项司法制度。在全面建设社会主义现代化国家的背景下,巡回审判具有增强国家法律和司法的可接近性、回应基层乡村社会司法需求,以及推动乡村治理法治化等制度价值。而伴随农村社会结构的现代转型及基层法院办案方式的不断规范化,当前的巡回审判缺乏切实可行而又符合司法实际的制度支撑,导致其实践运行日益形式化。为确保巡回审判在农村地区的实质化运行,充分发挥其时代价值,关键要重构巡回法庭与乡村社会的联结,并结合当前巡回审判的特征和规律,在优化巡回审判制度本身的同时,从人员配备和经费保障等方面完善配套措施。

关键词：巡回审判人民司法乡村治理法治化

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超低功耗MEMS二氧化氮气体传感器的研究

超低功耗MEMS二氧化氮气体传感器的研究

作者：张福芸吉林大学

学位级别：硕士

金属氧化物半导体（MOS）气体传感器被广泛应用于众多领域,如:大气环境监测、医疗健康、农业生产等。与传统的检测方法相比（气相色谱-质谱法、非色散红外分析法等）,其具有灵敏度高、响应时间快、体积小、成本低等优点。然而,MOS气体... 详细信息

金属氧化物半导体（MOS）气体传感器被广泛应用于众多领域,如:大气环境监测、医疗健康、农业生产等。与传统的检测方法相比（气相色谱-质谱法、非色散红外分析法等）,其具有灵敏度高、响应时间快、体积小、成本低等优点。然而,MOS气体传感器的工作温度通常在100～450℃范围之间。这是由于在较高温度的热激发条件下,金属氧化物表面的电子更易被气氛中的氧分子捕获,形成化学吸附氧,从而与目标气体发生氧化还原反应,使器件的导电性发生改变。因此,MOS气体传感器内部通常会配置加热电极来提供合适的工作温度,这也使传感器产生了较高的功耗。随着物联网、人工智能技术的快速发展,气体传感器的应用场景大幅增加,低功耗、小型化、集成化是传感器未来的发展趋势。本文采用脉冲电压驱动的加热方式降低器件功耗,并研究在此加热方式下MEMS传感器对二氧化氮（NO2）的气敏特性,分析不同加热方式下气体扩散行为及敏感机理。本文的主要研究内容如下:（1）利用脉冲电压驱动的加热方式降低MEMS传感器的功耗。选择商用MEMS NO2气体传感器（GM-102B）来研究和验证该策略的可行性。以脉冲驱动电压(Ton=0.1 s,Toff=29.9 s)作为加热电压,在此加热模式下,传感器能够达到其最佳工作温度210℃,且加热功耗仅为0.09 m W,是直流加热方式下的1/300。分析在脉冲电压加热模式下传感器的电阻变化,控制电阻信号的采样时刻,消除不同温度对传感器电阻信号的影响,合理定义灵敏度。在脉冲电压驱动下,传感器对0.1～4 ppm的NO2表现出较高的灵敏度,对1 ppm NO2的响应为6.03,比直流加热方式下的灵敏度（2.75）提高了2.2倍。（2）制备了基于分等级氧化铟（In2O3）的MEMS NO2气体传感器,研究脉冲电压驱动下传感器的气敏特性。采用水热法制备了分等级结构的In2O3气敏材料,其疏松多孔的表面结构为气体扩散提供更多的通道,并且材料富含氧空位,为反应提供大量的活性位点。在脉冲电压驱动下(Ton=0.1 s,Toff=29.9 s),MEMS传感器对低浓度NO2的检测具有更高的灵敏度,检测下限由直流方式下的1 ppm降低至100 ppb,且传感器表现出良好的响应/恢复特性,传感器的平均功耗低至0.075 m W。在脉冲电压驱动模式下,休眠阶段减少了目标气体的解吸,并驱动目标气体向传感层内部扩散,为下一个脉冲周期内的加热阶段的连续氧化还原反应提供反应气体。综上所述,本论文通过脉冲电压驱动MEMS气体传感器的方式,在有效降低功耗的同时,传感器对NO2的气敏特性也得到了优化。对脉冲驱动加热方式下气体分子的扩散行为及材料的敏感机理进行分析,为今后传感器在功耗要求更为苛刻的可穿戴、便携式设备和物联网等领域的应用提供了新的工作模式。

关键词： MEMS 气体传感器脉冲驱动 NO2检测超低功耗

钙卫蛋白与HIV感染者肠黏膜炎症程度相关性的探索

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钙卫蛋白与HIV感染者肠黏膜炎症程度相关性的探索

作者：邓忠芸电子科技大学

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气候变化条件下的江苏省热岛效应分析与土地利用对策

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气候变化条件下的江苏省热岛效应分析与土地利用对策

作者：留峥航扬州大学

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基于脂质组学研究胡椒碱对肥胖大鼠脂代谢基因昼夜节律的影响

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食品科学 2024年第9期45卷 124-134页

作者：张玮芸 HO Chi-Tang 吕慕雯华南农业大学食品学院广东广州510642 罗格斯大学食品科学系美国新布朗斯维克08901

采用高脂饮食(high fat diet,HFD)诱导的肥胖大鼠模型,探究口服胡椒碱(1-piperoylpiperidine,PIP)对代谢紊乱引发生物钟异常的调控作用。结果表明,PIP减轻了HFD诱导的肝脏损伤,降低了血脂水平,缓解了肝脏生物钟和脂代谢基因的昼夜节律紊... 详细信息

采用高脂饮食(high fat diet,HFD)诱导的肥胖大鼠模型,探究口服胡椒碱(1-piperoylpiperidine,PIP)对代谢紊乱引发生物钟异常的调控作用。结果表明,PIP减轻了HFD诱导的肝脏损伤,降低了血脂水平,缓解了肝脏生物钟和脂代谢基因的昼夜节律紊乱,恢复了与生物钟密切相关的脂质分子溶血磷脂酸(16:0_18:1)、双甲基磷脂酸(38:8e)、磷脂酰乙醇胺(16:0p_22:6)和甲基磷胆碱(32:4e)的表达水平变化。本研究结果可为PIP调节肝脏脂代谢昼夜节律提供一定的理论依据。

关键词：胡椒碱肥胖大鼠脂质代谢昼夜节律

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基于HRMR-VWI影像组学识别无或轻度狭窄基底动脉高危斑块研究

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基于HRMR-VWI影像组学识别无或轻度狭窄基底动脉高危斑块研究

作者：唐佩芸吉林大学

学位级别：硕士

目的:颅内动脉粥样硬化(intracranial atherosclerosis,ICAS)斑块形成,是引起缺血性脑卒中的重要原因之一。早期识别导致缺血性脑卒中事件的高危斑块对疾病的预防与治疗具有重要意义。本研究的目的是:利用影像组学及传统影像学分析方法... 详细信息

目的:颅内动脉粥样硬化(intracranial atherosclerosis,ICAS)斑块形成,是引起缺血性脑卒中的重要原因之一。早期识别导致缺血性脑卒中事件的高危斑块对疾病的预防与治疗具有重要意义。本研究的目的是:利用影像组学及传统影像学分析方法,对无或轻度狭窄基底动脉的高分辨率磁共振血管壁成像(high resolution magnetic resonance vessel wall imaging,HRMR-VWI)图像进行特征分析,建立联合模型,识别管壁高危斑块。材料与方法:回顾性的分析某院2018年5月至2023年6月进行头颅MRI平扫、弥散以及HRMR-VWI检查并被诊断为基底动脉(basilar artery,BA)管壁动脉粥样硬化斑块形成,管腔无或轻度狭窄(狭窄率0.05)。训练组与测试组内有脑干卒中与无脑干卒中的临床资料及影像学分析资料显示,无论是在训练组还是测试组,有脑干卒中与无脑干卒中的患者临床资料间不存在统计学差异(P>0.05);在患者的影像学资料分析比较中,IPH(训练组P=0.003,测试组P=0.016)、斑块强化程度(训练组P0.05)。对患者的临床基线特征与传统影像学特征进行单因素二元逻辑回归,斑块内出血(intra-plaque hemorrhage,IPH)(OR=1.346,P=0.002)、斑块强化程度(OR=1.287,P<0.001)和斑块负荷(Plaque burden,PB)(OR=7.532,P<0.001)具有统计学意义(P<0.05),是患者发生脑干急性或亚急性脑干缺血性脑卒中的危险因素。在多因素二元逻辑回归中,斑块强化程度(OR=1.203,P=0.004)和P B(OR=3.677,P=0.019)具有统计学意义(P<0.05),是患者发生脑干急性或亚急性脑干缺血性脑卒中的独立危险因素,纳入传统模型构建。传统模型训练组和测试组的曲线下面积(Area under the curve,AUC)分别为0.813(CI=0.7309-0.8956)v s.0.760(CI=0.6194-0.9007),影像组学模型训练组和测试组的曲线下面积(AUC)分别为0.931(CI=0.8849-0.9770)vs.0.886(CI=0.7900-0.9829)。联合模型训练组和测试组的AUC为0.949(CI=0.9098-0.9886)vs.0.912(CI=0.8333-0.9909)。结论:基于HRMR-VWI传统放射学与影像组学构建的联合模型有助于区分导致BA无或轻度狭窄的斑块是否为高危斑块。

关键词：基底动脉无或轻度狭窄动脉粥样硬化斑块高分辨核磁血管壁成像缺血性脑卒中影像组学