1 九江职业技术学院 电气工程学院, 江西 九江 330007
2 重庆理工大学 光纤传感与光电检测重庆市重点实验室, 智能光纤感知技术重庆市高校工程研究中心, 重庆 400054
为了实现液相中氢气体积分数的准确检测, 该文利用钯、氧化硅超疏水溶胶和倾斜光纤光栅制备了氢气传感器。首先, 在倾斜光纤光栅表面采用磁控溅射法涂覆了一层致密的钯膜, 用于响应氢气体积分数变化信息; 然后, 采用镀膜提拉法在钯膜表面涂覆一层氧化硅超疏水膜, 用于阻止水分子进入钯膜内部, 导致钯膜从光纤表面脱落, 进而增强了传感器在液相环境下运行的稳定性。实验研究了钯膜厚度对传感器氢敏响应特性的影响, 并利用传感器对液相中的氢气体积分数进行了检测。研究结果表明, 传感器能准确响应液相中氢气体积分数的变化信息, 当钯膜厚度为120 nm时, 灵敏度达到-15.29 pm/%, 最大相对误差为8.67%。
倾斜光纤光栅 传感器 液相 氢气浓度 钯膜 超疏水涂膜 tilted fiber grating sensor liquid phase H2 concentration palladium film superhydrophobic coating film
1 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室, 江西 南昌 330047
2 江西省农业科学院农产品加工研究所, 江西 南昌 330200
糖基化反应能诱导食品中蛋白质的结构发生改变； Ara h2是花生中的主要蛋白组分之一, 可以作为一种模式蛋白研究花生蛋白糖基化产物的结构变化。 不同还原糖对Ara h2糖基化反应的影响目前未见相关报道。 以花生蛋白Ara h2为研究对象, 通过SDS-PAGE、 内源荧光、 同步荧光、 紫外、 圆二色谱、 红外等光谱技术研究Ara h2糖基化前后分子量、 二级、 三级结构以及官能团的变化, 分析六种还原糖(核糖、 木糖、 半乳糖、 葡萄糖、 果糖、 乳糖)对花生蛋白Ara h2糖基化产物结构的影响, 阐明经不同还原糖修饰后花生蛋白Ara h2的结构变化。 SDS-PAGE电泳表明木糖和核糖修饰的花生蛋白Ara h2电泳条带明显上移, 糖基化程度最大； 紫外光谱分析表明糖基化反应会改变花生蛋白Ara h2的吸收峰强度。 五碳糖修饰的花生蛋白Ara h2具有最强的吸收强度, 其中五碳糖中木糖的吸收峰强度最大； 内源荧光、 同步荧光和三维光谱实验结果表明, 糖基化修饰会使花生蛋白Ara h2的荧光强度降低, 且五碳糖修饰的Ara h2荧光强度最低。 分析认为由于糖基化修饰使花生蛋白Ara h2的结构展开, 导致芳香族氨基酸暴露在水环境中, 从而引起荧光猝灭； 圆二色谱分析表明不同还原糖修饰的Ara h2糖基化产物α-螺旋含量都增加, 其中木糖修饰的α-螺旋含量最大(15.6%)； 红外光谱分析表明木糖和核糖修饰的花生蛋白Ara h2的吸收峰分别从3 327.41 cm-1红移至3 318.43和3 321.09 cm-1, 1 700～1 600 cm-1处木糖和核糖修饰的花生蛋白Ara h2吸收峰强度略高于其他还原糖修饰的该蛋白。 不同还原糖对Ara h2糖基化反应后的糖基化产物结构的影响不同, 还原糖的碳链越短、 空间位阻越小, 糖基化反应程度越高, 对Ara h2的结构影响越大。
糖基化 光谱技术 还原糖 Glycation Ara h2 Ara h2 Spectroscopic techniques Reducing sugar 光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1291
1 江苏大学材料与工程学院, 江苏 镇江 212013
2 青岛大学环境科学与工程学院, 山东 青岛 266100
构建较强氧化还原能力与较高电荷转移效率的阶梯型(S型)异质结光催化剂是提高光催化性能的有效策略。通过溶剂热法在棒状苝酰亚胺(PDI)表面原位生长了ZnIn2S4纳米片, 得益于良好的界面接触与匹配的能带结构, PDI/ZnIn2S4异质结展现出优异的光催化性能。此外, 在同步光催化产氢与苯甲醇氧化全反应体系中, 5% PDI/ZnIn2S4光催化剂表现出较高的产氢性能[21.66 mmol/(g?h)]与苯甲醛产率[1.02 mmol/(g?h)]分别是纯ZnIn2S4的2.12倍和3.00倍。基于X射线光电子能谱、瞬态光致发光光谱和电子顺磁共振信号等分析, 证实了PDI与ZnIn2S4之间内建电场的形成与S型电子转移路径。该电荷转移机制保留了复合催化剂较高的氧化还原电位, 促进了界面电荷分离与转移, 进而提升了光催化性能。该有机-无机S型异质结光催化剂的设计应用为新型双功能催化剂的开发提供了新思路。
异质结 苝酰亚胺 光催化制氢 苯甲醇氧化 scheme perylenimide H2 production benzyl alcohol oxidation
1 西北大学化工学院, 西安 710069
2 西北大学物理学院, 西安 710127
采用水热法制备了孪晶Mn0.5Cd0.5S (T-MCS)固溶体, 随后借助原位水热法获得Zn0.76Co0.24S/T-MCS纳米异质结光催化剂。结果表明: Mn0.5Cd0.5S固溶体是六方纤锌矿Mn0.5Cd0.5S (WZ-MCS)及立方闪锌矿Mn0.5Cd0.5S (ZB-MCS)交替形成的孪晶同质结; 引入Zn0.76Co0.24S可增强体系光响应能力, 提高表面载流子数量, 其中3% Zn0.76Co0.24S/T-MCS异质结在Na2S/Na2SO3混合溶液中的产氢速率可达132.9 mmol/(g·h) (300 W氙灯, λ>420 nm), 分别是Zn0.76Co0.24S和T-MCS的332.2倍和1.9倍。能带结构分析发现, WZ-MCS和ZB-MCS形成的II型同质结可实现T-MCS体相载流子的快速分离, T-MCS与Zn0.76Co0.24S之间形成的S-scheme异质结不仅促进了二者界面电荷迁移, 而且保留了T-MCS价带空穴与Zn0.76Co0.24S导带电子强的氧化还原能力, 本工作构建的同质异质结可有效提高体系的产氢动力学。
光催化产氢 孪晶结构 II型同质结 异质结 电荷转移 photocatalytic H2 production twin structure type-II homojunction heterojunction charge transfer
湖南工学院新型建筑材料研究院, 湖南 衡阳 421002
基于电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)建立了准确测定丙二醇甲醚中超痕量金属杂质元素的分析方法, 提出了利用混合反应气消除质谱干扰的新策略。 丙二醇甲醚经超纯水稀释后直接采用ICP-MS/MS测定其中具有挑战性的超痕量金属元素Mg, Al, K, Ti, V, Cr, Fe, Ni, Cu和Zn, 在MS/MS模式下, 选择混合气NH3/He/H2为反应气, Ti+, Cr+, Fe+, Ni+, Cu+, Zn+与NH3发生质量转移反应, 在形成的团簇离子中, Ti(NH3, Cr(NH3, Fe(NH3, Ni(NH3, Cu(NH3和Zn(NH3)+丰度高且无干扰, 利用NH3质量转移法将Ti+, Cr+, Fe+, Ni+, Cu+和Zn+转移为相应的团簇离子进行测定; H2能与加合物—NH和—NH2反应生成—NH3, 增大碰撞/反应池(CRC)内—NH3的浓度, 有利于提高Ti, Cr, Fe, Ni, Cu和Zn的分析灵敏度。 Mg+, Al+, K+和V+几乎不能与NH3反应, 而干扰离子能与NH3反应形成团簇离子, 可以利用NH3原位质量法进行Mg, Al, K, V的测定; H2能快速与Ar基干扰离子发生反应, 而与其他离子的反应速度很慢, 反应气中加入H2能迅速彻底消除Ar基干扰离子所形成的质谱干扰, 有利于Mg, Al, K和V的测定。 优选Sc+与NH3反应生成的团簇离子Sc(NH3为Ti(NH3, Cr(NH3, Fe(NH3, Ni(NH3, Cu(NH3和Zn(NH3)+的内标离子, Be+与NH3反应生成的团簇离子Be(NH3为Mg+, Al+, K+和V+内标离子, 校正了样品溶液, 标准溶液和空白溶液之间由于物理化学性质差异产生的基体效应, 确保了分析信号的稳定。 将所建立的方法应用实际样品的加标回收实验, 并采用双聚焦扇形磁场电感耦合等离子体质谱(SF-ICP-MS)进行对比分析, 评价分析方法的准确性。 结果表明, 各元素的检出限为0.52~61.5 ng·L-1, 加标回收率为95.6%~104.2%, 相对标准偏差(RSD)≤4.5%; 在95%的置信度水平, 所有元素的分析结果与SF-ICP-MS的测定结果无显著性差异, 验证了分析方法的准确性好, 精密度高。 将方法应用于丙二醇甲醚中超痕量金属杂质元素的测定, 具有分析速度快, 无干扰, 灵敏度高的优势。
电感耦合等离子串联质谱 丙二醇甲醚 金属杂质元素 碰撞反应池技术 ICP-MS/MS Proprylene glycol monomethyl ether Metal impurity elements Collision/reaction cell technology NH3/He/H2 NH3/He/H2
武汉理工大学 化学化工与生命科学学院, 武汉 430070
本研究采用两步法制备了电子助剂Ag和界面活性位点Ag2O共修饰的高效TiO2光催化剂(TiO2/Ag-Ag2O): 首先用光沉积法将Ag负载在TiO2表面(TiO2/Ag), 再经过低温煅烧法使部分Ag原位生成Ag2O。紫外光照射TiO2时, 激发产生的电子被助剂Ag捕获后快速传输到Ag2O上, 电子把Ag2O界面产氢活性位点从溶液中所捕获的氢离子还原成氢气, Ag和Ag2O的协同作用加快了TiO2上光生电子的转移和界面产氢反应, 从而提高了TiO2/Ag-Ag2O制氢性能。在300 ℃煅烧温度下制备的TiO2/Ag-Ag2O光催化剂制氢速率最高, 达到75.20 μmol/h, 分别是TiO2(3.59 μmol/h)和TiO2/Ag(41.13 μmol/h)的21.0倍和1.8倍。本研究为光催化制氢材料的设计和制备提供了有益的参考。
TiO2 电子助剂 界面活性位点 协同作用 光催化制氢 TiO2 electron cocatalyst interfacial catalytic active site synergistic effect photocatalytic H2 evolution
1 自然资源部地球化学探测重点实验室, 河北 廊坊 065000
2 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 河北 廊坊 065000
3 山东省物化探勘查院, 山东 济南 250013
目前硒（Se）的测定主要采用氢化物-原子荧光光谱法（HG-AFS）。 实验发现采用氢气发生器为HG-AFS提供氢气（H2）, 可以提高间断氢化物发生-原子荧光光谱法测定Se的灵敏度。 当H2流量达到80 mL·min-1及以上时, 氢气发生器提供的H2可以先行点燃氢火焰, 有效避免了点火提前或迟滞对测定的影响, 提高了测定的精密度。 地球化学调查通常需要测定几十种元素, 需要分别进行多次消解。 其中Se采用硝酸（HNO3）-高氯酸（HClO4）进行消解, 消解后的样品采用浓盐酸（HCl）将Se（Ⅵ）还原为Se（Ⅳ）。 而DZ/T 0279.3—2016电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定钡（Ba）、 铍（Be）、 铋（Bi）等15元素采用HNO3-HF-HClO4进行消解, 消解后的样品采用王水溶解。 实验发现地球化学样品中Se采用HNO3-氢氟酸（HF）-HClO4消解更加完全, 消解后的样品采用王水溶解时, 王水中含有的大量的氯离子（Cl-）可以将Se（Ⅵ）还原为Se（Ⅳ）。 因此HG-AFS测定Se和ICP-MS测定Ba, Be和Bi等15元素仅需一次消解, 便可以分别进行测定。 基于以上研究建立的外供H2-HG-AFS测定地球化学样品中的Se的方法, 检出限达到了0.007 mg·kg-1, 精密度（n=12）在2.1%～5.3%之间。 选取36个土壤和水系沉积物标准物质按照制定的方法进行测定, 相对误差在-13.6%～16.9%, 绝大部分误差在±10%以内, 取得了非常满意的效果。
外供氢气 硒 氢化物 原子荧光光谱法 External supply H2 Selenium Hydride generation Atomic fluorescence spectroscopy 光谱学与光谱分析
2020, 40(9): 2896
1 桂林理工大学材料科学与工程学院，桂林 541004
2 广西有色金属及特色材料加工教育部重点实验室，广西光电材料与器件重点实验室，桂林 541004
通过简单的醋酸钠与g-C3N4前驱体三聚氰胺共混直接在空气气氛下烧制成功制备出氰基修饰的g-C3N4。采用XRD、SEM、FT-IR、XPS、UV-Vis、PL和EIS对所得催化剂的物相结构、形貌和光学性能进行了表征。合成的氰基修饰的g-C3N4有着高效的光催化产氢性能，比原始g-C3N4的光催化产氢性能最高提高4.5倍(λ≥ 420 nm)，归固于氰基增强了光生电子和空穴的分离能力。另外，氰基修饰的g-C3N4在循环光催化产氢过程中展现了良好的光催化稳定性。
氰基修饰 光催化 产氢 cyano-modified g-C3N4 g-C3N4 photocatalysis H2 production
湖南工学院材料与化学工程学院, 湖南 衡阳 421002
建立利用电感耦合等离子体串联质谱测定食品中钙和氯的分析方法。 针对Ca的高丰度同位素40Ca受到来自等离子气40Ar的干扰, 35Cl受到来自16O18OH的严重干扰, 在MS/MS模式下, 利用碰撞/反应池技术, 以H2为反应气, 使40Ar+与H2发生反应, 而40Ca+不与H2发生反应, 利用H2原位质量法消除40Ar+对40Ca+的干扰; 而35Cl+则能与H2发生质量转移反应生成H235Cl+, 通过测定H235Cl+消除16O18OH+对35Cl+的干扰。 Ca和Cl在0.0~100.0 μg·L-1的浓度范围内线性关系良好, 线性相关系数(R2)≥0.999 9, Ca和Cl的检出限分别为0.061和2.32 μg·L-1。 采用系列国家标准物质验证了对方法的准确性和精密度, 其测定结果与标准参考物质的认定值基本一致, 表明方法的准确性好、 精密度高。 所建立的新方法可实现食品中钙和氯的准确测定。
食品 电感耦合等离子体串联质谱 钙 氯 H2反应 Food Inductively coupled plasma tandem mass spectrometr Ca Cl H2 reaction 光谱学与光谱分析
2018, 38(11): 3567
提出了一种在线的自适应动态规划算法, 近似求解耦合的哈密尔顿雅可比(Hamilton-Jacobi-Isaacs,HJI）方程, 获得非线性系统混合H2/H∞控制的纳什均衡策略。通过在控制策略和干扰策略中加入已知噪声, 从而不依赖系统的模型信息, 得到一个求解混合H2/H∞控制问题的未知模型的近似动态规划算法。分别使用2个评价神经网络和2个执行神经网络, 同步在线更新2个值函数、控制策略和干扰策略, 神经网络未知参数通过最小二乘法进行估计。仿真结果验证了算法的可行性。
自适应动态规划 H2/H∞控制 耦合HJIE 最优控制 神经网络 adaptive dynamic programming H2/H∞ control coupled Hamilton-Jacobi-Isaacs equations optimum control neural network
