摘要：甲烷干重整(DRM)与二氧化碳甲烷化(MCD)过程均具有较强的二氧化碳消纳效应,但其单独运行时需要分别消耗大量天然气与氢气,且二者能耗均较高,从而制约了两个工艺的发展与应用,因此探索研究该问题的解决方案对于低碳发展具有重要意义.本文分析了甲烷干重整与二氧化碳甲烷化两个独立工艺的特点,基于两个反应体系的原料与产物之间可互为利用及二者反应热效应可相互补偿的条件性,初步判断DRM与MCD工艺之间存在质量耦合与热量耦合的可能性.据此,首次创新性地设计了DRM-MCD可能的工艺耦合方案,从流程模拟角度证实了工艺耦合的可行性,并分析了不同情形下的耦合特性.结果表明,随着催化剂技术的发展与进步,DRM与MCD工艺之间可以实现质量、能量的高效双重耦合,耦合工艺具备可显著降低天然气、氢气消耗以及大幅节能降耗的效果,并具有优良的二氧化碳消减与资源化利用效应,且耦合工艺具有灵活的可调节性.研究结果可为DRM与MCD工艺耦合方案的设计与优化,以及未来该耦合工艺潜在的工程应用价值与可行性研究提供可参考的基础.

摘要：在化工热力学实验教学中,通过设置进阶训练思考题,激励学生进行探索与实践。以第二维里系数的测定实验为例,倡导学生独立思考与构建高阶维里系数的方法,引导其分析比较国内外学者处理问题的策略与方法,而后辅导其通过双向检验证明所做实验数据的准确性、验证所构建方法的合理性、分析所得结果的有效性,最后指导学生理清数据处理方法的发展脉络,对其所构建的方法进行准确定位与评价。本教学实践通过强化实验教学项目的设计性与综合性,探索提升实验类课程高阶性的途径,践行“两性一度”的要求。

摘要：Photocatalytic hydrogen production is considered a promising approach to generating clean sustainable ***,the conventional co-catalyst(e.g.,Pt)used in photocatalytic hydrogen production is high-cost and difficult to ***,we designed and prepared a ternary nanocomposite MXene@Au@Cd S,which can be used in the field of efficient and excellent photocatalytic hydrogen *** MXene@Au@Cd S has a hydrogen production rate of 17,070.43μmol g^-1h^-1(tested for 2 h),which is 1.85 times that of pure Cd S *** improved hydrogen production performance of the MXene@Au@Cd S is attributed to:(i)MXene provides more active adsorption sites and reaction centers for Au and Cd S nanoparticles;(ii)the synergistic effect of Au’s strong surface plasmon resonance expands the optical response range of Cd ***,this work solves the problem of the solid connection between the surface functional groups of photocatalyst,and achieves rapid interface charge transfer and long-term stability during the hydrogen production.

摘要：本文针对传统合成氨工艺存在物耗、能耗较高、污染严重及CO_(2)排放量高的问题,将CH_(4)干重整(DRM)、水煤气变换(WGS)、CO_(2)甲烷化(MCD)、CH_(4)部分氧化(POM)过程与传统合成氨过程进行有机耦合,以改善现有合成氨的工艺面貌,并借助流程模拟手段对设计的耦合工艺进行初步研究与分析,探索碳中和发展背景下重塑合成氨工艺的可能性。本文按照“降低CO_(2)排放-降低废水排放及新鲜水用量-降低天然气消耗-降低能耗”的思路演变构建合成氨耦合工艺方案,依次形成DRM-SynNH_(3)、“DRM+WGS”-SynNH_(3)、“DRM+WGS+MCD”-SynNH_(3)、“POM+WGS+MCD”-SynNH_(3)四个耦合工艺,研究结果表明:CO产品、合成气产品的获取均来源于CH_(4)的消耗,故各方案的天然气消耗量均相对较高;当耦合体系要消纳外界CO_(2)时,由于DRM与MCD本身较强的热效应导致二者单独或同时存在时,任何一种合成氨耦合工艺的能耗均不会低于传统工艺。但未来随着催化剂的研发与应用进展,DRM与MCD可能实现质量、能量的高效双重耦合,从而将大幅降低物耗与能耗。然而,如综合考虑CO_(2)消纳效应、CO_(2)减排效果以及合成气等化工产品的联产所带来的综合效益,尤其在未来碳指标稀缺、碳税高企情形下,上述工艺均可能具备一定竞争力。

摘要：为了解决氟硼荧类染料(BODIPY)在肿瘤诊断中吸收波长短、水溶性和生物相容性差的问题,设计开发了2种吸收波长达到近红外区的BODIPY分子,并通过与DSPE-PEG2000-MAL-RGD(PC-RGD)自组装形成具有良好水溶性和生物相容性的纳米粒子。研究了纳米粒子的荧光成像能力,结果表明:单取代分子3a和双取代分子3b的荧光发射波长分别达到了650和775 nm,且双取代分子3b表现出更大的斯托克斯位移,这是由于其具有更高的共轭程度。另外包裹后的纳米粒子表现出良好水溶性和生物相容性,为其作为肿瘤诊断的荧光探针提供了基础。

摘要：基于二维纳米材料MXene的导电水凝胶,已成为柔性可穿戴传感器领域的非常有前景的材料.在这些应用中,制备同时具有高韧性、超弹性、低滞后性、自粘性和多种感官功能的凝胶至关重要.然而,MXene纳米片在水介质中容易重新堆积,不可避免会被氧化,以及MXene和凝胶网络之间薄弱的界面结合等问题,使得MXene基水凝胶几乎不可能实现上述多种性能.在文中,我们将明胶改性的MXene引入到聚丙烯酰胺(PAAm)水凝胶中,制备了一种导电的MXene-复合聚合物(MCP)水凝胶,用于制造多功能传感器.明胶的存在不仅通过形成一个保护鞘大大改善了MXene纳米片的稳定性,而且作为分子胶还在很大程度上增强了MXene和水凝胶网络之间的界面相互作用.因此,MCP水凝胶表现出高强度(430 k Pa)、显著的可拉伸性(1100%)、低滞后性(在500%的循环拉伸下滞后率<10%)和良好的可重复粘附性.所得的基于MCP水凝胶的多功能传感器显示出高应变灵敏度,工作范围大(GF=8.83,最高1000%),实现了对各种人体运动的检测.此外,所制备的传感器还具有卓越的热敏能力(1.110/℃),可用于测量体温.这一策略为设计高性能MXene基水凝胶提供了新的思路.

摘要：针对生物特征的多模识别技术,设计了一款用于指纹及手指静脉图像复合采集的光学系统。用于采集指纹和手指静脉图像的光学镜头分别由3片和12片球面透镜构成,工作波长分别为650nm和850nm,成像器件分别采用640pixel×480pixel CCD和640pixel×512pixel非制冷红外探测器。使用Zemax软件对该系统的光学结构进行了设计和优化。像质评价结果表明:指纹图像采集镜头在空间截止频率67lp/mm处,调制传递函数MTF值大于0.6;手指静脉图像采集镜头在空间截止频率30lp/mm处,调制传递函数MTF值大于0.8;两镜头各视场弥散斑均方根半径远小于成像器件像元尺寸,接近衍射极限,且成像畸变均小于0.5%。实验证明该系统采集到的图像质量优良,分辨率高。

摘要：针对高分辨率640＆#215;512元非制冷探测器，设计了一款6＆#215;长波红外连续变焦光学系统。该系统由6片透镜构成，工作波长为8~12μm，F数为1~1.1。根据变焦光学系统设计理论，确定了系统的机械补偿式变焦结构并构建了初始结构；对该系统的光学结构参数及凸轮变焦曲线进行了设计和优化。像质评价结果表明该系统在20~120 mm焦距范围上实现了连续平滑变焦；在30 lp/mm空间频率处，全焦距范围调制传递函数值大于0.45，接近衍射极限；全焦距范围各视场弥散斑均方根半径小于6.3μm，远小于像元尺寸17μm。实验证明该系统具有高分辨率、高变倍比、大光圈、大视场范围的特点，且像面稳定，变焦平滑，结构紧凑合理，成本相对较低。

摘要：肿瘤是全世界发病率最高、死亡率最大的疾病之一.鉴于肿瘤的高风险与高死亡率,世界各地的研究人员致力于开发更精确快速的诊断策略和更有效的治疗方法来对抗,针对肿瘤的光学诊疗一体化技术应运而生.氟硼荧类化合物(BODIPY)因其优良的光学性质在肿瘤光诊疗中被广泛关注.详细介绍了BODIPY及其衍生物作为光敏剂、光热转化剂及显影剂在肿瘤诊疗(光动力治疗、光热治疗、光声成像)以及诊疗一体化中的应用,全面系统地评价了不同BODIPY结构以及其衍生物在肿瘤诊疗中的效果.这对于合理设计具有高单线态氧量子产率、高光热转化率以及良好的光稳定性和溶解性等优点的近红外BODIPY材料具有重要意义.

摘要：文章以罗非鱼(Oreochromis nilotica)鱼鳞为原料,经乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)脱钙处理后采用酸法提取明胶。根据中心组合试验设计(center combination of experimental design,CCD)原理展开试验,考察提取时间(h,X1)、提取温度(℃,X2)、浸酸时间(h,X3)和柠檬酸质量浓度(g.L-1,X4)对明胶得率(%,Y)的影响,并对所得明胶的理化性质与牛骨明胶进行比较。响应面分析结果表明,提取温度、提取时间和浸酸时间与明胶得率之间具有显著相关性;优化的提取条件为提取温度65℃、提取时间3.6 h、柠檬酸质量浓度200 g.L-1、浸酸时间11.3 h。在此条件下的明胶得率为28.4%,与预测值30.1%相近。制得的鱼鳞明胶粗蛋白含量为89.9%,氨基酸组成中每1 000总氨基酸残基中甘氨酸为352个,亚氨基酸(脯氨酸和羟脯氨酸)173个;凝胶强度高达245 Bloom(g),熔点为27.0℃,而比浓对数粘度及成胶质量浓度分别为0.030 L.g-1和8.0 g.L-1。