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MOFs基微流控电化学芯片对多种重金属离子的实时在线检测

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高等学校化学学报 2024年第2期45卷 25-34页

作者：陈晓萍王旭潭刘宁汪庆祥倪建聪杨伟强林振宇闽南师范大学化学化工与环境学院漳州363000 福建省现代分离分析科学与技术重点实验室污染监测与控制福建省高校重点实验室漳州363000 福州大学食品安全与生物分析教育部重点实验室福建省食品安全分析与检测技术重点实验室福州350108

将具有丰富微孔的ZIF-8金属有机框架和电化学技术对金属离子的富集作用与微流控器件对溶液流动的可控性相结合,构建了一种新型传感器,实现了高通量、实时和快速检测环境中的多种金属离子污染物.研制的ZIF-8-Nafion/ITO基微流控电化学传... 详细信息

将具有丰富微孔的ZIF-8金属有机框架和电化学技术对金属离子的富集作用与微流控器件对溶液流动的可控性相结合,构建了一种新型传感器,实现了高通量、实时和快速检测环境中的多种金属离子污染物.研制的ZIF-8-Nafion/ITO基微流控电化学传感器对Cd^(2+),Pb^(2+)及Hg^(2+)离子在0.1~100μmol/L的浓度范围内具有良好的线性关系,检出限分别为0.055,0.0025及0.0016μmol/L(S/N=3).该微流控芯片对于样品的需求量少,可降低对能源的消耗;同时由聚二甲基硅氧烷拓印的微流控器件还有望实现柔性电极的功能,对便携式电化学柔性器件在生物和环境样品的集成化和自动化检测具有重要意义.

关键词：微流控重金属检测电化学传感器金属有机框架

智能二维光子晶体水凝胶精准检测Hg^(2+)

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化学学报 2024年第1期82卷 9-15页

作者：史雨晴储名珠韩波马豪杰李然侯雪艳张玉琦王记江延安大学化学与化工学院、陕西省化学反应工程重点实验室、延安市新能源新功能材料重点实验室陕西延安716000

结合二维光子晶体的德拜衍射效应和水凝胶的体积相转变特性,开发了一种智能二维光子晶体水凝胶,用于精准检测Hg^(2+).采用“三明治”法制备了聚苯乙烯二维光子晶体阵列嵌入的聚(丙烯酰胺-烯丙基硫脲)水凝胶.水凝胶链上功能基团的N、O、... 详细信息

结合二维光子晶体的德拜衍射效应和水凝胶的体积相转变特性,开发了一种智能二维光子晶体水凝胶,用于精准检测Hg^(2+).采用“三明治”法制备了聚苯乙烯二维光子晶体阵列嵌入的聚(丙烯酰胺-烯丙基硫脲)水凝胶.水凝胶链上功能基团的N、O、S等原子与Hg^(2+)选择性配位,缩短了水凝胶链之间的距离,增加了水凝胶的交联密度,使其收缩,导致二维光子晶体的聚苯乙烯微球间距缩小,德拜衍射环直径变大.通过监测二维光子晶体水凝胶响应前后的德拜衍射环直径,获知微球间距变化,实现了高灵敏、高选择性、快速、可逆检测Hg^(2+).线性检测范围为10~100nmol/L和25~200μmol/L,最低检测限3.32nmol/L.所制智能二维光子晶体水凝胶已成功应用于化妆品及水样中Hg^(2+)的检测.该方法测试简单,只需激光笔和刻度尺,无需精密的仪器设备,可实现便携式检测,为金属离子检测提供了新思路.

关键词：二维光子晶体德拜衍射效应智能水凝胶体积相转变汞离子

分子印迹固相萃取-高效液相色谱法检测奶粉中3种β-兴奋剂

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分析试验室 2024年第6期43卷 793-798页

作者：魏盘王建石雨祁迎春任景俞黄华牛志睿孙召延安市环境检测与修复重点实验室延安大学石油工程与环境工程学院延安716000

以β-兴奋剂3-甲氧酪胺(3-MT)、多巴胺(DA)和去氧肾上腺素(PE)为模板,采用沉淀聚合法,分别制备了3种单模板分子印迹聚合物(SMIP)和3种混合模板分印迹聚合物(MMIP),并在水和乙醇中对其吸附和分离性能进行了评价。结果表明,以3-MT为模板的... 详细信息

以β-兴奋剂3-甲氧酪胺(3-MT)、多巴胺(DA)和去氧肾上腺素(PE)为模板,采用沉淀聚合法,分别制备了3种单模板分子印迹聚合物(SMIP)和3种混合模板分印迹聚合物(MMIP),并在水和乙醇中对其吸附和分离性能进行了评价。结果表明,以3-MT为模板的SMIP1在乙醇中对上述3种β-兴奋剂具有最佳选择性,25 min可达吸附平衡。在对3-MT的初始浓度为0.03 mmol/L时,印迹因子(IF)最大,为2.12。SMIP1对3-MT,DA和PE的吸附量随吸附初始浓度增加而增加,在3 mmol/L时分别达到41.26,39.83和40.47μmol/g。以SMIP1为吸附剂从奶粉中同时高选择性固相萃取3-MT,DA和PE,在上样浓度为0.01,0.02和0.03 mmol/L时,高效液相色谱法(HPLC)检测的回收率分别为98%~100%,92.5%~96%和90.3%~94%,相对标准差(RSD)分别为1.9%~5.1%,2.0%~4.0%和2.1%~4.2%。该方法适用于奶粉中3-MT的定量分析以及DA和PE的定性检测。

关键词：兴奋剂分子印迹聚合物固相萃取奶粉

基于Barker码脉冲压缩技术的钢板多阵元Lamb波电磁超声换能器设计与优化

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2371-2387页

作者：石文泽李淇鑫卢超胡博刘远南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室南昌330063

为了解决传统Barker码脉冲压缩技术受脉冲功率放大器额定参数(占空比,最大脉冲宽度等)限制而导致的脉冲压缩效果下降、检测速度降低等问题,提出一种基于Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波电磁超声换能器(EMAT)。建立了基于tone-burst... 详细信息

为了解决传统Barker码脉冲压缩技术受脉冲功率放大器额定参数(占空比,最大脉冲宽度等)限制而导致的脉冲压缩效果下降、检测速度降低等问题,提出一种基于Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波电磁超声换能器(EMAT)。建立了基于tone-burst信号激励-Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波EMAT检测过程的有限元模型,分析了永磁体的配置形式、阵元序列长度、激励信号周期数、曲折线圈匝数等因素对脉冲压缩后的主旁瓣比和主瓣宽度的影响,并进行了实验验证。结果表明:曲折线圈匝数为4和Barker码序列长度为13位的多阵元EMAT在配置3对外置永磁体后,其信噪比(SNR)可提高9.8 dB。综合考虑检测回波的空间分辨率和SNR,多阵元Lamb波EMAT最佳参数为:曲折线圈匝数为10、激励信号周期数为11、Barker序列为13位,并配置3对外置永磁体。

关键词：电磁超声换能器 Barker码脉冲压缩多阵元Lamb波EMAT 信噪比空间分辨率

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一种用于检测四环素和对硝基苯酚的高稳定性镉(Ⅱ)金属有机骨架

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无机化学学报 2024年第3期40卷 646-654页

作者：张欢王记江范广唐龙岳二林白超王潇张玉琦延安大学化学与化工学院延安市新能源新功能材料重点实验室陕西省化学反应工程重点实验室延安716000 咸阳师范学院化学与化工学院咸阳712000

采用水-溶剂热法合成了1例金属有机骨架(MOF):{[Cd(L)_(0.5)(4,4′-bpy)_(0.5)]·H_(2)O}_(n)(1),其中H_(4)L=(1,1′∶4′,1″-三联苯)-2,2″,4,4″-四羧酸,4,4′-bpy=4,4′-联吡啶)。通过单晶X射线衍射、元素分析、粉末X射线衍射、热重分析以及红外光谱分析对配合物1的结构进行了表征。单晶结构分析表明1为三维结构,属于单斜晶系,C2/c空间群,Cd连接L^(4-)和4,4′-bpy形成二维平面结构,层与层之间通过L^(4-)连接,构筑成了三维网状结构。该MOF表现出良好的稳定性并且可以通过荧光猝灭法检测四环素(TET)和对硝基苯酚(4-NP),四环素和对硝基苯酚的检出限分别为0.15和0.062μmol·L^(-1)。此外,还研究了其荧光猝灭机理。1可成功应用于延河水样中TET和4-NP含量的测定。

关键词：金属有机骨架晶体结构四环素对硝基苯酚

本科生综合实验:基于共价有机框架的核壳型固定相的制备及色谱性能评价

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色谱 2024年第10期42卷 1006-1012页

作者：刘锦田文锠吴帆张秋婷钟燕辉林子俺福州大学化学学院食品安全与生物分析教育部重点实验室福建省食品安全分析与检测重点实验室福建福州350108

在教育部不断推进新课程标准的背景下,本文介绍了一项面向本科生仪器分析课程的综合性教学实验,旨在通过实践提高学生在材料制备和仪器使用方面的技能。该实验通过“一锅法”制备了一种基于共价有机框架的核壳结构固定相材料(SiO_(2)@CO... 详细信息

在教育部不断推进新课程标准的背景下,本文介绍了一项面向本科生仪器分析课程的综合性教学实验,旨在通过实践提高学生在材料制备和仪器使用方面的技能。该实验通过“一锅法”制备了一种基于共价有机框架的核壳结构固定相材料(SiO_(2)@COF_(TTA-DHTA)),并对其进行了详细的理化表征。随后,采用高效液相色谱技术对该材料的色谱性能进行了评估。整个实验流程包括了材料合成、表征、色谱保留行为研究和色谱分离性能测试。该实验不仅加深了学生对于功能材料性质及其应用的理解,而且提高了他们的实验设计和批判性思维能力。通过理论科学与实验教学的结合,该实验不仅能够培养学生的科研兴趣,还可以锻炼实验操作能力、创新思维和实践能力,同时增强学生的社会责任感和历史使命感,实现实验教学的全方位育人目标。

关键词：综合性实验共价有机框架色谱固定相核壳结构

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固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱同时测定乳制品中的苯并咪唑类药物及其代谢物残留量

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食品工业科技 2024年第13期45卷 221-229页

作者：乔勇升王萍黄银波冯寅洁蔡霞张占林陈伟泰州市食品检验院江苏省市场监管重点实验室(特医食品风险识别及关键分析技术)江苏泰州225300

建立了乳制品中苯并咪唑类药物及其代谢物固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱的分析方法。样品经含0.2%甲酸的乙腈提取后离心,上清液使用固相萃取柱进行净化,UPLC HSS T_(3)色谱柱分离,电喷雾正离子模式下多反应监测(Multiple Reaction M... 详细信息

建立了乳制品中苯并咪唑类药物及其代谢物固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱的分析方法。样品经含0.2%甲酸的乙腈提取后离心,上清液使用固相萃取柱进行净化,UPLC HSS T_(3)色谱柱分离,电喷雾正离子模式下多反应监测(Multiple Reaction Monitoring,MRM)测定。结果显示,在1.0~50μg/L范围内的线性相关系数r≥0.995(除三氯苯达唑为0.9578),方法检出限(Limit of Detection,LOD)(S/N=3)为0.002 mg/kg(除阿苯达唑-2-氨基砜、噻苯达唑和噻苯咪唑-5-羟基为0.003 mg/kg),方法定量限(Limit of Quantitation,LOQ)(S/N=10)为0.005 mg/kg(除阿苯达唑-2-氨基砜、噻苯达唑和噻苯咪唑-5-羟基为0.010 mg/kg)。在0.005、0.01、0.05 mg/kg三个加标水平下回收率在62.5%~117.6%之间,相对标准偏差RSD在1.92%~12.17%之间。该方法操作简单、灵敏度高,适用于乳制品中苯并咪唑类药物及其代谢物的定量分析。

关键词：固相萃取超高效液相色谱-串联质谱苯并咪唑类药物及其代谢物乳制品残留量测定

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双模板分子印迹聚合物用于同时检测马铃薯中的激动素和6-苄氨基嘌呤

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分析试验室 2024年第9期43卷 1237-1242页

作者：石雨王建祁迎春牛志睿任景俞黄华延安大学石油工程与环境工程学院延安市环境检测与修复重点实验室延安716000

以激动素(KT)和6-苄氨基嘌呤(BAP)2种植物生长调节剂为模板,甲基丙烯酸为功能单体,制备双模板分子印迹聚合物(DMIP)。通过静态和动力学吸附实验评估了其对KT和BAP的分子识别能力和结合能力,发现与单模板MIP和非印迹聚合物(NIP)相比,DMIP... 详细信息

以激动素(KT)和6-苄氨基嘌呤(BAP)2种植物生长调节剂为模板,甲基丙烯酸为功能单体,制备双模板分子印迹聚合物(DMIP)。通过静态和动力学吸附实验评估了其对KT和BAP的分子识别能力和结合能力,发现与单模板MIP和非印迹聚合物(NIP)相比,DMIP对2种模板都表现出更好的亲和力和选择性。DMIP对KT和BAP的最大吸附容量分别为6.39和5.64μmol/g,印迹因子IF_(KT)和IF_(BAP)分别为4.26和3.97,在40 min时达到吸附平衡。建立并优化了基于分子印迹固相萃取(MISPE)和高效液相色谱(HPLC)法的马铃薯中KT和BAP的检测方法。在加标浓度为0.05,0.1和0.15 mmol/L时,本方法检测KT和BAP的回收率分别为95.3%~100%和94.2%~100%,相对标准偏差(RSDs)小于2.3%。所建立的方法适用于马铃薯中KT和BAP的定量检测。

关键词：双模板分子印迹聚合物固相萃取植物生长调节剂残留检测

金属网格-透明导电氧化物复合型透明电极的瑞利分析和仿真

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物理学报 2024年第14期73卷 201-213页

作者：丁怡洋邹帅孙华苏晓东苏州大学物理科学与技术学院江苏省薄膜材料重点实验室苏州215006 江苏省先进负碳技术重点实验室苏州215123

以氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)为代表的透明导电氧化物(transparent conducting oxide,TCO)在当前光电器件中的重要性日益增长.通过在TCO中引入金属网格构成复合电极,可以在保持良好透明性的前提下有效提升电学性能,同时降低对铟的... 详细信息

以氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)为代表的透明导电氧化物(transparent conducting oxide,TCO)在当前光电器件中的重要性日益增长.通过在TCO中引入金属网格构成复合电极,可以在保持良好透明性的前提下有效提升电学性能,同时降低对铟的需求量,并为可穿戴设备所需的柔性电极提供可能方案.对此类电极的电学性能分析,如复合电极方阻随金属网格结构参数的变化,可为电极设计与制备提供基本的出发点,但相关理论尚十分缺乏.本文针对典型的方孔方格型金属网格-TCO复合电极,分别展开基于瑞利模型和基于有限元仿真的电学性能分析.结果表明,孔型近似导致的金属通道显著畸变是复合电极的电学计算中瑞利模型在中高开口率下失效的主要原因.据此,我们采用格型修正,通过提升瑞利模型中的原胞外边界对称性来改善金属通道的畸变.与电极仿真的对比表明,修正后瑞利模型的适用范围明显扩大,其结果可与实验数据很好地拟合,为此类复合透明电极的电学数据分析与结构设计提供了简洁高效的理论工具.

关键词：透明导电体金属网格电极复合介质有限元仿真

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