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Boosting CO_(2) electroreduction to formate via bismuth oxide clusters

Nano Research 2023年第10期16卷 12050-12057页

作者： xiaole jiang Le Lin Youwen Rong Rongtan Li Qike jiang Yaoyue Yang Dunfeng Gao Key Laboratory of Fundamental Chemistry of the State Ethnic Commission School of Chemistry and EnvironmentSouthwest Minzu UniversityChengdu 610041China State Key Laboratory of Catalysis Dalian National Laboratory for Clean EnergyDalian Institute of Chemical PhysicsChinese Academy of SciencesDalian 116023China School of Science Dalian Maritime UniversityDalian 116026China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

Supported metal(oxide)clusters,with both rich surface sites and high atom utilization efficiency,have shown improved activity and selectivity for many catalytic reactions over nanoparticle and single atom catalysts.Yet,the role of cluster catalysts has been rarely reported in CO_(2)electroreduction reaction(CO_(2)RR),which is a promising route for converting CO_(2)to liquid fuels like formic acid with renewable electricity.Here we develop a bismuth oxide(BiOn)cluster catalyst for highly efficient CO_(2)RR to formate.The BiOn cluster catalyst exhibits excellent activity,selectivity,and stability towards formate production,with a formate Faradaic efficiency of over 90%at a current density up to 500 mA·cm^(−2)in an alkaline membrane electrode assembly electrolyzer,corresponding to a mass activity as high as 3,750 A·gBi−1.The electrolyzer with the BiOn cluster catalyst delivers a remarkable formate production rate of 0.56 mmol·min−1 at a high single-pass CO_(2)conversion of 44%.Density functional theory calculations indicate that Bi4O_(3)cluster is more favorable for stabilizing the HCOO^(*)intermediate than Bi(001)surface and single site BiC_(4)motif,rationalizing the improved formate production over the BiOn cluster catalyst.This work highlights the great importance of cluster catalysts in activity and selectivity control in electrocatalytic CO_(2)conversion.

关键词： CO_(2)electroreduction reaction formate bismuth oxide cluster catalyst membrane electrode assembly

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Nitrogen-doped carbon nanotube encapsulating cobalt nanoparticles towards efficient oxygen reduction for zinc–air battery

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Journal of Energy Chemistry 2017年第6期26卷 1181-1186页

作者： Haihua Wu xiaole jiang Yifan Ye Chengcheng Yan Songhai Xie Shu Miao Guoxiong Wang Xinhe Bao State Key Laboratory of Catalysis CAS Center for Excellence in NanoscienceDalian Institute of Chemical PhysicsChinese Academy of SciencesDalian 116023LiaoningChina University of Chinese Academy of Sciences No.19(A)Yuquan RoadShijingshan DistrictBeijing 100049China Shanghai Key Laboratory of Molecular Catalysis and Innovative Materials Department of ChemistryFudan UniversityShanghai 200433China Dalian National Laboratory for Clean Energy Dalian Institute of Chemical PhysicsChinese Academy of SciencesDalian 116023LiaoningChina

Nitrogen-doped carbon materials encapsulating 3 d transition metals are promising alternatives to replace noble metal Pt catalysts for efficiently catalyzing the oxygen reduction reaction(ORR). Herein, we use cobalt substituted perfluorosulfonic acid/polytetrafluoroethylene copolymer and dicyandiamide as the pyrolysis precursor to synthesize nitrogen-doped carbon nanotube(N–CNT) encapsulating cobalt nanoparticles hybrid material. The carbon layers and specific surface area of N–CNT have a critical role to the ORR performance due to the exposed active sites, determined by the mass ratio of the two precursors. The optimum hybrid material exhibits high ORR activity and stability, as well as excellent performance and durability in zinc–air battery.

关键词： Nitrogen-doped carbon nanotube Perfluorosulfonic Acid/polytetrafluoroethylene copolymer Cobalt substitution Oxygen reduction reaction Zinc–air battery

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汉中市2010-2022年麻风流行特征分析

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中国麻风皮肤病杂志 2024年第2期40卷 101-105页

作者：夏小乐邓添华蒋强魏建军卢美璇汉中市疾病预防控制中心陕西汉中723000

目的:了解陕西省汉中市2010-2022年麻风的流行特征,为今后制定防治措施提供科学依据。方法:收集汉中市2010-2022年麻风病例资料,对麻风患病率、新发率、复发率,患者的性别、年龄、职业、地域、发现方式、传染来源等进行描述性分析。结果... 详细信息

目的:了解陕西省汉中市2010-2022年麻风的流行特征,为今后制定防治措施提供科学依据。方法:收集汉中市2010-2022年麻风病例资料,对麻风患病率、新发率、复发率,患者的性别、年龄、职业、地域、发现方式、传染来源等进行描述性分析。结果:汉中市2010-2022年共发现麻风患者88例,其中新发79例、复发9例,年平均发现率0.20/105,年平均患病率0.86/105。新发病人数和新发率除2014年稍微有所反弹外,其余呈逐年下降趋势。发病人数最多的为洋县、宁强县,其次为城固县、勉县。新发病例男女性别比2.59∶1,平均发病年龄(47.94±13.12)岁,中年居多,以农民为主。多菌型占97.47%,MB∶PB为38.5∶1,2级畸残率40.51%,平均诊断延迟期65.73个月,发现方式以皮肤科就诊发现(占48.10%)、自报和他报(34.18%)为主,传染来源不明者占63.29%,家族内传染者占29.11%。结论:汉中市2010-2022年麻风发病呈逐年下降趋势,目前处于低流行状态。新发病例存在诊断延迟期长,畸残率高,传染来源不明等情况。今后应加强麻风健康教育、症状监测、强化病例发现工作,缩短诊断延迟期,降低畸残率。

关键词：麻风流行特征汉中

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矿井通风系统综合评价指标体系与方法

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矿业安全与环保 2024年第2期51卷 25-32,39页

作者：蒋合国崔数文谭鹏程魏筱乐魏连江宋小林彝良驰宏矿业有限公司云南昭通657000 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

对矿井通风系统进行科学合理的综合评价是矿井通风系统优化与调整的重要依据,目前仍未形成公认的综合评价指标体系与方法。针对矿井通风系统综合评价中存在指标体系的确定不够合理、权重维护困难等问题,采用理论分析、文献分析等方法,... 详细信息

对矿井通风系统进行科学合理的综合评价是矿井通风系统优化与调整的重要依据,目前仍未形成公认的综合评价指标体系与方法。针对矿井通风系统综合评价中存在指标体系的确定不够合理、权重维护困难等问题,采用理论分析、文献分析等方法,从矿井通风系统组成要素、性质、能力等3个角度,“通风动力、通风网络、通风设施”“安全可靠性、经济合理性”“保障能力、防灾能力、抗灾能力”等8个维度选取10项评价指标构建矿井通风系统综合评价指标体系。该评价指标体系可以从多角度、多维度全面反映被评价对象的综合情况,抓住主要因素,确保综合评价的全面性和可信度。同时,提出了以等距分级、等比赋权进行排序打分的权重确定方法,即专家排序指数赋权法,以快速确定与维护评价权重,使评价结果具有客观性,又易于操作。

关键词：矿井通风多角度多维度综合评价评价指标体系权重确定方法

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基于废塑料制备碳基纳米材料研究进展

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山东化工 2024年第8期53卷 94-96,99页

作者：李蝶廖清清毛丽姜晓乐西南民族大学化学与环境学院四川成都610207

废塑料数量的增加引发了严重的环境问题,因此废塑料的回收利用至关重要。由于碳材料在绿色能源领域有广阔的应用,因此将废塑料转化为碳基功能材料是非常有前景的一种循环利用方式。本文综述利用废塑料制备碳材料的碳化方式以及对应碳基... 详细信息

废塑料数量的增加引发了严重的环境问题,因此废塑料的回收利用至关重要。由于碳材料在绿色能源领域有广阔的应用,因此将废塑料转化为碳基功能材料是非常有前景的一种循环利用方式。本文综述利用废塑料制备碳材料的碳化方式以及对应碳基材料在电催化反应领域中的应用,并对废塑料转化为高附加值碳材料进行了展望。

关键词：废塑料碳化方式碳基材料电催化

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微生物固态发酵麦麸的营养品质及其资源化利用的研究进展

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食品与发酵工业 2024年第4期50卷 337-346页

作者：张凯歌江迪万小乐关二旗李萌萌陈蒙慧唐浩洁卞科河南工业大学国家粮食和物资储备局粮油食品工程技术研究中心/河南省重点实验室河南郑州450001 河南工业大学粮油食品学院河南郑州450001 大连市检验检测认证技术服务中心辽宁大连116021

麦麸作为小麦加工的主要副产物,年产量超2000万t,其营养丰富,具有很高的应用潜力。但麦麸中存在植酸等抗营养素以及含量较高的不溶性膳食纤维,影响了麦麸生物活性物质的释放,导致其资源化综合利用受到一定限制。因此麦麸的改性处理成为... 详细信息

麦麸作为小麦加工的主要副产物,年产量超2000万t,其营养丰富,具有很高的应用潜力。但麦麸中存在植酸等抗营养素以及含量较高的不溶性膳食纤维,影响了麦麸生物活性物质的释放,导致其资源化综合利用受到一定限制。因此麦麸的改性处理成为研究热点,其中微生物发酵由于其高效、低成本、无污染等特点受到较高的关注。微生物固态发酵能够通过改善麦麸膳食纤维结构、降低抗营养因子水平、促进生物活性物质的释放、提高抗氧化能力来提高麦麸的营养品质和应用价值。该文综述了微生物发酵对麦麸生物活性物质释放、营养品质改善以及在全麦食品品质改善和饲料加工中动物生长性能、肠道健康、免疫调节等方面资源化利用的研究进展,以期为提高麦麸的综合利用率及附加值提供参考。

关键词：微生物固态发酵麦麸营养品质资源化利用

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口蹄疫病毒O型全自动磁微粒CLIA抗体定量检测方法的建立

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中国农业科学 2024年第4期57卷 810-819页

作者：包艳芳蒋韬何莉吕律李涛善李昕孙燕燕杨光魏婷潘晓乐林密兰州兽研生物科技有限公司中国农业科学院兰州兽医研究所/动物疫病防控全国重点实验室/国家口蹄疫参考实验室

【背景】口蹄疫(foot and mouth disease,FMD)是由口蹄疫病毒引起的一种急性、热性、烈性传染病，疫苗接种是预防临床口蹄疫的有效措施。免疫抗体水平监测则是评估疫苗免疫效果、制定免疫程序的重要依据，是免疫工作和疫情防控必不可少... 详细信息

【背景】口蹄疫(foot and mouth disease,FMD)是由口蹄疫病毒引起的一种急性、热性、烈性传染病，疫苗接种是预防临床口蹄疫的有效措施。免疫抗体水平监测则是评估疫苗免疫效果、制定免疫程序的重要依据，是免疫工作和疫情防控必不可少的关键环节，因此建立高效、快速、全自动的抗体检测方法具有重要意义。【目的】基于磁微粒(micromagnetic particles,MPs)化学发光免疫分析技术(CLIA)，建立一种新型、全自动、可定量的口蹄疫病毒O型抗体检测方法，为口蹄疫免疫监测和疫情防控提供技术支撑。【方法】使用纳米材料磁微粒为固相载体和分离载体包被捕获抗体，用碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)标记检测抗体，经过条件优化建立了一种新型磁微粒CLIA检测方法(magnetic particle chemiluminescence immunoassay,MP-CLIA)。本方法首先加入磁微粒-兔抗偶联物(magnetic particle-polyclonal antibodies,MPs-p Abs)、待测样本、口蹄疫病毒O型抗原，37℃孵育；再加入适量酶标抗体(ALP-p Abs),37℃孵育；最后加入化学发光底物AMPPD，检测相对发光强度(relative light unit,RLU)。研究通过检测标准品拟合标准曲线，并应用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)确定检测方法的判定标准；利用质控样本进行方法学评价，同时检测田间样本，并和液相阻断ELISA(LPB-ELISA)比对，验证临床检测效果。【结果】优化后最佳反应条件为磁微粒浓度0.25 mg·m L-1、口蹄疫病毒O型抗原1﹕1 000稀释、酶标抗体1﹕2 000稀释、加样量20μL。整个检测过程均在全自动化学发光免疫分析仪中完成，反应时间20 min，在抗体含量0—1 280 U(效价0—1﹕2 048)范围内标准曲线R2>0.99，可进行定量检测。该方法敏感性为94.66%；特异性为97.10%，检测口蹄疫A型、Asia I型血清型特异性为97.14%，与塞内卡病毒(SVV)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)、牛流行热病毒(BEFV)、猪圆环病毒2型(PCV2)、羊痘病毒(QRFV)、小反刍兽疫病毒(PPRV)抗体阳性血清无交叉反应；重复检测变异系数CV值<10%；田间样本检测结果与LPB-ELISA符合率为94.69%，定量结果相关系数R2为0.8473,P<0.0001，相关性显著。【结论】建立的MP-CLIA方法耗时短、操作简便，配套国产全自动化学发光仪，可进行全自动化检测，是一种新型、高效的口蹄疫病毒O型抗体定量检测方法，本方法对应的试剂盒已经完成中试生产和临床检测试验，在全国不同区域试用效果较好，具有较高的临床应用价值。

关键词：磁微粒化学发光免疫分析法口蹄疫磁微粒全自动化

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Compressibility characteristics of bio-cemented calcareous sand treated through the bio-stimulation approach

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Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2023年第2期15卷 510-522页

作者： Yijie Wang Ningjun jiang Alexandra Clarà Saracho Ogul Doygun Yanjun Du xiaole Han Institute of Geotechnical Engineering Southeast UniversityNanjingChina Department of Civil and Environmental Engineering University of Hawaii at ManoaHonoluluUSA Department of Engineering Cambridge UniversityCambridgeUK Geosyntec Consultants Inc.Huntington BeachUSA

Calcareous sand is widely present in coastal areas around the world and is usually considered as a weak and unstable material due to its high compressibility and low strength.Microbial-induced calcium carbonate precipitation(MICP)is a promising technique for soil improvement.However,the commonly adopted bio-augmented MICP approach is in general less compatible with the natural soil environment.Thus,this study focuses on the bio-stimulated MICP approach,which is likely to enhance the dominance of ureolytic bacteria for longer period and thus is deemed more efficient.The main objective of this paper is to investigate the compressibility of calcareous sand treated by bio-stimulated MICP approach.In the current study,a series of one-dimension compression tests was conducted on bio-cemented sand pre-pared via bio-stimulation with different initial relative densities(D r).Based on the obtained compression curves and particle size distribution(PSD)curves,the parameters including cementation content,the coefficient of compressibility(a v),PSD,relative breakage(B r),and relative agglomeration(A r)were discussed.The results showed that a v decreased with the increasing cementation content.The bio-cemented sand prepared with higher initial D r had smaller(approximately 20%e70%)a v values than that with lower initial D r.The specimen with higher initial D r and higher cementation content resulted in smaller B r but larger A r.Finally,a conceptual framework featuring multiple contact and damage modes was proposed.

关键词： Calcareous sand Bio-cementation Bio-stimulation Compressibility

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ARGs-OAP v3.0:Antibiotic-Resistance Gene Database Curation and Analysis Pipeline Optimization

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Engineering 2023年第8期27卷 234-241页

作者： xiaole Yin Xiawan Zheng Liguan Li An-Ni Zhang Xiao-Tao jiang Tong Zhang Environmental Microbiome Engineering and Biotechnology Laboratory Center for Environmental Engineering ResearchDepartment of Civil Engineeringthe University of Hong KongHong Kong 999077China

Antibiotic resistance,which is encoded by antibiotic-resistance genes(ARGs),has proliferated to become a growing threat to public health around the world.With technical advances,especially in the popularization of metagenomic sequencing,scientists have gained the ability to decipher the profiles of ARGs in diverse samples with high accuracy at an accelerated speed.To analyze thousands of ARGs in a highthroughput way,standardized and integrated pipelines are needed.The new version(v3.0)of the widely used ARGs online analysis pipeline(ARGs-OAP)has made significant improvements to both the reference database-the structured ARG(SARG)database-and the integrated analysis pipeline.SARG has been enhanced with sequence curation to improve annotation reliability,incorporate emerging resistance genotypes,and determine rigorous mechanism classification.The database has been further organized and visualized online in the format of a tree-like structure with a dictionary.It has also been divided into sub-databases for different application scenarios.In addition,the ARGs-OAP has been improved with adjusted quantification methods,simplified tool implementation,and multiple functions with userdefined reference databases.Moreover,the online platform now provides a diverse biostatistical analysis workflow with visualization packages for the efficient interpretation of ARG profiles.The ARGs-OAP v3.0 with an improved database and analysis pipeline will benefit academia,governmental management,and consultation regarding risk assessment of the environmental prevalence of ARGs.

关键词： SARG database ARGs-OAP Antibiotic-resistance genes Environmental metagenome Quantification

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Effects of biochar-amended alkali-activated slag on the stabilization of coral sand in coastal areas

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Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2023年第3期15卷 760-772页

作者： xiaole Han Ningjun jiang Fei Jin Krishna RReddy Yijie Wang Kaiwei Liu Yanjun Du Department of Civil and Environmental Engineering University of Hawaii at ManoaHonoluluUSA Institute of Geotechnical Engineering Southeast UniversityNanjing210096China School of Engineering Cardiff UniversityCardiffUK Department of Civil Materialsand Environmental EngineeringUniversity of Illinois at ChicagoChicagoUSA College of Materials and Chemical Engineering Anhui Jianzhu UniversityHefei230601China

Coral sand is widely encountered in coastal areas of tropical and subtropical regions.Compared with silica sand,it usually exhibits weaker performance from the perspective of engineering geology.To improve the geomechanical performance of coral sand and meet the requirement of foundation construction in coastal areas,a novel alkali activation-based sustainable binder was developed.The alkaliactivated slag(AAS)binder material was composed of ground granulated blast-furnace slag(GGBS)and hydrated lime with the amendment of biochar,an agricultural waste-derived material.The biocharamended AAS stabilized coral sand was subjected to a series of laboratory tests to determine its mechanical,physicochemical,and microstructural characteristics.Results show that adding a moderate amount of biochar in AAS could improve soil strength,elastic modulus,and water holding capacity by up to 20%,70%,and 30%,respectively.Moreover,the addition of biochar in AAS had a marginal effect on the sulfate resistance of the stabilized sand,especially at high biochar content.However,the resistance of the AAS stabilized sand to wet-dry cycles slightly deteriorated with the addition of biochar.Based on these observations,a conceptual model showing biochar-AAS-sand interactions was proposed,in which biochar served as an internal curing agent,micro-reinforcer,and mechanically weak point.

关键词： Coral sand Soil stabilization Biochar Alkali activation

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