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导电材料对微塑料抑制有机废弃物厌氧消化的作用机制研究

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中国生物工程杂志 2025年第1期45.0卷 88-97页

作者：敖国旭凌宏志孙珊珊平文祥黑龙江大学生命科学学院农业微生物技术教育部工程研究中心黑龙江省寒区植物基因与生物发酵重点实验室黑龙江省普通高校分子生物学重点实验室河北环境工程学院河北省农业生态安全重点实验室

目前，厨余垃圾、园林废弃物、农畜废弃物、污水污泥等有机废弃物的无规则排放导致环境污染日益严重，寻找一种有机废弃物的绿色处理方法已经成为研究热点。厌氧消化作为处理有机废弃物常用的手段已被广泛使用。然而，有机废弃物中的微... 详细信息

目前，厨余垃圾、园林废弃物、农畜废弃物、污水污泥等有机废弃物的无规则排放导致环境污染日益严重，寻找一种有机废弃物的绿色处理方法已经成为研究热点。厌氧消化作为处理有机废弃物常用的手段已被广泛使用。然而，有机废弃物中的微塑料胁迫会使厌氧消化效率降低，从而降低废弃物利用率。分析导电材料缓解微塑料对有机废弃物中厌氧消化的抑制以及群体感应和种间电子转移对功能微生物的影响，探讨导电材料提高含有微塑料的有机废弃物厌氧消化效率的机制，为微塑料污染物所造成的有机废弃物处理提供解决方案。

关键词：有机废弃物厌氧消化群体感应种间电子转移微塑料

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基于液晶回音壁模式传感的光谱标定方法研究

光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 30-37页

作者：麻镇宇李晓强刘永军严云翔哈尔滨工程大学纤维集成光学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学海洋光子材料与器件物理工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学青岛创新发展中心山东青岛266000

液晶回音壁模式(WGM)传感技术结合了液晶材料的高敏感性和光学WGM的高精度特性,在物质检测、环境监测和生物医疗等领域具有广阔的应用前景。为提升传感测量的精度和灵敏度,除了改善传感器的结构特性以外,如提高品质因子、实现窄线宽、... 详细信息

液晶回音壁模式(WGM)传感技术结合了液晶材料的高敏感性和光学WGM的高精度特性,在物质检测、环境监测和生物医疗等领域具有广阔的应用前景。为提升传感测量的精度和灵敏度,除了改善传感器的结构特性以外,如提高品质因子、实现窄线宽、提升波长移动范围等,准确标定WGM光谱谱线是一个重要内容。然而,实际应用中,WGM光谱的非规则分布给谱线标定带来了挑战。本文针对此问题提出了一种基于Savitzky-Golay(SG)滤波和高斯平滑的WGM非规则光谱标定方法,并提出了光谱标定的对称性、高线性和合理性三原则。将WGM光谱标定分为规则和非规则两类。对于规则光谱,具有良好的洛伦兹线型和高斯包络轮廓,可以选择最高强度谱线或中心波长,或者具有相同自由光谱范围(FSR)的相邻模式谱线作为谐振波长。而对于非规则光谱,可以分为三类:(1)光谱缺峰和强度突变,主要由于谐振条件的损耗变化所致;(2)光谱非规则劈裂,液晶微腔中可能存在微小的缺陷或杂质,导致光谱的非对称劈裂;(3)混合型变化光谱,受到复杂测量环境的影响,可能出现多种不规则变化。通过SG滤波和高斯平滑处理,有效地恢复光谱的对称性,提升拟合线性度,实现光谱标定。为验证该方法的有效性,根据不同类型光谱标定情况,分别设计了利用液晶WGM对不同生物分子的传感实验,包括胰蛋白酶(浓度0.75~2.00μg·mL^(-1))、pH(4.55~6.86)、DNA(浓度90~490μg·mL^(-1))等。实验结果表明,采用本文方法和三原则进行液晶WGM光谱标定和谐振峰选取,传感灵敏度的线性度均在0.99以上,具有较好的可靠性和稳定性。该研究创新之处在于提出了针对液晶WGM光谱非规则分布的有效标定方法和三原则,为提高液晶WGM传感测量的准确性和有效性提供了有效解决方案和重要的理论和方法支持,具有重要的应用和理论意义。

关键词：液晶回音壁模式光谱标定 Savitzky-Golay滤波

g-C_(3)N_(5)/β-Bi_(2)O_(3)复合材料催化降解盐酸四环素的性能

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精细化工 2025年第1期42卷 166-175页

作者：漆于辉王涛马雪娥常玥查飞西北师范大学化学化工学院甘肃兰州730070 生态功能高分子材料教育部重点实验室甘肃兰州730070 甘肃省高分子材料重点实验室甘肃兰州730070

以g-C_(3)N_(5)、Bi(NO_(3))_(3)•5H_(2)O和草酸钠(Na_(2)C_(2)O_(4))为原料,通过水热和煅烧方法制备了g-C_(3)N_(5)/β-Bi_(2)O_(3)(CN/BO)复合材料,利用XRD、SEM、TEM、UV-Vis DRS、PL和EIS对CN/BO进行了表征。在模拟自然光条件下,测试了CN/BO对水中盐酸四环素(TC)的光催化降解性能,考察了影响TC降解率的因素及CN/BO的底物普适性和循环使用性能,并对CN/BO光催化降解TC的机理进行了推测。结果表明,CN/BO光催化活性优于单一材料。50CN/BO(即g-C_(3)N_(5)质量为复合材料质量的50%)具有最佳光催化活性,在30 mL TC初始质量浓度为20 mg/L、50CN/BO加入量为20 mg、模拟光光照时间90 min时,TC降解率为94.1%,总有机碳(TOC)去除率为72.5%;光照60 min,其对罗丹明B、孔雀石绿等6种常见水污染物的降解率在81.0%~99.8%之间;溶液中CO_(3)^(2−)可降低TC的降解率,而S_(2)O_(8)^(2−)则可提高TC的降解率;pH=6~12时,50CN/BO光催化性能基本不变;50CN/BO重复使用5次仍保持较高的催化活性;超氧自由基和空穴是CN/BO光催化降解TC反应的主要活性物种。β-Bi_(2)O_(3)与g-C_(3)N_(5)之间形成的S型异质结提高了电荷分离和转移能力,增加了CN/BO参与光降解反应的活性基团数目。

关键词： g-C_(3)N_(5)/β-Bi_(2)O_(3) 复合材料光催化降解盐酸四环素水处理技术

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超分子纳米疫苗用于黑色素瘤免疫治疗

高等学校化学学报 2025年第1期46卷 263-274页

作者：崔彦琪封文洁刘轶吉林大学化学学院超分子结构与材料国家重点实验室长春130012

纳米疫苗是肿瘤免疫治疗的重要组成部分,主要通过激活机体免疫系统抑制并清除肿瘤;但是肿瘤组织普遍存在的免疫抑制微环境会大大降低纳米疫苗的治疗效果.因此,设计制备既可以逆转肿瘤组织免疫抑制微环境,又可以激活机体抗肿瘤免疫响应... 详细信息

纳米疫苗是肿瘤免疫治疗的重要组成部分,主要通过激活机体免疫系统抑制并清除肿瘤;但是肿瘤组织普遍存在的免疫抑制微环境会大大降低纳米疫苗的治疗效果.因此,设计制备既可以逆转肿瘤组织免疫抑制微环境,又可以激活机体抗肿瘤免疫响应的纳米疫苗,对肿瘤免疫治疗的发展具有重要意义.本文利用铁离子(Fe^(3+))和紫草素(Shik)之间的配位相互作用构筑了Fe/Shik超分子纳米结构,并通过负载鸡卵白蛋白(OVA,B16-OVA肿瘤抗原)和R837(TLR7激动剂,佐剂)制备了OVA/R837@Fe/Shik纳米疫苗.该纳米疫苗具有良好的胶体稳定性及抗肿瘤活性,可以在肿瘤微环境中特异性拆解并释放Fe^(2+),Shik,OVA和R837,通过诱导肿瘤细胞铁死亡和程序性坏死引发免疫原性细胞死亡并释放细胞裂解物,细胞裂解物协同OVA以及R837共同诱导树突细胞成熟,促进细胞毒性T淋巴细胞的激活与浸润以及巨噬细胞向M1表型极化,从而在逆转肿瘤组织免疫抑制微环境的同时激活机体的抗肿瘤免疫反应.

关键词：纳米疫苗铁死亡程序性坏死免疫疗法免疫原性细胞死亡

TiFe基储氢合金活化及电化学性能研究进展

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材料导报 2025年第4期39卷 109-117页

作者：孙丽丽关宁王勇李永存东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318 黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室黑龙江大庆163318

能源危机正在催生新能源迅猛发展,氢是地球上分布广泛的元素之一,因具有高热值、丰富的来源以及环保特性而被认为是理想的次生能源。随着新能源汽车行业的快速发展,燃料电池技术,特别是镍-氢(Ni-MH)燃料电池,已成为研究的热点。在各种... 详细信息

能源危机正在催生新能源迅猛发展,氢是地球上分布广泛的元素之一,因具有高热值、丰富的来源以及环保特性而被认为是理想的次生能源。随着新能源汽车行业的快速发展,燃料电池技术,特别是镍-氢(Ni-MH)燃料电池,已成为研究的热点。在各种储氢材料中,TiFe基合金因其低成本和高储氢容量等特点备受青睐,也作为Ni-MH燃料电池的负极材料成为现代研究的焦点。TiFe基合金属于AB型储氢合金的典型代表,具有潜在的高理论储氢容量,而且在室温下表现出良好的可逆吸放氢性能。然而,TiFe基合金的应用面临一些挑战。首先,合金的激活过程要求极端条件,这增加了制备的复杂性。其次,合金在吸放氢过程中容易受到毒化作用的影响,这可能降低其性能。最后,合金的吸放氢动力学性质的波动也可能对其在电化学应用中的性能产生不利影响。这些问题限制了TiFe基合金在商业化应用中的进一步发展。单元素合金化或多元素合金化可以有效改变TiFe基合金的成分布局和晶格结构,优化储氢性能,包括提高活化动力学、增加储氢容量以及优化吸放氢动力学,还可以显著提高合金的电化学综合性能,包括最大充放电容量、高倍率放电性能及循环稳定性等。制备工艺中的铸造法和球磨法等同样可以增加合金的储氢活性,显著提高其吸放氢动力学性能,进而提升电化学充放电容量。表面改性的方法优化了合金的微观结构和接触位点,从而提高了储氢性能和循环寿命,使合金的电化学充放电过程更稳定。

关键词：储氢合金 TiFe基合金活化性能电化学性能

Gyroid结构钛仿生骨支架修复下颌骨节段性缺损的生物力学性能

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中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4621-4628页

作者：姜至秀季俣辰刘丹瑜曹怡琳姜婷婷宋颐函王磊王心彧黑龙江省生物医学材料及应用重点实验室黑龙江省佳木斯市154002 佳木斯大学口腔医学工程实验中心黑龙江省佳木斯市154002 佳木斯大学口腔医学院黑龙江省佳木斯市154002

背景:三周期最小表面的多孔结构是最有前景的骨科生物结构之一,其中的Gyroid结构具有高比表面积、高渗透率、均曲率为零等特点。目的:通过有限元分析结合力学压缩实验测试,筛选出与下颌骨松质骨弹性模量范围相匹配的4 mm单胞Gyroid结构... 详细信息

背景:三周期最小表面的多孔结构是最有前景的骨科生物结构之一,其中的Gyroid结构具有高比表面积、高渗透率、均曲率为零等特点。目的:通过有限元分析结合力学压缩实验测试,筛选出与下颌骨松质骨弹性模量范围相匹配的4 mm单胞Gyroid结构TC4仿生骨支架壁厚区间。方法:建立不同壁厚(0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8 mm)4 mm单胞Gyroid结构有限元模型,分析Gyroid结构的等效弹性模量,筛选出与下颌骨松质骨弹性模量范围相匹配的Gyroid结构壁厚区间,壁厚分别为0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7 mm。根据有限元分析筛选结果,以Ti6Al4V为原料,采用选择性激光熔融技术制备不同壁厚的3D打印Gyroid结构试件,进行大颗粒喷砂酸蚀处理,通过力学压缩实验测试试件的弹性模量与抗压强度。结果与结论:(1)有限元分析结果显示,随着壁厚的增加,Gyroid结构的等效弹性模量升高,其中壁厚为0.2-0.7 mm Gyroid结构的等效弹性模量在下颌骨松质骨弹性模量范围内(1.5-4.0 GPa),用于3D打印Gyroid结构试件;(2)力学压缩实验结果显示,随着壁厚的增加,Gyroid结构试件的弹性模量与抗压强度均升高,其中0.3-0.5 mm壁厚Gyroid结构试件的弹性模量在下颌骨松质骨弹性模量范围内,0.3-0.7 mm壁厚Gyroid结构试件的抗压强度符合下颌骨的力学性能;(3)结果显示0.3-0.5 mm壁厚Gyroid结构与下颌骨的弹性模量范围相适应。

关键词：节段性骨缺损 Gyroid结构 3D打印选择性激光熔融有限元力学性能

加替沙星拉曼光谱、紫外吸收光谱及微观结构的理论研究

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 8-12页

作者：陈玉锋任黎英陈慧赵宁韩金玲李雨桐牡丹江师范学院化学化工学院黑龙江省光电功能材料重点实验室牡丹江157011

基于密度泛函理论(Density functional theory,DFT),M06-2X/6-311G(d,p)基组水平下对加替沙星分子的初始结构进行优化.计算其振动频率,采用VEDA4软件基于势能分布(Potential energy distribution,PED)计算结果对特征振动模式进行了归属指认,并和实验光谱进行了对比.绘制了分子表面静电势,分析分子可能发生亲电和亲核反应的位点.利用含时密度泛函理论(Time-dependent density functional theory,TDDFT)计算了加替沙星分子的激发态,讨论了加替沙星分子内的电子跃迁.该研究为分析加替沙星的光谱和电子结构提供了理论基础.

关键词：加替沙星密度泛函理论拉曼光谱紫外光谱

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电弧离子镀涂层大颗粒缺陷控制与抑制技术研究进展

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表面技术 2025年第1期54卷 1-16页

作者：张泽张远涛张林赵栋才张腾飞张世宏安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002

电弧离子镀是当前应用最广泛的物理气相沉积技术,其制备的涂层具备高硬度、高沉积效率和良好的结合力等优点,在刀具及模具涂层领域展现出显著优势。然而,该技术存在涂层表面大颗粒缺陷的问题,严重限制了其在高精密加工、高致密性防护涂... 详细信息

电弧离子镀是当前应用最广泛的物理气相沉积技术,其制备的涂层具备高硬度、高沉积效率和良好的结合力等优点,在刀具及模具涂层领域展现出显著优势。然而,该技术存在涂层表面大颗粒缺陷的问题,严重限制了其在高精密加工、高致密性防护涂层以及传感器绝缘膜等领域的推广应用。因此,如何有效减少涂层表面大颗粒缺陷的数量和密度已成为相关机构关注的重要研究方向之一。总结了电弧离子镀技术在大颗粒缺陷控制和抑制方面的最新进展和应用,探讨了当前存在的问题及解决方案。对大颗粒产生、传输和到达3个阶段下的产生/运动机理和控制手段进行了总结。针对大颗粒产生过程,通过优化弧源设计,改善磁场分布,提高弧斑运动速度,实现了更加均匀、快速的弧斑运动轨迹,减少了大颗粒生成概率;在传输过程中,采用物理屏蔽/磁过滤与辅助阳极辅助等手段有效控制了离子和大颗粒运动轨迹;在基体区域沉积阶段,通过增加基体偏压来调控到达基体的大颗粒数目。此外沉积参数的改变也广泛用于减少大颗粒缺陷。这些方法思路和研究进展将为解决电弧离子镀技术中存在的大颗粒缺陷问题提供新思路,并有望推动该项技术在各个行业中得到更广泛的应用。

关键词：电弧离子镀大颗粒去除电弧源磁过滤工艺参数

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生物炭的导电性和微孔率调控用于超高功率电池级超级电容器（英文）

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新型炭材料(中英文) 2025年

作者：程贝谢星艳万柳陈建张燕杜成郭学锋解明江黄冈师范学院催化材料制备及应用湖北省重点实验室南京大学介观化学教育部重点实验室

为了满足高功率输出（>15kW/kg）新一代电动汽车的使用需求，将炭基超级电容器的能量密度提高到与电池相当的水平，同时保持高功率密度是发展炭基电容器的核心关键。本文介绍了一种由杨木（PW）衍生的多孔碳，通过KOH活化和还原氧化石... 详细信息

为了满足高功率输出（>15kW/kg）新一代电动汽车的使用需求，将炭基超级电容器的能量密度提高到与电池相当的水平，同时保持高功率密度是发展炭基电容器的核心关键。本文介绍了一种由杨木（PW）衍生的多孔碳，通过KOH活化和还原氧化石墨烯（GO）掺杂的方法合成（所得样品标记为K-GPWC），用于高比能超级电容器电极。与直接碳化PW制备的产品（PWC，导电率为0.36 S/cm）相比，K-GPWC的电导率大幅提高到26.3 S/cm。作为对称超级电容器的电极，在1.0 M Na2SO4的水性电解质中，基于K-GPWC组装的对称器件实现了27.9Wh/kg@0.95 kW/kg的高能量密度。在1.0 M TEABF4/AN的有机电解质中，基于K-GPWC组装的对称器件实现了电池级储能水平（铅酸电池：30–45 Wh/kg，水系锂电池30–55 Wh/kg），最大能量密度为73.9 Wh/kg@2.0kW/kg。在40 kW/kg的超高功率密度下，能量密度仍高达67.6 Wh/kg。电池级的能量存储能力归结于其优异的电导率和高微孔率（超过80%），提供了快速的电子通道和大的离子存储表面。本研究工作不仅提供了一种制备炭材料的有效策略，而且为具有超高功率和能量密度的超级电容器的实际应用提供了可行性。

关键词：欢迎石墨烯修饰疏松木头对称超级电容器电池级能量密度