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基于机器学习和第一性原理计算构建双电子转移通道加速CO_(2)光还原

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Chinese Journal of Catalysis 2023年第11期54卷 265-277页

作者：王立晶杨天一冯博许祥雨申玉莹李孜涵 Arramel 江吉周商丘师范大学化学化工学院河南省新能源电池材料工程中心河南省先进电池材料研发工程中心河南商丘476000 武汉工程大学环境生态与生物工程学院湖北新型催化材料工程研究中心教育部磷资源开发利用工程研究中心教育部绿色化工过程重点实验室湖北武汉430205 白城师范学院化学学院吉林白城137000 dNano Center Indonesia Jalan Raya PUSPIPTEKIndonesia

光催化还原CO_(2)技术可以将CO_(2)转化为高附加值化学品,在解决日益严重的环境污染和能源危机方面具有巨大潜力.然而,CO_(2)分子较高的C=O键键能(750 kJ mol^(-1))为其活化和还原带来了挑战.因此,构建具有新型电子转移路径的光催化剂... 详细信息

光催化还原CO_(2)技术可以将CO_(2)转化为高附加值化学品,在解决日益严重的环境污染和能源危机方面具有巨大潜力.然而,CO_(2)分子较高的C=O键键能(750 kJ mol^(-1))为其活化和还原带来了挑战.因此,构建具有新型电子转移路径的光催化剂具有重要意义.与传统的单电子传输通道相比,层状材料的多电子传输通道在改善载流子传输能力方面具有明显的优势.然而,设计具有合适参数的多电子通道光催化剂模型仍是重要挑战.本文首先采用理论计算预测了具有双电子转移通道、参数匹配的三元异质结BiOBr-Bi-g-C_(3)N_(4);然后,通过机器学习探讨了各种实验参数对双电子传输通道的光催化活性影响的线性规律,优化了实验参数,制备了光催化活性较高的BiOBr-Bi-g-C_(3)N_(4)催化剂;最后,结合第一性原理计算和实验表征结果揭示了其光催化机理.理论计算结果表明,BiOBr-Bi-g-C_(3)N_(4)异质结具有最佳的吉布斯自由能(|ΔG|),有利于光催化H_(2)O解离和CO_(2)还原.实验发现,在300 W Xe灯照射下,CO_(2)还原光催化活性高达43μmol g^(-1)h^(-1).与Bi-BiOBr和Bi-g-C_(3)N_(4)相比,BiOBr-Bi-g-C_(3)N_(4)催化CO_(2)还原:的速率分别提高了约4.7倍和3.1倍.分析新型结构催化剂之所以具有良好的活性,主要有以下三个原因:(1)三者之间匹配的功函数使得BiOBr和g-C_(3)N_(4)纳米片可以与Bi形成肖特基异质结,在光照下,电子从BiOBr和g-C_(3)N_(4)向Bi转移;此外,g-C_(3)N_(4)纳米片与BiOBr具有相似的层间结构和匹配的能级结构,有利于形成Bi-BiOBr和Bi-g-C_(3)N_(4)双电子传输通道,从而实现载流子的有效分离和转移.(2)丰富的Bi活性位点可以抑制光生载流子的随机分布,使其限域在BiOBr与g-C_(3)N_(4)层间;这些载流子在特定的时间尺度上产生了独特的叠加态,优化了CO_(2)还原的多电子反应动力学路径.(3)g-C_(3)N_(4)的引入提高了Bi-BiOBr的太阳光利用率和比表面积.综上所述,本文成功地预测、设计和制备了一种具有双电子传输通道的新型三元异质结BiOBr-Bi-g-C_(3)N_(4)光催化剂,其表现出较高的光催化CO_(2)还原性能.理论计算和实验结果表明,BiOBr和g-C_(3)N_(4)相似的层间结构和匹配的能级结构使得具有不同弛豫时间的电子能够形成相干态;而Bi作为CO_(2)还原的良好活性位点,能够同时提高BiOBr和g-C_(3)N_(4)的载流子转移性能.因此,具有不同寿命的电子可以参与到CO_(2)还原的过程中去.本文可为高性能CO_(2)还原光催化剂的精准预测和合理设计提供实验和理论参考.

关键词：双电子转移通道光催化还原CO_(2) 机器学习第一性原理计算

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低温胁迫对日本结缕草叶绿素代谢的影响

北京林业大学学报 2022年第2期44卷 91-99页

作者：李丽菁张智韦薛云张嘉航韩烈保许立新北京林业大学草业与草原学院北京100083 中国林业出版社北京100009 北京中煤时代科技发展有限公司北京100071

【目的】日本结缕草是具有众多优良性状,被广泛应用的暖季型草坪草。通过对其叶绿素合成及降解的研究,探究日本结缕草秋冬季节在我国北方地区较早出现叶片脱绿现象的内源机理。【方法】对日本结缕草进行14 h光照(4℃)、10 h黑暗(2℃)的... 详细信息

【目的】日本结缕草是具有众多优良性状,被广泛应用的暖季型草坪草。通过对其叶绿素合成及降解的研究,探究日本结缕草秋冬季节在我国北方地区较早出现叶片脱绿现象的内源机理。【方法】对日本结缕草进行14 h光照(4℃)、10 h黑暗(2℃)的循环低温处理,并对叶绿素、叶绿素合成与降解途径中重要酶的活性、中间产物含量以及叶绿素代谢相关基因表达量进行测定。【结果】研究发现在低温胁迫处理下,日本结缕草叶片表观形态上有明显变化,严重枯黄且卷曲;叶绿素、叶绿素a、叶绿素b的浓度显著下降,叶绿素a与b的比值减小;5-氨基乙酰丙酸盐脱水酶、胆色素原脱氨酶(PBGD)活性和单卟啉胆色素原(PBG)含量显著低于对照组;脱镁鳌合酶(MDCase)活性显著高于对照组;叶绿素合成基因(除ZjMgCH2)均下调表达;叶绿素降解相关基因(除ZjNYC1)均比对照组较高表达。【结论】低温胁迫下,日本结缕草叶绿素合成减弱,同时加速了叶绿素的降解。此外,验证了MDCase是日本结缕草叶绿素降解途径中的关键因子。本研究为进一步解决日本结缕草滞绿性状提供了理论基础,也对培育日本结缕草滞绿品种育种工作具有重要意义。

关键词：叶绿素合成叶绿素降解脱镁鳌合酶日本结缕草低温胁迫

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铬离子表面印迹聚合物的制备及吸附性能

化工新型材料 2022年第4期50卷 297-302页

作者：郭闯潘嘹徐莉卢莉璟卢立新陈曦江南大学机械工程学院包装工程系无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室无锡214122 海口海关技术中心海口570311

采用表面离子印迹技术,以Fe_(3)O_(4)@mSiO_(2)为载体,Cr_(2)O_(7)^(2-)为模板离子,水杨醛肟为功能单体,α-甲基丙烯酸为共聚单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,制备了磁性铬离子印迹聚合物Cr(Ⅵ)-IIPs。采用红外光谱、透射电... 详细信息

采用表面离子印迹技术,以Fe_(3)O_(4)@mSiO_(2)为载体,Cr_(2)O_(7)^(2-)为模板离子,水杨醛肟为功能单体,α-甲基丙烯酸为共聚单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,制备了磁性铬离子印迹聚合物Cr(Ⅵ)-IIPs。采用红外光谱、透射电镜、热重分析和Zeta电位等手段对该磁性印迹聚合物进行表征,并通过单因素实验对该印迹聚合物的吸附性能进行了探究。结果表明:在室温条件下,当溶液pH为2时,此印迹聚合物可在2h左右达到吸附平衡,最大吸附容量可达到145mg/g;Cr(Ⅵ)-IIPs对CrO^(2-)_(4)、Cr^(3+)、Pb^(2+)和Cu^(2+)的相对选择性系数分别为6.32、4.21、3.00和3.30,在重复利用6次后,印迹聚合物的吸附容量未发生明显变化。

关键词： Cr_(2)O_(7)^(2-) 印迹聚合物磁性载体吸附性能

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逍遥散类方治疗肝癌的研究进展

环球中医药 2022年第8期15卷 1491-1496页

作者：李卓娴徐丽静夏猛广西中医药大学基础医学院南宁530200

逍遥散类方是指黑逍遥散、加味逍遥散、四逆散、加味四逆散、肝积方、丹栀逍遥丸、柴胡疏肝散、逍遥丸等以逍遥散为核心方或类似方化裁而来的各种方剂。近年来多有研究表明逍遥散类方在临床上可用于肝癌的治疗,对肝癌治疗表现出多靶点... 详细信息

逍遥散类方是指黑逍遥散、加味逍遥散、四逆散、加味四逆散、肝积方、丹栀逍遥丸、柴胡疏肝散、逍遥丸等以逍遥散为核心方或类似方化裁而来的各种方剂。近年来多有研究表明逍遥散类方在临床上可用于肝癌的治疗,对肝癌治疗表现出多靶点、多层次的治疗效果。本文通过收集相关文献发现,逍遥散类方可以通过阻滞细胞周期、调控Ca信号、调控Bcl-2与TP53以及血管生成因子来抑制肿瘤细胞的增殖,诱导肿瘤细胞的凋亡,抗肿瘤血管生成并抑制肿瘤细胞的侵袭,从而影响肝癌肿瘤细胞,发挥治疗肝癌的作用。逍遥散类方还可通过调控炎性细胞因子与淋巴细胞亚群以调节免疫机制,调节单胺类神经递质与神经营养因子以调节神经系统,调节抗氧化酶、激活Nrf2信号通路、抑制一氧化氮水平而抗氧化应激并控制炎症反应以保护肝功能,调节益生菌的丰度、恢复肠道菌群的构成,即通过整体调节发挥治疗肝癌的作用。本文对逍遥散类方治疗肝癌的相关文献进行了综述,总结了逍遥散类方的作用机制,以期为逍遥散类方运用于临床提供参考与指导。

关键词：逍遥散肝癌肝细胞癌作用机制综述中医药

海水酸化对海月水母螅状体共附生微生物的影响

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热带海洋学报 2023年第6期42卷 111-119页

作者：孙婷婷郝雯瑾徐鹏臻叶丽靖董志军牟平海岸带环境综合试验站中国科学院烟台海岸带研究所山东烟台264003 中国科学院大学北京100049 南通大学生命科学学院江苏南通226019 烟台大学生命科学学院山东烟台264005

海洋酸化是海洋生物面临的重要威胁,研究海洋酸化对其共附生微生物群落的影响对于理解宿主和微生物应对环境压力的适应机制具有重要意义。海月水母(Aurelia coerulea)是我国灾害水母优势种,在海洋生态系统中占有重要地位。本研究以海月... 详细信息

海洋酸化是海洋生物面临的重要威胁,研究海洋酸化对其共附生微生物群落的影响对于理解宿主和微生物应对环境压力的适应机制具有重要意义。海月水母(Aurelia coerulea)是我国灾害水母优势种,在海洋生态系统中占有重要地位。本研究以海月水母螅状体为研究对象,利用Biolog-ECO和宏基因组的方法,探讨了未来海洋酸化环境(pH 7.8和7.6)对其共附生微生物群落结构和功能的影响。研究结果表明,在不同程度海水酸化环境中,海月水母螅状体的共附生微生物群落结构和功能具有保守性。Biolog-ECO研究结果发现,海水酸化对海月水母螅状体共附生微生物群落的微生物代谢活性、多样性指数和碳源利用影响较小。宏基因组研究结果显示,海水酸化未影响海月水母螅状体共附生微生物的优势种和群落结构;柔膜菌门(Tenericute)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是海月水母螅状体共附生微生物群落的优势类群。此外,暴露于不同酸化条件下海月水母螅状体共附生微生物的功能无显著差异。因此,我们推测未来海洋酸化不会通过改变共附生微生物的群落结构影响海月水母螅状体。

关键词：气候变化 Biolog-ECO方法宏基因组群落结构代谢功能

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橡胶复合材料补强机理研究进展

石油化工 2022年第6期51卷 719-725页

作者：邱磊梁爱民王丽静徐林郑方远王超中国石化北京化工研究院北京100013 中国石化北京化工研究院燕山分院橡塑新型材料合成国家工程研究中心北京102500

炭黑、白炭黑等填料粒子的加入可以提高橡胶的模量、强度、耐磨性、抗撕裂性等。综述了橡胶复合材料的补强机理,包括流体动力学效应、填料-填料相互作用、填料-橡胶相互作用和聚合物网络效应,最后对橡胶复合材料补强机理研究中的发展与... 详细信息

炭黑、白炭黑等填料粒子的加入可以提高橡胶的模量、强度、耐磨性、抗撕裂性等。综述了橡胶复合材料的补强机理,包括流体动力学效应、填料-填料相互作用、填料-橡胶相互作用和聚合物网络效应,最后对橡胶复合材料补强机理研究中的发展与挑战进行了展望。

关键词：橡胶复合材料补强机理填料-填料相互作用填料-橡胶相互作用

基于高非线性Sagnac干涉仪的超高速全光NOT门可级联性研究(英文)

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红外与激光工程 2015年第1期44卷 215-221页

作者：许文渊何韵李立京梁生北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

在未来的通信领域中,全光逻辑门是全光计算机和全光网络的基本单元。目前已经提出了很多实现全光逻辑门的结构和方法,但是全光逻辑的技术瓶颈也出现了,就是怎样能够将单个的全光逻辑门级联起来实现更复杂的逻辑关系。现存的全光逻辑门... 详细信息

在未来的通信领域中,全光逻辑门是全光计算机和全光网络的基本单元。目前已经提出了很多实现全光逻辑门的结构和方法,但是全光逻辑的技术瓶颈也出现了,就是怎样能够将单个的全光逻辑门级联起来实现更复杂的逻辑关系。现存的全光逻辑门结构一般不具有很好的可以实现多级连接的级联性,而且现有的对于级联性的分析大都停留在理论层面,而没有与实际情况相结合,所以对于实际应用来说意义很小。提出了一种新型的基于高非线性Sagnac干涉仪的超高速全光NOT门,建立了它的数学模型,采用了与实际情况更加接近的高斯脉冲模拟输入光,并且在仿真结果的基础上分析了系统的级联性,对级联性的分析考虑了光纤损耗和走离效应的影响。得到的基本结论表明,所提出的全光逻辑门的结构能够在实际情况下保持良好的级联性。

关键词：全光逻辑门高非线性光纤可级联性

鳞杯伞α-半乳糖苷酶的提取纯化及酶学性质研究

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菌物学报 2022年第5期41卷 769-781页

作者：左宁柯徐丽婧常明昌孟俊龙武斌王昭玉山西农业大学食品科学与工程学院山西太谷030801 山西省食用菌工程技术研究中心山西太谷030801

采用离子交换层析和凝胶过滤层析对鳞杯伞子实体中的α-半乳糖苷酶进行纯化,得到了一种分子量为50 kDa的α-半乳糖苷酶,命名为CSG。纯化后的CSG纯化倍数为891.46倍,比活力为54.78 U/mg,得率为0.71%。通过BLAST比对液相色谱-串联质谱(LC-... 详细信息

采用离子交换层析和凝胶过滤层析对鳞杯伞子实体中的α-半乳糖苷酶进行纯化,得到了一种分子量为50 kDa的α-半乳糖苷酶,命名为CSG。纯化后的CSG纯化倍数为891.46倍,比活力为54.78 U/mg,得率为0.71%。通过BLAST比对液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)获得其肽段,发现其为GH27家族的α-半乳糖苷酶。CSG的最适pH为3.0,最适温度为50℃。在酸性范围pH 2.2-7.0和温度范围4-30℃有较好的稳定性。Mn^(2+)、Cd^(2+)、Cu^(2+)对CSG有较强的抑制作用。半乳糖和蜜二糖对CSG的抑制类型为混合型抑制。化学修饰剂N-溴代琥珀酰亚胺显著降低CSG的活力,碳二亚胺对CSG具有显著的激活作用。该酶具有良好的蛋白酶抗性,且对棉子糖家族寡糖(RFOs)、瓜尔豆胶和赤槐豆胶均表现出良好的水解作用。

关键词： α-半乳糖苷酶鳞杯伞纯化酶学性质

共享供应链产品质量水平与及时交货率决策研究

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工业工程与管理 2021年第1期26卷 18-27页

作者：徐琪郭丽晶东华大学旭日工商管理学院上海200051

共享供应链是企业资源有效分享的新业态,如何在保证产品质量的同时,通过共享平台提高及时交货率是企业在共享经济下面临的新问题。本文针对一个由共享平台、共享工厂和中小零售商构成的共享供应链,考虑平常期、忙期和闲期三种情形,引入... 详细信息

共享供应链是企业资源有效分享的新业态,如何在保证产品质量的同时,通过共享平台提高及时交货率是企业在共享经济下面临的新问题。本文针对一个由共享平台、共享工厂和中小零售商构成的共享供应链,考虑平常期、忙期和闲期三种情形,引入惩罚机制,探讨不同时期共享平台的定价选择决策,以及最优的产品质量和及时交货投入水平,提高共享供应链利润。结果表明:平台在不同时期有不同的定价策略;适当提高惩罚成本,能有效地提升工厂的质量和及时交货水平,进而提高供应链整体利润;在忙期可通过提高惩罚成本,降低平台佣金率来提升工厂及时交货率。

关键词：共享供应链质量投入水平及时交货率惩罚机制