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环境敏感型碳点响应机制及其在生物传感领域的应用

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分析测试学报 2024年第1期43卷 147-156页

作者：霍泽鹏徐蔚青徐抒平吉林大学化学学院超分子结构与材料国家重点实验室吉林长春130012 吉林大学化学学院超分子化学生物学研究中心吉林长春130012 吉林大学化学学院理论化学研究所吉林长春130012

碳点因具有优异的光学可调特性、良好的生物相容性,在生物医学、能源催化等领域展现出巨大的应用潜力。环境敏感型碳点是一类可响应周围介质环境改变而实现自身特性改变的材料,在传感方面倍受关注。该文对近来环境敏感型碳点的响应机制... 详细信息

碳点因具有优异的光学可调特性、良好的生物相容性,在生物医学、能源催化等领域展现出巨大的应用潜力。环境敏感型碳点是一类可响应周围介质环境改变而实现自身特性改变的材料,在传感方面倍受关注。该文对近来环境敏感型碳点的响应机制进行梳理,具体包括pH、极性、粘度、温度四个方面,并综述了该材料在生物传感领域的应用进展,以期为开发和设计更多可应用的环境敏感型碳点提供参考。

关键词：碳点环境敏感探针极性 pH 粘度温度

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线粒体靶向的罗丹明衍生物用于肿瘤荧光成像

化工学报 2024年第4期75卷 1679-1686页

作者：王书鹏杜健军姚瑶樊江莉彭孝军大连理工大学精细化工国家重点实验室智能材料导向化学工程前沿科学中心辽宁大连116024 大连理工大学宁波研究院浙江宁波315016

设计合成了两例以罗丹明为母体的荧光染料RDMID-C和RDMID-N。实验结果表明,上述染料分子具有较低的细胞毒性,良好的生物相容性及靶向细胞线粒体的能力。两例荧光染料在细胞器定位实验中与商业化线粒体染料的共定位系数较高,并在小鼠肿... 详细信息

设计合成了两例以罗丹明为母体的荧光染料RDMID-C和RDMID-N。实验结果表明,上述染料分子具有较低的细胞毒性,良好的生物相容性及靶向细胞线粒体的能力。两例荧光染料在细胞器定位实验中与商业化线粒体染料的共定位系数较高,并在小鼠肿瘤中有较长的滞留时间,可以用于肿瘤荧光成像。

关键词：染料荧光成像生物医学工程生物工程生物技术

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废旧磷酸铁锂正极材料提锂渣再生电池级磷酸铁

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环境工程学报 2024年第8期18卷 2277-2288页

作者：邓景焜周康根吴业惠子彭长宏陈伟中南大学冶金与环境学院

针对目前废旧磷酸铁锂电池正极材料回收中仅局限于高经济价值的锂元素提取，由于铝杂质分离困难而导致提锂渣利用率低的问题，提出了一种基于“铜粉强化硫酸浸出-铁粉置换-选择性分铝”策略的湿法工艺，旨在从提锂渣中高效再生磷酸铁。... 详细信息

针对目前废旧磷酸铁锂电池正极材料回收中仅局限于高经济价值的锂元素提取，由于铝杂质分离困难而导致提锂渣利用率低的问题，提出了一种基于“铜粉强化硫酸浸出-铁粉置换-选择性分铝”策略的湿法工艺，旨在从提锂渣中高效再生磷酸铁。通过对铜粉强化硫酸过程进行优化及动力学研究，着重考察了铜粉用量、硫酸用量、液固比、反应温度及反应时间等参数的影响，确定了铁粉置换回收铜和选择性分铝过程的相关优化参数。研究结果表明，铜粉强化提锂渣硫酸浸出过程符合混合扩散控制模型，其表观活化能为37.12 k J·mol-1，主要受溶液边界层的扩散和界面处的化学反应共同控制。此外，经过净化处理后，溶液中铜和铝的浓度分别降至小于1、41 mg·L-1，可直接用于电池级磷酸铁的制备。本研究为磷酸铁锂提锂渣的回收利用提供了一种新思路。

关键词：磷酸铁提锂渣正极材料还原沉淀动力学模型再生

具有可控晶面的Co_(3)O_(4)催化剂用于高性能电化学析氯反应

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科学通报 2024年第25期69卷 3748-3756页

作者：茆志贤陈珊吉加鹏尹华杰中国科学技术大学合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所安徽省纳米材料与技术重点实验室环境与能源纳米材料研究中心材料物理重点实验室合肥230031 安徽大学物质科学与信息技术研究院合肥230039 中国科学院深圳先进技术研究院碳中和技术研究所广州518055

电化学析氯反应(CER)是氯碱工业电解池和海水电解池的重要阳极反应,具有优异活性与稳定性的尺寸稳定阳极(DSA)是目前主要使用的CER阳极材料.然而DSA电极面临着Ru和Ir等贵金属稀缺性和昂贵价格等问题,故发展非贵金属基高性能CER电催化剂... 详细信息

电化学析氯反应(CER)是氯碱工业电解池和海水电解池的重要阳极反应,具有优异活性与稳定性的尺寸稳定阳极(DSA)是目前主要使用的CER阳极材料.然而DSA电极面临着Ru和Ir等贵金属稀缺性和昂贵价格等问题,故发展非贵金属基高性能CER电催化剂具重要意义.但当前针对非贵金属基CER催化剂相关研究仍然较少,主要挑战在于难以兼顾CER高活性和酸性电解质高氧化电位下的稳定性.本文提出对尖晶石结构的Co_(3)O_(4)进行晶面调控来提高其CER活性和稳定性的策略.通过诱导{112}晶面的形成以取代较为稳定{111}晶面,从而暴露出更高密度的八面体位点(Cooct).在4 mol L^(-1)NaCl(pH 2)作为电解质的条件下,暴露{112}晶面的Co_(3)O_(4)在电流密度为100 mA cm^(-2)时的CER过电位仅为170 m V,远低于{111}晶面Co_(3)O_(4)的330 mV,并优于商业RuO_(2)的320 mV.此外,其具有接近100%的法拉第效率以及优异的稳定性(在10 mA cm^(-2)持续17 h的恒电流测试后,溶解钴浓度仅为8 ppb(1 ppb=1μg L^(-1))).密度泛函理论(DFT)计算也表明{112}面具有对Cl^(-)更优的吸附能.该研究为如何利用晶面合理设计高效的Co基非贵金属CER催化剂提供新的途径.

关键词：析氯反应海水电解四氧化三钴晶面效应非贵金属

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不同种类淀粉对3D打印特性的影响研究

食品与发酵工业 2024年第15期50卷 142-148页

作者：李柯新石松业温纪平耿浩刘非凡河南工业大学粮油食品学院河南郑州450001

3D食品打印技术应用于食品工业具有较大的发展空间。淀粉特殊的理化性质使其在流出喷嘴和打印成型方面具备天然优势。以荞麦、木薯和甘薯淀粉为原料进行3D打印,研究了这3种淀粉的理化特性、糊化特性、流变特性及其与3D打印特性的关系,... 详细信息

3D食品打印技术应用于食品工业具有较大的发展空间。淀粉特殊的理化性质使其在流出喷嘴和打印成型方面具备天然优势。以荞麦、木薯和甘薯淀粉为原料进行3D打印,研究了这3种淀粉的理化特性、糊化特性、流变特性及其与3D打印特性的关系,结果表明,在选用的3种淀粉中,木薯淀粉的损耗角正切值(tanδ)较大,在打印过程中流动性好,不易断条,易挤出成型,使用木薯淀粉打印的样品精度最高。荞麦淀粉凝胶的储能模量(G′)较大,有利于打印制品自身形状的保持,但打印制品易粘连。甘薯淀粉具有较低的黏度和较好的流动性,可以更容易地从3D打印机的喷嘴中挤出,并在打印过程中均匀地分布,但打印样品的尺寸略有收缩。综上,木薯淀粉作为3D打印材料是可行的,荞麦淀粉和甘薯淀粉若应用于3D打印的油墨,需进行深入研究。

关键词：荞麦淀粉木薯淀粉甘薯淀粉 3D打印

聚己内酯的高选择性催化解聚和再聚合回收研究

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化学研究与应用 2024年第3期36卷 640-646页

作者：梁秀竹汤栋霖张水洞华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510640

由ε-CL单体催化开环聚合的聚己内酯(PCL)力学和生物相容性良好,广泛用于医疗领域。与生物降解处理方法相对比,对废弃的PCL塑料进行催化解聚回收ε-CL单体和对其进行开环再聚合的策略,可减少碳排放量,并充分利用这种高值的生物降解塑料... 详细信息

由ε-CL单体催化开环聚合的聚己内酯(PCL)力学和生物相容性良好,广泛用于医疗领域。与生物降解处理方法相对比,对废弃的PCL塑料进行催化解聚回收ε-CL单体和对其进行开环再聚合的策略,可减少碳排放量,并充分利用这种高值的生物降解塑料。本论文考察了五种不同催化剂对PCL化学解聚效率和产物的影响规律,发现以异辛酸亚锡能高效催化PCL化学解聚。继而深入考察异辛酸亚锡含量、温度和反应时间等参数对PCL热解聚行为的调控机理,采用液相色谱、MS和NMR等方法分析解聚产物的组成,通过热重分析表征其解聚活化能影响因素,阐述高选择性催化解聚PCL为ε-CL单体机理,并获得ε-CL单体回收率超过91%的实验参数。对解聚回收的ε-CL单体进行开环聚合制备PCL,采用^(1)H NMR,GPC,DMA、DSC、XRD和拉伸实验等分析方法对产物结构与性能进行表征,实验结果发现回收再聚合的PCL分子量、拉伸强度和断裂延展率分别超过50 Kda,20 MPa和800%,与PCL原料相当,具有再次使用的价值。

关键词：聚己内酯异辛酸亚锡催化解聚高选择性闭环回收

亚微米球形Y_(2)O_(3)粉体及其透明陶瓷的制备

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无机材料学报 2024年第6期39卷 691-696页

作者：刘焱覃显鹏甘霖周国红章天金王士维陈鹤拓中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050 湖北大学材料科学与工程学院武汉430062

Y_(2)O_(3)以其优良的物理化学性质和在280 nm~8μm宽频段内的高透明性,而广泛应用于激光介质或光学窗口等领域。制备高透明的Y_(2)O_(3)陶瓷是目前的研究热点和难点,而高质量的粉体是制备高透明Y_(2)O_(3)陶瓷的关键,尿素均相沉淀法以... 详细信息

Y_(2)O_(3)以其优良的物理化学性质和在280 nm~8μm宽频段内的高透明性,而广泛应用于激光介质或光学窗口等领域。制备高透明的Y_(2)O_(3)陶瓷是目前的研究热点和难点,而高质量的粉体是制备高透明Y_(2)O_(3)陶瓷的关键,尿素均相沉淀法以其爆发成核和均匀可控的阴离子释放机制成为制备单分散颗粒的主要方法。本工作以硝酸钇和尿素为原料,采用尿素均相沉淀法制备了单分散、亚微米级的球形Y_(2)O_(3)粉体。采用不同方法研究了Y_(2)O_(3)前驱体和煅烧后粉体的结构、物相演变和形貌。前驱体的颗粒尺寸约为330 nm,800℃煅烧2 h得到的Y_(2)O_(3)粉体尺寸约为260 nm。在800℃煅烧后即可得到纯相的Y_(2)O_(3)粉体,粉体呈球形,分散性好,且粒径均匀。以该Y_(2)O_(3)粉体为原料,添加原子分数0.3%的Nb_(2)O_(5)为烧结助剂,在1780℃通过真空无压烧结成功制备了透明Y_(2)O_(3)陶瓷。材料的光学性质优良,即样品(厚度1 mm)的直线透过率在1100 nm处达到76.9%,在400 nm处达到65.6%。本工作为制备性能优良的Y_(2)O_(3)透明陶瓷提供了一种新的方法。

关键词：尿素均相沉淀法亚微米球形Y_(2)O_(3)粉体透明Y_(2)O_(3)陶瓷 Nb_(2)O_(5) 真空烧结

Zn,Mg和Mn对7N01合金组织和性能的影响

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稀有金属 2024年第5期48卷 660-670页

作者：王帅罗兵辉邢莎莎姜根魏鑫鹏莫文峰安康学院化学化工学院陕西安康725000 中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083 安康学院医学院陕西安康725000 中联重科科技发展有限公司湖南长沙410083

设计了6种不同成分配比的7N01合金,通过硬度计和万能试验机对不同成分合金在时效过程中的硬度和力学性能进行了测试。分别通过透射电镜明场像(BFTEM)、选区电子衍射(SAED)和高角度环形暗场像(HAADF-STEM)3种不同的成像模式,对不同配比... 详细信息

设计了6种不同成分配比的7N01合金,通过硬度计和万能试验机对不同成分合金在时效过程中的硬度和力学性能进行了测试。分别通过透射电镜明场像(BFTEM)、选区电子衍射(SAED)和高角度环形暗场像(HAADF-STEM)3种不同的成像模式,对不同配比合金的微观组织进行了表征和分析。结果表明:在120℃峰时效过程中,Mg对合金晶内GP区和η′相的类型、数量有明显的影响;Zn对时效过程中晶界无沉淀析出带(PFZ)变化有明显的影响;Zn和Mg共同影响着晶内和晶界析出相的尺寸和密度。Mn对Al6Mn析出相的数量和分布影响较大,同时Mn含量增大会略微提高合金晶内GP区和η′相的密度。

关键词： 7N01合金成分配比硬度力学性能析出相演变

光热响应型MXene基聚氨酯涂层的制备及其自修复防腐性能

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中国表面工程 2024年第3期37卷 115-124页

作者：王波吴连锋冯荟蒙赵志鹏李文陈守刚海洋化工研究院有限公司海洋涂料国家重点实验室青岛266071 中国海洋大学材料科学与工程学院青岛266404

涂层服役过程容易划伤产生裂纹缺陷造成被动失效,降低防护性能,研发具有自修复性能的防腐涂层对海洋工程材料的腐蚀防护具有重要意义。采用刻蚀剥离法成功合成MXene二维纳米材料,再通过一锅法合成具有丰富氢键的MXene聚氨酯本征自修复... 详细信息

涂层服役过程容易划伤产生裂纹缺陷造成被动失效,降低防护性能,研发具有自修复性能的防腐涂层对海洋工程材料的腐蚀防护具有重要意义。采用刻蚀剥离法成功合成MXene二维纳米材料,再通过一锅法合成具有丰富氢键的MXene聚氨酯本征自修复涂层。MXene优异的光热转换性促进了涂层链段的运动和氢键重组过程,进而提升了自修复性能。对MXene涂层进行5次划伤-光热自修复循环测试,低频阻抗模值均能恢复到10~8Ω·cm^(2)左右,具有优异的多循环自修复性能。通过电化学阻抗测试,MXene涂层具有较好的长效防腐性能,在浸泡的30d期内,涂层的低频阻抗模值能一直保持在10~8Ω·cm^(2)以上,一方面归因于二维材料优异的阻隔性能,另一方面涂层的自修复性不断修补微裂纹,减缓了腐蚀介质的渗入。试验结果表明,将MXene材料作为光热转换剂制备得到具有良好光热响应性和长效防腐性的聚氨酯自修复涂层。光热响应型MXene自修复涂层具备长效防护性能,能够应用于海洋工程装备提升服役寿命。

关键词：自修复聚氨酯 MXene 防腐