Pulsed laser ablation in liquid of sp-carbon chains:Status and recent advances

This review provides a discussion of the current state of research on sp-carbon chains synthesized by pulsed laser ablation in liquid.In recent years,pulsed laser ablation in liquid(PLAL)has been widely employed for polyynes synthesis thanks to its flexibility with varying laser parameters,solvents,and targets.This allows the control of sp-carbon chains properties as yield,length,termination and stability.Although many reviews related to PLAL have been published,a comprehensive work reporting the current status and advances related to the synthesis of sp-carbon chains by PLAL is still missing.Here we first review the principle of PLAL and the mechanisms of formation of sp-carbon chains.Then we discuss the role of laser fluence(i.e.energy density),solvent,and target for sp-carbon chains synthesis.Lastly,we report the progress related to the prolonged stability of sp-carbon chains by PLAL encapsulated in polymeric matrices.This review will be a helpful guide for researchers interested in synthesizing sp-carbon chains by PLAL.

节杆菌和腐熟鸡粪混施对Atrazine污染土壤特性影响

为明确节杆菌菌株MSD6与腐熟鸡粪混用修复阿特拉津污染土壤的潜力。采用模拟阿特拉津污染土壤,设5个处理:CK1,空白对照,无添加林地土;CK2,药剂对照,仅添加阿特拉津;T1,阿特拉津+菌株MSD6(5×10^(8)CFU·kg^(-1));T2,阿特拉津+腐熟鸡粪50 g;T3,阿特拉津+菌株MSD6(5×10^(8)CFU·kg^(-1))+腐熟鸡粪50 g。结果表明,菌株MSD6和腐熟鸡粪混施能显著降低土壤阿特拉津含量,并能较好恢复阿特拉津引起的土壤微生物量碳和土壤酶活性的降低。培养40 d后,T3处理的阿特拉津降解率为92.8%,土壤微生物量碳较CK2升高206.8%。T3处理的土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性显著高于CK2处理。综上所述,节杆菌菌株MSD6与腐熟鸡粪混用能有效地改善阿特拉津污染土壤的生物学特性。

基于前驱体的选择构建多sp^(2)-碳氮化物的高效析氢

为改善聚合碳氮化物(PCN)载流子快速复合的问题,构建含量丰富的sp^(2)碳和更大的比表面以提高PCN电荷分离效率具有重要的研究意义.本文分别以尿素、双聚氰胺和三聚氰胺为前驱体直接热聚合制备PCN(分别标记为UCN,BCN和TCN),发现UCN具有更光滑平整的片状结构、最大的比表面积(45.95 m^(2)·g^(-1))和较好的电荷分离效率.同时通过X射线光电子能谱(XPS)发现sp^(2)碳(C=C,C=O)强烈依赖于前驱体的选择,UCN含有更为丰富的C=C和C=O双键,这有利于电荷的转移,使电子-空穴对的分离效率更高.最终发现UCN的析氢活性最高(4023μmol·g^(-1)·h^(-1)),为BCN(3038μmol·g^(-1)·h^(-1))的1.3倍和TCN(744μmol·g^(-1)·h^(-1))的5.4倍.本研究依据前驱体对PCN物理化学性质的影响,通过选择前驱体来调控分子结构性质,为开发高光催化活性的PCN提供了途径.

石墨烯与导电炭黑Super-P复合导电剂对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)锂离子电池性能的影响

主要以石墨烯(Gen)、导电炭黑Super-P(SP)以及复合导电剂石墨烯/导电炭黑(Gen/SP)为研究对象,将LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)作为正极材料,通过制备浆料、涂布、卷绕等工艺,分别制备了单一导电剂SP、Gen,以及不同质量比复合导电剂Gen/SP的软包电池。采用XRD、SEM和恒流充放电等测试手段,研究了不同含量的导电剂与正极颗粒的复合情况,以及对电池性能的影响。结果表明,复合导电剂含量为1.0%时,电池性能最优;复合导电剂含量为0.5%时,电池性能最差。复合导电剂的电池性能优于单一导电剂,含量为1.0%的复合导电剂Gen/SP(5∶5,w/w)制备的软包电池性能最优,0.1 C首次放电比容量为160.38 mAh/g,0.5 C循环100次后容量保有率为97.3%。

蚯蚓和细菌对秸秆混粪改良苏打盐碱土碳转化及微生物群落的影响

为了促进苏打盐碱土中有机物料的转化,优化微生物群落结构,提高有机碳含量,利用蚯蚓(Pheretima guillelmi)和外源微生物(类芽孢杆菌C1)研究二者在单一或联合作用下对苏打盐碱土中水稻秸秆和牛粪混合物的降解、有机碳转化以及土壤微生物群落结构的影响。结果表明,蚯蚓、菌株C1单一和联合作用下,水稻秸秆和牛粪混合物的降解率分别提高了66.0%、40.9%和72.1%,土壤有机碳(SOC)含量分别增加了65.8%、18.2%和25.5%,水溶性有机碳(WEOC)含量分别提高了63.5%、1.6%和26.3%。蚯蚓、菌株C1单一和联合作用均能使WEOC的前体物从植物源向微生物源转化,从而增加类溶解性微生物代谢产物的比例;蚯蚓还可以促进WEOC中类腐植酸物质的生成,降低土壤的老化程度,并且与菌株C1之间存在协同效应。蚯蚓、菌株C1单一和联合作用均能够增加真菌的丰富度、多样性以及具有纤维素降解能力的子囊菌群的相对丰度。在属水平上,蚯蚓的作用与土壤中SOC、WEOC含量和WEOC紫外吸收特征值呈正相关。研究表明,蚯蚓与菌株C1单一或联合作用能够使土壤微生物群落结构向更有利于有机物料转化的功能方向转变,进而促进有机物料的降解,提高SOC的含量和稳定性。因此,蚯蚓和菌株C1在苏打盐碱土改良方面具有重要的应用潜力。

“双碳”框架下集装箱海铁联运增量空间研究

集装箱海铁联运具备运能大、运输成本低、运输安全性高和污染排放少等独特优势,是践行绿色低碳发展理念,实现我国“双碳”目标的重要抓手之一。在剖析我国沿海港口集装箱货源分布及集疏运市场空间分布特征的基础上,结合现状港口集装箱铁路、公路OD及SP问卷调查结果,构建Logit模型,并对不同铁路费用下浮场景下公铁运输市场份额进行敏感性分析,进而量化研究集装箱海铁联运可能的增量空间,最后提出集装箱海铁联运公转铁增量对“双碳”目标的货币贡献量。

裂殖壶菌产DHA发酵培养基的优化

从成本控制和发酵罐扩大培养监测控制方面考虑,优化了裂殖壶菌(Schizochytrium sp.FJU-512)产DHA发酵培养基。利用单因素实验和正交实验优化了发酵培养基碳氮源组分,均匀设计实验优化了无机盐组分。最佳产DHA发酵配方为葡萄糖120g/L,酵母浸膏5g/L,谷氨酸钠20g/L,硫酸铵0.25g/L,海水晶25g/L,KH2PO44.0g/L,Mg SO4·7H2O0.5g/L,Ca CO35.0g/L,Na2SO43.0g/L,Fe SO4·7H2O 20mg/L,维生素B10.005g/L,维生素B120.005g/L。优化后,裂殖壶菌DHA产量到达13.83g/L,提高了22%,且培养基成本降低40%左右。

非晶碳膜中sp^2和sp^3相的检测方法

非晶碳薄膜由sp2和sp3杂化的碳原子组成。sp2和sp3碳原子的比例是决定非晶碳膜的结构和性能的重要参数。如何定量或定性地分析碳薄膜中sp2和sp3碳的含量一直是十分重要的问题。目前用来测定sp2和sp3碳及其比例的实验方法有13C核磁共振谱(NMR)、电子能量损失谱(EELS)、X射线光电子能谱(XPS)、椭圆偏振谱、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(IR)等。综述了这些测定方法及其特点。

碳氮营养和培养条件对芽孢杆菌(Bacillus sp.)A4生长的影响

芽孢杆菌(Bacillus sp.)A4是一株具有溶甲藻能力的菌株,为探究营养条件与培养条件对A4生长的影响,明确在多因素共同作用下菌株的生长特性,先以单因素方法比较不同碳、氮营养因子对其生长的影响,再以Plackett-Burman方法综合比较碳源、氮源、pH、接种菌量、温度、转速、装液量等因子对其生长的协同影响效应。结果显示,A4菌对有机碳源玉米浆和有机氮源大豆蛋白利用效果最好,培养24 h后菌量分别达到3.58×10~8、3.19×10~8 CFU/ml。各因子的重要性排序依次为大豆蛋白、温度、玉米浆、转速、接种菌量、pH、装液量,且大豆蛋白和温度对A4菌的生长影响显著(P<0.05)。研究表明,培养条件对菌株生长调控也有重要意义,在评估相关因素对菌株生长或生态功能的影响时,须将营养条件和培养条件协同分析。

配碳量对放电等离子烧结无粘结剂纳米WC硬质合金的影响

研究了配碳量对放电等离子烧结制备无粘结剂纳米WC硬质合金的烧结行为、相组成、致密度、硬度及晶粒大小的影响。结果表明:纯纳米WC粉直接烧结,样品的晶粒度为300～400nm,致密度及硬度均较高,但主相变为缺碳相WC1-x和W2C;配碳量为0.05%～0.25%时,样品中有少量缺碳相;配碳量为0.40%时,可以正确成相;配碳量为0.50%时,则出现游离碳;粉末配碳球磨后,因烧结过程提前到较低温度下完成,1800℃烧结时晶粒急剧长大且不均匀。

原料粉末碳、氧含量对无粘结相硬质合金性能的影响

采用放电等离子(spark plasma sintering,简称SPS)烧结制备出了无粘结相硬质合金材料,并结合XRD、SEM、金相显微镜等分析测试手段,研究了原料粉末中碳、氧含量对无粘结相硬质合金的微观组织和性能的影响。结果表明,原料粉末中游离碳含量过高会造成烧结体晶粒的显著长大,氧含量较高会降低烧结体的致密度,从而导致烧结体的性能变差;采用纯度较高的原始粉末时,维氏硬度达到2566kg.f/mm2,断裂韧性为6.2MPa/m1/2。另外,在500℃对原料粉末进行氢气预处理可以明显降低氧含量,在1700℃下可制备出相对密度达98.8%,维氏硬度为2731kg.f/mm2,断裂韧性为6.16MPa/m1/2的无粘结相硬质合金材料。

细菌碳酸酐酶促进形成的碳酸盐矿物

微生物促进碳酸盐矿化机理的研究对于全球碳循环和土壤的形成与演化等科学问题具有重要的意义。为了探究细菌胞外碳酸酐酶(CA)在碳酸盐矿化过程中所起的作用,本文采用硫酸铵析出蛋白质和Tris-H2SO4缓冲液溶解蛋白质的方法提取MF-2菌株分泌的胞外CA,将其添加于一水乙酸钙—胰蛋白胨(不含碳酸根)体系中并进行了120h的化学实验。同时设置一组不含CA的对照实验。实验结束后用离心法将固相和液相分离。利用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM/EDS)对沉淀物的矿物成分、元素组成和形态进行了研究,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定了溶液中的Ca2+浓度。实验结果表明:(1)在节杆菌属MF-2菌株胞外CA作用下形成了肉眼可见的沉淀物,其重量随着反应时间的延长而逐渐增大,而溶液中钙离子浓度随着反应时间的延长而逐渐降低。用双氧水(30%)处理的结果显示,碳酸盐矿物是沉淀物的主要组分。对照实验形成的沉淀物明显少于CA实验,而且其主要由有机物质组成。这充分地说明,MF-2菌株胞外CA可以显著地促进碳酸盐矿物沉淀。(2)在有胞外CA参与的实验早期(第48h之前),未形成任何结晶态物质;在实验的中后期,形成的矿物以方解石为主,含少量或不含球霰石。这明显不同于MF-2菌株的培养实验。在后一种情况下仅形成球霰石一种矿物。(3)胞外CA作用下形成的矿物形态包括菱面体形、球形和半球形,其中菱面体形矿物占主导地位。这也有别于MF-2菌株的培养实验(以球状和碗状为主)。对多张SEM照片进行的统计结果显示,菱面体形矿物所占比例有随着反应时间的延长而逐渐降低的趋势(即球形和半球形所占比例逐渐升高),从第48h的接近100%降低至第120h的84%。(4)MF-2菌株胞外CA促进碳酸钙沉淀的主要机制是其加速CO2的水化反应,参与反应的CO2可能主要源于空气。

小球藻的筛选和异养培养

从北京清河筛选出了具有异养能力的一株藻类,经初步鉴定为小球藻.在异养批量培养条件下,研究了不同氮源和碳氮比对筛选小球藻生长的效应.当葡萄糖作为惟一碳源时,硝酸钾和尿素都可以分别作为惟一氮源支持小球藻快速持续生长,而氯化铵作为惟一氮源时因使培养物中的pH快速降低而抑制了小球藻的进一步生长.当葡萄糖和硝酸钾分别作为小球藻生长的惟一碳源和氮源时,在碳氮质量比从5到20范围内,小球藻的生长随碳氮质量比的升高而明显增加,最大OD680nm达到了73.8.

不同碳氮源浓度和培养温度对裂殖壶菌产DHA的影响

研究不同碳氮源浓度和培养温度对裂殖壶菌产DHA的影响。用干重法测定裂殖壶菌的生物量,溶剂法提取油脂,并用GC分析DHA含量。结果表明:最适初始葡萄糖质量浓度和氮源质量浓度分别为80、15 g/L;菌种在26℃下培养48 h后,再将发酵温度降到22℃下培养120 h,其DHA含量为43.62%,DHA产量为5.23 g/L。在最佳条件下,50 L放大培养(先26℃培养48 h,后22℃培养96 h)后油脂产量可达14.8 g/L,DHA产量可达6.5 g/L。综上所述,裂殖壶菌具有较好的工业化生产潜力。

鱼腥藻7120中异形胞发育的影响因子

以鱼腥藻7120为对象,考察了碳源浓度和种类、氮源浓度和种类、光强及NaCl浓度对鱼腥藻7120异形胞发育及发生频率的影响. 结果表明,NaNO3和NH4Cl都会抑制异形胞的分化,NaNO3对异形胞的抑制可以通过提高CO2浓度而解除,但NH4Cl的抑制作用是彻底的;而添加NaHCO3却不能在NO3-存在时诱导鱼腥藻产生异形胞;提高光强和NaCl浓度能够增加异形胞的比例. 证明了胞内碳氮比例的升高是异形胞分化的直接原因.

2株芽孢杆菌利用不同碳源生产絮凝剂的研究

探讨了在纯培养和混合培养的条件下,2株芽孢杆菌F2和F6生产高效絮凝剂过程中对碳源的利用情况.研究表明,多种分子量在200以下的有机物能够作为碳源用于高效絮凝剂的生产,包括:单糖、双糖、醇、有机酸和酯类等,具有一定的普适性.发现利用废糖蜜、生物制氢废液和纤维素糖化液等廉价的生物质废料能够生产出性能良好的生物絮凝剂.

CO_2对微拟球藻(Nannochloropsis sp.)利用有机碳和光合作用的影响

CO2浓度提高时,微拟球藻吸收醋酸钠的速率增加2倍。混养生长的藻细胞最大光合作用速率、光合作用效率、无机碳半饱和常数和无机碳饱和的光合作用速率均显著低于光自养条件下生长的。

不同氮效率油菜SPS和PEPC活性差异及其对籽粒产量与油分含量的影响

【目的】蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase,SPS)与磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)分别控制着植物体内的碳骨架向碳代谢和氮代谢的流转,影响作物的产量与品质。为探明氮高效油菜品种在高效利用氮素的同时协调籽粒蛋白与油分累积矛盾的机理,研究了不同氮效率油菜品种的SPS与PEPC活性差异及其对籽粒油分含量的影响。【方法】采用土培试验,以氮高效品种27号(H)与氮低效品种6号(L)为试验材料,在常氮(N)与低氮(S)条件下,研究不同氮效率油菜品种苗期到花期叶片与角果发育初期的角果、角果发育中期的角果皮与籽粒中SPS与PEPC活性变化及差异、生长后期碳素转运量与转运率以及收获期籽粒油分含量的差异。【结果】两种供氮水平下,氮高效品种27号的产量与籽粒油分含量均显著高于氮低效品种6号,品种优势明显;且氮高效品种27号苗期到花期叶片与角果发育初期的角果、角果发育中期的角果皮与籽粒中的SPS与PEPC活性均高于氮低效品种6号,两种供氮水平的规律相同,但是SPS与PEPC活性的比值(SPS/PEPC)却因生育期不同而异,营养生长期叶片中氮高效品种27号的SPS/PEPC高于氮低效品种6号,开花期品种间叶片SPS/PEPC相近,角果发育期主要生殖器官中的SPS/PEPC值氮高效品种反而低于氮低效品种。说明氮高效品种向碳代谢和氮代谢输送的碳骨架在全生育期均多于氮低效品种,而碳代谢对氮代谢的响应只在生育前期强于氮低效品种,生育后期则相反。碳素转运量与转运率、籽粒油分含量与产量也是氮高效品种大于氮低效品种,这可能为氮高效品种协调籽粒蛋白与油分累积矛盾的重要生理机制。供氮水平对上述各指标有不同的影响,籽粒产量、PEPC活性、碳素转运量及转运率以常氮处理高于低氮处理,而油分含量、SPS活性及SPS/PEPC以常氮处理低于低氮处理,但不改变以上指标的品种间差异。【结论】与氮低效品种相比,氮高效品种全生育期向碳、氮代谢均输送更多的碳骨架,这是氮高效品种缓解碳、氮代谢矛盾的重要前提;碳代谢对氮代谢的响应生育前期较高、生育后期较低,同时生育后期有更多营养器官的碳素转运到籽粒,也为油菜生育后期满足籽粒碳、氮代谢所需要的碳骨架,并协调籽粒油分与蛋白质含量的矛盾提供了条件。

果糖-1,6-二磷酸醛缩酶和丙糖磷酸异构酶共表达对蓝藻光合作用效率的影响

以转高等植物ALD和TPI基因的鱼腥藻 712 0为对象 ,研究了ALD和TPI两个酶表达量对细胞光合固碳效率的影响。考察了初始pH、NaHCO3浓度和CO2 浓度对转基因藻和野生藻生长、光合活性及无机碳亲和力的影响。结果表明 ,转基因藻在较高碳源浓度下 ,其生长速率和光合放氧活性比野生藻有显著的提高 ,并且可以比野生藻耐受更高的pH。在含有 2 %CO2 的空气中 ,转基因藻对外源无机碳的亲和力比野生藻提高了 4 0

竹炭固定化假单胞菌处理含酚废水的研究

以竹炭为载体,将假单胞菌固定在竹炭上,用竹炭固定化假单胞菌降解苯酚,研究竹炭固定化假单胞菌对苯酚的降解。考察了固定化微生物添加量、pH、重金属离子等对苯酚降解的影响以及进水浓度随反应时间的变化关系;研究了竹炭固定化假单胞菌降解苯酚的反应动力学。通过对比试验,分析了竹炭固定化微生物法相对于活性污泥法的优势。结果表明：竹炭固定化假单胞菌能有效地降解水样中苯酚。在pH5~8范围内、200mL水样中固定化假单胞菌添加量为20g时,竹炭固定化假单胞菌对苯酚的降解效率最高。各种重金属离子对竹炭固定化假单胞菌的生物活性均有抑制作用,抑制程度由高至低依次为：Ag^＋、Cu^2＋、Cd^2＋、Co^2＋、Cr^6＋、Mn^2＋、Zn^2＋。竹炭固定化假单胞菌降解低浓度苯酚达到浓度变化相对稳定态所需时间比降解高浓度苯酚短,对低浓度苯酚的降解效率、降解速率明显高于高浓度苯酚。苯酚的降解过程可分为两阶段,两阶段均符合一级反应动力学模式。竹炭固定化假单胞菌对苯酚的降解相对于活性污泥法,不需污泥回流,固液易于分离,污泥量少,对高浓度苯酚的降解率更高、处理量更大。