碳纳米复合材料力学性能测试技术的研究及展望

主要概述了碳纳米复合材料的力学性能测试技术应用现状并对其发展方向进行了展望。根据其材料的不同形态和使用性能,阐述常见的宏观力学性能测试技术,如拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、疲劳试验和动态热机械分析等,并展望了碳纳米复合材料力学性能测试技术的未来发展方向,即开展纳米压痕测试,应用计算机模拟技术,以及引入力学联用分析技术,旨在为相关碳纳米复合材料力学性能测试技术的不断发展和创新提供参考和借鉴。

不同离子交换膜在电渗析技术中的应用评价研究

选用三种不同工艺制备的离子交换膜,详细考察对比不同膜片的微观形貌、热稳定性、含水量、离子交换容量、离子选择透过性、面电阻等理化性质,系统评价不同膜片在盐浓缩电渗析技术中的应用性能。结果表明,流延法和拉伸法均相膜结构相对致密且均一,孔径分布集中在10 nm以下,元素分布均匀,具有较低的面电阻和能耗,较高的离子选择透过率、电流效率和盐通量;且拉伸法均相膜横向致密、纵向疏松的结构更有利于降低面电阻和能耗,增加电流效率和盐通量。热压法异相膜具有多相结构,膜较厚,且含有一些大孔(<6μm),面电阻和能耗约是均相膜的2倍,同时离子选择透过率、电流效率和盐通量均较低。所选用离子交换膜均能达到在电渗析脱盐应用中对材料热稳定性的要求。研究结果可为电渗析用离子交换膜的结构设计、制备工艺等提供参考。

基于自动质谱解卷积与识别系统-气相色谱质谱技术筛查分析聚乳酸餐盒可迁移添加剂

目的 基于自动质谱解卷积与识别系统-气相色谱质谱技术筛查聚乳酸餐盒中可迁移添加剂。方法 采用傅里叶变换红外光谱法(Fourier transform infrared,FTIR)结合热裂解/气相色谱-质谱法(pyrolysis-gas chromatography mass spectrometry,Py-GC-MS)对餐盒材质鉴定,并将餐盒置于不同模拟液和不同温度进行迁移实验,GC-MS进行检测,基于自动质谱解卷积与识别系统(automated mass spectral deconvolution and identification system,AMDIS)及自研数据处理程序MSData批量处理数据,分析可迁移添加剂,并利用标准品和保留指数验证。结果 所售餐盒的材质为聚乳酸,AMDIS、谱库检索和结果 验证能够显著提高可迁移添加剂鉴定的准确性,MSData可提升数据处理效率,共筛查出18种可迁移添加剂,其中4℃可以迁移出的添加剂只有6种,随温度升高,在25℃条件下新增4种,70℃条件下新增8种。经毒性预测,9种低毒,8种微毒,1种无毒;其中11种呈现出微弱的发育毒性;致畸性均为阴性。结论 该分析方法 快速、方便,可推广至其他聚乳酸餐盒中可迁移添加剂的快速筛查分析。

萝卜硫苷的高效纯化技术研究进展

萝卜硫苷(Glucoraphanin,RAA)是广泛存在于十字花科植物中的硫代葡萄糖苷,其代谢产物具有防癌抗癌等功能。但从十字花科植物中提取的RAA纯度较低,降低了其利用率,因此需要对RAA纯化。当前纯化RAA的主要技术为色谱纯化技术,但该技术存在回收率低以及二次污染等问题。此外,因膜纯化技术是分离纯化糖苷类物质最常用的方法,具有设备和操作简单以及无二次污染等特点,故该技术同样是纯化RAA的潜在技术。因此,色谱纯化与膜纯化联合技术可实现RAA的有效回收并提高RAA的纯度,有效规避色谱纯化技术所造成的RAA回收率低及二次污染的缺点。因此,该文主要讨论了目前RAA主要的纯化方法,分析了色谱和膜纯化技术在RAA纯化中联合应用的可行性,为RAA的高效纯化提供方法参考。

闪光法测试聚合物薄膜材料导热性能的研究

电子与微电子领域的发展极大地推动了导热聚合物薄膜材料的研究,然而适用于薄膜材料的导热性能分析技术及测试方法仍缺少系统研究。闪光法是最具代表性的瞬态法导热分析技术,本文系统介绍了闪光法的基本原理、测试条件以及适用范围等,并以导热聚酰亚胺薄膜材料为代表,详细分析了聚合物薄膜材料的厚度、表面质量、前处理条件、仪器参数设置以及数据分析处理等因素对测试结果的影响,并探讨了闪光法测试聚合物薄膜材料不同方向导热性能的应用。结果表明:样品的厚度准确性、表面质量、透明性均会影响测试结果,采取溅射镀金和喷涂石墨的预处理方法可有效提高测试准确性。同时,测试仪器的参数设置和数据处理方法会影响温度-时间曲线形状及拟合结果,需要根据聚合物薄膜样品的特性来选择适宜的测试条件。

石墨烯基材料的灰分测试方法研究

分别采用马弗炉燃烧法和热重分析法两种方法研究了石墨烯基材料的灰分。比较了使用不同方法测试6类石墨烯基材料灰分的结果数值;对不同实验方法的灰分进行分析,发现使用马弗炉燃烧法与热重分析仪的灰分测试结果一致,无显著差异;马弗炉法具有高样品代表性、低成本等的优点,热重分析法具有仪器性能稳定、自动化程度高的优点,两者互为补充,是石墨烯基材料灰分测试的重要方法,为碳材料灰分的测试提供参考和借鉴。

虾青素在禽畜养殖中的功效及应用研究进展

虾青素是一种酮式类胡萝卜素,因特殊的化学结构而具有极强的抗氧化性。目前,虾青素作为一种高效、安全的饲料添加剂,具有抗氧化、增强免疫力、缓解炎症等生物学功能,在水产、禽畜养殖中具有广阔的应用前景。本文综述了虾青素的结构特性、来源和在禽畜养殖中的应用效果,以期为虾青素在禽畜养殖中更广泛地应用提供理论参考。

不同产地蓝铜矿矿物学及谱学特征研究

蓝铜矿是含铜的碳酸盐矿物,它产于铜矿床的氧化带,是一种次生矿物,因此蓝铜矿的出现可作为寻找原生铜矿床的标志。国内学者对蓝铜矿的谱学研究比较少,且对世界不同著名产地蓝铜矿矿物学与谱学特征对比是空白区。通过扫描电镜能谱分析仪、粉晶X射线衍射仪、同步热分析仪、红外光谱仪等仪器对2块中国产地蓝铜矿矿物样品(安徽六峰山、广东阳春)与2块外国产地蓝铜矿矿物样品(老挝、澳大利亚)的成分、结构及谱学特征进行了分析与探讨。能谱元素分析结果显示4块矿物样品的主要元素为C、O、Cu三种元素。X衍射结果表明除产于安徽六峰山矿物外,其他3种产地矿物X衍射物相分析结果均为蓝铜矿Cu_(3)(OH)_(2)(CO_(3))_(2)。产于安徽六峰山矿物除了主物相蓝铜矿的衍射峰外,在其他位置也检测出衍射峰,表明产于安徽六峰山的矿物含有第二物相孔雀石CuCO_(3)·Cu(OH)_(2)。从同步热分析仪热重曲线可以看出主要有两个失重台阶,300℃之前的失重可能是蓝铜矿中含有小部分的孔雀石的分解失重,而300~600℃的失重对应的是蓝铜矿的分解失重。从红外光谱上看主要的红外峰为蓝铜矿的特征峰,四个不同产地的红外光谱比较相似。结合蓝铜矿的外观特征,可为不同产地蓝铜矿的产地鉴定和检测提供依据。

不同分子结构聚酰胺热分解机理研究

采用热分析-红外-质谱联用仪(STA-FTIR-MS)和热裂解/气相色谱-质谱联用仪(Py/GC-MS)对聚酰胺56(PA56)与聚酰胺6(PA6)、聚酰胺66(PA66)的热分解行为进行了比较研究。旨在阐明PA56与PA6、PA66在热分解过程中表现出的差异性及热裂解机理特点。通过阿伦尼乌斯(Arrhenius)方程计算反应活化能(Ea),并进一步通过热裂解实验对PA6、PA66、PA56的热降解产物进行分析。结果表明:PA6、PA66、PA56在氩气中的热降解过程均为一步反应,热降解活化能数值PA6>PA66>PA56,均大于185 kJ/mol,表明三者都具有良好的热稳定性,且PA56相比PA6、PA66热稳定性更好。三者的断裂方式相似,均以酰胺键的α位断裂为主。

食品中志贺氏菌快速检测免疫磁分离样品前处理技术研究

采用Protein A磁珠与志贺氏菌混合血清制备抗志贺氏菌多靶标免疫磁珠,建立了25 mL志贺氏菌免疫磁分离体系,并通过测定代表性食品(牛奶、水果、面包)中志贺氏菌生长曲线,设计食品样品前处理可行性技术方案,与环介导等温扩增(LAMP)检测技术整合进行了食品中痕量志贺氏菌快速检测验证。结果显示:多靶标免疫磁珠能同时捕获福氏、宋内氏、鲍氏、痢疾氏等4种志贺氏菌,捕获效率为35%~94%,非特异性小于1%(金黄色葡萄球菌10%除外),1~2×10^(1)CFU志贺氏菌在25 mL纯牛奶、25 g梨/面包+25 mL志贺氏菌增菌肉汤基础中,通过6 h培养+免疫磁分离的策略可获得10^(2)CFU/mL以上的志贺氏菌,将志贺氏菌检测样品前处理时间由48 h缩短至8 h内,并能够满足后续检测技术检出限的需求,实现了食品中志贺氏菌的快速检测。

热分析及其联用技术在纳米碳材料性能评价中的应用

热分析技术是在程序控温和一定气氛下,测量物质的某种物理性质与温度或时间变化等关系的一种方法技术手段,能够准确、快速的测量物质的变化,在纳米碳材料表征中有重要的应用。本文将简要阐述热分析及其联用技术在纳米碳材料表征方面的应用进展和研究成果,结果表明它们为纳米碳材料的耐氧化性、热稳定性、表面氧化度、不同形态碳含量、热分解机理等分析的探索提出了切实可行的研究途径,同时结合笔者在这方面的一些工作对热分析技术的具体应用进行了详述,最后对热分析及其联用技术在纳米碳材料表征中的应用做了重要的前景展望。

速食食品纸桶包装冲泡过程的矿物油迁移试验研究

目的建立速食食品纸桶在冲泡过程中产生矿物油迁移的化学溶剂替代试验,并且以此考察市售纸桶包装的矿物油迁移情况。方法首先将100℃的玉米油倒入空纸桶,自然放置30min以模拟冲泡过程;然后以该植物油为参考,分别考察其替换为正己烷和95%乙醇的迁移数据,寻找纸桶在食品冲泡过程中矿物油迁移试验的替代化学溶剂。结果冲泡过程中纸桶及其外层印刷油墨均会迁移矿物油至玉米油中,其中饱和烃(mineral oil saturated hydrocarbons,MOSH)的迁移量为2.26~22.73 mg/kg;纸桶迁移矿物油至正己烷的数据与其迁移到植物油的具有较好的可比性,因而确定正己烷为纸桶迁移矿物油的化学替代溶剂,从而建立了纸桶冲泡过程的迁移试验,即100mL正己烷在常温下置于空纸桶30min,然后测定迁移液中MOSH和芳香烃(mineral oil aromatic hydrocarbons,MOAH)。结论纸桶包装在冲泡过程会不同程度地迁移出矿物油,其中白桶的迁移量普遍高于牛皮纸桶,部分白桶的MOAH迁移量超出欧盟限量(0.05 mg/kg)。考虑到MOAH有致癌和遗传毒性,建议予以重视。

鱼露中章鱼胺含量分析及衍生化产物结构推断

利用衍生化法建立了准确的鱼露中章鱼胺分析方法,同时结合高分辨质谱对其衍生产物准确定性。鱼露试样以1,7-二氨基庚烷为内标,采用丹磺酰氯衍生法使章鱼胺及其内标在碱性条件下与丹磺酰氯生成衍生物,乙醚提取,产物经C_(18)色谱柱分离,高效液相色谱-紫外检测器检测,内标法定量。章鱼胺在线性1~20mg/L范围内线性关系良好,检出限为0.3mg/L,定量限为1.0mg/L,回收率介于70.6~104.7%之间,精密度小于9%。在此基础上运用超高效液相色谱-二极管阵列检测器-四极杆飞行时间串联质谱仪(UHPLC-PDA-Q-TOF-MS)对产物结构进行推断,进一步明确产物的色谱峰峰位及衍生化产物形成机理,并将所开发的方法应用于市售鱼露样品中章鱼胺的定量定性分析。该方法定性定量准确,可避免假阳性事件的发生。

基于代谢组学和特征分子网络技术分析小鼠体内氧氟沙星的代谢产物

借助超高效液相色谱-四极杆串联飞行时间质谱(UHPLC-Q-TOF MS),结合代谢组学及特征分子网络(FBMN)技术,分析氧氟沙星在小鼠肌肉、结肠、肝脏、肾脏、回肠及内容物中的代谢产物。依据人类代谢组数据库(HMDB),利用代谢组学软件Progenesis QI鉴定出小鼠体内氧氟沙星的2种代谢产物,分别为N-氧化产物和培氟沙星;在FBMN技术下,依据可视化结果鉴定出5种代谢产物,其中两种与QI鉴定结果相同,另外3种分别为脱羧产物、脱羧后N-脱烷基化产物、脱氨后开环脱羧产物。采用所建立的方法快速分析了小鼠体内氧氟沙星的代谢产物。该方法具有快速、准确、无需标准品等特点,在其他代谢产物的分析方面具有广泛的应用前景。

农田土壤中微塑料测试方法比较及应用研究

微塑料是指粒径小于5 mm的塑料,包括碎片、纤维、颗粒、发泡等不同形貌类型。作为一种新型环境污染物,微塑料污染已成为全球性的环境问题。微塑料进入农田后,对土壤理化性质、微生物群落、土壤动植物生长等均产生不利影响,损害土壤健康,影响农业生产和农产品质量。开展微塑料研究,构建准确的分析方法是重要基础和前提。该文对农田土壤中微塑料的测试方法进行比较研究,对比分析目检法、扫描电镜/能谱法、热裂解气质联用和显微-傅里叶变换红外光谱法在研究微塑料中的优缺点。结果表明,显微-傅里叶变换红外光谱法不仅能够对微塑料颜色、尺寸大小进行形貌表征,而且能够对其组成成分进行谱图鉴别,是土壤微塑料分析鉴别的理想方法。基于显微-傅里叶变换红外光谱法,分析微塑料在新疆农田土壤中的分布及组成特征,微塑料形状主要为薄膜状(35.2%),颗粒状(27.8%)和纤维状(22.5%);粒径<200μm(44.2%), 200~500μm(32.5%), 500~1 000μm(12.8%), 1 000~5 000μm(10.5%);材质以聚乙烯(60.2%)、聚丙烯(18.3%)、聚氯乙烯(8.6%)为主。

香糟卤微胶囊产品在储藏及烹饪过程中的气味释放特性研究

香糟卤是在我国南方地区广泛应用的一种调味卤汁,由于酒精浓度较高,其风味物质会随着酒精一同挥发,导致香糟卤味道变淡,严重影响消费者的感官享受。香糟卤微胶囊化技术能有效延缓其风味释放,为了研究微胶囊后香糟卤在储藏及烹饪过程中的气味释放变化及稳定性,文章通过储藏实验及加速实验,利用鸡蛋模拟不同烹饪条件,分析关键气味的变化情况及稳定性。结果发现,香糟卤微胶囊更适合在室温下储藏,且随着储藏时间的延长,释放速率逐渐下降;温度越高越有利于关键风味物质的释放,85℃条件下微胶囊产品中8种风味物质的释放率在75%以上;除乙醇和乳酸乙酯外,微胶囊产品中其他风味化合物浓度均显著高于香糟卤,香糟卤微胶囊产品在烹饪中有利于食材对其气味化合物的吸收。该结果为香糟卤微胶囊产品在食品烹饪过程中增进风味的应用提供了理论参考。

基于FTIR光谱技术对可生物降解材料中添加PE/EVA组分的定性定量分析

以海南禁塑名录(第一批)中禁用不可降解塑料聚乙烯(PE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为目标物,按不等质量梯度分别与聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚乳酸(PLA)等可生物降解聚合物熔融共混,进行复合物中PE和EVA的定性定量分析研究,以期为市场监督禁塑组分的违规添加提供数据。傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合聚类分析,对PE-PBAT、EVA-PBAT、PE-PLA和EVA-PLA二元共混体系中的68个自制样品进行目标物鉴别及定量分析。结果表明,将所有光谱数据采用化学计量法分析研究,其聚类分析法可将样品分为3类,全波段下A=14,R^(2)X(cum)=0.997,Q 2(cum)=0.992。FTIR解析以峰形和峰位置筛选定性特征峰,以峰强变化筛选定量特征峰,其中PE-PBAT和EVA-PBAT体系有定性特征峰2918和2850 cm^(-1),定量特征峰2918,2850,1714和727 cm^(-1);PE-PLA体系有定性特征峰2918,2850和718 cm^(-1),定量特征峰2918,2850和1747 cm^(-1),另外1460 cm^(-1)谱带的强弱与组分比例不相关的特点可用于辅助定量;EVA-PLA体系包含定性特征峰2918,2850,1237和718 cm^(-1),定量特征峰2918,2850和1740 cm^(-1),红外定性分类结果与化学计量分析一致。进而探究峰强度比与禁塑组分含量的相关性,Spectrum Quant软件建立的定量模型表示:PBAT基共混材料的2918/727峰强度比与PE或EVA含量存在高度相关性,PE-PLA共混材料中2918/1460峰强比与PE含量存在高度相关性,EVA-PBAT共混材料中2918/1740峰强比与EVA含量有高度相关性;盲样验证显示残差值在±2.7%内。FTIR技术在禁塑组分PE和EVA定性定量分析中方法可靠,可实现简便快捷的半定量分析。

胶接结构的Ⅰ型界面断裂韧性研究进展

胶接结构相对机械连接有诸多优势,对于航空航天领域中广泛使用的纤维增强复合材料层合板的连接更为适用。胶接技术具有重量轻,连接件数目少,不引入新的孔损伤,抗疲劳性能好且能获得气动光滑面等突出优点,是复合材料连接结构设计中的优选方案。其中,胶接界面性能是研究的焦点问题之一。本文从胶接结构Ⅰ型界面断裂韧性测试的加载速率入手,将所有方法分为三大类,动态冲击加载、疲劳裂纹扩展和准静态裂纹扩展。其中,准静态裂纹扩展是使用最为频繁的,也是最能体现裂纹扩展过程的一种方法。本文从试验研究、理论分析和数值模拟三个方面对国内外在胶接结构界面断裂韧性准静态加载方面所取得的研究成果进行了系统综述,重点介绍了裂纹尖端识别方法,理论分析计算方法以及以粘聚区模型(CZM)为代表的数值模拟方法的研究现状,并对胶接结构Ⅰ型界面断裂韧性的影响因素进行综合总结,最后对胶黏剂材料、厚度以及表面处理方式对胶接结构性能的影响机制做了综述分析。

磁性细胞分选技术的应用与生物学评价

磁性细胞分选技术是一种利用超顺磁性纳米复合材料进行细胞分选的细胞高度特异性快速分选技术,在免疫学、干细胞学、肿瘤学和临床医学等领域应用广泛。本文综合阐述了磁性细胞分选技术的分类和应用,讨论了近几年出现的几项基于磁性细胞分选的新技术和面临的挑战。重点分析了磁性细胞分选产品生物学评价的必要性,并提出了10项与磁性细胞分选产品相关的生物学评价技术参数:得率、纯度、无菌、细胞毒性、细胞形态、活率、细胞的光散射特性、细胞的荧光抗体标记能力、细胞活化、细胞增殖,该评价技术参数的提出对磁性细胞分选规范化应用具有重要的推动作用。

不同的消解方法对ICP-MS测定大米中5种重金属元素影响的研究

本文采用微波消解和湿式消解2种不同的消解方式来处理大米试样及标准物质,通过优化消解体系的选择、消解时间和消解温度,研究消解方法对ICP-MS同时测定大米中镉、铬、镍、铅、砷5种重金属元素的影响。结果发现,2种不同的消解方法对测量结果无显著性差异,在日常分析检测过程中可用湿式消解法替代微波消解法进行试样消解。