金纳米粒子修饰酶脂质体生物传感器检测Hg~(2+)和Cu~(2+)浓度的研究

以金纳米粒子(AuNPs)自组装技术为基础,利用葡萄糖氧化酶脂质体(GLM)反应器修饰玻碳电极,构建了葡萄糖氧化酶电化学生物传感器,用于快速高效检测重金属残留。对所制备的金纳米粒子和酶脂质体的表观形态进行了表征,采用循环伏安法考察金纳米修饰葡萄糖氧化酶脂质体电极的电化学性能。结果表明:经金纳米粒子修饰的酶脂质体电极氧化峰电流明显增大;以重金属离子为例,在Hg~(2+)和Cu~(2+)浓度分别为10~(-6)～10~(-2)mmol/L和10~(-8)～10~(-4)mmol/L范围内,离子浓度与抑制率均具有良好的线性关系,最低检出限分别为4.38 ng/m L和86.3 ng/m L(S/N=3),拟合方程分别为I=0.042 3lg C+0.583 6和I=0.066lg C+0.632 3。金纳米粒子修饰酶脂质体生物传感器,可有效提高电化学生物传感器的灵敏度;修饰了金纳米粒子的酶脂质体生物传感器可以简便快速、高效灵敏检测重金属离子,为电化学方法应用于重金属离子的检测提供了新依据。     

氧化锶对空气电极催化剂性能的影响

为了提高Mn02对氧还原的催化活性,将稀土硝酸盐(硝酸镧)和碱土硝酸盐(硝酸锶)同硝酸锰一起浸渍到碳粉中,并在270℃下煅烧,制得空气电极催化剂,通过冷压方法制成空气电极.用稳态极化和交流阻抗测试了各个空气电极的电化学性能.稳态极化测试结果表明,当催化层中金属元素Mn、La、Sr的摩尔比为1:O.4:0.6时,空气电极极化最小.交流阻抗分析表明,镧氧化物和锶氧化物的加入,减小了电化学反应动力学阻抗和氧的扩散阻抗.为考察电池的放电性能,装配了AA型锌空气电池进行放电测试,结果表明,加入镧氧化物和锶氧化物能大幅度提高电池的工作电压和电池容量.     

弯曲微通道周期性流动和液体混合效率分析

采用数值方法研究生物芯片弯曲微通道三维周期流动特征,生物样品和试剂液体在微通道扩散混合过程,对微通道四种流动工况进行详细计算和分析.数值分析结果表明,在定向流量、通道截面和长度相同的条件下,从第(1)到第(4)工况顺序,液体混合效率渐次提高,第(4)工况液体混合效率最高.流动特征分析表明,弯曲微通道横截面的二次流动和周期流动在通道横截面变化的速度分布可以大大提高液体混合效率.     

Nafion/GOX/CS-g-C_3N_4/GCE的制备及其在葡萄糖生物传感器中的应用

首先以三聚氰胺为原料制备出g-C_3N_4纳米材料;再将壳聚糖(CS)与g-C_3N_4混合并滴涂在玻碳电极表面,制得CS-g-C_3N_4/GCE电极;最后将葡萄糖氧化酶(GOX)滴涂并用Nafion膜将其固定在CS-g-C_3N_4/GCE电极表面,制得Nafion/GOX/CS-g-C_3N_4/GCE葡萄糖生物传感器,实现了葡萄糖氧化酶的直接电化学。采用透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)、循环伏安法(CV)及差分脉冲伏安法(DPV)等手段对所制备的电极进行了表征和测试。结果表明:所制得的Nafion/GOX/CS-g-C_3N_4/GCE葡萄糖生物传感器的响应范围为0.1~8.0mmol·L-1,检出限为46.7μmol·L-1,Michaelis-Menten常数为0.42mmol·L-1。该生物传感器可以排除尿酸(UA)、抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)等的干扰,表现出优异的抗干扰性和选择性。此外,该生物传感器还表现出较好的重复性和稳定性,可应用于实际样品检测。     

静电纺丝法制备聚苯胺/醋酸纤维素膜修饰电极

利用聚苯胺和醋酸纤维素为原料,按一定的配比配制成溶液,通过静电纺丝法修饰于铂电极表面,制备成聚苯胺/醋酸纤维素(PANI/CA)纳米纤维薄膜修饰电极(PANI/CA/Pt).采用各种电化学方法和扫描电镜(SEM)对PANI/CA纳米纤维薄膜进行了表征,并且用交流阻抗法分析了其在电极表面的动力学过程.结果表明PANI/CA纳米纤维薄膜电化学性质稳定,该修饰电极在H2SO4溶液中呈现出聚苯胺的特征峰,其SEM图显示PANI/CA纳米纤维在电极表面呈网状不规则立体分布,为构建生物传感器提供了一个良好的界面.以此为基础制备的葡萄糖氧化酶/聚苯胺/醋酸纤维素(GOx/PANI/CA/Pt)传感器对葡萄糖有良好的响应,有望制成物美价廉的生物传感器.利用静电纺丝法制备纳米纤维薄膜修饰电极并用来固定酶等蛋白质类高分子物质是一种新的可行性的方法.     

基于自组装原位生长法制备聚苯胺/CNTs纳米复合物修饰叉指电极的葡萄糖生物传感器

采用自组装原位生长制备基于聚苯胺/CNTs纳米复合物修饰叉指电极的葡萄糖生物传感器.首先采用自组装的方式制备CNTs修饰叉指电极,并采用对甲苯磺酸掺杂聚苯胺,原位在修饰电极表面生长聚苯胺,制备了PANI/CNTs修饰电极;然后将葡萄糖氧化酶固定在修饰电极表面制备了葡萄糖生物传感器.采用拉曼光谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜等对所制备的PANI/CNTs复合物进行了表征分析;采用循环伏安法和电化学阻抗法研究了修饰电极的电化学行为.传感器性能评价结果表明:在最优化条件下,葡萄糖浓度与响应电流在0.5~30 mmol/L范围内呈现良好的线性关系,响应灵敏度为62.17μA/(mmol·L-1),线性相关系数为0.997,检出限为0.15 mmol/L(S/N=3),并具有良好的重现性和稳定性.     

稀土助剂对氧电极性能的影响

为了提高MnO2对氧气还原的催化活性,将硝酸锰和稀土硝酸盐(镧和铈)溶液浸渍到活性炭中,并在270℃下煅烧,制得氧电极催化剂,通过冷压方法制成气体扩散电极.用稳态极化测试了各个空气电极的电化学性能,结果表明铈的添加对MnO2的催化活性影响明显,硝酸铈添加10%时空气电极极化最小,在一般金属 空气电池的工作电流密度20～50mA·cm-2下,电位比单独MnO2催化剂可正移30～60mV,并且随着电流密度的增加,电位正移的越显著.采用交流阻抗测试了空气电极的阻抗特性,通过分析对阻抗图谱采用两个Nerstian阻抗的等效电路进行了拟和,得到相关动力学数据.数据显示添加稀土硝酸盐,减小了电化学极化阻抗和氧气扩散阻抗,提高了MnO2对氧气还原的催化活性.     

平板微反应器内甲烷-湿空气催化重整的数值分析研究

建立了二维稳态多组分传输反应的模型,对平板微反应器中Rh催化剂涂层上甲烷-干、湿空气催化重整制合成气进行了数值计算,并分析了采用湿空气时反应通道长度和高度对重整性能的影响.结果表明：进口速度低于2 m/s时,采用湿空气可提高甲烷转化率和产氢率,反应器出口的温度降低以及减少积碳的发生;采用湿空气时,反应通道长度增大,甲烷的转化率提高,出口氢气含量增大,出口温度相应地降低;反应通道高度增大,甲烷的转化率降低,出口氢气的含量减少,出口温度升高.     

新型离子液体用于碳糊电极的直接电化学研究

以1,2-二甲基咪唑、正溴丁烷和三氟甲基磺酰亚胺锂盐为原料,合成了液态范围宽、热稳定性好、无酸性质子的疏水性离子液体1-n-丁基-2,3-二甲基咪唑三氟甲基磺酰亚胺.将该离子液体作为黏合剂,制备离子液体/碳糊电极(CILE)和葡萄糖氧化酶/离子液体/碳糊电极(GOD-CILE),分别以铁氰酸钾溶液、磷酸氢二钠/磷酸二氢钾溶液(PBS,pH值为6.98)为电化学探针,研究CILE和GOD-CILE的直接电化学性能和电极表面形态.结果表明,与传统黏合剂石蜡相比,离子液体能有效地将石墨粉黏结,形成均匀平整界面,咪唑环和石墨层之间形成"π-π环" 相互作用,使得电子在电极内的传递速率大大加快,电流响应明显增加;GOD吸附在CILE表面可保持生物活性,表现出一对峰形良好的准可逆氧化还原峰.离子液体良好的导电能力、"π-π环"相互作用和黏合性质促进了离子液体在第三代传感器中的研发.     

同心管微通道内固体脂质纳米粒的制备与传质

研究利用同心管微通道制备固体脂质纳米粒(SLNs),即借助外管长内管短的同心管微通道提供脂相和水相,当两相在外管中相遇时,由于溶剂间的快速相互扩散,使脂相中脂质体达到过饱和而生成SLNs.将结果与注射法对比,并考察同心管管径及弹状流对颗粒制备的影响.根据高速摄像拍摄的两相流场分布特点,对两相间的扩散传质及SLNs成形进行初步分析.结果表明：用同心管法可制备得到粒径小（100～350 nm）、分布均匀（多分散性指数小于0.25）的SLNs;与注射法相比,该方法所得颗粒粒径更小,但分布范围略宽;同心管内管内径越小,所得SLNs平均粒径越小;引入弹状流后,SLNs粒径分布变化不大,但可较好地缓解微通道内的堵塞现象;两相间传质过程可以用稳态层流传质模型近似描述.     

基于质子交换膜动态特性的PEM燃料电池建模与仿真

质子交换膜是燃料电池的核心部分,膜的含水量及膜内阻对燃料电池的性能至关重要。基于质量守恒、能量守恒、电荷守恒和电化学反应动力学,将燃料电池划分为阳极气道、阳极扩散层/催化层、质子交换膜、阴极气道、阴极扩散层/催化层5个控制体,建立了简化的半机理半经验动态模型,描述了H2O和H2等各组分在相应控制体内及燃料电池关于电压、温度、压力和膜含水量等一些重要变量(如电压、温度、压力和膜含水量等)的动静态特性;描述了水通量密度、质子通量密度和含水量等膜内变量(如水通量密度、质子通量密度和含水量等)的动态过程。仿真结果表明,该模型能够较准确地反映运行参数对PEMFC动静态性能的影响。     

库仑滴定法测量微量砷

为了减小微量砷测定中的误差,介绍了用库仑滴定法测量微量砷的一种方法。用双铂电极控制指示终点。结果表明,在实验ｐＨ范围内,无干扰离子的影响。最小检测下限０．６６μｇ·ｇ－１,相对标准偏差在１０‰以下,测量时间在１０ｍｉｎ以内,其操作简便、准确度高。     

基于COMSOL的质子交换膜燃料电池梯度扩散层的数值模拟

为了研究质子交换膜燃料电池的扩散层结构对燃料电池导电、排水、导气等性能的影响,利用COMSOL Multiphysics软件对质子交换膜燃料电池进行仿真模拟分析,主要针对扩散层孔隙率沿厚度方向梯度变化的规律及燃料电池阴极侧传质过程和电池性能进行了模拟分析。结果表明：采用梯度结构的扩散层可以减小阴极水淹现象的发生,孔隙率梯度分布的扩散层电池性能优于孔隙率均匀分布的扩散层的电池性能;在平均孔隙率相同时,孔隙率梯度结构变化越大,阴极侧排水能力越强,液态水残留量越少。     

Preparation of hydrophobic surface on titanium by micro-rolling and laser diffusion carbonitriding

The application of rolling for fabricating grate on titanium stripe has been explored in this paper. Then the mechanically robust Ti(C,N) diffusion layer was synthetized directly on the grates by laser carbonitriding in the mixture gas of nitrogen and methane. The results shows that the carbonitriding process is accelerated by temperature enhancement with decreasing scanning speed. The Ti(C,N) diffusion layer is kept at 2 μm in thickness, when the scanning speed is smaller than 4 mm/s. The contact angle increases from 20° to 143.6° by designing an appropriate grate size and surface roughness. Meanwhile, the relationship between hydrophobicity, hardness performance and scanning speed is also discussed. The hardness of diffusion layer increases with decreasing laser scanning speed, and is up to 11.2 GPa. The surface structure and hydrophobic state are maintained after three cycles of sandpaper abrasion, which has improved the robustness of surface grate.     

Coolplus/竹纤维吸湿快干针织面料性能研究

采用Coolplus纤维和竹纤维纱交织的方法开发出5种双面针织面料,通过对5种试样进行吸水率、滴水扩散时间、芯吸高度、透湿量、蒸发时间的测试分析得出,织物厚度、密度以及织物中Coolplus与竹纤维的含量比会影响织物的吸湿快干性能.综合分析测试结果得出,针织面料罗纹织物、罗纹空气层织物、涤盖棉织物和双面集圈织物都属于吸湿快干织物,凡罗纹空气层织物的吸湿快干性能最好.     

Topology Chemical Process Research on the Condensing and Growing Phase Multi Micro Oil Droplets Based on Hydrodynamics

The hydrodynamic research about the droplet condensing of the multi phase liquid state on the surface of the coal glass and water discusses the deepening process of convex shape curve and the formation of S shape,and puts emphasis on describing the diagram formation method of the later.In the induction period the active diagram of the micro droplet is decided by pH value forming as convex shape diagram or S shape diagram.When pH value is above 4.0,the damage of convex shape diagram cannot be recovered,in that case produce S shape activity diagram.When pH value is equal to or above 12.0,the hard surface with alkali liquid state loses adhesion,so that the micro droplet condensing of the multi phase liquid state stops completely.The research result shows that the water cleaning conditions of getting rid of the oil micro droplets can be decided by the pH value.     

基于Fluent的液体进料DMFC阳极两相流数值分析

生成物CO₂能否及时排除流道和甲醇溶液能否更有效的传输到扩散层对液体进料的直接甲醇燃料电池性能有着重要影响。Volume of Fluid（VOF）可以用来研究平行流道孔逸出CO₂气体的演变,包括气泡的生长、变形、脱离及运动规律。通过建立流道的三维模型,研究了湿润性对流道中气泡演变的影响。通过软件FLUENT进行模拟,模拟分析了亲水性（35^o）、中性（90^o）、弱疏水性（115^o）、强疏水性（125^o）情况的扩散层壁面,结果表明：气泡是由两相流的压力差和表面张力共同作用形成的,弱疏水性的扩散层表面有利于气泡脱离及气泡聚合的过程。弱疏水性的扩散层表面相对于亲水性的壁面,气泡排出的更稳定;弱疏水性的扩散层表面相对于强疏水性壁面,气泡脱离体积更小,脱离的时间更短。     

稻谷薄层干燥及其颗粒内部传质过程的试验研究

将稻谷颗粒视为圆柱体 ,利用Fick第二定律 ,建立了稻谷干燥过程中水分扩散模型 ,分析了稻谷干燥特性和介质温度与含水率对扩散系数的影响 ,并进行了薄层干燥试验 .结果表明 :稻谷干燥过程中水分比呈指数曲线变化 ,风温越高 ,曲线越陡 .稻谷在干燥的初始和最后阶段 ,水分比对水分扩散系数影响较大 .     

PEMFC梯度扩散层水传输模型的研究

质子交换膜燃料电池（PEMFC：Proton Exchanges Membrane Fuel Cell）水管理是其可靠高效运行的关键，利用多孔介质毛细压力理论建立了PEMFC梯度扩散层液态水传输模型。在此基础上计算了催化层／扩散层和扩散层／流道界面上相饱和度差值为一定值时不同结构扩散层的液态水通过能力，就扩散层孔隙率对液态水传输的影响进行了分析。认为扩散层的过水流量随孔隙率的增加而增加，同时又随孔隙率的增加而增加。即如果扩散层具有较大孔隙率和较大孔隙率梯度，PEMFC可以发出更大的电流密度，而膜电极可能不会产生水淹现象。     

钢筋桁架混凝土双向叠合楼板承载性能分析

目的验证预制装配式钢筋桁架混凝土叠合双向板的承载能力,为此类装配式混凝土双向叠合楼板在实际工程中的应用以及有限元分析提供参考．方法采用ABAQUS有限元软件,应用生死单元技术模拟其二次受力过程,对沈阳保障性住房惠民工程中的叠合双向楼板进行受力分析,将叠合楼板在不同约束、不同板厚比影响下的受力情况并与现浇楼板进行比较．结果叠合双向板的受力特征和现浇双向板类似;预制层所占厚度比例越小越有利于整体承载能力的提高,但不应小于预制层承担施工荷载时所需要的最小厚度;施工过程中的二次受力有利于叠合板整体承载能力的提高．结论钢筋桁架双向叠合楼板受力性能良好,且现场施工方便,值得在实际工程中推广应用．