1 北京邮电大学 电子工程学院， 安全生产智能监控北京市重点实验室， 北京 100876
2 解放军总医院第三医学中心 放射诊断科， 北京 100039
实时便捷的pH检测对于环境监测和医学诊断等领域具有重要应用价值。本文通过溶胶?凝胶法制备了一种比率荧光毛细管pH传感器。该传感器以2.8?羟基芘?1，3，6?三磺酸三钠盐（8?hydroxy?pyrene?1，3，6?trisulfonate，HPTS）作为pH敏感的荧光探针，利用HPTS与十六烷基三甲基溴化铵（hexadecyl trimethyl ammonium bromide，CTAB）结合形成HPTS?IP离子对，然后将离子对分散于溶胶?凝胶中，并将其固定于毛细管内壁即制得比率荧光毛细管pH传感器。该传感器利用HPTS在双激发带下的发射强度比值实现比率荧光检测，当pH从5.0上升至8.0时，HPTS的荧光强度比率随pH值增加逐渐增强，pKa值为6.95，通过分析HPTS的比率荧光强度变化可间接监测pH波动。该传感器具有较好的pH敏感性、稳定性和可逆性，且可快速、灵活、便捷地进行实际操作，在环境保护和生物医学领域的pH监测分析方面拥有良好的应用前景。
荧光探针 光学传感器 pH检测 毛细管 比率荧光 fluorescence probe optical sensor pH detection capillary ratiometric fluorescence
1 中国矿业大学，深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221116国家原子能机构高放废物地质处置创新中心，北京 100029
2 中国矿业大学，深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221116
3 核工业北京地质研究院，北京 100029国家原子能机构高放废物地质处置创新中心，北京 100029
4 中国水利水电科学研究院，北京 100038
低pH值水泥基材料作为一种特殊水泥基材料主要应用于中低放射性废物和重金属污染物的固化以及高放废物处置库工程。本文对混合水泥、硅酸镁水泥和磷酸镁水泥3种不同类型的低pH值水泥基材料体系的孔溶液pH值的主要影响因素及变化规律进行了分析；总结了低pH值水泥基材料流动性、抗压强度、耐久性和固化性能的研究现状；并对低pH值水泥基材料在固化中低放射性废物和重金属污染物以及高放处置库工程中的应用进行了探讨。
低pH值水泥基材料 高放废物处置库 有害废物固化 材料性能 工程应用
中国电子科技集团有限公司第十一研究所，北京100015
针对InAs/GaSb II类超晶格红外探测器开发高质量背减薄工艺，获得了高质量衬底表面，改善了超晶格红外探测器组件的成像品质。采用机械抛光和机械化学抛光相结合的工艺减薄衬底，其中机械抛光削减衬底大部分厚度，然后通过机械化学抛光去除机械损伤。机械化学抛光过程中，在压力、转速等不变的情况下，主要研究机械化学抛光液的pH值对衬底表面质量的影响。实验结果表明，当机械化学抛光液的pH值为94时，获得了高质量、低损伤的芯片衬底表面，并实现了最佳的探测器组件成像效果。
InAs/GaSb II类超晶格 红外探测器 背减薄 pH值 InSb/GaSb type-II superlattice infrared detector back thinning pH value
1 浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室（河海大学）， 江苏 南京 210024河海大学环境学院， 江苏 南京 210024
2 江苏环保产业技术研究院股份公司， 江苏 南京 210019
3 江苏省苏力环境科技有限责任公司， 江苏 南京 210019
环境条件的变化能够影响和改变溶解态有机质（DOM）的组成结构及化学特征， 进而影响其生物地球化学循环过程。 采用同步荧光光谱、 三维荧光光谱、 傅里叶变换红外光谱（FTIR）， 结合二维相关光谱分析方法， 研究了pH条件变化对DOM特性及其与Cu2+相互作用的影响。 结果表明， （1）随着pH值由5逐渐升高至10， DOM不同组分的荧光强度显著增强， 其中类腐殖酸组分变化最显著， 类富里酸组分变化最优先， 这是由于pH的变化引起的醛酮、 酚基、 羧基等相关基团暴露导致的。 （2）荧光光谱二维相关分析表明， pH的改变能够显著地影响DOM不同组分与Cu2+的结合能力， 但并不能影响其结合顺序。 三维荧光光谱结合平行因子分析共解析出3个荧光组分， 荧光组分的淬灭曲线非线性拟合结果更是定量验证了这一结果。 （3）FTIR结果表明高pH条件下DOM与Cu2+结合点位更多， 结合强度更强。 pH 5和pH 10条件下DOM官能团与Cu2+的结合顺序分别依次为: 多糖C—O>酚基>醛酮CO>芳香族C—H和多糖C—O>酰胺Ⅱ带C—N>酚基>脂肪族C—H>醛酮CO>羧基C—OH>芳香族C—H>羧基CO。 荧光光谱和FTIR的异谱二维相关分析进一步表明Cu2+与DOM类腐殖酸组分的相互作用滞后于酚基和芳基等基团。
荧光光谱 傅里叶红外光谱 溶解态有机质 二维相关 Fluorescence spectroscopy Fourier transform infrared spectroscopy Dissolved organic matter pH pH Two-dimensional correlation 光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1628
1 中国刑事警察学院警察技能战术训练部，辽宁沈阳 110854
2 中国刑事警察学院公安信息技术与情报学院，辽宁沈阳 110854
使用无人机对场景区域中的人、车、物、事等小目标进行实时有效监测有利于维护公共安全。针对无人机视角下小目标存在的目标遮挡、重叠、复杂环境干扰等问题，提出一种无人机视角下的小目标检测算法，该算法使用 You Only Look Once X（YOLOX）网络作为基线系统，首先在 Neck网络部分增大输出特征图减小感受野提高网络的细节表现能力，删除小尺寸特征图的检测头提高小目标的检出率；其次使用 Anchor Free的关联机制，降低真值标签中噪声的影响并同时减少参数设置加快网络运行；最后提出一种小目标真实占比系数来计算小目标的位置损失，该系数增大对小目标误判的惩罚使网络对小目标更加敏感。使用该算法在 VisDrone2021数据集上进行实验， mAP值较基线系统提高了 4.56%，参数量减少 29.4%，运算量减少 32.5%，检测速度提升 19.7%，较其他主流算法也具有优势。
小目标 无人机航拍 YOLOX YOLOX, VisDrone2021, small object, drone aerial ph VisDrone2021
山东理工大学材料科学与工程学院，山东 淄博 255000
纳米催化抑菌材料在解决因抗生素滥用导致的细菌耐药性方面具有广阔的应用前景，但其催化效率受限于低的pH值环境(pH = 2.0～5.0)，而实际的细菌微环境pH值相对较高(pH = 6.0～7.0)，这导致大多数材料催化效率有限、杀菌效果不理想。本研究用简单的共沉淀法一步制备了MnSiO3纳米颗粒，采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)等测试手段对样品的形貌、结构和催化性能进行了表征，研究了其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性能。结果表明：非晶态的MnSiO3纳米颗粒在pH值为6.4、7.0的缓冲溶液中，形态从纳米颗粒转变成微米花球；MnSiO3纳米颗粒在较高pH值下具有强催化能力，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出了优异的抑菌性能。因此，可原位形貌转变的MnSiO3材料在抗菌感染的治疗方面具有一定的应用优势。
纳米催化 形貌转变 pH响应 抑菌治疗 nano-catalytic therapy structure transformation pH-ultrasensitive bacterial infection treatment
1 中国海洋大学化学化工学院，山东 青岛 266000
2 齐鲁工业大学（山东省科学院）海洋仪器仪表研究所，山东 青岛 266000
近年来，基于新型荧光材料制备的荧光型光纤传感器由于具有发光强、灵敏度高、能够实时监测、操作简单等优点，在海洋环境、水质监测以及血液分析等领域都有着广泛的应用。本文论述了荧光型光纤传感器在溶解氧、pH和二氧化碳检测领域的最新研究进展，总结了不同类型荧光材料的检测机理、优缺点以及主要性能参数。最后，结合当前荧光型光纤传感器面临的问题与挑战对未来的发展方向进行了分析与展望。
光纤光学 光纤传感器 溶解氧 pH 二氧化碳 荧光材料 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1700004
1 东华大学 纤维材料改性国家重点实验室，上海 201620
2 东华大学 材料科学与工程学院，上海 201620
紫色荧光碳点（P?CDs）的制备通常存在制备复杂、量子产率低、荧光强度低等缺点。本文以邻苯二胺（OPD）和间苯二胺（MPD）为氮源，柠檬酸为碳源，在120 ℃的低温条件下，通过一步水热法成功获得了绝对量子产率为5.3%的高荧光P?CDs。XPS和FT?IR结果表明，所有合成的P?CDs具有相似的官能团，但含量不同；OPD/MPD的比例可有效调控P?CDs的荧光强度。所得P?CDs具有较好的光稳定性和盐稳定性。值得注意的是，当pH为1~3或10~13时，P?CDs的荧光颜色明显转变为绿色。上述独特的pH依赖性荧光色行为确保了其在光学pH传感中的潜在应用。
高荧光 紫色荧光碳点 pH光学检测 high luminescence purple-emissive carbon dots optical pH sensing
1 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038
2 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室, 徐州 221116
采用简化磨碎溶出法测试了硅灰(SF)掺量为30%~50%(质量分数, 下同)、水胶比为1.4的超细水泥(SC)注浆材料结石体在不同龄期的pH值, 探讨SF掺量、SiO2含量和C-S-H凝胶理论钙硅摩尔比对注浆材料pH值的影响, 并测试了60%SC+40%SF低pH注浆材料的流变性能和力学性能, 同时利用SEM、XRD、TG表征手段分析了结石体的水化产物和微观结构。结果表明, 当SF掺量大于40%、SiO2含量大于50%、C-S-H凝胶钙硅摩尔比小于0.8时, 结石体pH值小于11.00。萘系减水剂(SP)能显著降低浆液的马氏漏斗黏度, SP适宜掺量为1.6%。宾汉姆模型能够很好地描述浆液流变性能。水胶比的提高对结石体抗压强度有不利影响, 因此水胶比不宜超过1.6。由于SF具有火山灰效应和稀释效应, 养护180 d后结石体内不存在Ca(OH)2, 其主要水化产物为低钙硅比的C-S-H凝胶和钙矾石。
低pH注浆材料 超细水泥 硅灰 钙硅摩尔比 孔溶液 结石体 low-pH grouting material superfine cement silica fume Ca/Si molar ratio pore solution stone body
1 长春理工大学 物理学院 纳米光子学与生物光子学吉林省重点实验室, 吉林 长春 130022
2 佐治亚南方大学 物理与天文系, 佐治亚州 斯泰茨伯勒 30460
本文详细研究了交联剂1-乙基-3-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐（EDC）对石墨烯量子点（GQDs）光学性质的影响及原因。采用水热法制备了GQDs，并与EDC反应得到GQDs/EDC复合物，对GQDs和GQDs/EDC的光谱特性进行研究。使用PBS溶液以及人工胃液样品，研究pH对GQDs/EDC荧光影响规律及作用机理。实验结果表明：GQDs表面缺陷被EDC钝化，使得GQDs的荧光在小于1 min内迅速增强，并在5~20 min内保持稳定；相比单独GQDs，GQDs/EDC的荧光强度显著提升约264倍；pH响应实验表明，在pH值为1.75~4.01及4.01~9.28范围内，GQDs/EDC具有荧光和吸收强度线性响应规律。生物兼容性表明，在25~300 µg/mL样品浓度下，人乳腺癌细胞存活率均大于80%；同时，对人工胃液pH具有较高的检测准确性，其相对标准偏差RSD ≤ 1.10%。EDC介导的荧光增强，使GQDs在检测、传感、成像等领域更具优势。同时，GQDs/EDC灵敏的pH响应特性使其在pH值检测应用中具有良好前景。
石墨烯量子点 EDC 荧光增强 表面钝化 pH响应 graphene quantum dots EDC fluorescence enhancement surface passivation pH response
