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单壁碳纳米管在单金属层状双氢氧化物上的手性选择性生长

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科学通报 2024年第16期69卷 2288-2297页

作者：李雅涵郝树兰徐宁宁高 秦潇藩郗心砚何宁何茂帅青岛科技大学化学与分子工程学院青岛266042 青岛科技大学中德工程学院青岛266042

制备具有窄手性分布的单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWNTs)粉体是实现其潜在应用的基础和前提.本文设计并开发了分别含有单金属钴(Co)和镍(Ni)的层状双氢氧化物(layered double hydroxides,LDHs)催化剂前驱体,利用一氧... 详细信息

制备具有窄手性分布的单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWNTs)粉体是实现其潜在应用的基础和前提.本文设计并开发了分别含有单金属钴(Co)和镍(Ni)的层状双氢氧化物(layered double hydroxides,LDHs)催化剂前驱体,利用一氧化碳作为碳源,系统研究了碳纳米管在不同温度下的化学气相沉积合成.在反应气氛下,煅烧后的Co/Mg/Al LDHs催化剂在600℃即可活化,进而选择性生长出小直径、富集(6,5)手性的SWNTs产物.而煅烧后的Ni/Mg/Al LDHs催化剂在600℃的低温下无法活化生长出SWNTs.尽管进一步提升反应温度至700℃能够活化催化剂,但是由于还原形成的Ni纳米粒子在较高反应温度下容易团聚,所得到的SWNTs的手性分布相对较宽.这项工作不仅实现了窄手性分布SWNTs在单金属LDHs上的催化生长,同时还有助于加深对催化剂活化及SWNTs生长机制的理解.

关键词：单壁碳纳米管手性选择性生长层状双氢氧化物一氧化碳化学气相沉积

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光催化去除水体中的抗生素

化学进展 2024年第1期36卷 95-105页

作者：于江波于婧刘杰吴占超匡少平青岛科技大学环境与安全工程学院青岛266042 青岛科技大学化学与分子工程学院青岛266042

随着抗生素的普遍应用,抗生素的水体污染问题也越来越严重。目前,从水中去除抗生素污染物技术包括物理吸附、絮凝和化学氧化。然而,这些过程通常会在水中留下大量的化学试剂和难以处理的沉积物,导致后处理比较困难。光催化技术是利用光... 详细信息

随着抗生素的普遍应用,抗生素的水体污染问题也越来越严重。目前,从水中去除抗生素污染物技术包括物理吸附、絮凝和化学氧化。然而,这些过程通常会在水中留下大量的化学试剂和难以处理的沉积物,导致后处理比较困难。光催化技术是利用光催化材料,在光照的情况下使抗生素彻底分解,最终形成无毒的CO_(2)和H_(2)O。光催化降解抗生素具有成本低、效率高、无二次污染的优点。本文综述了几种常用的降解抗生素的光催化材料的研究进展,并对其今后的研究与应用作了进一步展望。

关键词：光催化剂抗生素降解电子能带结构

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重组大肠杆菌催化橙皮素合成新橙皮苷

生物工程学报 2024年第9期40卷 3011-3024页

作者：张萱刘世柯曾伟主周景文侯颖天津科技大学生物工程学院天津300457 江南大学生物工程学院江苏无锡214122

新橙皮苷是一种黄酮糖苷,广泛应用于食品和药品行业。目前新橙皮苷生产主要通过植物提取法,需要大量的有机溶剂,而生物转化法绿色环保、转化率高,具有较高的经济效益。本研究在大肠杆菌中引入拟南芥来源的糖基转移酶UGT73B2、葡萄来源... 详细信息

新橙皮苷是一种黄酮糖苷,广泛应用于食品和药品行业。目前新橙皮苷生产主要通过植物提取法,需要大量的有机溶剂,而生物转化法绿色环保、转化率高,具有较高的经济效益。本研究在大肠杆菌中引入拟南芥来源的糖基转移酶UGT73B2、葡萄来源的鼠李糖合酶VvRHM-NRS和柚子来源的鼠李糖转移酶Cm1,2RhaT,构建了新橙皮苷的生物合成路径。通过模块优化和糖基供体强化后,重组菌株在5 L发酵罐中合成新橙皮苷的产量达到4.64 g/L,底物橙皮素的摩尔转化率为45.8%,这是目前报道的微生物中异源合成新橙皮苷的最高产量。本研究为新橙皮苷高产菌株的构建与应用奠定了基础,也为代谢工程改造微生物生产其他黄酮糖苷提供了借鉴。

关键词：新橙皮苷黄酮糖苷二磷酸尿苷-葡萄糖大肠杆菌

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微塑料对土壤中养分和镉淋失的影响

环境科学 2024年第1期45卷 489-495页

作者：赵群芳褚龙威丁原红王发园青岛科技大学环境与安全工程学院青岛266042

微塑料作为新兴污染物,具有尺寸小、比表面积大、吸附能力强和降解慢等特点,其环境效应受到越来越多的关注.微塑料会改变土壤性质,影响土壤中养分和污染物的迁移能力,但是微塑料对土壤养分和重金属淋失的影响尚缺乏研究.通过土壤柱浸滤... 详细信息

微塑料作为新兴污染物,具有尺寸小、比表面积大、吸附能力强和降解慢等特点,其环境效应受到越来越多的关注.微塑料会改变土壤性质,影响土壤中养分和污染物的迁移能力,但是微塑料对土壤养分和重金属淋失的影响尚缺乏研究.通过土壤柱浸滤实验比较研究了在模拟降雨条件下不同质量分数(0%、0.2%和2%)的聚苯乙烯(PS)和聚乳酸(PLA)微塑料对土壤中养分和镉淋失的影响.总体上,降雨强度增加会促进土壤中养分和镉的淋失.2%PS在大暴雨时显著增加总氮的淋失和土壤中有效磷含量,减少了无机磷的淋失和土壤铵态氮含量,大雨时增加土壤速效钾含量.大雨和暴雨时2%PLA减少了硝态氮的淋失,暴雨和大暴雨时降低土壤铵态氮含量,大暴雨时降低土壤总氮的含量,且大暴雨时0.2%PLA显著增加镉的淋失.结果显示,微塑料对土壤养分和镉淋失的影响与微塑料的种类和质量分数有关,并受到降雨水平的影响.研究表明,难降解微塑料聚苯乙烯和可降解微塑料聚乳酸都会对土壤中养分和重金属的淋失产生影响.

关键词：微塑料(MP) 重金属养分淋失硝态氮镉(Cd)

基于PECVD技术的石墨烯可控制备与应用:现状与展望

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科学通报 2024年第14期69卷 1893-1905页

作者：郝朝旭王雪东何燕慈海娜青岛科技大学机电工程学院青岛266061

石墨烯因其优异的物理/化学特性,在众多领域有着广泛的应用前景.为了推动石墨烯材料的实际应用,需要寻找稳定可靠、可扩展和低成本的石墨烯材料制备方法.等离子体增强化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD)... 详细信息

石墨烯因其优异的物理/化学特性,在众多领域有着广泛的应用前景.为了推动石墨烯材料的实际应用,需要寻找稳定可靠、可扩展和低成本的石墨烯材料制备方法.等离子体增强化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD)技术是一种借助外加能量辅助反应前驱体裂解产生等离子体,进而实现石墨烯制备的方法. PECVD技术在沿袭了传统化学气相沉积法工艺产物设计性强、反应途径灵活、可批量化、高品质制备石墨烯等优点的基础上,可以实现石墨烯在更低的生长温度、更多样化的生长衬底上以更快的生长速度制备合成,从而能够有效降低能耗,提高制备效率,拓展石墨烯的应用场景.本文综述了近年来利用不同等离子体源(射频、直流和微波)PECVD技术制备石墨烯的研究进展,讨论了其生长机理,以及PECVD制备石墨烯在储能、器件散热和光热转化等相关领域的应用,进一步对PECVD技术在石墨烯制备和应用中面临的挑战和未来的发展前景进行了总结.

关键词：等离子体增强化学气相沉积二维石墨烯薄膜三维石墨烯纳米片储能散热光热转化

圆柱绕流对W/O型乳状液电聚并特性影响的研究

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工程热物理学报 2024年第7期45卷 2103-2110页

作者：孙启杰安贵明徐腾张岩王鸿雁陈海龙李涛青岛科技大学机电工程学院青岛266061

为探究圆柱绕流形成的尾涡对液滴聚并的影响,本文采用水平集方法,建立了W/O型乳状液在圆柱绕流场中的流动模型。通过分析圆柱直径、流速、电场强度变化而引起的分散相体积分数变化,研究了绕流场对水滴聚并的作用。对不同圆柱直径下的不... 详细信息

为探究圆柱绕流形成的尾涡对液滴聚并的影响,本文采用水平集方法,建立了W/O型乳状液在圆柱绕流场中的流动模型。通过分析圆柱直径、流速、电场强度变化而引起的分散相体积分数变化,研究了绕流场对水滴聚并的作用。对不同圆柱直径下的不同流速进行了研究,结果表明当流速为1 m/s时聚并效果最理想。在1 m/s速度下叠加不同的电场强度,当电场强度为6 k V/cm时液滴聚并效率最高。对比流场、静电场&流场、圆柱绕流、绕流场&静电场四种物理场下的最优工况,聚并效率从大到小的顺序为:联合场>圆柱绕流场>静电场>流场。

关键词： W/O型乳状液水平集圆柱绕流液滴聚并

南极菲尔德斯半岛土壤产酶细菌的鉴定及其系统发育分析

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极地研究 2024年第2期36卷 221-231页

作者：袁嘉琳党光珍王龙刘杰青岛科技大学海洋科学与生物工程学院山东青岛266042

本研究针对菲尔德斯半岛10个不同微生态环境的土壤细菌,采用专用产酶平板培养法和16SrDNA测序法分别对分离菌的产胞外酶能力及系统发育进行了分析。结果显示:大多数产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、酯类水解酶和藻胶酶等的菌株主要分布在... 详细信息

本研究针对菲尔德斯半岛10个不同微生态环境的土壤细菌,采用专用产酶平板培养法和16SrDNA测序法分别对分离菌的产胞外酶能力及系统发育进行了分析。结果显示:大多数产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、酯类水解酶和藻胶酶等的菌株主要分布在离海岸较近、动植物比较丰富的区域,而半岛内陆产酶菌的数量与种类较少。在125株产胞外酶菌中发现有87株产酶能力较高,且许多株可产两种以上的酶;另外所有分离菌均不产明胶酶、卡拉胶酶和几丁质酶。64株产胞外酶能力较好代表菌的系统发育分析表明,它们共分布于7纲、17属;其中产淀粉酶菌株为3纲、5属,产蛋白酶菌株为7纲、14属,产纤维素酶菌株为1纲、1属,产酯类水解酶菌株为4纲、7属,产七叶苷酶菌株为7纲、13属,产DNA酶菌株为5纲、11属,产过氧化氢酶菌株为2纲、2属,产氧化酶菌株为1纲、1属。另外,还发现有6株菌可能为Pedobacter,Chryseobacterium,Flavobacterium和Kaistella属内的潜在新种。上述结果为研究开发低温微生物和适冷酶提供了有价值的参考和菌种源。

关键词：菲尔德斯半岛微生态环境土壤产酶细菌产酶能力检测 16S rDNA 系统发育分析

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柔性电化学传感器的材料选择研究进展

复合材料学报 2024年第5期41卷 2249-2261页

作者：孙已岚臧霄奉刘英慧蒋双钰张华宇孔霞山东科技大学化学与生物工程学院青岛266590

电化学传感器作为传统传感器的一种,具有效率高、响应性好和灵敏度高等优点。而柔性电化学传感器具有这些特点的同时,凭借其优异的柔韧性、拉伸性、可折叠性和电化学稳定性,被广泛应用于医疗卫生、环境监测和食品安全等方面。此外,该类... 详细信息

电化学传感器作为传统传感器的一种,具有效率高、响应性好和灵敏度高等优点。而柔性电化学传感器具有这些特点的同时,凭借其优异的柔韧性、拉伸性、可折叠性和电化学稳定性,被广泛应用于医疗卫生、环境监测和食品安全等方面。此外,该类传感器还具有方便携带、成本较低、灵敏度高和选择性好等特点。本文立足于柔性传感器活性材料的选择,从无机材料、有机材料、酶和天然材料入手,通过分析与总结近几年的研究成果,介绍材料的选择对电化学传感器性能的影响,重点阐述了不同材料在柔性电化学传感器方面的制备及应用,表明柔性电化学传感器在生产生活中发挥着不可替代的作用。最后对现阶段柔性传感器的研究应用存在的问题与挑战进行总结,并对其未来发展方向进行展望。

关键词：柔性电化学传感活性材料研究进展

耐热碱性蛋白酶AH-101的异源表达、酶学性质与洗涤应用研究

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中国生物工程杂志 2024年第4期44卷 23-32页

作者：郝漫邵岚莹公为峰惠威史超硕路福平张会图天津科技大学生物工程学院天津300457

目的:通过NCBI(National Center for Biotechnology Information)数据库筛选可以应用于洗涤工业的蛋白酶,使用地衣芽孢杆菌进行高效表达。方法:利用同源重组的方式将蛋白酶基因整合到地衣芽孢杆菌基因组中,研究重组蛋白酶的酶学特性和... 详细信息

目的:通过NCBI(National Center for Biotechnology Information)数据库筛选可以应用于洗涤工业的蛋白酶,使用地衣芽孢杆菌进行高效表达。方法:利用同源重组的方式将蛋白酶基因整合到地衣芽孢杆菌基因组中,研究重组蛋白酶的酶学特性和洗涤效果。结果:该重组酶的最适作用温度为60℃,最适pH为11.0;AH-101具有良好的耐热性,可以在20~55℃范围内保持稳定,在60℃保温1 h,剩余活性仍高于30%;此外,该酶与表面活性剂和液体洗涤剂具有良好的兼容性,在终浓度为0.1%和0.5%的表面活性剂和液体洗涤剂中孵育2 h,重组酶的酶活力损失小于30%。结论:成功构建了一株含有外源蛋白酶的地衣芽孢杆菌重组菌株,对重组蛋白酶的特性和洗涤效果进行研究,该重组蛋白酶可以作为环保型酶制剂应用到洗涤工业中。

关键词：耐热碱性蛋白酶地衣芽孢杆菌整合表达洗涤工业