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过氧化氢辅助污泥水热炭化过程水中溶解性有机质的光化学行为研究

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中国环境科学 2024年

作者：张闯王冰玉谢慧芳冯彦房曲虹霞南京理工大学环境与生物工程学院南京理工大学化学与化工学院南京理工大学化工污染控制与资源化江苏省高校重点实验室江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室

过氧化氢(H2O2)辅助水热炭化处理污泥，可以强化其有机物降解，实现更高效的污泥减量化和资源化应用。但会影响其液相产物(过程水)中溶解性有机质(DOM)的组成和性质，进而影响其环境化学行为。为此，本研究采用水热炭化和添加4%H2O2辅... 详细信息

过氧化氢(H2O2)辅助水热炭化处理污泥，可以强化其有机物降解，实现更高效的污泥减量化和资源化应用。但会影响其液相产物(过程水)中溶解性有机质(DOM)的组成和性质，进而影响其环境化学行为。为此，本研究采用水热炭化和添加4%H2O2辅助水热炭化两种工艺处理脱水污泥，在测定两种过程水DOM基本理化性质的基础上，重点比较了两种DOM的光漂白行为和光生活性物种的产生情况。结果表明，与水热炭化工艺相比，H2O2辅助水热炭化工艺中伴生的过程水DOM的pH值较低，电导率、TOC、腐殖质类物质含量、芳香性官能团、分子量及腐殖化程度均较高，并表现出更强的光敏感性。在模拟自然光照射条件下，其芳香性和腐殖化程度随光照时间延长而降低，荧光组分含量显著下降，其中腐殖质类组分降低最为明显。光照过程中产生更多的单线态氧(1O2)和三重激发态(3DOM*)，可显著促进四环素的光降解(93.22%)，且3DOM*起主导作用。本研究明确了H2O2辅助水热炭化过程水DOM的光化学行为，可为水热炭化处理污泥产生的过程水的进一步处理及利用提供理论依据。

关键词：辅助水热炭化溶解性有机质(DOM) 光漂白光降解四环素

厦门湾有色溶解有机物光漂白的三维荧光光谱研究

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光谱学与光谱分析 2009年第4期29卷 990-993页

作者：程远月郭卫东厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室、厦门大学海洋与环境学院福建厦门361005

利用荧光激发-发射矩阵光谱(excitation-emission matrix spectroscopy,EEMs)研究了厦门湾九龙江河口中、低盐度区表层水样中有色溶解有机物在秋季天然太阳辐照下的光化学漂白。结果表明,光漂白未引起水样中类腐殖质(C,A,M)和类蛋白质(T... 详细信息

利用荧光激发-发射矩阵光谱(excitation-emission matrix spectroscopy,EEMs)研究了厦门湾九龙江河口中、低盐度区表层水样中有色溶解有机物在秋季天然太阳辐照下的光化学漂白。结果表明,光漂白未引起水样中类腐殖质(C,A,M)和类蛋白质(T,B)荧光峰位置的移动。5个峰的荧光强度均随辐照时间的增加而减少,其中低盐度水样的降低幅度更大,并以指示陆源河流输入的特征荧光峰C的光漂白程度最大。根据漂白速率可将各荧光团区分出易漂白和难漂白两类组分。光漂白导致T、C峰及A、C峰之间的荧光强度比值增加,说明光漂白可引起海水中溶解有机物性质的明显改变,并且也是近海类蛋白质荧光相对类腐殖质荧光占优势的一个重要控制因素。研究结果对于探究陆源有机物在近海的转化及去除过程以及海洋光学有一定的参考价值。

关键词：有色溶解有机物光漂白三维荧光光谱厦门湾

光漂白全过程中聚合物薄膜折射率和厚度的实时分析

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物理化学学报 2008年第7期24卷 1321-1325页

作者：肖平平宜春学院物理科学与工程技术学院江西宜春336000

在基于衰减全反射原理的基础上提出一种新的测量方法,动态研究漂白动力学过程,即利用波导的衰减全反射吸收峰对聚合物材料的折射率和厚度敏感的特性,实时测量聚合物材料的折射率和厚度.实验系统采用CCD摄像头将标志波导模式的一组暗线... 详细信息

在基于衰减全反射原理的基础上提出一种新的测量方法,动态研究漂白动力学过程,即利用波导的衰减全反射吸收峰对聚合物材料的折射率和厚度敏感的特性,实时测量聚合物材料的折射率和厚度.实验系统采用CCD摄像头将标志波导模式的一组暗线显示在计算机屏幕上,然后根据暗线的移动,可以精确测量每一时刻波导薄膜的折射率和膜厚.利用这种技术,对聚合物薄膜的光漂白过程进行了实时监控.发现在光漂白全过程中,聚合物薄膜的折射率和厚度的变化同时存在化学和物理两种变化过程.

关键词：衰减全反射聚合物波导光漂白

激光诱发荧光漂白速度计的参数研究及新型荧光漂白测速技术系统开发

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激光诱发荧光漂白速度计的参数研究及新型荧光漂白测速技术系统开...

作者：陈玉西北大学

学位级别：硕士

微纳尺度的流体现象广泛存在于生命科学、能源化工、微纳流控等自然科学和工程领域。例如毛细血管中的血液输运、细胞的跨膜运输、微反应器的流动混合过程等均属于典型的微纳尺度流体流动现象。测量微纳流体的流速变化规律是了解流动现... 详细信息

微纳尺度的流体现象广泛存在于生命科学、能源化工、微纳流控等自然科学和工程领域。例如毛细血管中的血液输运、细胞的跨膜运输、微反应器的流动混合过程等均属于典型的微纳尺度流体流动现象。测量微纳流体的流速变化规律是了解流动现象、揭示流动机理的必备手段,也是流体力学、微纳流控等学科发展与研究的核心内容。为揭示微纳尺度的复杂流动现象,王归仁课题组于2005年开发了具有高时空分辨率的激光诱发荧光漂白测速计（Laser Induced Fluorescence Photobleaching Anemometer,LIFPA）技术。然而,作为一种基于荧光漂白的测速技术,其依然存在一些尚未解决的机理性和技术性问题,例如:决定LIFPA系统时间分辨率的光漂白时间常数τ与荧光溶液在输运过程中的光漂白反应之间的关系并不明确,影响LIFPA系统空间分辨率的内在因素尚不清晰,现阶段的LIFPA技术无法较好的识别流速方向。本文基于LIFPA系统,根据荧光染料经过激光焦点区域的输运和反应过程对荧光漂白测速技术及其作用机制展开研究。首先,基于对流-扩散-反应方程提出了 LIFPA的荧光漂白测速理论模型。通过有限元仿真软件COMSOL Multiphysics,结合LIFPA的实验结果,发现光化学反应系数K与光漂白时间常数τ之间存在K～τ-2.28的非线性关系。同时,使用佩克莱数（Péclet Number,Pe）和表征荧光分子光漂白速率的无量纲参数Zpd研究光漂白对荧光染料有效浓度和荧光强度分布的影响。发现当Pe增大,Zpd保持不变时,光漂白导致的染料有效浓度分布的彗星状展宽随之减小,相应的荧光强度峰值位置沿流动方向向激光焦点区域的中心移动。保持Pe恒定,增大Zpd时,激光焦点区域的染料有效浓度及荧光强度降低,荧光强度的峰值位置沿x轴向上游移动,直至接近激光焦点区域的边缘。随后,根据激发光斑的荧光强度分布提出LIFPA的有效空间分辨率deff,定义deff为从荧光探测区域上游If,local,1位置到0.05 If,local,1处的距离。发现当光化学反应系数K=8×106 l/s时,LIFPA测速的有效空间分辨率可达到deff=66 nm。基于该研究结果,提出了两种可以在普通共聚焦显微镜搭建的LIFPA系统中进一步提高空间分辨率并突破光学衍射极限的途径:（1）增大光化学反应系数K,使用这种方法可以同时增加系统的时间分辨率。（2）减小荧光检测区域的宽度dcl,数值模拟结果显示,当探测区域宽度dcl减小至0.5 df时,系统的deff可进一步降至54 nm。最后,依据荧光漂白测速模型,提出一种基于成像的微流体速度诊断技术—荧光漂白测速仪（Fluorescence Photobleaching Velocimetry,FPV）技术,解决了 LIFPA 技术无法识别流速方向的问题,同时可实现对流场中多个探测点的速度大小和方向的同步测量,并初步完成了 FPV的实验装置和测速软件设计。本文通过对荧光漂白测速机制的研究,一方面为LIFPA技术的空间、时间分辨率等系统性能的提升提供了可行的方案。另一方面,本文提出的FPV技术在保留LIFPA技术优异的测速性能的基础上,弥补了 LIFPA技术在流速方向识别以及大范围流场测速中的不足。在一定程度上促进了荧光漂白测速技术的发展,帮助我们更进一步的探索微观流体世界。

关键词：光漂白微纳流体测速技术激光诱发荧光漂白测速计（LIFPA）荧光漂白测速仪（FPV）超分辨率

辐照对掺镱光纤光束质量的影响及其光漂白特性

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辐照对掺镱光纤光束质量的影响及其光漂白特性

作者：王博华中科技大学

学位级别：硕士

掺镱光纤激光器具有能级简单、输出效率高及光束质量良好等优点,现已广泛应用于先进制造和军事国防等领域。随着近年来对于宇宙空间的不断探索以及航天技术的长足进步,在太空航天领域掺镱光纤激光器因其优秀的输出性能具有广阔的应用前... 详细信息

掺镱光纤激光器具有能级简单、输出效率高及光束质量良好等优点,现已广泛应用于先进制造和军事国防等领域。随着近年来对于宇宙空间的不断探索以及航天技术的长足进步,在太空航天领域掺镱光纤激光器因其优秀的输出性能具有广阔的应用前景。然而,在太空恶劣辐照环境下光纤激光器易受到辐致损伤导致输出性能下降,因此有必要探索影响掺镱光纤辐照特性的因素以及相应的抗辐照技术,从而实现辐照环境中长期稳定运行的掺镱光纤激光器。本文首先介绍了基于改进的化学气相沉积工艺制备光纤预制棒的原理及光纤拉丝工艺,分析了掺镱光纤制备过程中的注意要点,主要包括疏松层沉积温度及溶液掺杂浓度。随后简要介绍了掺镱光纤基本参数及测试方法,并制定了掺镱光纤辐照特性的表征方案。其次,详细研究了辐照对掺镱光纤激光器输出特性的影响。搭建了脉冲掺镱光纤放大器,通过对比不同辐照剂量及不同掺杂组分光纤输出特性演化趋势,发现辐致准静态模式退化效应,其主要特征是:在频域信号中没有高频成分出现的情况下,输出光斑从LP01模式形状转变为LP11模式形状,且伴随M2因子明显增加。结合实验结果分析,辐致准静态模式退化效应与辐照剂量及光纤掺杂组分相关:随着Ce浓度上升其阈值呈提高趋势;当Ce浓度相近时,Yb、Al含量较少的光纤具有更高的阈值。因此该效应产生机理应当与辐致暗化效应紧密关联,结合理论,提出辐致暗化诱导的热致折射率光栅与模式干涉图样之间的相移与辐致准静态模式退化效应的产生机制相关。最后,提出采用793 nm光漂白抑制辐致准静态模式退化效应,通过改进实验平台实现对同一辐照光纤光漂白过程中输出性能演化的表征。从输出功率方面分析,793 nm光漂白效果与光纤掺杂组分相关,其中Ce含量较高的光纤漂白速度及漂白比例较高,在漂白60分钟后辐照光纤输出效率最高可恢复为原始光纤的67.7%。从光束质量角度分析,793 nm光漂白可以有效地抑制准静态模式退化,在漂白20分钟后多数光纤的光束质量产生明显恢复。结合实验结果进行分析,完善了辐致准静态模式退化效应的内在机理解释。

关键词：掺镱光纤辐致暗化辐致准静态模式退化光漂白

荧光光谱用于光动力疗法中光敏剂光漂白特性研究

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光谱学与光谱分析 2007年第10期27卷 2073-2078页

作者：王雷顾瑛李晓松刘凡光于常青中国人民解放军总医院激光医学科北京100853 北京理工大学光电工程系北京100081

应用荧光光谱技术研究溶液中血卟啉单甲醚(HMME)的光漂白与光产物生成。以532nm倍频Nd∶YAG激光器照射样品,功率密度为100mW.cm-2,以光学多通道分析仪(OMA)采集荧光光谱。照光过程与荧光光谱采集同步进行。通过构建基本光谱与最小二乘拟... 详细信息

应用荧光光谱技术研究溶液中血卟啉单甲醚(HMME)的光漂白与光产物生成。以532nm倍频Nd∶YAG激光器照射样品,功率密度为100mW.cm-2,以光学多通道分析仪(OMA)采集荧光光谱。照光过程与荧光光谱采集同步进行。通过构建基本光谱与最小二乘拟合,由单条实测光谱中分解求得HMME荧光(613nm)、光产物荧光(639nm)及自体荧光的强度。HMME初始浓度不超过10μg.mL-1时符合荧光-浓度线性函数关系。对照光过程的荧光光谱监测同时观察到HMME漂白、光产物生成与漂白,以及样品光学特性变化引起的自体荧光强度起伏。光产物漂白后的二次产物引起样品光学特性显著改变。所建立的荧光光谱探测系统与光谱分析方法可满足光敏剂漂白特性体外研究的需要,并为光动力治疗的剂量学在体监测提供有效研究方法。

关键词：光动力疗法剂量学荧光光谱光漂白光产物血卟啉单甲醚

一种耐光漂白的碳菁型pH荧光探针的合成与细胞成像

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化学学报 2013年第10期71卷 1435-1440页

作者：向德成刘恒孟庆华蓝闽波卫钢上海交通大学化学化工学院上海200240 上海市功能性材料化学重点实验室华东理工大学上海200237 联邦科学与工业研究组织新南威尔士州2070澳大利亚

设计合成了一种引入多个氯原子取代的耐光漂白的碳菁型pH荧光探针(CyCl4),在500 nm波长光的激发下,该探针具有530和596 nm两个波长的荧光峰,其中的596 nm荧光峰在pH 8.5环境中具有最高的荧光信号值,在pH9.8的条件下则荧光很弱,通过密度... 详细信息

设计合成了一种引入多个氯原子取代的耐光漂白的碳菁型pH荧光探针(CyCl4),在500 nm波长光的激发下,该探针具有530和596 nm两个波长的荧光峰,其中的596 nm荧光峰在pH 8.5环境中具有最高的荧光信号值,在pH9.8的条件下则荧光很弱,通过密度泛函方法计算这三种荧光状态分别对应的三种构象结构A,B和C,而结构B中的两个磺酸基构成分子内氢键而具有共面性几何构型,共轭程度最好,因而其荧光发射能力最强.测量了该探针的荧光量子产率、瞬态荧光光谱和耐光漂白性能,其耐光漂白性能强于一般染料型荧光探针.最后将该探针应用于前列腺癌活细胞荧光成像,并发现其在细胞膜表面的聚集现象.

关键词：碳菁染料光漂白 pH荧光探针细胞成像

肿瘤细胞中表达的GFP蛋白的荧光漂白特性的研究

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光谱学与光谱分析 2004年第12期24卷 1626-1629页

作者：金鹰邢达华南师范大学激光生命科学省重点实验室广东广州510631

GFP作为生物源性荧光探针具有其他荧光标记物所无法比拟的优势 ,目前已广泛应用于生物学研究的各个领域。利用常规转染方法将带有EGFP基因的质粒载体导入人肺腺癌肿瘤细胞 (ASTC a 1) ,并得到GFP稳定表达的细胞株。研究中发现 ,肿瘤细... 详细信息

GFP作为生物源性荧光探针具有其他荧光标记物所无法比拟的优势 ,目前已广泛应用于生物学研究的各个领域。利用常规转染方法将带有EGFP基因的质粒载体导入人肺腺癌肿瘤细胞 (ASTC a 1) ,并得到GFP稳定表达的细胞株。研究中发现 ,肿瘤细胞中表达的GFP长时间暴露于强激发光中会发生非常强列的荧光漂白作用 ,并且这种漂白作用是不可恢复的。对不同强度的激发光 (饱和光源、阻断片ND4 /ND8/ND16 )对GFP的漂白作用进行了研究 ,并对冷冻保存样品的光漂白作用进行了初步的探讨。

关键词：绿色荧光蛋白(GFP) 人肺腺癌细胞光漂白蛋白质漂白作用荧光成像系统

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单分子的双光子激发光漂白速率

光电子．激光 2005年第9期16卷 1134-1138页

作者：陈同生邢达曾绍群骆清铭华南师范大学激光生命科学研究所广东广州510631 华中科技大学生物医学光子学教育部重点实验室湖北武汉430074

研究了多种条件下的光漂白几率与激发光强度间的定量依赖关系。利用MRC1024多光子激发显微系统和单光子计数技术,测量了单个若丹明B(Rh B)分子在不同强度光激发时的双光子激发(TPE)和光漂白寿命。实验结果表明:单个RhB分子和TPE光漂白... 详细信息

研究了多种条件下的光漂白几率与激发光强度间的定量依赖关系。利用MRC1024多光子激发显微系统和单光子计数技术,测量了单个若丹明B(Rh B)分子在不同强度光激发时的双光子激发(TPE)和光漂白寿命。实验结果表明:单个RhB分子和TPE光漂白寿命与激发光强度倒数的平方成正比,亦即光漂白速率与荧光基团分子处于激发态的几率成线性依赖关系,该结果与单光子激发(1PE)时的光漂白结果相同,但是却不同于多分子TPE光漂白的实验结果。

关键词：光漂白单分子若丹明B(Rh B) 双光子激发(TPE)