摘要：生物质是自然界中唯一可再生含碳资源且年产量巨大,将其高效转化与利用,契合“双碳”目标.但生物质的化学转化存在条件苛刻、产物分布广、高值化产品选择性低等瓶颈问题.结合课题组的科研成果,本文基于生物质本征结构特征,结合高效解聚催化过程的设计,从溶解、催化、反应、产物分离等多角度出发,创新催化生物质高效定向转化过程耦合与强化技术模式,并在生物质高效转化新路径、转化过程耦合与强化作用机制等方面进行阐释;同时,对催化过程耦合多场作用改善生物质定向转化效率与拓展生物质高效利用路径进行了展望,期望为生物质高效转化领域的相关研究提供理论基础与技术支撑.

摘要：通过耗散粒子动力学方法,研究了p H响应性嵌段聚合物(聚丙烯酸-聚-2-乙烯基吡啶PAA-P2VP)接枝在纳米孔内的开关效应.探讨了嵌段序列Wall-P2VP-PAA和Wall-PAA-P2VP对响应性开关效应的影响,结果表明,只有Wall-PAA-P2VP嵌段序列才能在不同的环境下形成智能响应性开关.接枝密度对智能响应性开关影响的研究表明,只有在合适的嵌段聚合物链接枝密度下,形成的孔道才能够达到智能开关效应.链长是影响智能开关膜开关效应的另一个重要因素,在链长较短的条件下,无法形成关闭的开关效应;而在链长较长的条件下则可以形成闭合的开关效应.在控制嵌段聚合物的接枝密度和链长的条件下,共聚物刷修饰的纳米膜孔在不同的p H值条件下可以实现智能膜的开关效应.对不同嵌段比对智能膜形成孔大小的影响的研究发现,随着PAA嵌段比例的增大,嵌段聚合物膜孔的大小逐渐减小,直至几乎闭合.研究结果为设计和构建有开关效应的纳米孔提供了一定的理论基础.

摘要：采用全原子分子动力学模拟方法研究了纤连蛋白(FN)在金红石表面、23%石墨烯覆盖率的金红石表面、92%石墨烯覆盖率的金红石表面、石墨表面的吸附行为.模拟结果表明:FN在金红石表面吸附不稳定.通过石墨烯修饰二氧化钛表面可降低金红石表面的亲水性;当表面含有石墨烯层时,FN都将稳定地吸附在表面上.在23%石墨烯覆盖率的金红石表面上,FN的特异性识别位点朝向溶液而有利于整合素识别.DSSP分析结果显示在40 ns的分子动力学模拟过程中,FN的七个β-折叠结构在所有体系中均没有发生太大变化.由于有石墨烯层存在,表面附近水分子层密度减小.FN的表面吸附能随着表面石墨烯覆盖率的增加而增大.石墨烯修饰能加强二氧化钛表面对蛋白质的吸附.本工作可以为移植体修饰生物材料设计与开发提供参考.

摘要：采用耗散粒子动力学模拟方法研究了药物输送载体聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子对抗癌药物阿霉素(DOX)的负载和释放行为。构建了PAMAM树状大分子的粗粒化模型,该模型能准确地重现树状大分子的构象性质。考察了PAMAM树状大分子代数(G)对DOX负载以及pH环境对DOX释放的影响。模拟结果表明,PAMAM树状大分子主要通过疏水作用将DOX包封于内部空腔,G6和G7 PAMAM树状大分子的负载能力较强,因为其孔隙率较高,内部有更多的疏水空腔。在低pH环境下,PAMAM树状大分子结构发生变化,DOX分子能快速地从其中释放,主要原因是PAMAM的伯胺、叔胺和DOX伯胺发生质子化,质子化基团间的静电排斥作用使得PAMAM树状大分子发生溶胀,导致其内部空腔暴露,促进了DOX的释放。本工作可以为基于树状大分子的药物输送体系的设计和优化提供参考。

摘要：来源于番石榴叶的杂源萜类物质对治疗糖尿病的相关靶标有良好的抑制活性,这说明番石榴叶杂源萜类物质中可能含有降糖活性强的成分.因此,文中利用13个二醛杂源萜类化合物作为配体,分析了该类化合物与治疗糖尿病相关的PTP1B、PPARγ、PPARα、α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶的酶/受体分子对接情况,进行相应的虚拟筛选.结果显示:杂源萜类化合物与α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶无对接位点,但与PTP1B、PPARγ、PPARα有对接位点;蛋白和配体间的作用是通过弱非共价键力的相互作用而实现的,如疏水作用、键和氢键;Euglobal Iia、Euglobal Ib、Euglobal Ic(首次从桉叶中分离得到)与PTP1B、PPARγ、PPARα的结合活性均较高,可为降糖药物的设计和结构修饰提供有用的信息.

摘要：采用巨正则Monte Carlo法(GCMC),对CH4/CO2混合气体体系基于金属-有机骨架材料(MOFs)的吸附分离进行了模拟研究。吸附分离材料涉及3个系列(M-MOF-74、M-MIL-53和[M(atz)(bdc)0.5])(M=Mg,Co,Ni,Zn,Al,Cr)不同金属配位的8种MOF材料。研究表明,Mg-MOF-74的CO2吸附性能在高压下优于其他材料;在低压时,拥有大量氨基官能团的[Zn(atz)(bdc)0.5]和[Co(atz)(bdc)0.5]材料有更高效的CO2分离性能。通过径向分布函数和CO2吸附构型快照重叠图进一步分析发现,各个系列材料不同金属配位对CO2吸附构型的影响造成了材料吸附分离性能有较大的不同。研究结果能够为实验上设计和开发新型高效CO2和CH4吸附分离MOFs材料提供启发。

摘要：将葡萄糖氧化酶(GOx)分别固定在多壁碳纳米管(MWNT)、氨基化碳纳米管(AMWNTs)和羧基化碳纳米管(MWNTs-COOH)修饰的电极表面,电化学测量表明固定在羧基和氨基碳纳米管上的GOx式量电位基本没变,而峰电流得到了很大提高。尤其是氨基化碳纳米管上的GOx的峰电流是未功能化碳管上GOx的4倍多。进一步研究Nafion/GOx-AMWNTs/GC电极的电化学行为,发现固定在AMWNTs上的GOx可进行直接准可逆的氧化还原反应,而且固定在AMWNTs上的GOx有良好的稳定性。氨基改性碳纳米管电极载体材料有望显著提高GOx生物燃料电池性能。

摘要：对镁合金等离子体电解氧化膜的表面制备工艺进行了研究。采用正交设计法优化实验方案,对最佳工艺条件下制备的氧化膜的微观形貌、相组成进行了研究;采用点滴腐蚀、动电位极化曲线、循环阳极极化曲线、电化学阻抗谱及浸泡腐蚀试验对AZ31镁合金及等离子体电解氧化膜的耐腐蚀性能进行了综合评价。结果表明,制备的等离子体电解氧化膜的最佳工艺为KOH 4 g/L、硅酸盐20 g/L、氧化电压300 V、氧化时间30 min;氧化膜主要成分为MgSiO3和Mg2SiO4,经过等离子体电解氧化之后其显微硬度、耐点滴腐蚀、耐均匀腐蚀和耐点腐蚀性能较AZ31镁合金均有较大提高。

摘要：以环氧树脂E-20合成了环氧月桂酸酯,以丙烯酸单体与双丙酮丙烯酰胺（DAAM）对其进行接枝改性,添加己二酸二酰肼（ADH）制备了常温酮肼自交联纳米环氧树脂乳液。以红外光谱仪表征了合成过程中各步产物及乳液固化后的结构,结果表明得到了设计结构的树脂,干燥后涂膜的FTIR谱图表明酮羰基与酰肼基发生交联反应生成了腙;DSC分析表明合成的树脂具有两个玻璃化温度（Tg）,分别为丙烯酸接枝环氧树脂和纯丙烯酸树脂的Tg,前者低于常温,表明可以实现常温自交联。在改性环氧树脂乳液的合成过程中,以粒径分析和综合性能分析对功能性单体配比进行了研究,结果发现当MAA与E-20质量比为11.0%~14.7%、DAAM的用量为2%~3%、m（ADH）/m（DAAM）为0.8~1.0时,制得的乳液具有良好的储存稳定性和涂膜性能。透射电镜及粒径测试表明乳液粒径为纳米级,约88 nm,且粒径分布均匀,基本呈稳定的球形结构。将所制备的纳米乳液配制成防腐涂料,性能测试表明该涂料具有良好的综合性能。

摘要：探讨了水葫芦和生活垃圾在中温条件下联合发酵的可行性,研究了系统总固体含量(TS)、发酵母液添加比例(IR)以及水葫芦添加比例(WR)对厌氧发酵过程的影响。试验结果表明,添加5%的水葫芦能够有效防止因TS和IR的变化对系统pH值所带来的影响,缩短发酵启动时间,使产气高峰集中出现,并提高产气量。但是当水葫芦添加比例增加到10%时,沼气产量反而下降。发酵70 d后,挥发性固体(VS)降解率为38.18%～58.10%。通过对正交试验结果进行分析,得到水葫芦与生活垃圾联合发酵制沼气的较优工艺条件为:系统总固体含量23%,发酵母液添加比例100%,水葫芦添加比例5%。