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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
鞠虹 段进卓 李焰
为了让学生更好地理解膜分离技术在海水淡化以及水处理领域的应用，设计了氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合分离膜脱盐性能的综合实验。实验内容包括复合分离膜制备、复合膜表征、复合膜脱盐性能研究等，涵盖了多门材料和化学课程的主要相关知识点，是一个涉及材料、物理、化学、表面科学等多门学科的交叉综合实验。该实验选题新颖，将学术前沿与实验内容相融合，增加了教学实验的探索性和创新性。
关键词：
综合性实验 海水淡化 分离膜 氧化石墨烯
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
翟雪 乔金硕 樊铖 孙旺 毛竹
针对锂离子电池负极材料的实际应用问题,设计了MnO_2/碳纳米管/石墨烯/泡沫镍复合材料的制备及储锂性能评价综合实验。实验先采用化学气相沉积法制备碳基底,再经水热反应沉积二氧化锰制备自组装电极;通过X射线衍射、扫描电镜、氮吸脱附法等技术和电化学手段对其结构、微观形貌、储锂性能进行表征和评价。该实验涉及纳米材料制备、微观结构表征、电池装配工艺、储能性能评价等多个环节,涵盖了电化学、固态物理学、材料学等多个学科领域,以热点应用问题为切入点,结合实际科研成果,能够多维度地提高学生的科研动手能力和解决实际问题的能力,激发学生的科研热情。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张秋平 张文银 孙帅博 董钟 张佳慧
依托科研项目,设计了羧基化氧化石墨烯对Cu(Ⅱ)的吸附的研究性综合实验。该实验包括羧基化氧化石墨烯材料的制备和其对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究,涉及红外光谱仪、拉曼光谱仪、X射线粉末衍射仪、元素分析仪以及原子吸收分光光度计的使用。通过实验,使学生了解石墨烯材料的制备过程和表征技术,提高学生学习兴趣,培养学生创新思维,锻炼学生实践能力,提高学生的综合素质和科研创新能力。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
陈红艳 胡海洋 胡伟武
为方便有效地检测黄酮类物质的含量，使用碳纳米管和石墨烯制备新型修饰电极，用铁氰化钾溶液作探针溶液考察电极的电化学性能，证明修饰后的电极具有较好的电活性。使用修饰电极结合循环伏安法和差分脉冲伏安法２种电化学方法对典型黄酮类化合物槲皮素进行分析检测。检测结果表明：使用该电极在对槲皮素进行检测可以表现出很好的响应性能。在ｐＨ为４．５的Ｂｒｉｔｔｉｏｎ－ｒｏＢｉｎｓｏｎ（Ｂ－ｒ）缓冲液中，槲皮素的差分脉冲测试峰电流值与其浓度于１×１０～（－７）～１×１０～（－５） ｍｏｌ／ｌ存在较好的线性关系，线性回归方程为ｉｐａ＝－１．４４７ｃ－０．３２５，最低检出限为２×１０～（－８） ｍｏｌ／ｌ（ｓ／ｎ＝３），．．．
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
李星星 左涵琪 李春巧 杜婷 杜欣军
为研发抗动物源性病毒感染的新型广谱纳米材料，将氧化石墨烯（GO）与二氧化锰纳米片（MnO_2NSs）通过π-π堆叠作用制备合成二维复合纳米片材料（GO-MnO_2 NSs），通过TEM、XRD、XPS对GO-MnO_2NSs的形貌、结构、结晶度和元素价态进行表征，并采用MTT法对GO-MnO_2 NSs的细胞毒性进行测试。结果显示，625μg/mL GO-MnO_2 NSs的细胞存活率超过85%；以猪流行性腹泻病毒（PEDV）作为冠状病毒的模式病毒，EC_(50)、间接免疫荧光和Western Blot试验结果证实GO-MnO_2 NSs对PEDV感染具有显著的抗病毒活性效果。研究表明，GO-MnO_2 NSs能够清除由病毒感染引起的活性氧过表达并抑制细胞凋亡，同时还能上调细胞内干扰素和干扰素刺激基因（ISGs）等抗病毒因子的表达，从而有效抑制病毒感染。
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
徐俊晖 周黄歆 王亚珍
制备了一种碳纳米管/壳聚糖复合膜修饰的玻碳电极,并通过循环伏安法和计时库仑法详细研究了尿酸在复合膜修饰电极上的电化学行为.对诸如支持电解质,溶液pH,富集时间等实验条件进行了优化,结果表明,在pH=3.95 0.1mol/L柠檬酸钠盐支持电解质中,尿酸在复合膜修饰电极上具有良好的电化学响应.相对于裸玻碳电极,尿酸的氧化峰电位负移20mV,峰电流显著提高,锋形更为尖锐,表明复合膜对尿酸的电化学氧化具有一定的催化作用,计时库仑法结果表明尿酸在复合膜修饰电极上为两电子两质子的电子转移过程.尿酸的氧化峰电流与其浓度分别在5.0×10-9～5.0×10-7 mol/L范围内和1.5×10-6～1.0×10-4 mol/L范围内呈良好的线性关系,线性相关系数分别是0.994 7和0.988 4.开路富集120s后,检出限为5.0×10-9 mol/L.将该复合膜修饰电极应用于人体实际尿样中尿酸的测量,结果令人满意.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
赵联明 徐静 朱后禹 付殿岭 匙玉华 郭文跃
针对新能源材料中的电催化析氢过程,设计了研究型实验"Fe掺杂碳纳米管的析氢活性",探究了FeCNT(5,5)的几何和电子结构、结构稳定性、析氢反应路径和析氢活性。该实验以高性能计算集群为平台,利用Materials Studio软件开展密度泛函理论模拟,适合作为本科生研究型计算材料学实验,有助于激发学生参与科研和创新的热情。
关键词：
实验设计 电催化 析氢反应 密度泛函理论
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
付勇 裴建川 李梅 王鹏程 王洁洁
【目的】探讨多壁碳纳米管和重金属的相互作用,对复合生态毒性评价具有重要意义。【方法】测定3种不同官能团多壁碳纳米管(短、短羟基和短羧基)与镉离子(Cd~(2+))对大肠埃希菌Escherichia coli的单独及复合毒性,并通过碳纳米管zeta电位测定、沉降和吸附实验揭示短多壁碳纳米管-Cd~(2+)混合物的细菌毒性及影响机制。【结果】3种多壁碳纳米管细菌毒性从强到弱依次为短多壁碳纳米管、短羧基多壁碳纳米管、短羟基多壁碳纳米管。100 mg·L~(-1)短多壁碳纳米管混合不同质量浓度(0、 1、 2、 4、 8、 10 mg·L~(-1))Cd~(2+),复合毒性从强到弱依次为短多壁碳纳米管-Cd~(2+)、短羧基多壁碳纳米管-Cd~(2+)、短羟基多壁碳纳米管-Cd~(2+),且复合毒性都小于两者叠加毒性。不同质量浓度(10、 20、50、 100、 200 mg·L~(-1))多壁碳纳米管混合1 mg·L~(-1)Cd~(2+),复合毒性从强到弱依次为短多壁碳纳米管-Cd~(2+)、短羧基多壁碳纳米管-Cd~(2+)、短羟基多壁碳纳米管-Cd~(2+)。【结论】多壁碳纳米管-Cd~(2+)混合物的细菌毒性主要取决于多壁碳纳米管对Cd~(2+)的吸附状况。图4表1参18
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
叶珂祯 王宗秀 陈熙 张炜
[目的]研究单链DNA包裹前、后的单壁碳纳米管(SWCNT)对莱茵衣藻光合作用和光合产氢的影响,为利用藻类高效产氢提供新思路。[方法]对单壁碳纳米管进行单链DNA修饰,利用光谱学等方法表征其理化性质。将单链DNA包裹前、后的单壁碳纳米管引入莱茵衣藻培养体系共孵育,观察单壁碳纳米管在衣藻细胞中的分布及其对衣藻光合作用和光合产氢的影响。[结果]单链DNA修饰可以增加单壁碳纳米管在溶液中的稳定性,减少纳米管团聚引起的衣藻细胞聚集。单链DNA包裹前、后的单壁碳纳米管对莱茵衣藻生长仅有轻微抑制。在缺硫条件下,与对照相比,2种形态单壁碳纳米管(ss DNA/SWCNT、SWCNT)均造成衣藻PSⅡ活性下降,呼吸速率显著高于光合速率,从而诱导衣藻细胞更快进入缺氧状态。2种形态单壁碳纳米管均可促进莱茵衣藻光合产氢,但未经包裹的单壁碳纳米管效果更加明显,可提高产氢量5倍以上。[结论]单链DNA包裹可提高单壁碳纳米管在溶液中的稳定性和分散性。单壁碳纳米管可通过影响PSⅡ活性和增强呼吸代谢的方式促进莱茵衣藻光合产氢。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孙海翔 张晓云 葛保胜 王兆杰
将科研成果转化为实验教学内容,设计研究了多孔石墨烯的制备及气体分离性能评价的综合实验,以促进学生对专业知识有更加系统地了解。实践表明,在对新型碳材料理论了解的基础上,增加石墨烯的结构调变设计及性能评价实验,既能激发学生对于专业知识的研究兴趣,在文献调研、实验设计和动手操作过程中又培养了学生的自主学习能力和创新意识,深化了学生对材料的结构与表征认识,从而更好地理解材料的结构与性能之间的关系。
关键词：
多孔石墨烯 综合实验 气体分离 材料结构
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
蒋玉湘 李再峰
将材料化学的最新科研成果引入实验教学,设计了碳纳米管/聚氨酯复合弹性体的制备及其热致衰减研究的综合性研究实验。通过FTIR、SEM对碳纳米管(CNTs)的结构和形貌进行了分析,借助适量1.4二氧六环溶剂得到CNTs分散体系,经原位聚合法制备了CNTs/聚氨酯复合弹性体。利用TEM、SEM分析了CNTs对聚氨酯脲弹性体的复合效果,结合“原位”变温红外分析技术和变温力学性能测试技术对聚氨酯弹性体进行了热致衰减分析研究。该实验内容涵盖了原料分析、配方设计、制备方案设计和实施,以及结构表征和性能测试等诸多环节和诸多操作,可增加实验内容的综合性,提高学生的综合素质、科研能力和创新能力。
关键词：
碳纳米管 复合材料 力学性能 热致衰减
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
胡传正 宋斌 徐俊晖 王亚珍 胡思前
石墨烯作为"明星材料",具有高导电性和高比表面积;二氧化锆对磷酸基团具有很好的吸附作用.将石墨烯和纳米二氧化锆分散液修饰到电极表面制备成一种纳米石墨烯/纳米ZrO_2复合膜修饰的对硫磷电化学传感器,并对修饰剂的浓度、支持电解质的选择、溶液pH值、富集时间和富集电位等实验条件进行了优化.由于复合膜修饰电极综合了石墨烯的高导电性与纳米ZrO_2的强吸附能力,对硫磷在修饰电极表面表现出富集时间短、电子转移速率快的特点.差分脉冲伏安法分析结果显示对硫磷在传感器上的氧化峰电流与其浓度在0.05～30μmol·L~(-1)范围内呈良好的线性关系,检测限达20 nmol·L~(-1).用加标回收法测量苹果样品中对硫磷含量,回收率为99.1%～103.6%.
[期刊] 水产学报
[作者]
姜倩雯 张丽珊 李小艳 武瑶 赵怡扬 徐慧铭 林向民
为了筛选细菌的疫苗候选蛋白，本实验根据课题组前期的研究发现，挑选了2个嗜水气单胞菌外膜蛋白（A0KLQ6和A0KH89）并以A0KHR9（OmpAII）为对照,比较外膜蛋白与碳纳米管载外膜蛋白，分别在腹腔注射与浸泡免疫模式对斑马鱼的免疫反应与免疫保护效果。结果显示，腹腔注射组和浸泡组与普通蛋白组对比，碳纳米管载蛋白能够显著提高斑马鱼免疫相关基因表达量。腹腔注射组在5 μg剂量下免疫A0KHR9、A0KLQ6和A0KH89蛋白分别获得61.6 %、65.39 %和84.96 %相对免疫保护率（relative immune protection rate，RPS），在5 μg剂量下免疫碳纳米管载蛋白SWCNTs-A0KHR9、SWCNTs-A0KLQ6和SWCNTs-A0KH89分别获得68.10 %、77.50 % 和90.43 %的RPSs。浸泡组在40 mg/L剂量下免疫A0KHR9、A0KLQ6和A0KH89蛋白分别获得30.80 %、25.85 %和37.80 % 的RPSs，在40 mg/L最高剂量下免疫碳纳米管载蛋白疫苗SWCNTs-A0KHR9、SWCNTs-A0KLQ6和SWCNTs-A0KH89分别获得63.60 %、73.74 % 和68.49 % 的 RPSs。研究表明，铁离子限制下嗜水气单胞菌外膜蛋白A0KLQ6和A0KH89等蛋白能够作为抗嗜水气单胞菌的亚单位疫苗候选蛋白，而单壁碳纳米管载蛋白通过注射免疫与浸泡免疫均能显著提升免疫疗效，是一种疫苗的适宜纳米载体。以上研究为寻找高效的嗜水气单胞菌亚单位疫苗候选蛋白及佐剂提供了理论依据。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
杨文韬 朱小燕 严春杰 王洪权 段平 刘凤翔 闫雪莲
羧基化处理氧化石墨烯(GO)得到羧基化氧化石墨烯(GOC),通过共混法制备复合膜,对比研究GO、GOC对聚偏氟乙烯(PVDF)膜的亲水性、抗污染性等性能的影响,测试了膜的亲水接触角、膜通量、蛋白质截留率、通量恢复率等。结果表明:GOC/PVDF膜部分β晶型转变为α晶型,表面小孔增多,断面指状孔及海绵状孔径变小,热稳定性提高,亲水性增强,接触角由原膜的81.0°降低到41.2°;水通量和孔隙率分别提高至原膜的3倍和2倍;BSA截留率最大可达到40%。
[期刊] 水产学报
[作者]
周文博 余雯雯 石建高
采用熔融纺丝法制备渔用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/石墨烯(GR)纳米复合纤维,研究了GR含量对UHMWPE纤维结构、热性能、力学性能与蠕变性能的影响。结果显示,GR在UHMWPE纤维基体中的分散情况以纳米级厚度为主,当GR含量为1‰和3‰时,GR在UHMWPE纤维基体中分散均匀,当GR含量为5‰时,GR在UHMWPE纤维基体中出现大的团聚体。与纯UHMWPE纤维相比,UHMWPE/GR纳米复合纤维的断裂强度和结节断裂强度均有显著提高,表明一定含量的GR可有效增强UHMWPE的抗蠕变性能且降低其蠕变速率。当GR含量为3‰时,断裂强力提高了31.9%,蠕变率降低了27.3%。当UHMWPE经GR改性后,纳米粒子与聚乙烯链段相互作用力增强,晶区附近受限的非晶区链段增多,α转变峰逐渐增强增宽。研究表明,通过纳米改性技术,可以显著提高超高分子量聚乙烯纤维的力学性能和抗蠕变性能,为实现渔用材料的高性能化提供理论依据。
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