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关键词： 超重力技术   D001树脂   Pb(Ⅱ)   改性   离子交换吸附过程  

摘要： Pb（Ⅱ）作为生态系统中排放量最大的重金属污染物,半数以上形成含Pb（Ⅱ）废水积聚在自然环境中,难以被生物降解,极易在动植物体内富集。因此,开发高效、低成本的含Pb（Ⅱ）废水的处理技术势在必行。 本论文针对目前离子交换吸附法中,重金属Pb（Ⅱ）去除效率低、离子交换速率低、抗干扰能力差、改性树脂活性组分负载不均匀等问题,以超重力旋转填料床（RPB）为过程强化手段,采用离子交换-表面沉积法,将金属氧化物负载到D001树脂上制备得到改性复合树脂吸附剂,探究了RPB中其对Pb（Ⅱ）的吸附行为及作用机理。主要结论如下: （1）探讨D001树脂在超重力场中对Pb（Ⅱ）的吸附行为和机理。采用单因素法得出最佳吸附条件为超重力因子β=36.33、液体流量QL=60 L·h-1、初始溶液p H=5.0、温度T=303 K,RPB中120 min时D001树脂对Pb（Ⅱ）的去除率为95.54%,比磁力搅拌器（STR）高出12.03%;RPB中D001树脂对Pb（Ⅱ）的吸附符合Langmuir模型,平衡吸附容量为173.73 mg·g-1,吸附速率常数是STR中的1.64倍,吸附热为13.23k J·mol-1,表明吸附过程以物理吸附和表面吸附为主;XPS表征结果得出,吸附过程中D001树脂表面的Na+与Pb（Ⅱ）发生了离子交换。 （2）为提高D001树脂易受水体中共存离子干扰的问题,采用超重力与离子交换-表面沉积法相结合,在RPB中成功制备水合氧化铁负载型树脂（D001-HFO）。研究得出,当固液比（树脂质量/浸渍液体积）为40 g·L-1、铁离子浓度为0.2 mol·L-1、制备时间t=45 min、β=36.33、QL=60 L·h-1时,制备得到的D001-HFO复合材料对Pb（Ⅱ）去除率最大达到99.62%,Fe负载率最大达到5.17%。在RPB中D001-HFO-R对Pb（Ⅱ）的吸附速率是STR的1.5倍,吸附速率常数k1是STR吸附过程的2.2倍,表明超重力可通过强化表面扩散提高D001-HFO对Pb（Ⅱ）的吸附速率,D001-HFO复合材料对Pb（Ⅱ）的吸附过程符合Langmuir模型,平衡吸附容量为179.64 mg·g-1;Cd2+和Al3+共存离子的存在对D001-HFO去除Pb（Ⅱ）过程表现为抑制作用。相比于D001树脂,D001-HFO具有更高的Pb（Ⅱ）去除率和共存离子抗干扰能力。 （3）在RPB中制备铁锌氧化物负载型树脂（D001-Fe-Zn）并应用于对Pb（Ⅱ）的吸附性能研究,以提高D001-HFO复合材料的化学稳定性及对Pb（Ⅱ）的吸附能力。由Langmuir模型计算得到,D001-Fe-Zn对Pb（Ⅱ）的平衡吸附容量为183.96 mg·g-1,分别提升为D001和D001-HFO吸附量的1.06倍和1.02倍。RPB中,D001-Fe-Zn对Pb（Ⅱ）的吸附速率常数是D001-HFO的1.10倍,D001-Fe-Zn复合材料经过5次循环后,对Pb（Ⅱ）的去除率只降低3.52%,优于D001和D001-HFO,表明D001-Fe-Zn吸附剂具有良好的稳定性和可重复利用性;D001-Fe-Zn复合材料中Fe的溶出率小于D001-HFO中铁的溶出率,表明Zn氧化物的负载可拓宽D001-Fe-Zn复合材料的p H使用范围,提高复合材料的化学稳定性。

关键词： 含镍废水   离子交换   化学沉淀   电渗析   资源化  

摘要： 镍具有非常优良的性能，尤其是在防腐蚀、耐磨损以及增强硬度等方面得到了广泛的应用，有效处理含镍废水不仅能减少环境污染，还可以实现镍资源的回收和利用，具有重要的环境和经济意义。对含镍废水的来源及危害进行了一定论述，并进一步探讨了含镍废水的处理和资源化利用技术，进而为含镍废水的有效处理和充分利用提供技术支持。

关键词： 核心素养   海洋生物学   高中生物教学   生物技术与工程  

摘要： 我国作为海洋大国，在全球大力开发海洋资源的环境下，培养相关高水平人才尤为重要。教师选择合适的切入点和教学策略将海洋生物学知识与技术融入高中生物教学，既能在真实情境中为学生提供高精尖技术知识，又能培养其核心素养，实现立德树人的目标，同时助力蓝色生物产业的发展，为建设海洋强国注入强劲活力。

关键词： 社会性科学议题   SSI教学   批判性思维   高中生物学  

摘要： 《普通高中生物学课程标准:2017年版》已明确指出批判性思维归为科学思维的一个重要组成部分,要求学生能熟练地将批判性思维运用于生物学现象及规律的探究和阐释。社会性科学议题(Social Scientific Issues,简称SSI)是指由于人类对科技的不当使用,在社会上带来的一些争议性的问题,这些问题往往会横跨政治、经济、道德、环境、伦理等诸多领域;通常涉及道德两难,由于个体所处的立场、信仰的不同,则会对这类问题存在不同的看法,从而引起不同社会群体之间产生争议。以社会性科学议题为教学内容开展的课堂教学称为SSI教学,能使学生对议题进行判断、推理和决策来培养批判性思维。因此,本研究探索在高中生物学教学中开展SSI教学能否有助于培养学生批判性思维,具体研究路径如下: 首先,对SSI教学和批判性思维的内涵、结构、测量工具等的相关文献进行了梳理,为后续研究奠定理论基础。 其次,通过问卷来对教师和实习高中部分高二学生进行调查,分别了解开展SSI教学现状和学生批判性思维倾向水平。然后,梳理出教材选择性必修3《生物技术与工程》中有关的社会性科学议题,结合前期的理论文献和问卷调查结果,提出培养学生批判性思维倾向的SSI教学流程和策略,设计相关教学案例。 最后,在实验班开展SSI教学,通过前后测对比,用批判性思维倾向(中文版)测量表(CTDI-CV)来测量SSI教学对学生批判性思维倾向的影响效果。 研究结果如下: (1)贵阳某中学部分高二学生的批判性思维倾向的平均分为278.34,表明其批判性思维倾向水平尚处于矛盾状态,处于中间水平。批判性思维倾向的七个维度平均分由高到低排序为:认知成熟度>开放思想>求知欲>分析能力>寻求真相>系统化能力>批判性思维自信心。可见,教师课可采取针对性的教学策略来进一步提升学生的批判性思维倾向。 (2)由“生物学教师开展SSI教学现状”的调查可知,大部分高中生物教师对SSI教学了解不够深入,开展SSI教学所采用的教学方式较为单一,限制教师开展SSI教学的主要原因是课时较为紧张。但都认可SSI教学的价值,也愿意尝试在生物学教学中开展SSI教学来培养学生的批判性思维。 (3)提出在生物学中培养学生批判性思维的SSI教学流程分为“情境导入,引入议题——理清议题,收集资料——开展活动,探讨议题——师生交流,总结升华——整合思想,科学决策”5个环节,共开展3个课例,在“开展活动,探讨议题”环节分别采用了“讨论、角色扮演、辩论赛”三种教学策略,三个教学策略对学生论证能力的要求由简到难,开展的3个SSI教学课例能够循序渐进的提升学生的批判性思维倾向。 (4)SSI教学开展后,对比发现实验班学生的批判性思维倾向由前测267.43分上升到287.39分,从矛盾状态上升到较强水平,得到了显著提升。其中,寻求真相、求知欲、分析能力以及批判性思维自信心维度得到显著提升,提升不明显的是开放思想、系统化能力、认知成熟度。可见,开展培养学生批判性思维倾向的SSI教学具有积极的作用效果,但需要长时间开展下去才能使学生批判性思维倾向得到更好的提升。 最后,总结了教学实践开展过程中存在的不足和给一线教师的建议,给出了研究展望,其目的是明确此研究将来的研究方向。

摘要： TotalSeqTM抗体助力单细胞多组学研究***抗体是什么?TotalSeqTM抗体是在抗体上偶联了一段寡核苷酸序列,偶联后的抗体可以用于单细胞蛋白质和RNA的同时检测,相关的技术称为CITE-Seq或REAP-Seq。TotalSeqTM抗体可以无缝对接到现有的单细胞转录组测序工作流程中,包括基于poly（dT）-poly（A）捕获的平台及10x Genomics的转录组测序和免疫谱分析[V（D）J测序]平台。TotalSeqTM-A抗体的结构图如下:

关键词： 真实问题   无机化学B   生物技术  

摘要： 针对无机化学B课程理论性强、理解难度大的特点，在课堂上提出了一些学生专业中常遇到的问题，融入理论的讲解中，便于学生理解课程的理论，培养学生思考的习惯，也为后续专业课的学习打下基础。

关键词： 离子交换材料   植物多酚   无机硅胶   吸附   改性  

摘要： 离子交换材料在环境净化、资源回收和生物医药等领域具有广泛的应用前景。然而,传统的离子交换材料骨架多以有机聚合物如聚苯乙烯、聚丙烯酸为主,这些材料存在机械稳定性和热稳定性差、使用寿命短、制备和运营成本高以及依赖化石资源等诸多不足,限制了其在实际应用中的效能和可持续性。因此,开发新型的离子交换材料,特别是以无机材料为骨架,成为当前研究的热点之一。 我们课题组前期研发并部分工业化基于无机硅胶（SG）为骨架的离子交换材料,无机硅胶:具有热稳定性好、机械强度高、易制备且价格低廉等诸多优势;获得良好的应用效果,但是尚存在制备工艺相对苛刻（硅烷偶联需要无水条件）,工艺复杂导致成本较高,在市场上失去了部分竞争力。因此,本课题研究基于SG为骨架、天然多酚为改性剂的离子交换材料,用于克服上述困难。选用天然多酚为改性剂亦或偶联剂,原因在于其丰富的官能团和生物活性,且种类繁多、来源广泛、绿色无污染等特点。本课题的预期是获得高吸附性能与吸附选择性、循环性能极佳、经济环保的新型离子交换材料。本课题材料改性策略主要以多酚直接改性硅胶（SG@多酚）、多酚并辅助以交联剂聚乙烯亚胺改性硅胶(SG@（多酚+PEI）)、硅胶首先水合后再使用多酚+PEI辅助PEI改性(SG-H2O@（多酚+PEI）)、利用“Steglich酯化机理”对硅胶进行改性（S-SG）等四种,具体研究内容如下: （1）基于类似于儿茶酚（如多巴胺）的氧化聚合改性机理,本课题选择具有儿茶酚结构的天然多酚咖啡酸、山萘酚、没食子酸、桑色素、绿原酸（CA、KA、GA、MO、Ch A）等为改性剂。 （2）利用SG@多酚和SG@（多酚+PEI）途径对SG进行改性。 （3）SG颗粒水合后,再通过SG@（多酚+PEI）方法对其进行改性。 （4）利用Steglich酯化反应机理,实现上述多酚对SG骨架的改性。 利用上述方法,本课题共得到14种改性离子交换材料。通过各种结构表征技术（裸眼观察、SEM、FT-IR、XRD、TGA等）对其进行详细的结构分析。结果表明:“SG-H2O@（多酚+PEI）”和“Steglich酯化机理”法改性后的6种硅胶材料界面粗糙度、孔隙率、比表面积等均大幅提高;硅胶颗粒界面成功地引入多酚分子,并形成稳定的化学键合。并对接枝改性条件进行优化（时间、p H、温度、交联剂比列等）:最佳改性条件分别为12 h、40℃、PEI 0.6 mmol、p H 9.0;“接枝率”均保持在5%左右;SG-H2O@CA（D-D）、SG-H2O@GA（D-D）、SG-H2O@Ch A（D-D）的“接枝率”分别为4.6334%、4.1353%、7.3068%;证明改性成功。 采用静态和动态两种方法测试所得改性材料的吸附性能,重金属离子（HM）选用(Cr6+、Cu2+、Cr3+、Pb2+)等四种。通过对不同吸附参数的优化,得到驱除痕量HM的最佳吸附条件。试验结果表明:前文所得到的多酚改性SG材料对上述四种HM均具有优异的吸附性能,包括高吸附容量、快速吸附速率以及对特定HM的选择性吸附能力;特别是Cr6+和Cu2+,材料SG-H2O@（CA+PEI）、SG-H2O@（KA+PEI）和SG-H2O@（MO+PEI）对其驱除率超过90%,另外,材料SG-H2O@（KA+PEI）和SG-H2O@Ch A（D-D）对Pb2+的驱除率也都在90%以上。 对于改性材料在复杂背景条件下的实际应用性能研究,将其用于驱除六种中草药（连翘、黄芪、金银花、蒲公英、板蓝根、红花）的痕量HM和模拟重金属污染废水的净化: （1）中草药在生长、运输、贮藏和加工炮制等过程中可能受到HM的污染,因此,驱除中草药中的HM具有重要意义。本课题试验结果表明,多酚改性SG材料不仅能够有效地驱除中草药（连翘、黄芪、金银花、蒲公英、板蓝根、红花）中的HM,特别是SG-H2O@（CA+PEI）、SG-H2O@（KA+PEI）、SG-H2O@（MO+PEI）对Cr6+和Cu2+和SG-H2O@Ch A（D-D）对Pb2+的驱除率基本达到100%,使重金属含量符合国家限定标准;同时最重要的是,通过高效液相色谱（HPLC）检测可得:在HM的驱除过程中改性材料对中草药的主要活性成分影响较小,尤其是对于连翘苷的影响可忽略不计。 （2）在模拟重金属污染废水的净化中,结果表明:改性后SG材料对HM的驱除率平均提高了80%以上,特别是SG-H2O@（KA+PEI）和SG-H2O@Ch A（D-D）对Pb2+的驱除有较强的选择性,总体性能较未改性SG大幅提升。 外加干扰阳离子(K+、Ca2+、Na+、Mg2+)和外加阴离子(Cl-、SO42-)对改性材料的吸附性能均造成了不同程度的负面影响,但是相比干扰金属阳离子而言,酸根离子带来的负面影响要小得多,并且SG-