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关键词： g-C_(3)N_(4)   复合材料   电化学传感   食品安全检测   环境检测  

摘要： 石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))是一种新型的半导体纳米材料,较高的比表面积、良好的稳定性赋予了其强吸附性和易于修饰等特点,有望用于解决电化学传感器所要求的低成本、快速检测、良好的灵敏度和优异的选择性等难题。本文对g-C_(3)N_(4)基纳米复合材料的合成方法及电化学传感性能进行了综述,在此基础上重点介绍了基于g-C_(3)N_(4)纳米复合材料的电化学传感器在食品、环境、生物医药检测等领域中的应用,并展望了开发复合材料传感器的重要性,以期为g-C_(3)N_(4)基纳米复合材料的合成及应用拓展提供参考。

关键词： 原电池原理   脱氯   水灰比   钢筋腐蚀电位   极化电阻   回路电流  

摘要： 对不同水灰比钢筋混凝土开展了基于原电池原理的电化学脱氯试验,研究了不同水灰比的钢筋混凝土电化学参数随时间的演变规律。结果表明:水灰比越大,脱氯初期阳极工作电位越负,回路电流越大,脱氯效率越高;水灰比越大,脱氯后钢筋腐蚀电位正移越明显,极化电阻增幅越大,OH^(-)浓度的增幅越小;脱氯后,混凝土中C-S-H凝胶和Friedel’s盐的含量略微降低,而Ca(OH)_(2)的含量略微增加,AFt和C-S-H凝胶少量分解。

关键词： CuInZnS量子点   电致化学发光   双信号扩增   信号猝灭   microRNA  

摘要： 采用一锅水热法合成低毒发光底物CuInZnS量子点,并利用透射电子显微镜、荧光光谱仪、X射线衍射仪、红外光谱仪和紫外-可见分光光度计等对其组成、吸光范围进行表征.然后依次将量子点、二茂铁(Fc)标记的发卡DNA3(H3)组装到电极上,由于Fc和CuInZnS量子点之间发生能量和电子转移,CuInZnS量子点的电致化学发光信号被Fc淬灭.最后,通过T7核酸外切酶辅助循环扩增产生的输出DNA打开H3的发夹结构.在辅助因子Zn^(2+)的协助下,DNA剪切酶将Fc-H3裂解,诱导Fc标记的DNA片段从电极释放出来.当大量Fc标记的DNA片段被移除时,ECL信号恢复.根据这种量子点ECL信号的“淬灭-增强”机制,构建了超灵敏的miRNA-141 ECL生物传感器,线性范围为10^(-8)~10^(-15)mol/L,检测限低至0.37 fmol/L,为早期癌症的诊断和监测提供了一种具有潜力的检测策略.

关键词： 纳米材料   光电化学传感器   水质重金属监测  

摘要： 本研究聚焦于纳米材料在光电化学传感器中的应用,探讨了纳米材料与光电化学传感器的基础理论。通过对纳米材料的概述和光电化学传感器原理的阐述,本文提出了基于纳米材料的光电化学传感器设计方法,包括传感器结构设计、纳米材料的选取与改性和光电转换元件的选择。研究发现,纳米材料在传感器中具有增强响应速度、灵敏度和选择性的功能。实验部分对水质重金属进行了监测研究,建立了重金属检测标准曲线,并对实际水样进行了检测与分析。结果表明,纳米材料在提高光电化学传感器性能方面具有显著作用,为环境监测等领域提供了有力支持。

关键词： 生物材料   微针   葡萄糖传感器   水凝胶   透明质酸  

摘要： 利用微针对皮肤间质液(Interstitial Fluid,ISF)中生物标志物的快速提取和检测有望实现对人体生理状况的实时监控,在很多疾病的诊疗中意义重大。基于可溶胀水凝胶的微针因良好的生物相容性和简便操作的特性备受微针给药和传感研究的关注。制备了一种基于交联透明质酸水凝胶掺杂渗透质的微针贴片,1 min内可从离体猪皮中提取约10.2μL的ISF。进一步制备了基于印刷电极的PB/CS/MWCNT-COOH/GOx葡萄糖传感器,与微针结合,实现了在3 min内检测离体猪皮中0.5 mmol/L~10 mol/L的葡萄糖浓度。因此,所制备的水凝胶微针贴片可以用作皮肤ISF中葡萄糖的提取和传感。微针贴片与电化学传感器通过提取-恢复-检测过程的结合使用方式也可以拓展到其他生物标志物的检测中。

关键词： 酸性环丁砜   Q235B   腐蚀   电化学   碳钢  

摘要： 采用静态挂片法、电化学阻抗谱、动电位极化曲线方法,主要研究了30℃和50℃两种典型环境温度下储罐材料Q235B碳钢在酸性环丁砜溶液中的腐蚀行为。结果表明:50℃时腐蚀速率快,约为30℃腐蚀速率的近3倍。通过电化学试验可知,Nyquist曲线显示在高频区出现不完整容抗弧,50℃时高频区容抗弧半径较小,由于温度高时环丁砜发生劣化的活化度更大,溶液内部离子受到阻力变小,腐蚀加剧,这与静态挂片法的结果一致。随着浸泡时间的延长,Q235B碳钢在酸性环丁砜溶液浸泡过程中产生的腐蚀产物未对基体起到保护作用,自腐蚀电位负移,极化电阻变小,耐蚀性逐渐降低。

关键词： 金属材料   电化学腐蚀   桑白皮提取物缓蚀剂   科学前沿   实验教学  

摘要： 为满足社会发展的需要,培养复合型人才已成为我国的重要战略目标。工程化学作为一门将化学的基本原理和方法应用于相关工程领域的学科,是化学与工程技术的大融合,专注于培养学生思考问题、解决问题和分析问题的能力,为国家的发展培养复合型人才。将前沿科研成果融入工程化学实验教学的设计中。利用电化学工作站测试碳钢在酸性环境中的腐蚀速率及桑白皮提取物对碳钢的缓蚀性能,使学生深入了解石油天然气、化工、航空航天、海洋和建筑等领域材料的腐蚀监测及腐蚀防护,并将电化学腐蚀理论知识与实际工况联系起来。

关键词： 类液态   有机硅   滑动角   防腐蚀   电化学   盐雾  

摘要： 以不同比例的正硅酸甲酯(TMOS)和1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷(FAS-17)为原料,以盐酸为催化剂,采用一步法制备了类液态有机硅溶胶,通过旋涂法将其涂覆在铜合金表面并在60℃条件下烘干成膜。通过红外光谱、场发射扫描电子显微镜、接触角测量以及电化学性能测试、中性盐雾试验对类液态有机硅涂层的官能团、微观形貌、疏水滑动性及耐蚀性进行分析和研究。结果表明,当TMOS与FAS-17物质的量比达到4∶1时,涂层静态接触角为106.8°,滑动角为25.7°,自腐蚀电流密度为5.38×10^(-8)A/cm^(2),频率0.01Hz处电化学交流阻抗为2.73×10^(5)Ω·cm^(2),涂层防护效率达到99.41%,涂层具有最佳的防腐蚀性能、疏水性和水滑动性能。中性盐雾测试中,样品TF-4在10d内未出现腐蚀,在第25d基底出现少量腐蚀斑点,具有最佳的抗盐雾性能。涂覆类液态有机硅涂层的玻璃片可见光透过率超过91%。

关键词： 病原微生物   新型冠状病毒   分子印迹   电化学传感器   印迹传感器   N蛋白  

摘要： 采用SARS-CoV-2(新冠病毒)的核衣壳蛋白(N蛋白)为模板,利用控制变量法开发了分子印迹电化学传感器。结果表明:通过电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)测试确认传感器成功制备,印迹传感器对0.01~0.3 ng/mL范围内的新冠病毒N蛋白溶液的检测有良好的线性,检出限为8.06 pg/mL,与聚合酶链式反应(PCR)处于相同量级,灵敏度为8.057×10^(-5)(A·mL)/ng,对新冠病毒N蛋白具有良好的特异性,选择性系数是非印迹传感器的5.19倍;印迹传感器在葡萄糖、腐殖酸、NaCl、脱氧核糖核酸和牛血清白蛋白等环境中显示出较好的抗干扰性。印迹传感器在真实水样中对新冠病毒N蛋白的信号响应为89.53%~101.08%,相对标准偏差(RSD)为3.91%~5.86%,表明了此印迹传感器在污水中有较好的应用前景。