摘要：近年来,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的酶法降解及循环利用备受关注.PET的酶法降解是在不可溶聚合物表面发生的界面催化过程,酶通过水解PET聚合物表面上可及的酯键,将聚合物逐渐分解成单体.反应温度可以从酶的催化活性、热稳定性以及PET材料的生物可降解性等多个方面影响PET的降解过程,是影响PET酶法降解效果的主要因素之一.深入了解温度对PET酶降解过程的热力学和动力学调控机制,对PET降解酶的发掘与改造和酶法降解工艺的优化具有重要意义.本文以叶枝堆肥角质酶(LCC)的突变体WCCG为例,详细研究了温度对WCCG降解低结晶度PET(结晶度7.6%)和高结晶度(结晶度30%)PET微颗粒的影响.通常认为PET的酶促降解需要在其玻璃化转变温度(Tg,~70℃)附近或以上进行.实验测定了不同温度下的降解速率,并利用阿伦尼乌斯公式作图.结果表明,当反应温度在45℃(低于通常认为的Tg,b值约20℃)附近时,反应活化能突然降低,说明此时PET微颗粒表面的玻璃化转变已经开始,酶促降解已经能够有效进行,表现出酶解PET的界面催化特征.当温度高于75℃时,PET降解速率迅速降低,酶受热失活.研究还发现,WCCG存在热激活现象:通过将WCCG在不同温度下温育一段时间后在60℃下进行活性测定,WCCG在50-70℃范围内温育后活性显著提高;在70℃下温育4 h后其降解低结晶度PET的活性提高约1倍,同时对小分子底物4-硝基苯酚丁酯的活性也有明显提高.利用圆二色光谱和荧光光谱检测了WCCG的二级和三级结构变化.结果表明,热处理后的WCCG中的α-螺旋含量显著减少而β折叠含量增加,酶分子疏水性提高,这与分子动力学模拟结果一致.单分子力谱测试结果表明,热处理后的WCCG较处理前的酶与PET薄膜之间的粘附力从88 pN提高到150 pN.因此,WCCG的热激活是其本征催化活性改善和酶与PET表面吸附力增强共同作用的结果.WCCG在高结晶度PET的降解中也存在类似热激活现象.此外,在长时间的降解反应中,无定形区域的PET链段在相对较高的降解温度下逐渐进一步结晶,导致酶催化降解速率随着降解时间的延长而下降.综上所述,温度对酶催化PET降解过程的主要影响包括:PET表面的玻璃化转变、酶的热激活、酶的热失活、温度导致的PET材料再结晶,这些因素相互交织,说明酶促PET降解的温度依赖的复杂性.未来的研究除了继续挖掘和设计高活性、高稳定的PET水解酶外,还应提高酶在45到70℃范围内的催化活性并关注降解工艺的优化.

摘要：从生态聚落理论的视角,探讨可食景观在城乡公共空间中的公共性和设计策略.可食景观不仅是配置可食用有机体的景观设计方式,还增强社区的凝聚力和参与度.通过理论框架、文献研究、历史案例等方法,剖析了可食景观、可食城市概念的起源、发展动力、空间意蕴,并重点研究它在物质维度、社会维度和空间本质上的公共性表现及其形式与意义.总结了提升可食景观公共性的策略和建议,认为可食景观具有建构和整合城乡公共空间的弹性潜能,有助于塑造无形活态的空间形式,并集聚乡村公共空间的凝聚力.基于聚落理论,着重探讨“人-自然”、“人-人”的互动和联系,初步界定城乡公共空间中可食景观的适用范畴,为可食景观的设计创作与实践活动提供理论依据与工作启示.

摘要：光催化CO_(2)还原是利用太阳光和水将CO_(2)转化为高价值化学品或燃料(如CO、甲醇、甲烷等),被认为是解决CO_(2)问题的理想途径之一.CO_(2)分子中C=O离解能高而活化困难,且光催化CO_(2)还原涉及多质子耦合多电子转移过程且产物多样,因而研制效率高且选择性好的光催化剂是该技术的关键.聚合物氮化碳(PCN)作为一种结构可调的有机光催化剂,具有化学稳定性好且能带位置适宜于还原CO_(2)的优势,是一种具有发展潜力的CO_(2)还原光催化剂;但是PCN也存在因其禁带宽度较大而对可见光响应范围有限以及因其结构由三均三嗪单元构成而缺乏足够活性位点来吸附和活化CO_(2)等不足.目前在提升PCN的光催化CO_(2)还原性能方面已有不少研究,但所得的PCN基光催化剂在效率和选择性上仍处于较低水平.考虑到光催化CO_(2)还原涉及复杂的热力学和动力学要求,对基于PCN的光催化剂进行精准设计和研究是非常必要的,这有望获得同时具有可见光吸收增强、光生载流子复合减少、吸附和活化CO_(2)的位点增加以及能带位置适宜等特性的高性能光催化剂.为此,本论文采用理论设计与实验研究相结合的方法,以吡啶掺杂PCN为模型,研制了一种用于CO_(2)还原的高性能PCN基光催化剂.本文设计了将吡啶掺杂到PCN结构单元中不同位置的两种结构,并运用理论计算确定其中禁带宽度较窄、更利于光生载流子分离、更有助于CO_(2)吸附和活化以及总能量较低的结构作为最优结构.然后,采用尿素与适量的2-氨基吡啶共聚的方法,制备了吡啶掺杂的PCN样品,并通过一系列表征确定结构设计成功.还测定了所得吡啶掺杂PCN样品的光学和光电化学特性,评价了它们光催化CO_(2)还原的活性和选择性.最后,通过理论计算和实验研究,阐明了该吡啶掺杂PCN光催化剂的性能增强机制及其光催化还原CO_(2)的反应路径.结果表明,以CO(bpy)_(2)为助催化剂,本文制备的吡啶掺杂PCN(CN-5%AP)光催化剂不仅取得了较高的CO产量,而且还获得99.6%的CO选择性,在λ=420 nm处的表观量子效率可达2.86%.研究表明,该吡啶掺杂的PCN光催化性能增强主要源于其提升的CO_(2)吸附容量以及对CO_(2)还原为CO反应的促进.综上,本工作为设计和制备实现高效CO_(2)还原的光催化剂提供了参考.

摘要：从实验和理论上对超声强化超临界流体萃取的机理进行了研究。采用自行设计的内插式超声强化超临界流体萃取装置,运用数码显微成像系统和透射电镜观察了有、无超声作用下超临界流体萃取中空化测试材料和海藻细胞微观结构的前后变化,分析了超声对超临界流体萃取海藻中二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)的传质和萃取率的影响,并根据声化学原理对超临界流体中附加超声场时能否产生空化现象进行了探讨。实验结果发现超声对超临界二氧化碳流体中的空化材料和海藻细胞壁不产生破坏作用,不会产生声空化效应,但提高了海藻中EPA和DHA的萃取传质效果。其实验结果与理论推导相一致。结果表明:超声强化超临界流体萃取的机理不是源于超声空化,而是超声在微环境内产生的机械波动效应和热效应。

摘要：设计了适用于超临界状态下的超声波强化装置,以薏仁及海藻为提取物,采用超声强化超临界流体萃取过程的工艺流程,分别提取CLSO、CLSE及EPA、DHA。实验结果表明,本强化装置降低了超临界流体萃取系统的压力、萃取温度,减少了夹带剂用量、超临界流体流量和萃取时间,萃取效率明显提高:EPA、DHA分别提高了15.09%、15.96%;CLSO、CLSE分别提高了12.2%、10.53%。提取物经GC-MS分析表明,超声强化不改变提取物质的成分与组成。

摘要：设计了25kHz和40kHz的双频超声强化提取装置,以碘化钾中碘的释放量研究双频超声的空化效应,并以黄柏为原料研究双频超声对提取小檗碱的强化效果,结果表明:在相同实验条件下,双频超声的空化效应远大于单频超声的空化效应;25kHz与40kHz双频超声时的提取率为64.1%,单频25kHz及40kHz时的提取率分别为36.8%和19.0%,双频超声强化的提取率显著高于单频超声强化的提取率。研究还表明,双频超声强化可以降低提取温度,缩短提取时间,为热敏性药物的提取提供了新的强化方法。

摘要：综述了应用于染料敏化太阳能电池的多吡啶钌配合物、胺类染料、卟啉和酞菁类染料分子设计方面影响其光电转化效率的因素研究及新进展.

摘要：在量子信息科技的发展中,以电子自旋作为信息载体的分子基材料因其突出的可设计性和可扩展性而被寄予厚望.基于系综的量子信息材料研究在分子设计和量子操控策略方面已有较多积累.本文从分子基量子比特的构效关系和分子设计、分子基多能级量子位的研究现状和应用潜力、多功能磁性分子等角度介绍了近年来国内外分子基量子信息材料研究的概况,并总结了该领域已取得的成果和现状,展望了今后实现突破的潜在方向和技术路线要求.我们认为,分子基量子信息材料的发展需要走向单自旋表征和操控的新阶段,并整合自旋化学与量子信息科技,以构建新的研究范式.

摘要：设计合成了3种新颖的螺二芴键联富勒烯(C60/C70)吡咯烷衍生物,其结构通过IR,1HNMR,13CNMR和MALDI-TOF进行确证,其电化学性质用循环伏安法进行研究.结果表明,C70衍生物6的还原电位较C60衍生物7分别向负电势移动0.1,0.12和0.01V.同时,使用纳秒和飞秒激光分别研究了化合物6,7和8的光限幅性能,其光限幅阈值分别为15.3,23.3和13.7J/cm2,表明这些材料具有优异的光限幅性能.

摘要：设计合成了2个三芳基咪唑类化合物Im(5)和Bn-Im(6),进一步通过1,3-偶极化反应合成了C60吡咯烷衍生物Im-C60(7)和Bn-Im-C60(8),采用FTIR,1H NMR,13C NMR和MALDI-TOF-MS等方法对其结构进行了表征.实验组装了7个太阳能电池,结构分别为FTO/TiO2/CdSe/Pt,FTO/TiO2/C60/Pt,FTO/TiO2/Im-C60/Pt,FTO/TiO2/Bn-Im-C60/Pt,FTO/TiO2/C60-CdSe/Pt,FTO/TiO2/Im-C60-CdSe/Pt和FTO/TiO2/Bn-Im-C60-CdSe/Pt,对其光电性能进行了表征.结果表明,与CdSe敏化太阳能电池相比,以Im-C60-CdSe和Bn-Im-C60-CdSe为敏化剂的电池效率分别增加了5.28%和40.08%.