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太湖流域农田沟道土壤中锰氨氧化（Mnammox）脱氮过程探究

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太湖流域农田沟道土壤中锰氨氧化（Mnammox）脱氮过程探究

作者：陈湜南京大学

学位级别：硕士

近年来,太湖流域农业面源污染居高不下,导致严重的水体污染与河流、湖泊的富营养化。农田沟道作为农田排水通道,是氮磷迁移的主要场所,而农田沟道对氮磷等污染物的拦截也成为控制农业面源污染的关键手段。微生物脱氮作用由于其高效经济... 详细信息

近年来,太湖流域农业面源污染居高不下,导致严重的水体污染与河流、湖泊的富营养化。农田沟道作为农田排水通道,是氮磷迁移的主要场所,而农田沟道对氮磷等污染物的拦截也成为控制农业面源污染的关键手段。微生物脱氮作用由于其高效经济的特点受到广泛关注,其中锰氨氧化过程作为新型的微生物脱氮反应,目前鲜有报导。因此,研究农田沟道中的锰氨氧化过程,对控制农业面源污染及河湖水体脱氮具有理论和实际意义。本论文以太湖宛山荡九里河流域农田沟道作为研究地点,探究了土壤锰氨氧化的脱氮过程。通过野外采样实验,利用NH同位素示踪技术,测定锰氨氧化速率,分析了不同温度下以及不同深度土壤层中锰氨氧化过程的变化趋势:搭建室内模拟反应器进行锰还原菌富集培养实验,探究了锰氨氧化脱氮机制;利用高通量测序技术,鉴别土壤中以及微生物富集培养后锰氨氧化类微生物的丰度和群落组成。主要结论如下:(1)同位素示踪实验结果表明:在所有NH处理组和NH+MnO处理组中,均检测到了N的产生,并且NH+MnO处理组产生的N含量(0.31～0.79 mg·(kg·d)1)显著高于NH处理组(0.25～0.67 mg·(kg·d)1),表明二氧化锰的添加能够促进N2的产生,证明农田沟道土壤中存在锰氨氧化过程。本研究中,锰氨氧化速率具有从浅层土壤至深层土壤逐渐升高的显著规律(P<0.05);从温度变化来看,低温环境下锰氨氧化速率(0.31～0.72 mg·(kg·d)1)低于中温环境下的锰氨氧化速率(0.40～0.79 mg·(kg·d)1),表明温度升高能促进锰氨氧化反应过程。(2)铁锰还原速率结果表明:所有NH处理组中的四价锰还原速率(11.61～22.80 mg·(kg·d)1)和三价铁还原速率(0.062～0.180 g·(kg·d)1)均显著高于空白对照组(P<0.05),表明NH的添加能够促进锰氨氧化与铁氨氧化过程;而所有NH+MnO处理组中四价锰还原速率进一步增加(13.44～34.22 mg·(kg·d)1),三价铁还原速率却大幅降低(0.024～0.059 g·(kg·d)1),表明Mn0的添加能促进锰氨氧化反应,但抑制铁氨氧化过程,这一结果进一步提供了锰氨氧化的强有力证据。另外,皮尔森相关系数表明,锰还原速率和N产生速率有显著的正相关性(r=0.813,P<0.0001;r=0.778,P<0.0001),表明四价锰还原与锰氨氧化显著相关,进一步证明了农田沟道土壤中存在锰氨氧化过程。(3)高通量测序结果表明:在低温环境下,与锰还原相关的主要两种菌属为地杆菌属(Geobacter)和地发菌属(Geothrix),其相对丰度分别为0.17～0.69%和0.11～0.61%;在中温环境下,与锰还原相关主要两种菌属地杆菌属(Geobacter)和地发菌属(Geothrix)的相对丰度分别为0.07～0.51%和0.006～0.14%。土壤中锰还原菌较低的相对丰度表明了土壤中的锰元素含量相对较低。(4)土壤理化特征结果表明:低温环境下,土壤中TOC含量和锰氨氧化速率呈显著的负相关性(r=-0.958,P<0.05);中温环境下,土壤中TOC含量和锰氨氧化速率呈显著的负相关性(r=-0.956,P<0.05)。说明土壤中过多的TOC可能会阻碍锰氨氧化反应进程。(5)锰还原菌富集培养结果表明:在MnO存在下,血清瓶出水中硝酸盐、亚硝酸盐、二价锰离子和氮气(N)的含量分别为2.25～7.71 mg·L1 0.012～0.766 mg·L1、1.76～3.22 mg·L1以及0.61～4.25 mg·(L·d)1。且进水中氨氮浓度为50 mg·L1,出水中氨氮浓度为40 mg·L1,氨氮的平均去除率约20%,总氮的平均去除率可达15%左右。实验结果证实了微生物存在下的锰氨氧化过程。(6)富集前后微生物测序结果显示:培养前,土壤中最丰富的锰还原菌门水平微生物主要是变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),其相对丰度分别为26.23%和0.77%;最主要的锰还原菌属为地杆菌属(Geobacter)和地发菌属(Geothrix),其相对丰度分别为0.0705%和0.0061%。富集培养后,变形菌门(Proteobacteria)是最丰富的锰还原菌,其相对丰度为49.35%;不动杆菌(Acinetobacter)是最丰富的锰还原菌属,其相对丰度占总测序数的26.26%;此外,还有20.26%的未被鉴定的细菌,这些很可能是目前未得到纯培养的重要的锰还原菌类别。高通量测序结果表明,富集培养前后微生物群落结构变化较大。

关键词：锰氨氧化同位素示踪锰还原菌高通量测序氮去除

等温回流时Cu/Sn/Cu微尺度焊点界面IMC生长行为与晶粒演变研究

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等温回流时Cu/Sn/Cu微尺度焊点界面IMC生长行为与晶粒演变研究

作者：陈湜大连理工大学

学位级别：硕士

目前,先进封装技术已成为延续摩尔定律的有效手段之一。在先进封装中,微尺度焊点(高度低于30μm)已被广泛使用。对于Cu/Sn/Cu结构微焊点,在多次或长时间回流焊或热压键合后,由于尺寸效应,界面金属间化合物(Intermetallic compound,IMC)... 详细信息

目前,先进封装技术已成为延续摩尔定律的有效手段之一。在先进封装中,微尺度焊点(高度低于30μm)已被广泛使用。对于Cu/Sn/Cu结构微焊点,在多次或长时间回流焊或热压键合后,由于尺寸效应,界面金属间化合物(Intermetallic compound,IMC)生长速度较快,微焊点将主要由Cu-Sn型IMC相构成。因此,深入认识并有效控制微尺度焊点中界面IMC的生长行为,对提升先进封装微互连焊点的性能及可靠性,具有重要意义。在本研究中,采用了两种Cu镀层作为微焊点基体,即传统电镀Cu基体和新型电镀纳米晶Cu(Nanocrystalline Cu,nc-Cu)基体,分别研究了基于这两种Cu镀层的界面IMC生长行为。主要的研究结果如下:基于传统Cu镀层的Cu/Sn(12μm)/Cu微焊点,在回流焊过程中,扇贝状的CuSnIMC是界面反应的主要产物。CuSn的总厚度和Cu镀层的消耗量都随回流时间呈抛物线关系,并且其对数形式遵循良好的线性关系。随着反应时间的延长,CuSn晶粒的数量减少,并且CuSn晶粒的[0001]轴与IMC的生长方向(垂直于微焊点界面)之间的夹角总体上趋于减小,从而表现出织构特征。这是由于Cu原子含量丰足时,CuSn晶粒会沿其[0001]晶向择优生长。同时,CuSn晶粒的演化过程中还存在晶粒合并行为,初步推断合并机制属于晶界迁移。这个过程中CuSn也在慢慢增厚,柯肯达尔孔洞也随之生成。基于新型nc-Cu镀层的nc-Cu/Sn(12μm)/nc-Cu微焊点的界面反应行为与传统Cu镀层的反应现象明显不同。在回流初期,CuSn IMC呈层状生长,而不是传统的扇贝状。进一步分析发现,CuSn层具有双层结构,靠近nc-Cu基体一侧的CuSn晶粒较为细小,靠近钎料一侧的CuSn晶粒较为粗大。随着回流时间的延长,靠近钎料一侧的CuSn由颗粒状逐渐转变为棒状,并向四周延伸。该棒状晶粒的长轴方向即为其[0001]晶轴方向,这与CuSn晶粒的择优生长有关。这种现象可归因于nc-Cu基体中存在大量的晶界,有利于Cu原子向反应界面及液态钎料中快速扩散,使液态钎料在反应过程中始终具有较高的Cu含量,利于钎料侧CuSn晶粒长大;同时,Sn原子也容易扩散到nc-Cu基体中,生成细晶状CuSn。这也使得Cu不易在Cu/IMC界面上聚集,从而有效抑制了CuSn的形成,也避免了柯肯达尔孔洞和裂纹的产生。

关键词：先进封装微互连 Cu镀层界面反应金属间化合物

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K波段MMIC多功能放大器芯片研制

K波段MMIC多功能放大器芯片研制

作者：陈湜浙江大学

学位级别：硕士

微波功率放大器和微波开关是有源相控阵雷达T/R模块中的关键部件。为了实现某相控阵雷达T/R模块小型化、轻量化和高可靠性的需求,本论文创新性地研制了一款K波段MMIC多功能放大器(Multi-Function Power Amplifier, MFPA)芯片。该芯片将... 详细信息

微波功率放大器和微波开关是有源相控阵雷达T/R模块中的关键部件。为了实现某相控阵雷达T/R模块小型化、轻量化和高可靠性的需求,本论文创新性地研制了一款K波段MMIC多功能放大器(Multi-Function Power Amplifier, MFPA)芯片。该芯片将发射通道的功率放大器和收发通道切换的微波开关集成到一块MMIC芯片上,从而减小了T/R模块的尺寸、重量和成本,同时也提高了T/R模块的可靠性。本文从微波功率放大器技术指标和稳定性分析原理、微波开关原理、阻抗匹配等方面,深入研究了MMIC多功能放大器的设计,形成了提升器件输出效率、降低开关插损等关键指标的设计技术,并采用0.15um GaAs pHEMT工艺实际设计了一款K波段MMIC多功能放大器芯片。在设计过程中,功率放大器采用了Load Pull技术来达到最大效率和最大功率输出,微波开关管芯采用实测数据建立仿真模型来提高仿真的准确度。对芯片整体版图进行了联合电磁仿真验证,确保了芯片在综合指标满足设计要求的同时,其工作效率、开关插损等关键指标性能优异。采用了基于探针台、矢量网络分析仪的小信号测试系统,和基于信号源、功率计的大信号测试系统对实际制作的K波段MMIC多功能放大器芯片进行了全面电性能测试评估。测试结果表明该芯片在工作带宽内：发射通道能够提供大于21dB的线性小信号增益,在2dB压缩时输出功率为18.7dBm,功率增益为19dB,功率附加效率为30%;接收通道插入损耗小于1.2dB,发射通道和接收通道的隔离大于20dBc。芯片实际测试性能满足项目要求。

关键词： MMIC GaAs 功率放大器微波开关

补肾活血法对绝经后妇女骨质疏松骨代谢的影响

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补肾活血法对绝经后妇女骨质疏松骨代谢的影响

作者：陈湜广州中医药大学

学位级别：硕士

目的：对患者西医诊断及中医辩证,针对绝经后骨质疏松患者进行干预,研究分析补肾活血法对骨质疏松患者骨代谢指标的影响,分析补肾活血法干预骨代谢生化指标的变化。揭示中医药对绝经后妇女骨质疏松症可能作用机制,并为中医药治疗绝... 详细信息

目的：对患者西医诊断及中医辩证,针对绝经后骨质疏松患者进行干预,研究分析补肾活血法对骨质疏松患者骨代谢指标的影响,分析补肾活血法干预骨代谢生化指标的变化。揭示中医药对绝经后妇女骨质疏松症可能作用机制,并为中医药治疗绝经后妇女骨质疏松提供依据和支持。并为临床治疗提供新选择。方法：按照纳入标准和排除标准标准选取广东省中医院大学城医院骨科2011年6月至2012年2月份住院患者59例,随机分为试验组30例,对照组29例。试验组给予钙尔奇D600mg,qd;骨化三醇0.25ug,bid;骨松安胶囊4片,tid。,对照组单纯给予钙尔奇D600mg,qd;骨化三醇0.25ug,bid;福善美1片70mg,qw,观察两组病例治疗前后ALP、N-MID、PINP、CTX的变化,将相关参数录入数据库。建立SPSS13.0数据库系统,运用统计学软件进行分析,得出结论。结果： 1.试验组和对照组治疗前后ALP、N-MID、PINP、CTX各指标有显著性差异（P＜0.05）,差异有统计学意义。 2.试验组和对照组的治疗前ALP、N-MID、PINP、CTX各指标比较无显著性差异（P＞0.05）,差异无统计学意义。 3.试验组和对照组治疗后N-MID、PINP、CTX指标比较有显著性差异（P＜0.05）,差异有统计学意义;ALP无显著性差异（P＞0.05）,差异无统计学意义。结论：补肾活血法（骨松安胶囊）治疗绝经后妇女骨质疏松方面可明显抑制破骨作用和促进骨合成,从而改善患者骨质疏松。

关键词：绝经后妇女骨质疏松骨代谢补肾活血

微波热爆合成Al-ZrO_2-B系铝基复合材料研究

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特种铸造及有色合金 2008年第S1期28卷 351-353页

作者：朱和国吴旭陈湜南京理工大学材料科学与工程系

采用微波加热方式反应合成了Al-ZrO2-B系铝基复合材料,探讨了反应过程的基本原理。试验表明,合成反应过程仅需3~6min,且环境友好;未加B粉时,Al-ZrO2系的反应产物由α-Al2O3和Al3Zr组成,其中α-Al2O3为细小颗粒,Al3Zr为块状物,两者均匀... 详细信息

采用微波加热方式反应合成了Al-ZrO2-B系铝基复合材料,探讨了反应过程的基本原理。试验表明,合成反应过程仅需3~6min,且环境友好;未加B粉时,Al-ZrO2系的反应产物由α-Al2O3和Al3Zr组成,其中α-Al2O3为细小颗粒,Al3Zr为块状物,两者均匀分布于Al基体中;当加入B粉后,反应产物中的Al3Zr减少,同时新增了ZrB2增强体颗粒;在x(B)/x(ZrO2)为2时,Al3Zr基本消失,ZrB2也为细小颗粒,与α-Al2O3一同弥散分布于Al基体中,从而形成α-Al2O3和ZrB2复合增强的内生型Al基复合材料。

关键词：微波热爆铝基复合材料反应机理

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修饰金鸡纳碱催化的不对称烯丙基烷基化反应

合成化学 2012年第1期20卷 23-27页

作者：陈湜董琳四川大学华西药学院四川成都610041

以修饰金鸡纳碱的手性叔胺为催化剂,Morita-Baylis-Hillman碳酸酯与α-取代的β-酮酸酯经不对称烯丙基烷基化反应,以中等收率及较好的非对映选择性和对映选择性合成了一系列具有连续季碳叔碳手性中心的新型烷基取代β-酮酸酯类化合物,... 详细信息

以修饰金鸡纳碱的手性叔胺为催化剂,Morita-Baylis-Hillman碳酸酯与α-取代的β-酮酸酯经不对称烯丙基烷基化反应,以中等收率及较好的非对映选择性和对映选择性合成了一系列具有连续季碳叔碳手性中心的新型烷基取代β-酮酸酯类化合物,其结构经1H NMR和13C NMR表征。

关键词：金鸡纳碱手性叔胺不对称催化 β-酮酸酯烯丙基烷基化合成

Al-TiO_2-C系热扩散反应合成铝基复合材料组织与磨损性能

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南京理工大学学报 2008年第1期32卷 118-122页

作者：朱和国陈湜吴旭袁运站南京理工大学材料科学与工程系江苏南京210094

对Al-TiO2-C系用热扩散反应法合成了铝基复合材料。磨损实验显示磨损质量损失随滑动路程的增加而保持良好的线性增长;磨损质量损失随滑动速度的增加而增加,滑动速度为0.9m/s左右时最大,随后减小;当C/TiO2摩尔比为0时,增强体由α-Al2O3... 详细信息

对Al-TiO2-C系用热扩散反应法合成了铝基复合材料。磨损实验显示磨损质量损失随滑动路程的增加而保持良好的线性增长;磨损质量损失随滑动速度的增加而增加,滑动速度为0.9m/s左右时最大,随后减小;当C/TiO2摩尔比为0时,增强体由α-Al2O3颗粒和Al3Ti棒状物组成,磨面上有大量团聚状磨屑、表层剥落、Al3Ti棒裸露及其自身碎裂,磨损主要表现为磨粒磨损;加入C后,棒状物Al3Ti减少,耐磨性能提高,在C/TiO2摩尔比为1时,Al3Ti基本消失,抗拉强度显著提高,此时磨面平整,磨粒较少,流变区增厚,剥落层消失,磨损主要表现为粘着磨损。

关键词：热扩散反应铝基复合材料磨粒磨损磨损性能