【摘 要】
：
二维纳米材料具有高机械强度和比表面积、大量表面官能团、良好的亲水性及生物相容性,是固定化酶的良好载体.本文选取经典的氧化石墨烯(GO)以及新型的过渡金属碳/氮化合物(MXenes),分别介绍了它们的制备方法和结构、物理和化学性质,综述了它们在固定化酶领域的应用研究,并进行了比较.文中指出:GO由石墨烯经化学氧化再剥离制得,MXenes由其前体经刻蚀制得,不同的氧化或刻蚀方法制得的材料在组成、结构、性能等方面存在差异.GO表面的可反应官能团更多,包括羟基、羧基和环氧基,故在固定化酶领域应用广泛.MXenes
【机 构】
：
北京理工大学化学与化工学院,北京102488
论文部分内容阅读
二维纳米材料具有高机械强度和比表面积、大量表面官能团、良好的亲水性及生物相容性,是固定化酶的良好载体.本文选取经典的氧化石墨烯(GO)以及新型的过渡金属碳/氮化合物(MXenes),分别介绍了它们的制备方法和结构、物理和化学性质,综述了它们在固定化酶领域的应用研究,并进行了比较.文中指出:GO由石墨烯经化学氧化再剥离制得,MXenes由其前体经刻蚀制得,不同的氧化或刻蚀方法制得的材料在组成、结构、性能等方面存在差异.GO表面的可反应官能团更多,包括羟基、羧基和环氧基,故在固定化酶领域应用广泛.MXenes固定化酶则主要利用表面的羟基反应或负电荷吸附,目前主要用于制备生物传感器.最后指出这两种材料还存在制备效率低、纳米片易聚集、循环利用性差等问题.今后的发展方向是要开发更为简单和安全的材料制备方法,探索更为有效的插层和剥离手段以及改善固定化酶的回收策略,进一步推进二维纳米材料在固定化酶领域的应用.
其他文献
低碳烯烃选择氧化制备醛类等含氧化合物是生产有机化工中间体及产品的关键步骤,钼铋复合金属氧化物因其优异的催化性能在相关工业界和学术界受到广泛关注,然而目前关于该催化剂上选择氧化反应机制和催化反应本质等科学问题的认识尚未形成统一理论.本文系统综述了钼铋复合金属氧化物在催化低碳烯烃选择氧化制备醛类反应中的研究进展,包括催化剂微观结构的三种调控手段,即主组分钼酸铋物相结构、助剂及载体等对反应性能的影响,并对反应机理进行了深入讨论与总结.最后展望了钼铋复合金属氧化物在该选择氧化反应中的发展前景,为钼铋复合金属氧化物
针对页岩气压裂返排液化学需氧量(COD)高,难以直接排放的问题,研究了臭氧氧化(O3)、超声氧化(US)和臭氧与超声联用氧化(O3+US)三种方式降低页岩气压裂返排液COD的效果.结果表明:O3+US因能产生更多的自由基而具有更好的降低COD效果.O3+US联用氧化返排液过程中,首先是臭氧直接氧化有机污染物生成醛酮等物质,然后再是自由基氧化降解,返排液颜色会出现特征变化.另外研究了水样pH、超声波功率、催化剂种类和加量、反应时间等因素对O3+US联用氧化降低COD的影响,结果表明其降低COD的效率随pH的
在Al2O3、K2O、CaO三个基础助催化剂基础上,针对MgO、V2O5、ZrO2、WO3四种助催化剂,分别组成单变量、双变量、三变量和四变量共17个样品的实验方案,采用简单对比法,考察各变量对催化剂性能的影响,并采用SEM-EDS、H2-TPR、N2-TPD、XRD、BET等进行了表征.结果表明,单变量、双变量、三变量和四变量的样品中各自具有最高活性的样品都含有V2O5、ZrO2或WO3助催化剂,且每增加一个助催化剂,出口氨浓度就提高一个百分点,达到19.06％,相对提高24％,表明催化剂活性与助催化剂
光伏全覆盖的无盖板光伏/热(PV/T)系统结构简单,电性能优异而热效率偏低,有关其能量损失的研究还少有涉及.本文基于热力学第一、第二定律分别建立无盖板PV/T的能量平衡方程,搭建实验平台开展系统在不同温度、流量工况下的性能测试,结合电池温度曲线验证工质的冷却效果,并从焓-熵-?的角度对系统的热力学特性进行分析.研究发现,水冷通道提升了光伏组件的效率和温度场的均匀性,同时缩短水集热过程的时间将有助于系统节能和增加能量收益;环境温度是影响PV/T系统热效率、热?效率以及热损失率的重要因素,电效率则受流量变化的
目前工业上合成α-硝基萘仍然采用传统的混酸硝化法,然而该方法存在区域选择性不高、官能团耐受性差、产生过量酸性废液以及后处理费用高等诸多局限性,导致环境污染以及生产成本的提高,不符合绿色化学的理念.鉴于α-硝基萘的应用前景,本文通过浸渍-焙烧-还原等步骤设计合成一系列负载型铜催化剂,实现了萘向α-硝基萘的高效、经济、绿色的催化转化.其中,以ZSM-5等为载体合成的催化剂Cu/ZSM-5催化效果最好,以较高的分离产率(高达95％)和优异的区域选择性[(α-:β-)>(98:2)]得到了目标产物α-硝基萘,而且
CO2捕集与封存技术是目前实现碳减排最有效的方法.其中,CO2矿物封存(又称CO2矿化)是利用CO2与含钙镁硅酸盐矿物进行反应使CO2以稳定的碳酸盐形式永久储存起来.本文首先介绍了CO2矿化的基本原理和技术路线,其中间接矿化反应条件较温和、矿化效率更高、得到的产物也更纯,因此对于CO2间接矿化的研究也更广泛.本文综述并对比了天然矿物及工业固废矿化CO2的研究进展,指出工业固废更有利于CO2矿化过程.工业固废矿化CO2过程矿化CO2的同时处理了工业固废,实现以废治废,因此它在经济上也是具有一定优势.在此基础
由生物脱氧油制生物航空煤油具有较大应用潜力和发展前景,为了提高生物航煤的收率,开发性能更好的加氢裂化/异构化催化剂是关键.本文采用水热合成法,在低温陈化、加入晶种、提高合成凝胶的碱度或加入有机碱条件下,合成了平均c轴尺寸在100～330nm的小晶粒ZSM-22分子筛,进行了XRD、SEM、N2物理吸附、NH3-TPD和吡啶红外表征,并以生物质油加氢脱氧得到的长链正构生物烷烃为原料,考察了不同晶粒尺寸ZSM-22催化剂催化裂化和异构化制生物航空煤油的性能.结果表明,通过提高碱度合成的小晶粒H-ZSM-22具
自2014年首次被报道以来,层状黑磷作为一种新型的二维纳米材料受到了广泛的关注与研究.层状黑磷具有比表面积大、带隙结构可调、载流子迁移率高、生物相容性好及易修饰等特点,是一类潜在的理想生物传感材料.本文将关注层状黑磷在电化学传感器中的应用,根据检测目标物的类型,对最新的研究报道进行了详细分类与讨论,主要包括气体分子、生物小分子、其他小分子、生物大分子、细胞几大类基于层状黑磷构筑的电化学传感器.重点概述了层状黑磷及其复合纳米材料的制备方法与性质,传感器的结构、工作原理与分析性能等.最后讨论了黑磷基纳米材料在
通过一步沉淀-蒸发法制备了具有不同P/Al摩尔比(x=1.00、1.05、1.10、1.15、1.20)的无定形介孔Al-xP-O催化剂.通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等手段对制备的Al-xP-O催化剂进行表征,考察了P/Al摩尔比对催化剂表面酸碱性及催化性能的影响.当P/Al摩尔比在1.00～1.10范围时,随P/Al摩尔比增加,催化剂弱酸性位点数量增加,中等强度碱性位点
七水硫酸镁是一种具有高储热密度(2.8GJ/m3)、低工作温度(<150℃)的无机盐水合物化学储热材料.开发基于七水硫酸镁的高效热化学储热材料和储热系统,有望在太阳能热利用、工业余热回收、季节性储能、建筑供热等领域取得良好的节能减排应用效果.本文对七水硫酸镁的储热原理、基本物性进行了详细介绍.针对七水硫酸镁在实际应用过程中存在传质阻力大、使用寿命受限、传热性能不足等缺点,文章综述了通过沸石、高分子泡沫、碳材料等改性制备硫酸镁高性能复合材料及储热器的相关研究,并对此材料的未来发展趋势作出评价.