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多孔钛合金拓扑优化设计及性能研究

稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 807-814页

作者：张永弟孙宝钰王伟志杨光河北科技大学机械工程学院河北石家庄050018

为了得到具有良好力学性能和高渗透性的钛合金多孔结构,需要在多孔结构的孔隙率与强度之间保持权衡。以人体膝关节胫骨假体为研究对象,首先,根据胫骨受力状态,采用拓扑优化设计并重构不同载荷工况下的抗压、抗剪单胞结构(TO-P1、TO-P2、... 详细信息

为了得到具有良好力学性能和高渗透性的钛合金多孔结构,需要在多孔结构的孔隙率与强度之间保持权衡。以人体膝关节胫骨假体为研究对象,首先,根据胫骨受力状态,采用拓扑优化设计并重构不同载荷工况下的抗压、抗剪单胞结构(TO-P1、TO-P2、TO-S1、TO-S2),与几种常见的基本单胞结构(bcc、fcc、rdc、dcc)进行研究比较;其次,通过对不同类型多孔钛合金进行压缩、剪切性能仿真,研究不同拓扑形态的多孔钛合金关于抗压、抗剪的力学性能,并采用SLM技术成型多孔钛合金压缩试件,验证了仿真分析的有效性;最后,选择力学性能较优的4种多孔钛合金进行渗透性分析。结果表明,TO-S2结构的抗压、抗剪力学性能和渗透性能最为出色,适合作为压剪载荷类植入物的多孔结构。

关键词：多孔结构拓扑优化 Ti6Al4V合金选区激光熔化力学性能渗透性能

设施菜地种植年限对土壤氨氧化古菌和氨氧化细菌群落结构的影响

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环境科学 2024年第10期45卷 6077-6085页

作者：潘禹充赵经纬牛宏进黄亚丽王媛张晓旭河北科技大学环境科学与工程学院

微生物驱动的氨氧化过程是氧化亚氮（N2O）排放的重要来源.研究设施菜地长期种植对土壤氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）群落丰度和结构的变化，对评价土壤质量状况和温室气体转化方面具有重要意义.以河北省高邑县设施菜地为研究... 详细信息

微生物驱动的氨氧化过程是氧化亚氮（N2O）排放的重要来源.研究设施菜地长期种植对土壤氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）群落丰度和结构的变化，对评价土壤质量状况和温室气体转化方面具有重要意义.以河北省高邑县设施菜地为研究对象，采用分析化学方法和高通量测序技术，分别测定土壤理化性质、AOA和AOB群落组成及多样性，研究设施菜地不同种植年限（1、5、10和20 a）下土壤AOA和AOB群落变异及其养分驱动因子.结果表明，随设施菜地种植年限延长，土壤中全氮、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量先增加后减少；硝态氮、铵态氮含量和电导率随着种植年限的延长先减少后增加；pH随着种植年限的延长不断降低.随着种植年限延长，土壤中AOA和AOB丰度和多样性都先减少后增加，所有年限AOA群落的优势纲主要是亚硝基菌纲（Nitrososphaeria）和未分类的奇古菌纲（unclassified Thaumarchaeota），优势属主要是亚硝酸念珠菌属（Candidatus Nitrosocaldus）;AOB群落的优势纲主要是变形菌纲（Betaproteobacteria），优势属主要是亚硝化螺菌属（Nitrosospira）. AOA的群落结构组成随种植年限的变化比AOB更明显.设施菜地种植年限延长所引起的土壤养分因子的变化与AOA和AOB的群落之间存在较为显著的相关关系，其中铵态氮、碱解氮和硝态氮是影响AOA群落的关键养分因子；电导率、速效钾和硝态氮是影响AOB群落的关键养分因子.设施菜地不同种植年限显著影响土壤中AOA和AOB丰度和群落结构.研究结果可为深入探索设施菜地土壤中温室气体转化及氮循环相关微生物机制提供理论依据.

关键词：种植年限设施菜地氨氧化古菌氨氧化细菌群落结构

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瓶装水中微塑料与邻苯二甲酸酯的含量及健康风险

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环境科学 2024年第10期45卷 6104-6111页

作者：梁潇戈郭睿瑶苏梦飞杨雪晶姚波崔建升河北科技大学环境科学与工程学院

为研究瓶装水中微塑料（MPs）和邻苯二甲酸酯（PAEs）的含量及健康风险.采用玫瑰孟加拉红染色法-立体显微镜对MPs进行定量分析，使用气相色谱串联三重四极杆质谱（GC-MS/MS）对7种PAEs进行定性及定量检测，对MPs日摄入量进行了估计，并... 详细信息

为研究瓶装水中微塑料（MPs）和邻苯二甲酸酯（PAEs）的含量及健康风险.采用玫瑰孟加拉红染色法-立体显微镜对MPs进行定量分析，使用气相色谱串联三重四极杆质谱（GC-MS/MS）对7种PAEs进行定性及定量检测，对MPs日摄入量进行了估计，并运用健康风险评价模型对PAEs的致癌风险和非致癌风险进行了评价.结果表明，21种瓶装水中MPs丰度为48～216 n·L-1(中位数为88 n·L-1);MPs形状大部分（72.1%）呈纤维状，碎片状仅占27.9%；小尺寸（10～50μm）MPs的平均占比为33.9%，大尺寸MPs（>500μm）的平均占比为4.3%；大部分MPs为蓝色. 21种瓶装水中ρ（∑PAEs）为1.15～2.47μg·L-1(平均值为1.62μg·L-1)，其中邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）的检出率为100%，邻苯二甲酸丁酯（BBP）和邻苯二甲酸二正辛酯（DNOP）检出率较低.DBP、DEHP和DEP浓度均低于我国饮用水标准限值. 60℃10 d迁移条件下ρ（∑PAEs）为0.61～2.04μg·L-1(平均值为1.33μg·L-1)，其中迁移出的DBP和DEHP含量均在允许范围内.7种PAEs在瓶身、瓶盖中均被检出，瓶身中DEHP的平均添加量最高，而瓶盖中DBP最高.估计人类不同年龄段通过饮用瓶装水的MPs摄入量（EDI）为：成人2.87 n·（kg·d）-1、儿童3.87 n·（kg·d）-1和婴儿5.85 n·（kg·d）-1.健康风险评价结果显示，21种瓶装水样品及迁移实验条件下DEHP的致癌风险都小于最大可接受风险水平(1×10-6)，且PAEs的非致癌风险指数（HIs）均小于1，表明不会对人体产生非致癌风险，但婴儿、儿童的风险值高于成人.

关键词：瓶装水微塑料(MPs) 邻苯二甲酸酯(PAEs) 迁移健康风险

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TaqMan多重实时定量PCR快速检测3种常见食源性病原菌

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中国食品学报 2024年第5期24卷 373-380页

作者：艾鹏飞王珊高辉明王雁伟庞艳荣张萌河北科技大学食品与生物学院石家庄050018

建立一种可同时快速检测大肠杆菌O157:H7、单增李斯特菌和蜡样芽孢杆菌的多重实时定量PCR(qPCR)方法。依据大肠杆菌O157:H7 tir基因、单增李斯特菌mpl基因和蜡样芽孢杆菌entFM基因的保守序列分别设计特异性引物和TaqMan探针,建立多重qPC... 详细信息

建立一种可同时快速检测大肠杆菌O157:H7、单增李斯特菌和蜡样芽孢杆菌的多重实时定量PCR(qPCR)方法。依据大肠杆菌O157:H7 tir基因、单增李斯特菌mpl基因和蜡样芽孢杆菌entFM基因的保守序列分别设计特异性引物和TaqMan探针,建立多重qPCR反应体系,进行灵敏度、特异性和稳定性试验,同步检测人工染菌牛奶样品中的病原菌并与国家标准方法作对比。结果表明,建立的多重qPCR方法灵敏度高,最低检出限为12 CFU/mL;特异性强,只对3种目标菌进行PCR扩增;稳定性好,各重复性试验中Ct值的变异系数<1%;所有受污染样品阳性检出率均为100%,与国家标准方法检测结果一致,且检测周期缩短至6 h。本研究建立的TaqMan多重qPCR方法能同时快速、准确地检测乳品中的大肠杆菌O157:H7、单增李斯特菌和蜡样芽孢杆菌,为食品安全提供技术支撑。

关键词： TaqMan探针多重实时定量PCR 大肠杆菌O157:H7 单增李斯特菌蜡样芽孢杆菌

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超声辅助提取油莎豆油的工艺优化及品质分析

食品工业科技 2024年第10期45卷 207-216页

作者：权煜刘学强赵丹丹饶欢吴彤娇郝建雄河北科技大学食品与生物学院河北石家庄050000

为提高油莎豆油的得率且保证成品品质,本研究采用超声辅助正己烷法对油莎豆油的提取工艺进行响应面试验优化,确定最优提取条件后对油莎豆油品质进行分析。在油的品质研究中,采用25℃(常温)、47℃(超声辅助提取最佳温度)、60℃(高温)三... 详细信息

为提高油莎豆油的得率且保证成品品质,本研究采用超声辅助正己烷法对油莎豆油的提取工艺进行响应面试验优化,确定最优提取条件后对油莎豆油品质进行分析。在油的品质研究中,采用25℃(常温)、47℃(超声辅助提取最佳温度)、60℃(高温)三个温度对比超声作用对油样中总酚含量、总黄酮含量、1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率、脂肪酸组成及含量的影响。结果表明:脱皮油莎豆研磨后在料液比1:15 (g/mL)、超声时间20 min、超声温度47℃、粉碎粒度70目时,油莎豆油的得率为25.01%±0.03%,油样为黄橙色微浊状态,具有豆类特有的香气。油莎豆油对DPPH自由基有一定的清除作用,超声可更好地溶出油莎豆中的营养物质,但对油莎豆中黄酮类物质的破坏效应相对较大,酚酸类物质在高温时含量显著(P<0.05)下降。在25~60℃间超声作用和温度的变化对脂肪酸的种类和含量的影响不大,油酸(C18:1)含量最高,约为73.81%~74.00%。本试验结果可以为油莎豆油脂的开发利用提供一定基础和理论依据。

关键词：油莎豆油超声辅助提取工艺优化抗氧化活性气相色谱黄酮多酚脂肪酸组成

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基于SPR的液晶填充双D型PCF双参量传感器设计

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光学学报 2024年第9期44卷 247-257页

作者：范振凯孟俊皓褚世超河北科技大学信息科学与工程学院河北石家庄050018

提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)原理的液晶填充的双D型光子晶体光纤(PCF)传感器,用于温度和折射率(RI)的双重检测。选用金作为金属对PCF中的两个大开环以及第二包层的4个气孔进行镀膜以激发SPR现象,实现了外部传感与内部传感的结... 详细信息

提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)原理的液晶填充的双D型光子晶体光纤(PCF)传感器,用于温度和折射率(RI)的双重检测。选用金作为金属对PCF中的两个大开环以及第二包层的4个气孔进行镀膜以激发SPR现象,实现了外部传感与内部传感的结合,并进一步增强了SPR效应。为了实现温度与RI的双重检测,将温敏材料液晶E7填入中央大气孔形成纤芯,进而提升温度传感性能,通过上下两侧的大开环与待测分析液的接触实现折射率传感。使用全矢量有限元法,在完美匹配层条件下对传感性能进行了分析,并研究了中央液晶孔、小气孔及普通气孔的大小对传感性能的影响。仿真结果表明,所设计的传感器在温度为15~50℃、折射率为1.48~1.55的检测范围内具有良好的温度和RI传感性能。

关键词：传感器光子晶体光纤表面等离子体共振双重检测传感器双D型液晶

POSS改性氧化石墨烯对涂层防腐和疏水性能的影响

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化工学报 2024年第5期75卷 1977-1986页

作者：赵璐璐唐二军邢旭腾刘少杰褚晓萌呼娜张泽河北科技大学化学与制药工程学院河北石家庄050018

通过有机硅化合物γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)自水解缩合制得有机-无机杂化材料笼型倍半硅氧烷(POSS),将其接枝到氧化石墨烯(graphene oxide,GO)上以克服GO的聚集,利用Boehm滴定法测定接枝率为98.3%,进一步负载锌离子制得复合纳米粒子... 详细信息

通过有机硅化合物γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)自水解缩合制得有机-无机杂化材料笼型倍半硅氧烷(POSS),将其接枝到氧化石墨烯(graphene oxide,GO)上以克服GO的聚集,利用Boehm滴定法测定接枝率为98.3%,进一步负载锌离子制得复合纳米粒子POSS/GO/Zn。通过FT-IR、XRD、Raman、NMR和SEM对POSS/GO/Zn结构及微观形貌进行了表征,并将其应用在水性环氧树脂(WEP)涂层材料中,电化学阻抗谱(EIS)和水接触角测试结果表明,所制得的纳米粒子的复合涂层具有优异的防腐和疏水性能,在3.5%氯化钠溶液中浸泡40 d后POSS/GO/Zn/WEP的阻抗值为8.33×10^(5)Ω·cm^(2),大于空白环氧涂层浸泡第一天的初始值1.46×10^(5)Ω·cm^(2),水接触角由48.42°增大至98.11°,涂层由亲水转为疏水特性,表明该材料在涂层材料中具有良好的应用潜能。

关键词：腐蚀表面纳米材料氧化石墨烯

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乡村振兴背景下农村劳动力就业问题研究

农业经济 2024年第3期 77-79页

作者：张珺张玉梅河北农业大学人事处河北保定071000

农村劳动力就业事关民之根本,具有重要的价值意蕴,其为打赢脱贫攻坚战奠定了坚实基础,为缓和城乡矛盾、促进社会稳定做出重要贡献,也为乡村全面振兴提供了不竭的力量来源。当前,农村劳动力就业过程中暴露出一系列问题,如农村劳动力知识... 详细信息

农村劳动力就业事关民之根本,具有重要的价值意蕴,其为打赢脱贫攻坚战奠定了坚实基础,为缓和城乡矛盾、促进社会稳定做出重要贡献,也为乡村全面振兴提供了不竭的力量来源。当前,农村劳动力就业过程中暴露出一系列问题,如农村劳动力知识文化水平偏低、就业教育师资力量有限、就业扶持力度不足及就业保护体系尚未健全等问题,不利于农村劳动力就业问题的解决。基于此,本文提出针对性对策,以期对解决农村劳动力就业问题有所帮助。

关键词：乡村振兴农村劳动力就业社会稳定

产CpxP蛋白枯草芽孢杆菌的发酵优化及中试生产

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河北科技大学学报 2024年

作者：董荣荣张焕于欣然刘浩周晓辉河北科技大学食品与生物学院河北科技大学资产与实验室管理处

为获得产CpxP蛋白枯草芽孢杆菌ZY1液体发酵的最佳条件并制备微生态菌剂，采用单因素试验与响应面实验对ZY1进行发酵工艺优化研究。结果表明：摇瓶发酵培养基最佳碳源、氮源、无机盐分别为淀粉、豆粕、NaCl；最优培养基配方为淀粉2.12 g/... 详细信息

为获得产CpxP蛋白枯草芽孢杆菌ZY1液体发酵的最佳条件并制备微生态菌剂，采用单因素试验与响应面实验对ZY1进行发酵工艺优化研究。结果表明：摇瓶发酵培养基最佳碳源、氮源、无机盐分别为淀粉、豆粕、NaCl；最优培养基配方为淀粉2.12 g/L、豆粕5.90 g/L、NaCl 5.21 g/L，活菌数达到9.63×108CFU/mL，比培养基优化前提高了11.04倍；摇瓶发酵条件最佳初始pH值、温度、转速、接种量分别为7.0、37 ℃、200 r/min、2%，活菌数达1.05×109CFU/mL，比培养基优化后提高了9.0%；按10%接种量基于5 t发酵罐体系进行菌剂中试生产过程中，ZY1活菌数达到1.05×1011CFU/mL，比摇瓶优化后提高了100.00倍；发酵结束时芽孢率达到90%时，经喷雾干燥制备出菌剂1 012 kg，成品检测活菌数为8.5×109CFU/g。研究结果可为进一步开展CpxP蛋白在动物细菌性腹泻病生物防治功能方面的研究提供基础材料。

关键词：蛋白质工程 CpxP蛋白枯草芽孢杆菌发酵优化响应面中试生产