火焰喷雾热解制备锂离子电池三元正极材料研究进展

电化学储能技术的发展与电动汽车的大规模应用可有效降低碳排放;锂离子电池能量密度高,循环寿命长,是锂电储能技术与电动汽车的核心部件,其容量的提升主要受到正极材料的限制;锂离子电池三元正极材料具有污染小、成本低、性能高、容量大等方面的优点。传统液相法和高温固相法制备三元正极材料步骤烦琐、耗时长,不利于工业放大;火焰喷雾热解方法(flame spray pyrolysis,FSP)可一步制备三元正极材料,合成效率高,合成过程中无废液产生,对环境友好且易于工业化放大生产,近年来受到广泛关注。本文综述了近几年FSP方法制备三元正极材料的研究进展,首先简要介绍了FSP的发展简史、基本原理、典型装置和主要优势,其次展开分析了前体溶液组成、温度条件以及退火条件等制备条件对三元正极材料组成、结构、微观形貌以及电化学性能的影响,然后简述了FSP在三元正极材料改性和沉积技术方面的最新研究进展,最后展望了FSP制备三元正极材料的未来发展趋势。

火焰喷雾热解法生产锂离子电池高镍三元正极材料的技术经济分析

正极材料约占锂离子电池制造成本的三成,是影响动力电池价格的主要因素;采用火焰喷雾热解法生产三元正极材料能耗低、设备少,可降低锂离子电池的制造成本。本文研究的主要目标是定量评估采用火焰喷雾热解法生产高镍三元正极材料的技术经济可行性。计算火焰喷雾热解法生产LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O(2)(NCM811)的原料、燃料、排放产物质量流量和盈亏平衡条件下的最低销售价格,并与传统共沉淀法比较。技术分析中物料与能量平衡计算结果表明,火焰喷雾热解法可使CO_(2)排放、电力消耗和用水消耗分别降低约41%、85%和29%。经济分析结果显示,盈亏平衡条件下NCM811材料的最低售价为221.1 CNY/kg,较当前市场销售价低约18%。最后,针对材料最低售价的敏感性分析结果显示,原材料成本是最敏感的因素,当原料价格降低25%时,盈亏平衡点售价可达172.0 CNY/kg。

Ca^(2+)对茅苍术丛生芽诱导及生理特征的影响

为提高茅苍术组培苗品质,以信阳野生茅苍术种子获取的初代无菌试管苗为试材,采用植物组织培养试验方法,研究不同浓度Ca^(2+)对茅苍术丛生芽诱导及生理特征的影响。结果表明:Ca^(2+)浓度为1.50 mmol/L时茅苍术丛生芽增殖数最高,为16.36个;Ca^(2+)浓度为3.00 mmol/L时丛生芽总干重最高,为0.37 g;Ca^(2+)浓度为6.00 mmol/L时丛生芽总鲜重、单芽平均叶片数最高,分别为3.19 g、5.44个;Ca^(2+)浓度为12.00 mmol/L时茅苍术丛生芽的株高最高,为493.95 mm;Ca^(2+)浓度为24.00 mmol/L时叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量、叶绿素总量和丛生芽SOD总活性最高,分别为1.54 mg/g、0.40 mg/g、0.36 mg/g、1.94 mg/g和329.36 U/g。在茅苍术组织培养过程中可根据不同需求选择相应的Ca^(2+)浓度。

信阳地区茶园捕食性天敌发生动态监测

为摸清茶园主要捕食性天敌的发生数量和活动趋势,给茶园害虫综合防治提供参考。本试验以信阳地区茶园主要捕食性天敌发生动态为主,采用普通型黄板和天敌友好型黄板进行监测,调查时间为3至11月,共35次,采集黄板数量为2100张。结果显示,瓢虫有3个发生高峰期,分别为3月中旬至4月下旬、6月中旬至7月下旬、9月下旬至10月下旬。两种黄板上有重叠发生的高峰期,随地理位置变化,高峰期稍有提前或推后。草蛉有三个高峰期,分别为3月中下旬,6月下旬,10月中旬至11月上旬,11月后数量逐渐减少。茶园蜘蛛有4次发生高峰期,分别是4月中下旬,5月中下旬,6月上中旬,9月中旬至10月中旬,11月以后数量减少。两种黄板以天敌友好型对天敌的保护效果优于普通型,诱集天敌数量普遍低于普通型。通过监测茶园捕食性天敌的发生动态,为制定茶园天敌利用策略提供基础数据。

HS-SPME-GC-MS分析钩臀蚁蛉幼虫挥发性成分

分析了药用昆虫钩臀蚁蛉的挥发性成分,为其药效成分的研究和开发利用提供基础。方法:以钩臀蚁蛉幼虫作为实验材料,采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)对其挥发性成分进行分析,通过面积归一化法计算各挥发性成分的含量。结果:从钩臀蚁蛉中共检出28种挥发性成分,鉴定出24种,占总峰面积的97.349%,包括烯烃、醇类、酯类、胺类等各类化合物。其中相对百分含量较高的有间二甲氨基苯甲酸(22.98%)、桉叶油醇(9.971%)、4-萜烯醇(8.004%)、2,4,6-三甲基苯甲酸乙酯(7.926%)、β-石竹烯(7.050%)、左旋龙脑(6.092%)等。结论:钩臀蚁蛉幼虫含有多种具有生物活性的挥发性成分,为其药效成分的深入研究和药用昆虫资源的开发利用提供了一定的依据。

药用植物组织培养课程教学改革探索

本文阐述了药用植物组织培养课程的教学现状,以及对教学内容,教学方法,考核方式等方面进行的教学改革措施。通过教学改革,有效提升了教学效果,学生自主学习能力和综合能力得到提升,为地方应用型本科院校开展药用植物组织培养课程教学活动提供了参考。

响应面法优化黄参多糖的提取工艺及其体外抗氧化活性

探讨常规热水法提取黄参多糖的最佳工艺并研究了黄参多糖的生物活性。在单因素实验的基础上,采用响应面法对黄参多糖的提取工艺参数进行优化。响应面实验表明,提取时间、温度以及料液比对响应值黄参多糖提取率均有显著的影响,优化得到常规热水法提取黄参多糖的最佳工艺条件为:时间5.45 h,温度为75℃,料液比为1∶34(g/m L),提取3次,在此条件下多糖得率为12.52%。通过考察黄参多糖对DPPH自由基、·OH自由基和超氧阴离子自由基的清除能力以及对亚铁离子螯合作用和还原力,结果表明,黄参多糖具有良好的抗氧化活性,值得进一步关注和对其进行深入研究。

1株产菊粉酶菌株的筛选、鉴定及发酵条件优化

筛选分离可以分解菊芋中菊糖的菌株。采用平板稀释法从土样中筛选出能够分解菊芋中菊糖的菌株,并从中得到1株酶活较高的真菌A-15,经菌落观察及采用18S rRNA基因测序鉴定,研究不同因素对菌株菊粉酶活力的影响。通过对分离得到的菌株形态观察及分子鉴定后,确定菌株A-15为黑曲霉(Aspergillus niger)。通过正交试验优化菌株A-15的发酵条件分析结果显示,菌株A-15产菊粉酶最优条件:最佳氮源为酵母膏,氮源量1.0%,氯化钠0.5%,磷酸氢二钾0.3%,菊芋汁定容,初始pH 6,培养温度30℃,摇瓶发酵6 d。结果表明菌株A-15具有很好地降解菊芋中菊糖的性能。

干旱胁迫下拟南芥中H_2S与ABA信号关系研究

以野生型拟南芥(WT)、硫化氢(H_2S)合成酶缺失型突变体lcd、脱落酸(ABA)合成缺失型突变体aba1实生苗为材料,以0.3 mol·L^(-1)甘露醇模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫对ABA含量、H_2S含量的影响,及其在拟南芥抵抗干旱胁迫中的作用及信号关系。结果显示:干旱胁迫显著提高LCD和ABA1基因相对表达以及H_2S含量,ABA含量;干旱胁迫显著抑制突变体lcd、aba1的种子萌发;干旱胁迫下,外施NaHS促进干旱胁迫下WT、lcd和aba1中內源H_2S的产生及上调LCD、ABA1基因相对表达,而外施ABA提高干旱胁迫下WT、aba1中H_2S含量及LCD、ABA1基因相对表达,但是对lcd中H_2S含量及LCD基因相对表达没有显著影响。研究结果表明,信号分子H_2S和ABA在拟南芥的干旱胁迫响应中发挥一定的作用,且H_2S位于ABA的下游参与调控拟南芥的信号过程。

MgO吸附剂捕集CO_(2)的研究进展

煤大规模燃烧产生的CO_2加剧了温室效应,CO_2捕集、利用和储存(CCUS)是一种可实现燃煤电站大规模碳减排的关键技术。固体材料吸附CO_2技术被认为是具有良好应用前景的碳捕集技术。在众多固体CO_2吸附剂中,Mg O因具有较高吸附容量、较低成本、较低再生能耗和广泛可用性被认为是理想的CO_2吸附材料。综述了常规Mg O的CO_2吸附性能,针对Mg O吸附CO_2存在的问题,重点介绍了提高Mg O吸附CO_2性能的方法,主要包括优化结构和添加碱金属熔融盐等可行方法。最后综合分析了Mg O吸附剂用于工业CO_2捕集的优势及面临的挑战,从Mg O的制备工艺、规模化成型及捕集CO_2系统设计优化等方面对今后的研究方向进行了展望。

面向太阳能热发电的CaO-CO_(2)热化学储热技术研究进展

太阳能热发电技术是缓解能源危机、改善生态环境的重要技术,其通过配备储热系统可解决太阳能不连续供给与连续的电能消耗之间的矛盾。CaO-CO_(2)热化学储热技术具有来源广泛、成本低廉及储热密度高等优势,具有广阔应用前景。对CaO-CO_(2)太阳能储热系统展开回顾与总结,介绍了其储热原理及与太阳能电站集成方案,分析了影响钙基材料储热的影响因素,阐述了提高钙基材料循环储热性能及机械性能的方法,以期为高性能钙基储热材料的设计与制备,及其在太阳能发电厂中的大规模应用开发提供参考与指导。

不同种植地点香稻丸品质性状比较试验

采用信阳市息县出名的香稻品种香稻丸为试验材料,在2个地区不同环境下进行种植,收获预处理后对稻米的外观品质、蒸煮品质、营养品质和食味品质等品质性状进行了测定。结果表明,种植地点对垩白米率、垩白度、直链淀粉含量、粗蛋白含量以及食味的影响较大,种植环境对胶稠度、糊化温度以及赖氨酸含量的影响不大。说明种植地点对香稻丸的品质性状有一定的影响。

ZnO对于CaO吸附CO_(2)性能影响的DFT研究

通过挤出成型法制备了ZnO掺杂CaO吸附剂,研究ZnO掺杂CaO吸附剂的CO_(2)吸附性能。基于密度泛函理论,建立CaO(001)和Zn-CaO(001)表面模型,计算2种材料吸附CO_(2)的构型、吸附能、分态密度以及差分电子密度,通过对比改性前后2种材料的计算结果,从微观原子层面揭示ZnO掺杂对CaO吸附CO_(2)性能的影响机理。研究结果表明:随着ZnO添加量从1%增加到5%,CaO的CO_(2)吸附性能随之增加。当ZnO添加量为3%时,ZnO/CaO吸附剂第1次和第5次循环的碳酸化转化率分别为0.86和0.76。加入ZnO后,CO_(2)吸附能由-1.184 eV下降为-1.947 eV,且相比于Ca原子,Zn原子与O原子之间存在更多的共振峰,Zn-CaO(001)表面的Zn原子、C原子与O原子在-6.06 eV处出现高态密度的3个原子电子轨道共振峰,这表明掺杂ZnO提高了CaO结构的稳定性,且Zn原子、表面O原子与C原子之间有更多的电荷转移。Zn原子与O原子间的电荷转移提高了O原子的反应活性,使其更易与C原子成键,导致CO_(2)以CO32-的结构吸附在ZnO/CaO表面。因此,ZnO提高了CaO的CO_(2)吸附性能,是一种理想的添加剂。

种植方式对文冠果幼苗生长及土壤理化性质的影响

探讨不同种植方式对文冠果生长发育及土壤理化性质的影响,为科学栽培文冠果提供理论依据。以平作为对照,研究垄作种植对文冠果幼苗生长状况、土壤容重、土壤含水量、pH和土壤养分含量的影响。结果表明:(1)与平作相比,垄作显著降低0~20、20~40 cm土层土壤容重和含水量,显著增加土壤总孔隙度和通气孔隙度。(2)垄作增加2个土层土壤养分含量,且20~40 cm土层增幅明显,其中土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量较平作分别提高了117.05%、53.06%、28.31%和23.40%。(3)垄作种植显著增加根长,促进分枝和侧枝生长,提高叶面积,其地上生物量、根干重和冠根比显著高于平作121.20%、46.15%和51.19%。可见,垄作能改善土壤结构,增强土壤供肥能力,更利于文冠果幼苗生长,是较好的种植方式。

茅苍术林下种植模式对土壤养分及其根茎品质的影响

【目的】筛选适宜于茅苍术生长的林药种植模式,为茅苍术林下优质高产栽培提供理论依据。【方法】以1年生茅苍术为材料,研究茅苍术单作、茅苍术||栀子和茅苍术||罗汉松3种种植模式对土壤养分含量、茅苍术单株根茎产量及根茎中挥发油和苍术素含量的影响。【结果】与单作相比,茅苍术||栀子、茅苍术||罗汉松处理显著降低0~20 cm和20~40 cm土层土壤有机质和有效磷含量(P<0.05,下同);茅苍术||栀子处理不同土层的土壤碱解氮和速效钾含量均显著高于单作,茅苍术||罗汉松处理的碱解氮含量显著低于单作。在根茎产量和品质方面,与单作相比,茅苍术||栀子和茅苍术|罗汉松处理显著提高茅苍术单株根茎干重41.75%和205.17%,且茅苍术||罗汉松处理根茎挥发油和苍术素含量显著高于茅苍术||栀子处理221.83%和33.69%。【结论】相对于茅苍术单作,茅苍术与罗汉松复合种植可降低土壤养分含量,形成一定程度的营养胁迫逆境效应,有利于茅苍术根茎增产提质,是一种较适宜的林药种植模式。

重金属Cu^(2+)、Cd^(2+)和Zn^(2+)对车前草种子萌发的影响

为研究不同种类重金属对车前草种子萌发的影响,用不同浓度的重金属铜(Cu^(2+))、镉(Cd^(2+))和锌(Zn^(2+))溶液处理车前草种子,测定车前草种子的发芽率、发芽势和苗长。研究结果显示:重金属离子对车前草种子的发芽和幼苗生长的影响因重金属种类的不同而有差异。随着重金属离子Cu^(2+)和Cd^(2+)溶液浓度的增加,车前草种子的发芽率、发芽势呈降低趋势,车前草幼苗的苗长则是呈现先增加后降低趋势。在研究的浓度范围内,随着重金属Zn^(2+)溶液浓度的增加,车前草种子发芽率、发芽势变化趋势不明显,车前草幼苗苗长呈现先增加后降低的趋势。重金属Cu^(2+)、Cd^(2+)在低浓度时与对照相比差异不显著,高浓度则抑制车前草种子的萌发,且抑制其幼苗生长;重金属Zn^(2+)在低浓度时对种子萌发影响不显著,高浓度时促进种子的萌发,但抑制幼苗的生长。

茶鲜叶挥发物组分及对茶树病原菌的熏蒸抑制作用

为明确茶鲜叶中的挥发物组分及其与茶树主要病原菌之间的关系,利用HS-SPME-GC-MS法萃取分析茶鲜叶挥发物组分,并以茶褐枯病菌、茶云纹叶枯病菌、茶炭疽病菌、茶轮斑病菌为目标菌,测定茶鲜叶主要挥发物单体组分对病原菌的熏蒸抑制作用。结果显示,从茶鲜叶挥发物中分离到28个组分,鉴定出其中19个组分,占挥发物总量的94.405%,其主要组分为(Z)-己酸-3-己烯酯(18.395%)、乙酸叶醇酯(16.935%)、罗勒烯(12.615%)和顺-3-己烯基丁酯(11.210%),其中顺-3-己烯基丁酯对4种病原菌均具有熏蒸抑制作用,EC50均低于61.29μL·L^(-1)。结果表明,顺-3-己烯基丁酯有作为熏蒸型杀菌剂应用于茶树病害防控的潜力。

智慧树在药用植物栽培学混合教学中的应用——以信阳农林学院为例

为推进药用植物栽培学课程教学改革,提升教学质量,以2017级种子科学与工程(药用植物)专业学生作为对照组,2018级作为实验组,在智慧树平台采用混合教学,课程结束后通过比较2组学生平时成绩、期末成绩、实验成绩和综合成绩以及教学认同度调查问卷,探讨智慧树在药用植物栽培学混合教学中的应用效果。结果表明:与对照组相比,实验组平时成绩显著降低21.78%,期末成绩显著提高9.61%,但综合成绩两者无显著差异;实验组89.29%的学生认为混合教学模式能提供丰富的教学资料,更能明确教学目标、优化教学方法、激发学习兴趣、提高学习能力和学习效率。因此,基于智慧树的混合教学是一种优化药用植物栽培学理论教学的新型教学模式。

植物组织培养课程教学改革与创新

植物组织培养是高校生物学科类专业的特色课程,为培养应用型技术技能型人才,结合专业特色,提出了讲透基本理论知识、提高学生掌握能力,结合专业针对性讲述、激发学生学习兴趣,翻转课堂讲述、增强学生主动学习能力,开放实验室、提高学生积极性等改革创新措施,并在教学过程中取得了较好的效果。

基于OBE理念的教学模式研究与实践:以《生物防治》课程为例

为在教学中践行成果导向教育(OBE)理念,以《生物防治》课程为例,从培养学生系统学习能力出发,在分析《生物防治》课程教学基础上,针对当前课程难以促进学生深入理解课程内核的瓶颈问题,提出基于OBE理念综合利用线下线上资源的创新性教学改革模式,设计了系统性模块化教学内容和全覆盖的知识体系,阐述了线下线上混合教学改革措施及其实践的初步成效。