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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
周兰娟 姜传星 张冬至 吴振岭 权云霞
以碳球作为牺牲模板,采用水热法制备具有空心球结构的双金属复合纳米材料Zn2SnO4,并采用多壁碳纳米管(multi-wall carbon nanotubes,MWNTs)对其进行掺杂修饰,进而制备出MWNTs/Zn2SnO4纳米复合薄膜传感器件;通过扫描电子显微镜(SEM)对复合敏感薄膜进行表征分析,并在室温下对其开展氨气的敏感特性测试。实验结果表明,该传感器在室温下对氨气具有较好的气敏响应,包括较高的灵敏度、较快的响应-恢复特性、良好的线性度及稳定性等,为气体检测分析与先进传感技术提供了重要手段。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张冬至 王冬瑞 周兰娟 任旭虎
通过水热法制备了MoS_2和TiO_2,采用层层自组装制作电容型薄膜湿敏传感器,在11%97%RH湿度范围内的测试结果表明其灵敏度高达150 270%,而且具有快速响应及恢复特性。采用STM32、结合LabVIEW进行了硬件电路设计以及程序编写,实现了湿度测量和人体呼吸频率的监控,构建了人机界面友好的实验测试平台。
关键词：
湿敏传感器 MoS2 TiO2 自组装
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张冬至 王东岳 吴语寒 张勇 周兰娟 任旭虎
采用层层自组装技术在叉指电极上制备碳纳米管-氧化锌薄膜器件,结合可编程逻辑控制器(PLC)与上位机组态王监控软件制作了一种新型气体检测平台。实验结果表明,所制备的氧化锌修饰碳纳米管薄膜器件及其测试平台对甲烷气敏响应特性良好,而且该检测平台制作成本低、易操作,为传感器检测技术在实际应用方面提供了新的借鉴,也有利于提升学生学习的积极性和教学效果。
关键词：
气体检测 碳纳米管 传感器 组态王
[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] 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] 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]
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] 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] 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]
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] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
林宏立 李权龙 陈猛 关雄
利用以单壁碳纳米管为涂层的固相微萃取纤维,通过气相色谱联用方法,研究了不同试验条件对萃取效率的影响,并建立了水中百菌清、三唑酮、稻瘟灵和异菌脲4种杀菌剂的分析方法.结果表明,单壁碳纳米管固相微萃取纤维能在p H为1的条件下正常工作,对上述杀菌剂有很好的萃取能力.该方法灵敏度高,可满足环境水样的农残检测要求.
关键词：
单壁碳纳米管 固相微萃取 杀菌剂
[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] 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] 实验技术与管理
[作者]
齐悦 杨洁 邓冬艳
在环境友好、条件温和的条件下在Cu基底上制备Cu(OH)_2纳米管,并在Cu(OH)_2纳米管的基础上合成HKUST-1纳米棒。Cu片不仅为反应原料,而且促使HKUST-1纳米棒密集的生长在一起。此方法得到了大面积、统一、稳定的HKUST-1纳米棒,为制备MOFs纳米棒提供了实验依据。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
赵胜华 张国忠 张仕杰 付建伟 谢干 MOHAMED Anwer
为实现水稻联合收割机脱粒滚筒实时喂入量监测,基于薄膜传感器设计了一种脱粒滚筒喂入量测量系统,其原理为通过薄膜传感器测出滚筒顶盖侧边因喂入量变化而产生的受力变化。以额定喂入量为0.8kg/s的小型横轴流脱粒滚筒为试验对象,以成熟的晚籼98和传奇丰两优1号水稻为主要试验材料,在转速分别为650、800、950、1 100r/min、喂入量为0.2～0.8kg/s的条件下开展台架试验,结果显示:薄膜传感器采集的实时信号与实时喂入量显著相关,对喂入量和传感器信号进行线性关系拟合,拟合效果较好。试验结果表明,设计的测量系统可以通过传感器信号对喂入量进行测量。
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