2016年31卷第3期
2016, 31(3): 1-7.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.001
摘要:
以醋酸锌和尿素作为原料,采用水热法结合热处理工艺制备了多孔单晶ZnO纳米片;采用柠檬酸还原法制备了Au纳米颗粒.然后,在液相中将聚乙烯亚胺修饰在ZnO纳米片上,再利用静电作用将Au纳米颗粒与聚乙烯亚胺结合,将其修饰在ZnO纳米片上.XRD,FE-SEM和EDS表征证明了多孔单晶ZnO纳米结构的存在和Au纳米颗粒修饰成功.气敏实验结果显示,这种Au纳米颗粒修饰的多孔单晶ZnO纳米片对甲醛具有良好的选择性,其最佳工作温度为300℃,在10~500×10-6浓度范围内具有良好的线性响应.
以醋酸锌和尿素作为原料,采用水热法结合热处理工艺制备了多孔单晶ZnO纳米片;采用柠檬酸还原法制备了Au纳米颗粒.然后,在液相中将聚乙烯亚胺修饰在ZnO纳米片上,再利用静电作用将Au纳米颗粒与聚乙烯亚胺结合,将其修饰在ZnO纳米片上.XRD,FE-SEM和EDS表征证明了多孔单晶ZnO纳米结构的存在和Au纳米颗粒修饰成功.气敏实验结果显示,这种Au纳米颗粒修饰的多孔单晶ZnO纳米片对甲醛具有良好的选择性,其最佳工作温度为300℃,在10~500×10-6浓度范围内具有良好的线性响应.
2016, 31(3): 8-13.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.002
摘要:
采用物理方法制备Fe3O4@SiO2@MIL-101(Cr)磁性多孔复合材料,并用TEM,XRD,TG,红外光谱等对其结构和形貌进行表征.通过紫外吸收光谱研究处理时间、双酚A(BPA)初始浓度和复合材料用量对复合材料吸附BPA性能的影响.结果表明,随着吸附时间的增加,复合材料对BPA的单位吸附量也增加,约在150 min时达到吸附平衡;当溶液中BPA的浓度为80 mg/L,复合材料用量为1 mg时,单位吸附量最大,约为101.4 mg/g.
采用物理方法制备Fe3O4@SiO2@MIL-101(Cr)磁性多孔复合材料,并用TEM,XRD,TG,红外光谱等对其结构和形貌进行表征.通过紫外吸收光谱研究处理时间、双酚A(BPA)初始浓度和复合材料用量对复合材料吸附BPA性能的影响.结果表明,随着吸附时间的增加,复合材料对BPA的单位吸附量也增加,约在150 min时达到吸附平衡;当溶液中BPA的浓度为80 mg/L,复合材料用量为1 mg时,单位吸附量最大,约为101.4 mg/g.
2016, 31(3): 14-20.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.003
摘要:
采用氧化还原法制备出三维石墨烯,在对其氨基功能化的基础上,利用静电吸附作用,将单链DNA固定在氨基化三维石墨烯(G-NH2)表面,通过与重金属离子(Ag+,Hg2+,Cu2+)配合形成双链DNA.采用TEM和SEM对三维石墨烯进行表征,同时利用AFM和XPS对G-NH2固定DNA前后的表面形貌和化学元素组成进行测试.结果表明氨基化三维石墨烯表面比较平整光滑,XPS的信号峰发生变化证明了DNA已成功地固定到G-NH2上.采用电化学交流阻抗法(EIS)对DNA固定和重金属离子检测前后三维石墨烯自组装膜的电化学性能变化进行分析.结果表明,DNA固定后及重金属离子检测前后,膜的界面电荷转移电阻值均发生明显变化.本文制备的三维石墨烯材料可用作电化学生物传感器敏感膜以吸附生物分子,并可同时进行多种重金属离子的检测.
采用氧化还原法制备出三维石墨烯,在对其氨基功能化的基础上,利用静电吸附作用,将单链DNA固定在氨基化三维石墨烯(G-NH2)表面,通过与重金属离子(Ag+,Hg2+,Cu2+)配合形成双链DNA.采用TEM和SEM对三维石墨烯进行表征,同时利用AFM和XPS对G-NH2固定DNA前后的表面形貌和化学元素组成进行测试.结果表明氨基化三维石墨烯表面比较平整光滑,XPS的信号峰发生变化证明了DNA已成功地固定到G-NH2上.采用电化学交流阻抗法(EIS)对DNA固定和重金属离子检测前后三维石墨烯自组装膜的电化学性能变化进行分析.结果表明,DNA固定后及重金属离子检测前后,膜的界面电荷转移电阻值均发生明显变化.本文制备的三维石墨烯材料可用作电化学生物传感器敏感膜以吸附生物分子,并可同时进行多种重金属离子的检测.
2016, 31(3): 21-32.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.004
摘要:
共价有机骨架(COFs)材料是一种多孔晶态聚合物材料,大致可分为四类:含硼类COFs材料、亚胺类COFs材料、三嗪类COFs材料和其他类COFs材料.与传统无机多孔材料相比,COFs材料具有较高的热稳定性、极低的密度、较大的比表面积、良好的结构裁剪性等显著的优势.在气体吸附、光电、催化、传感等方面应用广泛.除要设计开发新的前体、新的合成方法以及新的连接方式来实现理论与实验的完美结合外,通过加入特定的砌块,赋予材料更广泛的应用性能,将是COFs复合材料未来的发展方向.
共价有机骨架(COFs)材料是一种多孔晶态聚合物材料,大致可分为四类:含硼类COFs材料、亚胺类COFs材料、三嗪类COFs材料和其他类COFs材料.与传统无机多孔材料相比,COFs材料具有较高的热稳定性、极低的密度、较大的比表面积、良好的结构裁剪性等显著的优势.在气体吸附、光电、催化、传感等方面应用广泛.除要设计开发新的前体、新的合成方法以及新的连接方式来实现理论与实验的完美结合外,通过加入特定的砌块,赋予材料更广泛的应用性能,将是COFs复合材料未来的发展方向.
2016, 31(3): 33-38.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.005
摘要:
以大豆球蛋白碱性肽(GBP)为研究对象,考察了GBP对黑曲霉和青霉的抑制效果.实验结果表明,GBP对两种霉菌均具有显著的抑菌作用,且随着GBP质量浓度的增大,抑菌效果愈加明显;GBP能够抑制孢子的萌发和菌丝的生长,且随着其质量浓度增大,抑制作用增强;电导率测定结果表明GBP能够增大霉菌细胞膜的通透性.因此,GBP可以作为一种天然防腐剂应用于食品保解.
以大豆球蛋白碱性肽(GBP)为研究对象,考察了GBP对黑曲霉和青霉的抑制效果.实验结果表明,GBP对两种霉菌均具有显著的抑菌作用,且随着GBP质量浓度的增大,抑菌效果愈加明显;GBP能够抑制孢子的萌发和菌丝的生长,且随着其质量浓度增大,抑制作用增强;电导率测定结果表明GBP能够增大霉菌细胞膜的通透性.因此,GBP可以作为一种天然防腐剂应用于食品保解.
2016, 31(3): 39-48.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.006
摘要:
采用水浴和超声两种提取方式,分别用水和无水乙醇提取扁枝槲寄生(俗称"螃蟹脚"),再用氯仿、乙酸乙酯和正丁醇萃取两种方式的水提取物,得到不同的萃取组分.分别测定各萃取组分的总游离氨基酸、茶多酚、茶多糖和总黄酮的含量,及其对DPPH自由基、ABTS自由基、超氧阴离子、羟基自由基的清除能力和FRAP值.结果表明,"螃蟹脚"具有良好的体外抗氧化活性,各提取-萃取组分对ABTS自由基的清除率最高均能够达到98%以上,对DPPH自由基的清除率最高均可达到88%以上.由模糊评价法得到的抗氧化综合值能够很好地反映各组分的总抗氧化能力,水浴水提取物综合值最高,为4.66,水浴水提取物的氯仿萃取层综合值最低,为0.21.其与茶多酚(P<0.05)和黄酮(P<0.01)的含量显著相关."螃蟹脚"中茶多糖的含量高达5468.08 mg/100 g.
采用水浴和超声两种提取方式,分别用水和无水乙醇提取扁枝槲寄生(俗称"螃蟹脚"),再用氯仿、乙酸乙酯和正丁醇萃取两种方式的水提取物,得到不同的萃取组分.分别测定各萃取组分的总游离氨基酸、茶多酚、茶多糖和总黄酮的含量,及其对DPPH自由基、ABTS自由基、超氧阴离子、羟基自由基的清除能力和FRAP值.结果表明,"螃蟹脚"具有良好的体外抗氧化活性,各提取-萃取组分对ABTS自由基的清除率最高均能够达到98%以上,对DPPH自由基的清除率最高均可达到88%以上.由模糊评价法得到的抗氧化综合值能够很好地反映各组分的总抗氧化能力,水浴水提取物综合值最高,为4.66,水浴水提取物的氯仿萃取层综合值最低,为0.21.其与茶多酚(P<0.05)和黄酮(P<0.01)的含量显著相关."螃蟹脚"中茶多糖的含量高达5468.08 mg/100 g.
2016, 31(3): 49-56.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.007
摘要:
食源性致病菌是诱发食品安全问题的重要隐患,在众多食源性致病菌检测技术中,PCR检测技术因具有特异、敏感、简便、快速等优点而得以广泛应用.然而现有的包括多重PCR技术、实时荧光定量PCR技术、多重实时荧光定量PCR技术、IMS-多重实时荧光定量PCR技术、PCR-ELISA技术、EMA/PMA-PCR技术和DPO-PCR技术等在内的食源性致病菌PCR检测技术及其衍生技术仍存在成本高、效率低、质控差等缺陷,未来应向高灵敏度、高特异性、高通量、高重复性、简易、经济方向发展,以适应食源性致病菌对检测技术的要求.
食源性致病菌是诱发食品安全问题的重要隐患,在众多食源性致病菌检测技术中,PCR检测技术因具有特异、敏感、简便、快速等优点而得以广泛应用.然而现有的包括多重PCR技术、实时荧光定量PCR技术、多重实时荧光定量PCR技术、IMS-多重实时荧光定量PCR技术、PCR-ELISA技术、EMA/PMA-PCR技术和DPO-PCR技术等在内的食源性致病菌PCR检测技术及其衍生技术仍存在成本高、效率低、质控差等缺陷,未来应向高灵敏度、高特异性、高通量、高重复性、简易、经济方向发展,以适应食源性致病菌对检测技术的要求.
2016, 31(3): 57-62,73.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.008
摘要:
针对数控纵切机床中普通导套机构无法实时消除由棒料直径公差引起的导套与棒料之间存在间隙,加工工件易产生挠曲变形的问题,优化设计了一种自适应同步回转导套机构:通过ABAQUS建立弹簧夹头的有限元模型并进行仿真,得到多项式拟合曲线,将拟合曲线与Matlab中的Fmincon优化算法结合,确定了碟形弹簧的结构参数,从而使工件的挠曲变形程度降低了35.71%.
针对数控纵切机床中普通导套机构无法实时消除由棒料直径公差引起的导套与棒料之间存在间隙,加工工件易产生挠曲变形的问题,优化设计了一种自适应同步回转导套机构:通过ABAQUS建立弹簧夹头的有限元模型并进行仿真,得到多项式拟合曲线,将拟合曲线与Matlab中的Fmincon优化算法结合,确定了碟形弹簧的结构参数,从而使工件的挠曲变形程度降低了35.71%.
2016, 31(3): 63-73.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.009
摘要:
为了理顺复杂装备服务业务流程中各参与元素及其在流程中的位置和作用,提出了一种基于Petri网的复杂装备服务全生命周期业务流程建模方法:对复杂装备服务全生命周期进行了时间区间界定和服务业务的服务初期、中期、后期三阶段划分,通过分析服务业务通用构成要素,给出基于Petri网的业务活动逻辑发生关系模型和建模步骤.以某矿石类制造企业的大型立磨复杂装备建模为例,通过可达标识图验证了方法的正确性.本方法能为复杂装备服务业务过程优化提供决策支持.
为了理顺复杂装备服务业务流程中各参与元素及其在流程中的位置和作用,提出了一种基于Petri网的复杂装备服务全生命周期业务流程建模方法:对复杂装备服务全生命周期进行了时间区间界定和服务业务的服务初期、中期、后期三阶段划分,通过分析服务业务通用构成要素,给出基于Petri网的业务活动逻辑发生关系模型和建模步骤.以某矿石类制造企业的大型立磨复杂装备建模为例,通过可达标识图验证了方法的正确性.本方法能为复杂装备服务业务过程优化提供决策支持.
2016, 31(3): 74-80.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.010
摘要:
选取换热器微通道的长度、宽度、插入封头的深度作为考察因素,利用均匀设计方法建立模型,对影响微通道换热器内流体流动分配均匀性的敏感性参数进行分析.结果表明:1)微通道换热器流体分配均匀性不仅与流体的流动状态有关系,还与几何结构有关;保持较低的流速(0.05~0.10 m/s)微通道换热器内流体可获得更好的分配均匀性.2)在入口流速一定的情况下,流体流动分配均匀性是微通道长度、宽度和插入封头深度综合作用的结果.各因素对流体分配均匀性的影响从大到小依次为微通道的宽度、微通道插入封头深度、微通道的长度.
选取换热器微通道的长度、宽度、插入封头的深度作为考察因素,利用均匀设计方法建立模型,对影响微通道换热器内流体流动分配均匀性的敏感性参数进行分析.结果表明:1)微通道换热器流体分配均匀性不仅与流体的流动状态有关系,还与几何结构有关;保持较低的流速(0.05~0.10 m/s)微通道换热器内流体可获得更好的分配均匀性.2)在入口流速一定的情况下,流体流动分配均匀性是微通道长度、宽度和插入封头深度综合作用的结果.各因素对流体分配均匀性的影响从大到小依次为微通道的宽度、微通道插入封头深度、微通道的长度.
2016, 31(3): 81-88.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.011
摘要:
针对公共建筑分项计量中的能耗拆分问题,提出了改进的SA_PSO算法.该算法将模拟退火机制与粒子群算法相结合,引入粒子速度收缩因子和最优粒子轮盘赌策略进行扰动.利用该算法对公共建筑能耗拆分数学模型中的相关参数进行优化,即可得到逐时能耗拆分数据.仿真结果表明,改进的SA_PSO算法具有更好的收敛性能,能够有效地避免粒子陷入局部最小能耗参数修正值并快速到达全局最优修正.
针对公共建筑分项计量中的能耗拆分问题,提出了改进的SA_PSO算法.该算法将模拟退火机制与粒子群算法相结合,引入粒子速度收缩因子和最优粒子轮盘赌策略进行扰动.利用该算法对公共建筑能耗拆分数学模型中的相关参数进行优化,即可得到逐时能耗拆分数据.仿真结果表明,改进的SA_PSO算法具有更好的收敛性能,能够有效地避免粒子陷入局部最小能耗参数修正值并快速到达全局最优修正.
2016, 31(3): 89-92.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.012
摘要:
针对标准PSO算法在计算过程中易陷入局部最优而无法跳出的问题,提出了一种基于平衡单个粒子位置多样性的快速收敛PSO(FCPSO)算法.该算法在PSO算法中引入一个新的参数,即粒子平均尺寸以快速准确地锁定全局最优解.实验结果表明,FCPSO算法的收敛性明显优于PSO算法和CPSO算法.
针对标准PSO算法在计算过程中易陷入局部最优而无法跳出的问题,提出了一种基于平衡单个粒子位置多样性的快速收敛PSO(FCPSO)算法.该算法在PSO算法中引入一个新的参数,即粒子平均尺寸以快速准确地锁定全局最优解.实验结果表明,FCPSO算法的收敛性明显优于PSO算法和CPSO算法.
2016, 31(3): 93-98.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.013
摘要:
针对基于JXTA平台的P2P网络底层网络拓扑失配,造成消息在网络传播过程中传输效率低下,网络资源浪费严重的问题,提出了一种基于JXTA网络节点集合点路由RPV表的时延统计向量(JPDV)算法.该算法中节点选择信誉度好、能力高的集合点作为界标节点,通过周期性对界标节点进行时延探测来构造时延统计向量并计算出距离值,然后与原逻辑邻居节点距离值比较,用距离值较小者更新节点路由表,使得在通信时选择距离自己较近的节点进行路径构造,从而提高与底层网络拓扑的匹配度.仿真实验结果表明,该算法可减少链接长度,提高检索效率,具有合理性和有效性.
针对基于JXTA平台的P2P网络底层网络拓扑失配,造成消息在网络传播过程中传输效率低下,网络资源浪费严重的问题,提出了一种基于JXTA网络节点集合点路由RPV表的时延统计向量(JPDV)算法.该算法中节点选择信誉度好、能力高的集合点作为界标节点,通过周期性对界标节点进行时延探测来构造时延统计向量并计算出距离值,然后与原逻辑邻居节点距离值比较,用距离值较小者更新节点路由表,使得在通信时选择距离自己较近的节点进行路径构造,从而提高与底层网络拓扑的匹配度.仿真实验结果表明,该算法可减少链接长度,提高检索效率,具有合理性和有效性.
2016, 31(3): 99-103.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.014
摘要:
为实现光纤复合电缆内部温度的在线测量,利用电缆内部通信用单模光纤中的自发布里渊散射构建了布里渊光时域反射传感系统(BOTDR).基于该系统,通过提取单模光纤每个空间分辨率范围内的中心频率,得到光纤沿线的布里渊频移分布,即可计算得到光纤沿线的温度分布.与热电偶单点测量结果相比,二者温度差别小于2℃,而该方法更适用于长距离复合电缆的温度测量.
为实现光纤复合电缆内部温度的在线测量,利用电缆内部通信用单模光纤中的自发布里渊散射构建了布里渊光时域反射传感系统(BOTDR).基于该系统,通过提取单模光纤每个空间分辨率范围内的中心频率,得到光纤沿线的布里渊频移分布,即可计算得到光纤沿线的温度分布.与热电偶单点测量结果相比,二者温度差别小于2℃,而该方法更适用于长距离复合电缆的温度测量.
2016, 31(3): 104-108.
doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.015
摘要:
采用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(100)衬底上制备出高介电常数La2Hf2O7栅介质薄膜.利用X射线衍射(XRD)、同步辐射X射线反射(XRR)和X射线光电子能谱(XPS)测试了薄膜的微观结构和界面特性,以及退火处理对其的影响.结果表明,初始制备的薄膜呈非晶态,经1000℃退火的后处理,晶化成晶态的La2Hf2O7薄膜;生长过程当中,La2Hf2O7与Si衬底之间形成硅氧化物和硅酸盐结构的界面层,界面层的厚度与生长条件密切相关,合适的生长条件或后处理措施可以有效地抑制硅氧化物界面层出现,进而提高La2Hf2O7栅介质薄膜的介电性能.
采用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(100)衬底上制备出高介电常数La2Hf2O7栅介质薄膜.利用X射线衍射(XRD)、同步辐射X射线反射(XRR)和X射线光电子能谱(XPS)测试了薄膜的微观结构和界面特性,以及退火处理对其的影响.结果表明,初始制备的薄膜呈非晶态,经1000℃退火的后处理,晶化成晶态的La2Hf2O7薄膜;生长过程当中,La2Hf2O7与Si衬底之间形成硅氧化物和硅酸盐结构的界面层,界面层的厚度与生长条件密切相关,合适的生长条件或后处理措施可以有效地抑制硅氧化物界面层出现,进而提高La2Hf2O7栅介质薄膜的介电性能.
