光系统Ⅱ光驱动CO_(2)同化的光合作用

光合作用作为地球上最重要的化学反应,是一切生命活动赖以生存的基础.光合作用分为光反应和暗反应两个阶段.通常认为,光反应阶段产生O2,暗反应阶段CO_(2)被还原(也称“CO_(2)同化”).尽管这一观点已被公众所熟知,但也存在诸多疑点,一些科学家(包括1931年的诺贝尔生理学或医学奖得主OttoWarburg)认为,CO_(2)也可能在光反应阶段作为反应底物参与了产氧并被还原.然而,该观点至今没有在实验上获得充足的证据支持.那么,在光反应阶段是否能够进行CO_(2)同化?如果能够发生,产物和机理是什么?毫无疑问,这些科学问题具有十分重要的研究价值,对这些问题的探索能帮助我们更加充分认识光合作用机制.然而,自上世纪十年代以来,相关研究已陷入停滞状态.为了解开光合作用领域的这个重要科学谜团,即在光合作用中CO_(2)是否能通过光反应被还原,本文选取三类不同层次的光合作用体系(小球藻、叶绿体、PSII中心复合体)为研究对象,结合原位质谱、气相色谱和同位素标记等手段,设计了一系列实验,排除了呼吸作用和其它因素干扰,实验发现在光反应阶段PSII中心复合体不但产生O2,还能产生C1化合物CH_(3)OH.^(13)CO_(2)和C^(18)O2标记实验结果表明,CH_(3)OH来源于CO_(2)光还原,排除了CH_(3)OH来自于光呼吸或细胞壁果胶脱甲基分解的可能.说明光合作用光反应阶段能够进行CO_(2)还原,反应场所是PSII中心复合体,这与CO_(2)的同化只能发生在暗反应阶段的传统观点相矛盾.因此,除了非光依赖性CO_(2)同化这一已知路径外,还有一条未知的光驱动CO_(2)同化路径.进一步推测,这种CO_(2)光还原路径可能与暗反应下的CO_(2)同化同时进行.目前,对这种光驱动下CO_(2)同化机制仍需进一步深入研究.综上,本文丰富了人们对光合作用机理以及CO_(2)同化路径的认知,并为长期以来存在争议的CH_(3)OH来源问题提供了新解释.

准固态电解质在染料敏化太阳能电池中的应用

综述了国内外染料敏化太阳能电池中准固态电解质的应用。按凝胶化的方法将准固态电解质分为有机小分子凝胶电解质、聚合物凝胶电解质和添加纳米粒子的凝胶电解质,并讨论了每种准固态电解质的特点及存在的问题。最后对准固态电解质的发展进行了展望。

用于氧还原反应的碳基负载金属单原子催化剂研究进展

燃料电池能够将化学能转化为电能,是一种绿色高效的能量转换装置,但是受到阴极氧还原反应(ORR)动力学迟缓的限制,燃料电池需要使用Pt等贵金属作为催化剂,这就导致其成本显著增加。碳基负载单原子催化剂(C-SACs)展现出高原子利用率和高选择性等优异性能。另外,C-SACs在不同pH环境下都显示出优异的ORR催化活性,被视为贵金属催化剂的经济替代品。本文介绍了近年来提升C-SACs的ORR催化性能的策略,包括选择不同种类的金属中心原子,调控金属中心的配位结构以及对载体进行杂原子掺杂。同时介绍了这些C-SACs在旋转盘电极和电池器件中的性能。最后对C-SACs在实际应用中的可行性以及潜在的挑战进行了展望和总结。

电化学阻抗谱研究染料/Al_2O_3交替组装结构的光伏特性及作用机理(英文)

使用Al2O3和N3染料制备了一种交替组装的结构, 该结构能够提高染料敏化太阳能电池(DSCs)的开路电压(Voc), 短路电流(Jsc)和转换效率(η). 为了研究(染料/Al2O3)交替组装结构的作用机理, 使用电化学阻抗谱技术分析了电池的界面电阻. 分析结果表明, 随着交替组装结构中(染料/Al2O3)单元的增加, 光阳极/染料/电解质界面的电阻降低, 电池性能随之提高. 基于电化学阻抗谱分析结果, 建立了一系列的等效电路模型, 从理论上解释了(染料/Al2O3)交替组装结构的作用机理.

新能源项目拓展用地用林难点及解决思路

加快实施新能源替代行动,积极探索能源要素短缺地区能源保障和能源转型方案,建设新能源高比例发展的综合能源基地是落实碳达峰碳中和目标、构建现代能源体系的关键举措。我国具有富煤、少油、乏气的资源禀赋特点,石油、天然气对外依存度高,实现自主供应的能源品种需要以可再生能源为主。新能源的发展,将不断夯实我国能源供应保障基础,推动能源供应安全进入持续强化期。文章介绍了新能源项目用地、用林标准和流程,并针对新能源项目用地、用林难点提出了解决思路。

过渡金属硒化物作为染料敏化太阳能电池对电极催化性能的影响

探索和开发廉价替代铂对电极催化材料已经成为染料敏化太阳能电池(DSCs)研究的热点。人们已经证明过渡金属硒化物(TMSes)是一种很有发展潜力的非铂对电极催化材料而在DSCs体系中得以应用。然而目前对过渡金属硒化物作为对电极催化材料在DSCs中的研究尚不够深入,同时对硒化物材料还缺乏系统的研究。利用热溶剂法合成了两种过渡金属硒化物Cr_(5.6)Se_8和Hf Se_3并用作高效DSCs对电极催化材料。电化学测试结果表明这两种硒化物对I_3^-/I^-电对的还原反应具有良好的催化活性,组装的器件能量转换效率分别为7.27%和7.52%,与Pt相应器件的性能相当。这一结果进一步证实了硒化物作为对电极材料的可行性,为新型硒化物对电极的研究提供基础。

少铅钙钛矿CH_3NH_3Sr_xPb_(1-x)I_3的合成及其在全固态薄膜太阳能电池中的应用

近年来,有机-无机杂化铅卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)得到了迅猛发展,其最高光电转换效率已经达到19.3%.该类型太阳能电池使用的钙钛矿型吸光材料为含Pb的有机-无机杂化铅卤钙钛矿,从长远来看,Pb的毒性将制约其大规模应用.本文从减少吸光材料中Pb的含量出发,尝试用Sr部分取代Pb制备一系列少铅钙钛矿CH_3NH_3Sr_xPb_(1-x)I_3,并将其应用于钙钛矿太阳能电池进行光电性能的研究.研究结果表明,相比于全Pb钙钛矿(CH_3NH_3PbI_3)材料,Sr取代量为30%(x=0.3)时,所形成的CH_3NH_3Sr_(0.3)Pb_(0.7)I_3光谱吸收大范围增强,但基于此材料制备的电池器件性能明显下降.

极稀溶液体系中自组装合成纳米介孔氧化硅及其铝修饰材料

在极稀溶液中,通过改变反应溶剂去离子水的量或原料中铝源的量,可控合成了不同粒径(20～70nm)、形貌和孔道结构的纳米介孔氧化硅颗粒和纳米介孔铝掺杂氧化硅材料.这种材料具有高比表面积(BET比表面积1000 m2/g)和较大的孔容(1.1～1.8 cm3/g).反应物浓度降低或反应物中添加铝源后,介孔材料的有序性下降,粒径减小,孔容增大,并产生大量的间隙孔.通过小角X射线衍射(SAXRD)、透射电镜和氮气吸附-脱附实验表征了样品.

丝网印刷法制备高催化活性对电极

对电极在染料敏化太阳能电池(DSCs)中主要起催化氧化还原反应及收集电荷的作用,铂对电极常用的制备方法为磁控溅射法,但其成本较高,制备条件苛刻.本文通过引入低成本的表面活性剂Span-85,所制得的铂对电极的附着力、透光率和均匀性显著改善,实现了面积可控,与两步浸泡法和旋涂热解法制备的对电极在DSCs中的光电转换效率分别为7.30%,6.96%和7.03%.紫外-可见吸收光谱、扫描电镜和附着力测试等结果表明,(1)添加表面活性剂有利于增加附着力及改善透光率和均匀性;(2)使用该法制备的Pt/FTO对电极的透光率与两步浸泡法制作的相同,且铂粒子分布更加均匀.电化学阻抗图谱、塔菲尔极化曲线和循环伏安曲线结果表明,丝网印刷方法制备的Pt/FTO对电极具有更加优异的催化性能,且该法更有利于降低其生产成本和大规模生产.

基于对氯苄胺的2D/3D钙钛矿太阳能电池

三维(3D)有机-无机金属卤化物钙钛矿薄膜的表面和晶界处存在大量缺陷,容易导致载流子的非辐射复合并加快3D钙钛矿分解,进而影响钙钛矿太阳能电池(PSCs)能量转换效率(PCE)及稳定性。本研究通过引入对氯苄胺阳离子,与3D钙钛矿薄膜及其表面过剩的碘化铅反应后原位形成了二维(2D)钙钛矿,实现了对3D钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷钝化并改善了表面疏水性。基于该策略,成功制备出具有更高PCE和更好稳定性的2D/3D-PSCs。本工作系统研究了钙钛矿薄膜的结构、形貌和器件的光电特性及稳定性。研究结果表明, 2D/3D-PSCs的PCE高达20.88%,高于3D-PSCs的18.70%。另外, 2D/3D-PSCs连续工作200 h后(1个太阳光, N2氛围), PCE保持初始值的82%,展现出优异的稳定性。

模块化制备大面积钙钛矿太阳能电池及其性能研究

钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells,PSCs)作为目前光伏领域的研究热点,具有制备工艺简单、可溶液法制备、能量转化效率高等优点。但目前大多数工作仍局限于有效面积较小的器件研究,在制备成本、稳定性及大面积模块化方面仍存在几点亟待解决的问题。本文从大面积钙钛矿太阳能电池的器件模块化、制作成本优化、器件长期稳定性等方面进行实验探究,设计并制备出活性面积达12.6至13.6 cm2的串联、并联构型器件,且并联构型PSCs取得了4.27%的光电转化效率。此外,低温丝网印刷法制备的碳背电极PSCs器件在暗态、未封装、空气条件下,经过1100 h测试仍保持着较好稳定性。

物理化学全英文教学的实践和体会

文章以大连理工大学化学工程与工艺专业为例,介绍了该专业国际班物理化学全英文课程教学实践,并针对国际班学生的英语水平现状,提出了充分做好课前准备、选用优质原版教材、利用网络教学资源、控制课堂教学节奏、提高学生课堂参与度和改进考核方式等教学方法,取得了良好的教学效果。这些教学方法对改进物理化学全英文教学方法有一定的参考价值。

Ki-67与宫颈癌的关系

宫颈癌是妇科临床常见的肿瘤之一,病死率较高。其早期诊断对治疗及预后意义重大。Ki-67是由Gerdes等首先发现的一种核增殖标志基因,属于非组蛋白抗原,反映细胞群体增殖活性。本实验采用免疫组织化学法对宫颈癌及正常宫颈中Ki-67的表达进行研究，探讨其表达水平同宫颈上皮组织恶变之间的关系。

山地风电场(广西)前期工作浅析

“2030年前碳达峰,2060年前实现碳中和”定调了国家级绿色发展战略,开启了第三次能源革命,标志着绿色产业周期拐点出现。在此战略背景下,必将引起极大的能源缺口,风电作为环保可再生能源已经被各大发电集团作为煤电的替代能源而广泛应用。使得中国风电开发近年呈现出井喷式增长,为了使风电项目能合理合序地发展,风电场的前期工作显得格外重要。风电项目前期工作环节较多,主要包括项目选址、可行性研究、环保水保、项目核准等环节。结合广西壮族自治区风电项目前期工作的实际情况,就重点环节进行简要探讨,为项目申报单位提供参考。

山地风电场开发面临的林业问题和对策

随着风电技术的越来越成熟,风电场的开发也进入白热化阶段,各大发电集团都在全国寻找风资源好的区域进行风电场建设,从西北的荒漠地区到南方的山地地区。在一些南方地区比如云南、广西、贵州、湖南等,虽然总体属于风能资源贫乏区,但局部地形对风速的显著影响使得部分山区的风能资源具有一定的开发价值。然而在南方山地地区大规模发展风电场项目,项目占用森林和林地面积大幅上升,违法违规使用林地、野蛮施工、植被恢复不到位等问题时有发生,对森林生态功能、森林景观等造成较大损害。为防止生态环境受到破坏,国家林业和草原局相继发布多项政策来规范山地风电场的用林手续。这就导致部分企业因为风电场建设项目用地问题得不到解决,使得项目停工,投产时间拖后。我想通过这篇文章,对部分风电企业如何摆脱面临的林地困境起一点指导作用。

蜂窝状碳负载铁基单原子催化剂的制备及ORR催化性能研究

单原子催化剂(SACs)以近100%的原子利用率以及优秀的催化活性等,在促进多相催化方面受到了广泛关注。然而,由于金属原子在高温下易烧结,SACs的合成仍然具有挑战性。本研究利用熔融盐(MS)提供的强极性环境,制备了以氮掺杂碳为载体的铁基单原子催化剂(Fe SA-NC)。结果表明,Fe SA-NC显示出蜂窝状的多孔形貌,比表面积高达2072 m^(2)·g_(–1),其中Fe元素的重量百分比含量为0.57%。通过球差电镜直接观察到了孤立存在的Fe单原子,并通过X射线吸收精细结构(XAFS)分析确定Fe单原子以Fe-N4配位体形式分散在碳基材料上。Fe SA-NC催化剂在0.1 mol/L KOH溶液中半波电位为0.85 V,极限电流密度为5.79 mA·cm^(–2),优于商业Pt/C催化剂。Fe SA-NC催化剂不仅对ORR四电子途径显示出高选择性(H2O2产率<2%,转移电子数为3.9),同时表现出优秀的抗甲醇性能。

血清炎症因子在子痫前期病人发病中的作用机制及与氧化应激因子的相关性

目的:探讨血清炎症因子和氧化应激因子在子痫前期病人发病中的作用及相关性。方法:选取30例子痫前期孕产妇作为观察组,其中18例轻度子痫前期(轻度组),12例重度子痫前期(重度组),同时选取同期分娩的30例正常孕产妇作为对照组。比较不同组超敏C反应蛋白(hs-CRP)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)与氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)、丙二醛(MDA)及8-异构前列腺素(8-isoprostane)水平,分析子痫前期产妇hs-CRP、TNF-α、IL-6与ox-LDL、MDA及8-isoprostane的相关性。结果:血清hs-CRP、TNF-α、IL-6炎症因子水平,血清ox-LDL、MDA、8-isoprostane氧化应激因子水平,子痫前期重度组产妇高于轻度组,轻度组高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.01);子痫前期产妇血清ox-LDL、MDA、8-isoprostane等氧化应激因子与hs-CRP、TNF-α、IL-6等炎症因子水平具有正相关关系(P<0.01)。结论:血清炎症因子及氧化应激因子可能在子痫前期病人发病中具有重要作用,通过干预炎症和氧化应激反应有助于预防子痫前期疾病的发生和发展。

物理实验在物理教学中是必不可少的元素

物理是一门以实验为基础的自然科学，物理实验是人类认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础。物理概念、规律、结论往往都是建立在实验的基础上，经过归纳总结概括得出的。实验在物理教学中的地位和实验本身的特点，决定了它在物理教学中能起到重要的作用。

HPV感染与肿瘤相关基因蛋白在宫颈鳞癌的表达及意义

目的:探讨HPV16/18、31/33感染以及P53、P16INK4A、CyclinD1蛋白在宫颈鳞癌发生、发展中的作用。方法:采用原位杂交和免疫组织化学SP法检测66例宫颈鳞癌(ISCC)、35例宫颈上皮内瘤变(CIN)和30例正常宫颈组织(NCE)中HPV16/18、31/33以及P53、P16INK4A、CyclinD1的表达。结果:①HPV16/18的阳性表达在ISCC、CIN和NCE间有差异,HPV31/33在宫颈各组织中的阳性表达无差异。②P53蛋白在ISCC、CIN和NCE中的阳性表达率有差异,P53蛋白在组织学分级、淋巴结转移中的表达差异有统计学意义。③P16INK4A蛋白在ISCC、CIN和NCE 3组间的阳性表达差异有统计学意义。④Cy-clinD1蛋白在ISCC、CIN和NCE组间的阳性表达有差异。结论:高危HPV的感染,突变型P53蛋白在宫颈鳞癌的发生发展中起重要作用;细胞周期调控蛋白P16INK4A、CyclinD1在宫颈鳞癌中表达明显,P16INK4A在宫颈癌中的过表达提示它可能不是单纯作为抑癌基因在宫颈癌变过程中起作用。

TNF-α、COX-2及CXCL12在子痫前期患者胎盘组织中的表达及意义

目的探讨TNF-α、COX-2及CXCL12子痫前期患者胎盘组织中的表达和意义,寻求新的模式解释子痫前期的发病机制。方法采用数字表法随机选取自2016年1月-2018年1月北京圣宝妇产医院妇产科就诊的100例子痫前期患者。其中轻度子痫前期患者50例,年龄(24.39±2.98)岁,BMI为(27.98±5.33)kg/m2,孕周(25.34±3.18)周;重度子痫前期患者50例,年龄(25.01±4.27)岁,BMI为(28.02±6.17)kg/m2,孕周为(26.01±5.32)周;同时选取50例妊娠正常的志愿者为对照组,年龄(25.01±4.27)岁,BMI为(28.02±6.17)kg/m2,孕周为(26.01±5.32)周。酶联免疫吸附法(ELISA法)分别检测入组者血清中TNF-α、COX-2及CXCL12的表达,免疫组织化学染色检测胎盘标本中TNF-α、COX-2及CXCL12的表达。结果轻度子痫患者血清中炎性因子TNF-α和COX-2的含量明显高于空白对照组(P<0.05);重度子痫患者血清中炎性因子TNF-α和COX-2的含量明显高于轻度子痫患者组(P<0.05)。轻度子痫患者血清中趋化因子CXCL12的含量明显低于空白对照组(P<0.05);重度子痫患者血清中趋化因子CXCL12的含量明显低于轻度子痫患者组(P<0.05)。免疫组织化学染色结果显示,轻度子痫患者胎盘组织中炎性因子TNF-α和COX-2的含量明显高于空白对照组(P<0.05);重度子痫患者胎盘组织中炎性因子TNF-α和COX-2的含量明显高于轻度子痫患者组(P<0.05)。TNF-α与COX-2成正相关(r=2.891,P<0.05),TNF-α与CXCL12成负相关(r=-0.774,P<0.05),COX-2与CXCL12成负相关(r=-0.759,P<0.05)。结论炎性因子TNF-α、COX-2及趋化因子CXCL12的共作用下的免疫-炎症联合机制在子痫前期的发生和发展过程中起到一定作用,可作为临床治疗靶点。