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关键词： 阴离子交换膜   PTFE   N-甲基哌啶   原位热聚合  

摘要： 阴离子交换膜是阴离子交换膜燃料电池的关键材料,对燃料电池性能起着至关重要的作用。在不同孔径的聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜内,通过原位热聚合的方法将氯甲基苯乙烯、甲基丙烯酸六氟丁酯和二乙烯基苯共聚制备成膜,采用N-甲基哌啶(DMP)对膜进行功能化得到哌啶功能化聚苯乙烯/PTFE复合阴离子交换膜(QAPTFE/PVH)。采用三种孔径(1、0.45和0.22μm)PTFE多孔基膜,分别制备了三种复合阴离子交换膜QAPTFE/PVH-1、QAPTFE/PVH-0.45和QAPTFE/PVH-0.22。测试了不同膜的吸水率、溶胀率、离子交换容量和离子电导率等性能,发现QAPTFE/PVH-1具有较高的吸水率和溶胀率,分别为88.06%和50.42%,80℃下电导率达34.44 mS/cm。在65℃、H_(2)/O_(2)气体流速均为0.5 L/min和操作压力为0.1 MPa条件下,QAPTFE/PVH-1膜的单电池峰值功率密度达278.4 mW/cm^(2)。此外,QAPTFE/PVH复合膜的开路电压均高于1.0 V,表明复合膜具有较好的燃料阻隔能力。在80℃的3 mol/L KOH中测试了三种QAPTFE/PVH膜的耐久性,14 d后离子交换容量(IEC)的保留率分别为93.98%、91.88%和92.55%,表明QAPTFE/PVH膜具有较好的耐久性。

关键词： 褐藻胶   废钙水处理   回用   化学沉淀   膜分离   离子交换  

摘要： 作为一种天然产物,因使用安全、易加工及稳定性好等优良的性质,褐藻胶在食品、保健品、医药等健康产业中的需求日益增加。但是,褐藻胶生产过程中水资源需求量大,同时也排放大量的废水。每生产1 t褐藻酸钠消耗大约1000 t淡水,排放约900 t废水,其中,约90%的废水为废钙水。综述废钙水的处理技术和回用方法,分析废钙水处理及回用存在的问题,为废钙水的处理回用技术的发展提供参考。

关键词： 芽胞杆菌   基因组学   转录组学   蛋白质组学   代谢组学  

摘要： 芽胞杆菌(Bacillus spp.)是全世界应用最广泛的生防微生物菌种资源之一,在基因组学成为普遍性基础学科的时代,转录组、蛋白质组、代谢组等多组学技术的联用成为深入揭示芽胞杆菌生物学特性和生防机制研究的重要手段。目前NCBI数据库共计发布了10813个芽胞杆菌全基因组序列,其中装配注释完整的共1842个,占总数量的17.04%。对芽胞杆菌基因组与比较基因组的分析发现,次级代谢产物基因簇是芽胞杆菌基因组中最具有保守性,又具有特异性的部分,它们既是天然产物的重要来源,也在细菌间以及细菌与环境的相互作用和生命周期中扮演着重要角色。截至目前,对于芽胞杆菌的相关研究,多采取整合组学模式和生物信息学计算方法,聚焦于芽胞杆菌的抗性形成、生物膜形成、定殖、促生、诱导植物抗逆性等机制。随着研究的不断深入,芽胞杆菌生防过程中的基因调控机制、蛋白质表达和代谢途径将进一步解析,这将有助于发现新的生防活性物质和优化生防策略。本文综述了转录组、蛋白质组、代谢组等多组学技术在芽胞杆菌上的研究进展,以期为芽胞杆菌生防作用机制的解析以及生防菌株改良的深入研究提供参考。

关键词： 清洁生产   阳极氧化   铝合金   离子交换   响应面法  

摘要： 为了延长铝合金阳极氧化液使用寿命,减少污染物的产生,采用离子交换树脂回收铝合金阳极氧化液中的铝资源。以单因素试验为基础,采用响应面优化试验优化树脂吸附和再生工艺参数,同时利用响应面软件Design-Expert8.0.6进行试验设计和模型分析。结果表明:树脂吸附铝离子最佳条件为反应时间10 min、树脂用量360 g/L,铝离子交换率为68.35%;树脂再生最佳条件为再生液浓度4.15%、再生液用量8.57 mL/g、再生时间30 min,树脂再生率为91.07%;树脂经多次循环使用,铝离子交换率和树脂再生率可保持在53%和84%左右。

关键词： 椎间盘退行性变   线粒体   基因表达   基因组学  

摘要： 目的采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)和机器学习筛选椎间盘退行性变(IDD)中的标志线粒体基因。方法从基因表达汇编(GEO)数据库下载椎间盘相关芯片数据,采用WGCNA对芯片GSE70362数据集中IDD的相关基因模块与线粒体基因取交集,联合机器学习[支持向量机递归特征消除(SVM-RFE)、最小绝对收缩和选择算子(LASSO)回归和随机森林(RF)算法]进一步筛选IDD标志线粒体基因,采用受试者工作特征(ROC)曲线验证标志线粒体基因的有效性。下载GSE15227数据集对标志线粒体基因进行外部验证。利用Cibersort算法评估IDD标志线粒体基因与免疫浸润的生物信息学关联。结果通过WGCNA联合机器学习算法共筛选出4个IDD标志线粒体基因,分别为BNIP3、ISCU、MCUB及SPTLC2。ROC曲线显示BNIP3、ISCU、MCUB、SPTLC2的曲线下面积(AUC)分别为0.562,0.780,0.766,0.702。通过外部数据集验证发现只有BNIP3的表达差异具有统计学意义(P<0.05)。免疫细胞差异分析显示,与正常对照组相比,IDD患者的单核细胞数量较少,差异具有统计学意义(P<0.05)。BNIP3与调节性T细胞(Tregs)呈正相关(r=0.43),与滤泡辅助性T细胞呈负相关(r=-0.40)。结论线粒体基因BNIP3、ISCU、MCUB和SPTLC2可作为新型生物标志物,BNIP3可能通过调控免疫细胞参与IDD的发生。以上基因可作为基于线粒体稳态策略治疗IDD的潜在靶点。

关键词： 大棚   蔬菜   病虫害防治   生物技术  

摘要： 生物技术通过对生物系统及其分子组成的操作与改良,提供了一种有效控制病虫害的方法,不仅能够减少化学农药的使用,降低环境污染,还能够增强蔬菜的抗病虫能力,促进可持续农业发展。文中从大棚蔬菜病虫害的发生原因出发,分析了生物技术在病虫害管理中的重要性和应用方法,包括借助害虫生命特征的防治、培育害虫天敌,以及喷洒生物农药等策略。通过这些方法的实施,旨在为大棚蔬菜的健康生长提供科学的保障,同时推动农业生产向环境友好型转变。

关键词： 微生物技术   农业面源水污染   防治方法  

摘要： 在当今全球范围内,农业面源水污染已成为影响水体质量的主要因素之一。随着农业活动的增加,化肥、农药的过度使用以及畜禽养殖废弃物的排放,导致水体中氮、磷等营养物质及其他有害物质含量急剧上升,严重威胁着水生态系统的健康和人类饮用水的安全。传统的物理、化学处理方法在处理面源污染时存在成本高、效率低、易产生二次污染等问题。因此,探索一种高效、环保的污染治理技术显得尤为迫切。

关键词： 绿色化工技术   化工工程   生物催化   微化工技术   绿色溶剂  

摘要： 随着环境保护意识的增强和可持续发展理念的深入人心,绿色化工技术在化工工程工艺领域的应用日益受到瞩目。本研究首先概述了绿色化工技术的基本概念及其当前发展态势,并深入剖析了几种关键的绿色化工技术,包括生物催化、微化工技术和绿色溶剂等。通过具体案例分析,我们探讨了这些技术在化工工程中的实际应用场景及其展现出的显著优势,结果表明,绿色化工技术在削减污染排放、优化资源利用效率及节能降耗方面成效斐然。此外,研究还直面了绿色化工技术推广过程中遇到的技术成本高、规模化应用障碍以及部分技术稳定性和可重复性不足等挑战,并针对性地提出了应对策略与未来发展方向。本研究的结论对于加速化工行业的绿色转型进程、实现可持续发展目标具有重要的理论价值与实践指导意义。

关键词： D001树脂   锂   吸附性能   吸附机制  

摘要： 目的为了满足锂电池发展对锂需求量的快速增长需求,需要从盐湖卤水中开发一种低成本高效益且环保的方法。方法以D001为吸附剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附脱附曲线对其结构进行表征,采用静态吸附试验研究了D001投加量、溶液pH、吸附时间和溶液初始浓度等因素对D001吸附锂的性能影响。结果在pH为2~8时,D001对锂具有较高的吸附容量,在pH为8时,D001对锂的吸附容量最大,达到11.9mg/g,其吸附实验数据更符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型。在循环5次后,D001对锂的吸附容量可以稳定在11.0mg/g以上,但溶液中Mg^(2+)的存在对D001吸附锂有一定的负面影响。根据X射线光电子能谱(XPS)结果,分析了D001吸附锂的吸附机制,主要受到N和O影响,发生络合反应。结论D001对锂具有一定的吸附能力,且循环性能稳定。

关键词： 人工智能   生物技术   量子科技   可持续能源   物联网  

摘要： 数学的发展是科技创新的关键影响因素,是新时代科技更新的根本动力.本文通过对数学在新时代科技领域的应用研究,探索了其在人工智能、生物技术、量子科技、可持续能源以及物联网和大数据领域的关键作用.在人工智能领域,数学模型为算法设计和模型训练提供了基础,推动了机器学习与神经网络深度学习的发展,在自然语言处理中突破文本分析和语言生成的技术屏障.生物技术方面,数学算法是基因序列分析的基础,支撑生物数据的建模和解释,促进了基因组学和医学影像处理的发展.量子科技领域中,数学在量子算法设计和量子计算机性能分析中起到关键作用,保障了量子通信中的协议设计和量子密钥的安全性.在可持续能源方面,能源系统和可再生能源的预测与优化基于数学方法开展.在物联网和大数据领域,数学在数据挖掘与分析中揭示了大数据的运作规律,数学建模也是大数据预测与决策的技术手段.然而,数学的应用仍面临挑战,存在高度抽象与实际问题的融合难度大以及数据不确定性等问题.