Fe3O4-TiO2核-壳结构磁性纳米材料的制备及光催化性质

制备了一种具有核-壳结构的Fe₃O₄-TiO₂磁性纳米粒,并研究其光催化性质。在表面活性剂存在的条件下,采用金属盐共沉淀法制备氧化铁纳米粒,并在其表面包覆二氧化钛外层,形成具有壳-核结构的磁性纳米粒子。利用透射电镜和扫描电镜技术对其形貌进行表征,以罗丹明B作为模型分子对其光催化性质进行研究。制得的Fe₃O₄-TiO₂纳米粒在常温下具有磁性,可从溶液中通过永久磁铁对富集于纳米粒的有机分子或药物进行简单而有效的分离,并且对罗丹明B分子具有良好的光催化作用,有望作为有机分子或药物富集、分离和光降解的纳米材料。     

用于CH4/N2分离的高效活性炭制备及其吸附平衡和动力学研究

以椰壳为活性炭原材料,通过高温炭化、对KOH活化条件进行优化,制备出高比表面积活性炭,并采用CO₂二次活化提高微孔材料对CH₄/N₂的吸附选择性,研制出高效吸附分离CH₄/N₂的椰壳活性炭。采用磁悬浮热天平测量了303~363 K、0~1 000 kPa下CH₄和N₂在所制备的高效椰壳活性炭上的吸附等温线,采用Toth模型对吸附平衡数据进行拟合,获得模型参数和吸附热等动力学参数。建立等温、无动量损失的双分散二级孔结构扩散模型,采用稀释穿透曲线法研究了CH₄和N₂在此高效椰壳活性炭上的吸附动力学。最后,通过固定床吸附分离CH₄/N₂的实验,研究了椰壳活性炭动态吸附分离CH₄/N₂机理,为优化设计CH₄/N₂吸附分离过程提供基础理论依据。     

O3/UV和O3/H2O2氧化法处理聚丙烯酰胺采油废水

为降低油田采油废水的化学需氧量（COD）负荷,提高其可生化性,采用O₃/UV和O₃/H₂O₂氧化法对聚丙烯酰胺采油废水进行处理,分别考察了氧化时间、H₂O₂与O₃物质的量之比、pH以及紫外灯功率对采油废水处理效果的影响。结果表明,与采用单独臭氧氧化相比,O₃/UV以及O₃/H₂O₂联用技术对采油废水中的COD及聚丙烯酰胺（PAM）的去除效果更为显著,废水可生化性均有所提高,且O₃/H₂O₂氧化法对采油废水的可生化性提高程度更大。O₃/UV氧化法对于聚丙烯酰胺采油废水可生化性影响的最佳条件为：pH=8.0,O₃质量浓度为19.7 mg/L,紫外灯功率为18 W,氧化时间为30 min,可生化性（B/C）提高至0.092;O₃/H₂O₂氧化法对于聚丙烯酰胺采油废水可生化性影响的最佳条件为：pH=8.0,O₃质量浓度为19.7 mg/L,H₂O₂与O₃物质的量之比为0.3,氧化时间为30 min,B/C提高至0.175。氧化预处理提高了废水的可生化性,减轻了后续生化处理压力。     

纳米SiO2及磁性γ-Fe2O3@SiO2对Hg2+的吸附及去除

首先用微乳法合成了纳米SiO₂和纳米γ-Fe₂O₃,然后利用传统的St ber方法合成出核壳结构的γ-Fe₂O₃@SiO₂,并利用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、振动样品磁强计（VSM）对其进行了表征。采用双硫腙光度法在551 nm处,测定了Hg²⁺在纳米SiO₂、纳米γ-Fe₂O₃和γ-Fe₂O₃@SiO₂表面的吸附等温线,发现三者的吸附等温线类型依次为Ⅱ、Ⅲ和Ⅰ型,等温线类型与纳米材料的分散性、表面硅羟基、离子空位以及磁性有关。利用双吸附等温线法、准一级和准二级动力学模型对吸附数据进行拟合得出：纳米SiO₂和γ-Fe₂O₃@SiO₂对Hg²⁺的吸附符合Langmuir等温式,而纳米γ-Fe₂O₃对Hg²⁺的吸附符合Freundlich等温式。三者对Hg²⁺的去除率均与pH有关,均属于准二级动力学模型。     

苦参素对H2O2诱导乳鼠心肌细胞氧化应激损伤保护作用的研究

目的 研究苦参素（oxymatrine,OMT）对H₂O₂诱导乳鼠心肌细胞氧化应激损伤的保护作用。方法 无菌环境下分离并培养乳鼠心肌细胞72h后随机分为空白对照组、H₂O₂（200μmol/L）干预组、OMT（20、40、60μmol/L）+H₂O₂（200μmol/L）干预组,每组设10个复孔。药物干预12h后,MTT法检测细胞存活率,采用氧敏感荧光探针DCFH-DA检测氧自由基（ROS）;测定细胞中抗氧化酶（SOD、GSH-Px、CAT）活性和丙二醛（MDA）含量,检测细胞培养液中心肌酶（AST、CPK、LDH）含量,流式细胞术（flow cytometry,FCM）检测细胞凋亡并计算凋亡率,Western blot法检测细胞中caspase-3、NF-κB蛋白表达并进行半定量分析。结果 与H₂O₂（200μmol/L）干预组比较,OMT（40、60μmol/L）干预12h能够显著提高H₂O₂诱导损伤乳鼠心肌细胞存活率,降低ROS含量,改善SOD、GSH-Px、CAT活性并降低MDA含量,降低培养基中AST、CPK、LDH含量,降低细胞凋亡率,降低caspase-3、NF-κB蛋白表达,差异均有统计学意义（P<0.05,P<0.01）。结论 苦参素可能通过改善抗氧化酶活性而提高氧自由基清除能力、抑制促凋亡蛋白表达而降低细胞凋亡,对H₂O₂诱导乳鼠心肌细胞氧化应激损伤起到保护作用。     

磁场下制备的γ-Fe2O3膜对成骨细胞分化作用的效果研究

【目的】 骨质疏松症已成为世界公共卫生问题,针对骨质疏松症的基础及临床研究是目前国际研究的热点。目前已有实验证明PLA/γ-Fe₂O₃复合膜对于细胞的分化具有促进作用,但是由于复合膜是自然晾干的,纳米磁性材料分布不均,对细胞的生长不利,为了将这种材料的性能优化,根据在磁场下,磁性纳米粒子分布更加均匀的特性,通过实验验证在磁场下制备的磁性纳米材料对于细胞分化的促进作用更加明显。 【方法】 因为PLA在复合膜中起到支架和黏附作用,所有本项目将首先在磁场条件下组装纳米材料膜(γ-Fe₂O₃膜),研究其对成骨细胞的影响。利用qPCR、ALP等检测方法对不同组细胞的分化情况进行对比,并分析各项检测结果得出结论。然后进一步在γ-Fe₂O₃膜的基础上用PLA粘附,并对其对于成骨细胞的生长分化的作用进行研究。 【结果】 ALP染色结果:在磁场下制备的纳米磁性材料上接种的细胞染色明显比自然晾干的磁性纳米材料上接种的细胞颜色深且分散;qPCR检测结果:Oc、BMP2、ALP三种成骨细胞标志性基因的qPCR结果显示,在磁场下制备的纳米磁性材料上接种的细胞几种标志性基因含量明显比自然晾干的磁性纳米材料上接种的细胞含量多,且随着磁场强度的增强,基因含量随之增多。 【结论】 自然干的纳米材料+玻片上接种的细胞分化情况明显不如在磁场下组装的纳米基底,而且在不同场强下组装的纳米基底中随着场强增大,细胞分化生长均越来越好。磁场下组装的纳米材料对于细胞分化的促进作用要优于自然晾干的复合膜,且随着场强的增大,促进作用愈加明显。     

Nb2O5掺杂对SrTiO3陶瓷显微结构和微波介电损耗的影响

采用无压烧结工艺制备了Nb₂O₅掺杂SrTiO₃陶瓷,研究了Nb₂O₅掺杂量对SrTiO₃陶瓷相组成、显微结构和微波介电损耗的影响。结果表明：Nb₂O₅掺杂对SrTiO₃陶瓷的相结构没有产生明显的影响,但会在一定程度上阻碍样品的致密化,同时促进晶粒的生长。随着Nb₂O₅掺杂量的增加,SrTiO₃陶瓷的介电常数从296逐渐下降至230左右,温度系数从1.714×10^-3℃^-1逐渐下降至1.629×10^-3℃^-1,Q×f值则先急剧升高,之后又慢慢下降。当Nb₂O₅掺杂量为0.15%（质量分数,下同）时,SrTiO₃陶瓷样品的介电损耗最低,Q×f可达6 281 GHz,大约是纯SrTiO₃（1 145 GHz）陶瓷样品的5.5倍（此时介电常数约为270,温度系数约为1.684×10^-3℃^-1）。此外,对材料显微结构、介电常数、温度系数特别是介电损耗变化的原因进行了分析。     

Mn3O4修饰石墨阳极MFC的产电性能与阳极电容特性

制备了Mn₃O₄修饰石墨阳极。在微生物燃料电池（MFC）中研究了Mn₃O₄对MFC产电性能及阳极电容特性的影响。Mn₃O₄修饰阳极的MFC最大功率密度为255 mW/m²,比对照组提高了25%。Mn₃O₄修饰阳极的MFC比电容为14.7 mF/cm²,比对照组提高了88%。在电化学阻抗（EIS）测试中,创建了R（Q（R（QR）））（QR）模型,对MFC内阻与电容的组成和大小进行了分析。测试表明,Mn₃O₄修饰电极降低了生物膜和电极界面的电荷转移内阻,增大了生物膜和电极界面的赝电容,从而提高了MFC的产电能力和间歇式放电MFC的能量利用率。     

Mn3O4修饰阳极微生物燃料电池的产电性能

采用超声分散法和溶胶浸渍法制备了Mn₃O₄修饰电极,在微生物燃料电池(MFC)中,研究了不同方法修饰的Mn₃O₄阳极对MFC产电能力的影响。实验结果表明:超声分散法制备的Mn₃O₄作为阳极,MFC最大功率密度为0.172W/m²,相比对照组降低了22%;产电菌在电极表面的电子传递受到了抑制。溶胶浸渍法制备的Mn₃O₄作为阳极,MFC最大功率密度则为0.431W/m²,相比对照组增加了93%;MFC的电荷转移内阻降低了67%,并具有赝电容特性。     

TeO2-B2O3-BaO系统玻璃的形成区及其析晶行为

利用淬冷法、差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱研究了TeO₂-B₂O₃-BaO玻璃的形成区和析晶行为。结果显示二元系统容易析出晶体,如γ-TeO₂、α-TeO₂、BaTe₄O₉和BaTe₂O₅等,而三元系统玻璃有较宽广的玻璃形成范围和较强的抗析晶能力,适用于碲酸盐玻璃光纤的皮料。     

超顺磁Fe3O4@PDA核-壳结构纳米粒子的制备及表征

利用多元醇高温热解法和溶液氧化法制备超顺磁四氧化三铁聚多巴胺核-壳结构纳米粒子(Fe₃O₄@PDA)。采用 X 射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、动态光散射(DLS)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)和热重分析(TG)等对 Fe₃O₄@PDA 的结构、形貌和组成进行表征。采用综合物性测试系统(PPMS)对样品的磁性能进行表征。结果表明:Fe₃O₄@PDA 的尺寸可以通过氨水与多巴胺的物质的量之比和反应时间进行调控;当Fe₃O₄@PDA 中Fe₃O₄的质量分数约为5%时,具有超顺磁性,磁饱和强度为3.8 emu/g,比理论值高出36%。     

兼具MRI显影增强及pH敏感释药性能的载药Fe3O4纳米颗粒

以聚丙烯酸(PAA)修饰的超顺磁性Fe₃O₄纳米颗粒(MNPs-PAA)为基础,利用pH敏感的腙键将抗肿瘤药物阿霉素(DOX)与磁性颗粒表面的PAA链偶联,制备了载药Fe₃O₄磁性纳米颗粒(MNPs-DOX)。通过透射电镜、X射线衍射、紫外、红外、热失重以及体外磁共振显影(MRI)等手段对MNPs-DOX的形貌、结构、MRI及载释药效果进行了表征。结果证实,MNPs-DOX具有超顺磁性,在MRI中具备良好的横向弛豫(T₂)显影增强效果。此外,其DOX负载率达15%(质量分数),且在pH=5.0的酸性环境中药物释放量明显高于pH=7.4的中性环境,具有对环境pH的敏感性。     

g-C3N4纳米棒/TiO2/Ni/CNTs复合物的制备及其光催化性能

通过简单的快速加热回流本体氮化碳制备了缺陷较少的g-C₃N₄纳米棒;然后采用缓慢水解法在g-C₃N₄纳米棒表面负载掺杂镍的TiO₂前驱体,经热处理制得g-C₃N₄纳米棒/TiO₂/NiO纳米复合光催化剂;最后以TiO₂中的Ni为催化剂,采用化学气相沉积法原位生长CNTs,制备g-C₃N₄纳米棒/TiO₂/Ni/CNTs纳米复合光催化剂。通过XRD、TG、TEM、FT-IR、UV-Vis等测试方法对催化剂进行表征,考察了样品在紫外光和可见光下对亚甲基蓝（MB）的光催化降解活性。结果表明：g-C₃N₄纳米棒/TiO₂/Ni/CNT纳米复合物在紫外和可见光下对亚甲基蓝的降解率分别为87%和68%,光催化活性较g-C₃N₄/TiO₂/NiO有明显提高。     

毛冬青皂苷B3的抗血栓作用研究

目的 从毛冬青根中分离、鉴定毛冬青皂苷B₃,研究其抗血栓作用。方法 色谱法、重结晶法分离、精制毛冬青皂苷B₃,薄层色谱对照及波谱分析法对毛冬青皂苷B₃进行结构鉴定。采用体内血栓形成试验、体外血凝块溶解试验及二磷酸腺苷（ADP）诱导血小板聚集试验,观察毛冬青皂苷B₃的抗血栓作用。结果 体内抗血栓试验显示,毛冬青皂苷B₃对胶原蛋白-肾上腺素诱发的血栓形成所致小鼠的偏瘫和死亡及FeCl₃诱导的大鼠腹主动脉血栓形成均有明显的抑制作用;在体外实验中,对家兔血凝块无明显的溶解作用,对ADP诱导的离体家兔血小板聚集也无明显的抑制作用。结论 毛冬青皂苷B₃可能为毛冬青抗血栓作用的物质基础之一,其体内抗血栓形成的作用可能与其促进血凝块溶解和抗ADP诱导的血小板聚集无关。     

氧化铁含量对煤渣冷却结晶特性的影响

以神府烟煤为原料制备煤渣,并在渣中添加氧化铁,研究氧化铁含量对煤渣冷却结晶特性的影响。采用高温热台显微镜（HTSM）观察不同降温速率下晶体的析出过程,使用扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDS）分析晶体微观形态以及元素组成,运用X射线衍射仪（XRD）检测晶相,并用热力学模拟软件Factsage模拟高温下煤渣的平衡相图。结果表明,惰性气氛下渣中氧化铁质量分数的增加会促进晶体的析出,减少晶体培育时间,提高晶体初始析出温度并增大晶体尺寸;当氧化铁质量分数达到30%时,析出晶体的Fe元素含量增加,析出晶体由钙高铁辉石晶体转变为磁铁矿晶体。     

mSiO2-IDA对Cu2+、Cd2+金属离子的吸附

在介孔二氧化硅（mSiO₂）的表面接枝了亚氨基二乙酸官能团（IDA）合成了mSiO₂-IDA吸附剂,研究了mSiO₂-IDA对Cu²⁺、Cd²⁺两种金属离子的吸附效果。通过元素分析仪（EA）、傅里叶红外型光谱仪（FT-IR）等表征手段表明IDA成功地接枝到mSiO₂的表面,考察了溶液的pH、初始浓度和吸附时间对吸附Cu²⁺、Cd²⁺的影响。结果显示,当pH=5,t=30 min时,2 g/L mSiO₂-IDA对溶液中的Cu²⁺、Cd²⁺去除率分别达到97.9%和92.1%。通过吸附动力学数据可知,拟二级动力学方程能更好地描述mSiO₂-IDA对Cu²⁺、Cd²⁺的吸附过程,它属于Langmuir等温吸附模型;多功能光电子能谱仪（XPS）研究显示mSiO₂-IDA对Cu²⁺、Cd²⁺的吸附机制并不相同。