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2015年  第47卷  第1期

特约综述
基于改性农业废弃物的矿山废水中重金属吸附去除技术及应用
郑刘春, 党志, 曹威, 卢桂宁, 易筱筠, 杨琛, 郭楚玲
2015, 47(1): 1-12. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.12.003
摘要:
金属硫化物矿区的尾矿在空气、水和微生物等的共同作用下,会产生大量含有毒有害重金属的酸性矿山废水,造成矿区及下游水体和土壤的严重污染.该文结合课题组研究,介绍以农业废弃物为原料开发改性玉米秸秆、花生壳、稻草等吸附材料,吸附去除酸性矿山废水中的重金属离子及其吸附机理,以及实地应用于东江源矿区污染控制示范工程中的重金属吸附去除案例,为矿区重金属污染源头控制研究提供理论基础和技术支持.
基于四氮唑配体构筑的配合物研究进展
蔡佳丽, 邓洪*, 董若婷
2015, 47(1): 13-21. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.06.045
摘要:
论述了四氮唑配合物分子结构特点、制备方法及其在分子识别、选择性催化、气体储存、磁性、荧光等材料中的应用,结合该课题组的研究,着重介绍了近些年来四氮唑类配合物的研究进展和热点应用,以及展望了四氮唑配合物在材料领域的应用前景.
物理学与光学工程
基于二级MZM相干调制实现高速长距离RoF通信
李广, 陈银, 黄旭光
2015, 47(1): 22-25. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.11.010
摘要:
提出并计算机仿真证明了基于二级光电双臂相干调制及双二进制光信息编码技术实现超高速超长距离光纤微波传输(Radio over Fiber)的系统设计方案. 通过第一级光电双臂相干调制构建光双二进制信号,其信号占用频谱带宽比NRZ码降低50%. 通过第二级光电双臂相干调制加载40 GHz超高频载波信号,实现光纤微波传输. 计算机仿真结果分析表明:CW激光光源发射功率为0 dBm,经过多级EDFA光信号放大与色散补偿光纤,在色散系数为17 ps/(nm·km),衰减系数为0.2 dB/km的标准单模光纤中单通道传输,系统码元传输速率可达40 Gb/s、传输距离1 500 km以上.
掺杂硫化铅体系的电子性质研究
刘鹏, 李炜*, 马娟娟
2015, 47(1): 26-31. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.11.011
摘要:
基于密度泛函理论和广义梯度近似,对掺杂PbS体系进行了电子性质的第一性原理计算. 首先,对恒定掺杂浓度(6.25%)时3种替换杂质(Cd、Sn、Sb)不同掺杂位置的形成能进行比较分析,得到了最稳定的掺杂结构. 然后,计算不同掺杂体系的能带结构,能带结构发生了平移,带隙随掺杂原子序数单调递减. 最后,研究掺杂前后光学性质,光学性质的显著变化出现在Sb掺杂的PbS体系中,主要包括介电光谱下杂质峰的出现、相关红移现象以及掺杂后吸收谱能带边缘的拓展. 同时,Cd掺杂PbS介电光谱的反射峰最小.
材料学
稀土荧光/聚碳酸酯加工可行性探讨及其荧光性能研究
王泽忠, 汪克风, 杜发钊, 侯琼, 石光
2015, 47(1): 32-37. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.06.016
摘要:
采用熔融挤出加工方法将稀土荧光粉与聚碳酸酯(PC)树脂混合造粒,用开炼机制成荧光PC薄膜. 应用XRD、SEM、荧光光谱等仪器对荧光粉及荧光PC薄膜结构与性能进行了表征;将荧光PC薄膜与蓝光LED芯片组合,用光谱仪测量白光LED的光色性能等参数. 结果表明, 稀土荧光粉与PC树脂相容性较好,荧光粉在树脂中分散均匀;大颗粒、晶型完整的荧光粉在加工时有利于保持结构及晶体形貌的稳定;加工前后荧光粉激发-发射波长基本保持不变;同时,荧光粉粒径对白光LED光效影响较大,随着合成白光中蓝光和黄光相对比例增大,得到的白光显色指数逐渐上升.
多孔水性聚氨酯表面接枝改性硫酸化壳聚糖复合膜的制备
王晓静, 李国明*, 刘聪, 谢胜, 董玉雪
2015, 47(1): 38-42. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.06.015
摘要:
采用己二异氰酸酯三聚体(HT)、2,4甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇800为基本原料,以1,4丁二醇、2,2二甲基丙酸和乙二胺为亲水扩链剂,合成了水性聚氨酯(WPU),以CaCO_3作为致孔剂制备多孔WPU膜,并与硫酸化壳聚糖(SCS)接枝,制得多孔WPU/SCS复合膜,探讨了致孔剂的用量对WPU/SCS复合膜孔隙率和吸水率的影响.利用红外光谱仪和光学显微镜对复合膜的结构和形态进行了表征,并通过复钙化时间和动态凝血时间对其血液相容性进行了表征.结果表明,致孔剂CaCO_3使用量为12%时,孔隙率为68.3%,吸水率达112.5%,多孔WPU/SCS复合膜具有较好的血液相容性,是一种理想的生物医用材料.
化学与环境
血管紧张素I和II的N端三肽分子印迹预作用的理论研究
沈桂贤, 徐志广*, 章小慧
2015, 47(1): 43-49. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.12.001
摘要:
以血管紧张素I和II共同的N端三肽分子(A_T)为模板分子,丙烯酸(AAc)为功能单体,采用DFT/B3LYP方法和6-31G(d, p)基组,模拟模板分子与功能单体分子印迹预作用体系的构型.通过研究A_T与AAc在印迹比例不同时形成复合物的几何构型、电荷转移及结合能,对A_T与AAc预作用的模式进行探讨.另外,进一步比较A_T、B_T和 C_T (B_T是血管紧张素I结构中C端的三肽分子,C_T是血管紧张素II结构中C端的三肽分子)分别与AAc形成最大印迹比例复合物的作用模式及结合能.计算结果表明:A_T与AAc通过氢键作用形成分子结构互补的复合物,当A_T与AAc印迹比例为1∶6时,电荷转移最大,氢键数目最多,复合物的结合能最低(-361.78 kJ/mol),氢键作用的位置显示精氨酸(Arginine, Arg)在印迹复合物中起重要作用;而B_T和C_T分别与AAc形成的复合物,最大印迹比例都为1∶5,结合能分别为-324.68、-284.66 kJ/mol.与B_T和C_T相比,A_T更适合作分子印迹聚合物的模板分子.
改性污泥基吸附剂对水中铬(Ⅵ)的吸附性能研究
付临汝, 张立国, 刘蕾, 饶锦标, 郭震威, 肖羽堂, 吴宏海
2015, 47(1): 50-54. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.12.006
摘要:
以城市污水厂脱水污泥为原料,采用添加发泡剂辅助的方法制备了污泥基吸附剂,并对部分污泥基吸附剂进行3 mol/L HNO_3改性,研究了2种改性污泥基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附行为.结果表明:HNO_3改性改善了污泥基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能,pH是影响污泥基吸附剂吸附去除Cr(Ⅵ)的关键因素,最适pH在1.0~3.0,最佳吸附时间为3 h.25 ℃下改性污泥基吸附剂吸附Cr(Ⅵ)符合Langmuir吸附模型,准二级动力学模型能很好地描述HNO_3改性前后污泥基吸附剂的吸附行为.
赤泥处理铅酸蓄电池厂硫酸雾研究
舒月红, 陈杰, 方瑜, 陈红雨
2015, 47(1): 55-59. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.12.002
摘要:
采用固定床动态吸附法研究赤泥对硫酸雾的吸附效果,探讨了赤泥不同煅烧温度、煅烧时间以及填料孔隙率对硫酸雾吸附效果的影响.结果表明,赤泥对硫酸雾具有较好的去除效果.当煅烧温度为750 ℃、煅烧时间为5 h、孔隙率为26%时,赤泥对硫酸雾的去除率最高,能达到95%以上.运用扫描电镜、X射线衍射、比表面积测定等方法分析了赤泥的结构特征和成分组成,证明赤泥具有较好的吸附性能.
激光电离源的研制及其与台式飞行时间质谱仪联用
叶启亮, 胡帆, 郭长娟, 钟伟填, 李磊, 黄正旭, 程平, 周振
2015, 47(1): 60-64. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.06.007
摘要:
研制激光电离源并与自制飞行时间质谱仪联用. 应用紫铜样品,优化了离子源真空度、激光参数、样品靶相对接口参数及接口射频电压参数等. 对不锈钢样品和铝片样品进行了检测,结果表明,仪器半峰分辨为3 000,灵敏度较好,检测速度较快,可实现单秒采谱.
一种色氨酸修饰的苯并呋咱类碱性荧光探针的合成与性能研究
唐健, 李煦田, 梁凤娇, 张敏, 马立军*
2015, 47(1): 65-68. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.06.003
摘要:
以色氨酸和4氯7硝基苯并呋咱为原料,设计合成了一种碱性pH荧光探针,通过核磁、质谱表征了它的结构. 光谱测试结果表明,当探针水溶液的pH值由7.94上升到12.24时,其紫外吸收光谱发生明显变化,480 nm处的吸收峰明显下降,同时在390 nm处出现一个新的吸收峰,探针水溶液的颜色由橙红色变为黄色;并且其荧光发射峰的强度逐渐下降,产生明显的猝灭现象. 因此,该探针对碱性条件具有明显的光学响应现象.
基于可聚合乳化剂高固高羟基含量苯丙微乳液的合成
王力, 伊然, 谢思, 吴宏海, 朱宏*
2015, 47(1): 69-72. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.06.024
摘要:
采用连续滴加预乳液的种子乳液聚合法,合成出固含量为42.76%、乳化剂质量分数为1%的具有核壳结构的苯乙烯丙烯酸酯微乳液. 考察了乳化剂用量、羟基单体用量、甲基丙烯酸的用量等因素对乳液粒径及性能的影响. 结果表明,聚合在相当于WinsorI型的聚合体系中进行,由纯单体相(滴入的单体)和O/W微乳相构成,上层单体只起储存库的作用,它在缓慢的搅拌下扩散进入微乳相中. 只要微乳液液面上补加的单体不扰动微乳液的平衡,就不会产生粗粒子. 单体滴加时间控制在2 h,油酸钠∶OP10=1∶1(质量比),NaHCO_3占单体质量分数的0.15%,反应温度控制在78~82 ℃,可使聚合反应平稳进行.
高效可循环使用的季铵盐负载氯化钯催化的Biginelli反应
王立颖, 罗君, 曾卓, 李惠娟, 杨艳, 方宇, 朱育林*
2015, 47(1): 73-80. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.06.044
摘要:
以季铵盐负载氯化钯为催化剂,由芳香醛、α,β二羰基化合物、尿素(硫脲)合成了3,4二氢嘧啶2(1H)酮/硫酮化合物. 结果表明:该合成方法使用季铵盐负载氯化钯为催化剂,在中性条件下合成目标化合物的产率最高. 催化剂PdCl_2/BTEACl是一种用量少、均相、中性、高效、可重复使用的催化Biginelli反应的催化体系.该方法反应条件温和、操作简单、实际应用性强,催化剂经简单分离后可循环使用. HPLC测定结果证实此催化体系循环使用7次后催化活性降低不明显.
生物学与生物工程
水稻OsGASR4基因及其启动子的克隆与表达分析
刘秋华, 罗曼, 彭建宗, 王小菁
2015, 47(1): 81-86. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.11.006
摘要:
对前期克隆的水稻GAST基因家族新成员OsGASR4开展研究,利用DNAMAN软件分析水稻OsGASR4进化树;检测GA处理野生型和d18水稻突变体后OsGASR4表达变化;利用RTPCR方法分析该基因的时空表达特性;克隆了该基因上游长约2 082 bp调控序列,并利用网络工具预测启动子顺式作用元件,构建OsGASR4启动子GUS融合表达载体,通过农杆菌介导的水稻遗传转化.结果表明:OsGASR4蛋白具有典型的GASA保守结构域,启动子里含有多个与激素响应元件、光诱导相关元件以及逆境胁迫响应元件;GA_3处理降低了OsGASR4转录水平;RTPCR检测和GUS染色的结果表明,OsGASR4在水稻茎和幼穗的表达量相对较高.表明OsGASR4可能作为GA信号途径的抑制因子参与水稻茎和穗的早期发育.
过表达转录因子AhAREB1对拟南芥生长素分布的影响
林莹莹, 李晓云*, 刘帅, 钟钰婷, 李玲
2015, 47(1): 87-92. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.12.004
摘要:
本课题组前期研究表明,过表达AhAREB1(花生AREB转录因子基因)植株矮小,叶片卷曲,抗旱能力增强,体内IAA含量升高,推测AhAREB1可能影响植株体内IAA分布.该文采用携带3个重复IAA化学诱导启动子元件的pDR5::GUS植株与AhAREB1过表达拟南芥植株的杂交纯合后代,通过GUS组织化学染色方法,探讨AhAREB1转录因子对植株体内IAA分布的影响.结果表明,过表达AhAREB1植株体内IAA增加,主要分布在幼苗的根尖和成苗的叶片边缘;在过表达植株IAA响应基因IAA29和IAA运输蛋白基因LAX3表达均显著下调,而IAA响应蛋白基因ARF2和ARF9显著上调.过表达AhAREB1植株体内IAA分布不均衡是引起表型变化的原因之一.
避孕药对不同糖质量浓度下雌性黑腹果蝇寿命的影响
王彩艳, 田祯祥, 刘承宜
2015, 47(1): 93-100. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.11.005
摘要:
低糖是引起女运动员三联征的主要原因之一,避孕药对运动成绩的影响也存在争议.本文选用模式生物雌性黑腹果蝇作为女运动员研究的模型,通过研究不同白砂糖和避孕药质量浓度对黑腹果蝇寿命的影响,为女运动员健康维护提供理论依据.结果表明雌性黑腹果蝇的寿命与白砂糖浓度成倒U字型相关,在正常糖质量浓度(40.5 mg/mL)条件下雌性黑腹果蝇的寿命显著延长,与此相比,无糖组和高糖组寿命显著降低.在低糖模型(糖质量浓度13.5 mg/mL)和正常糖模型(40.5 mg/mL)下,一定质量浓度的避孕药(0.25 mg/mL)均显著地延长果蝇寿命,而无避孕药和高避孕药质量浓度都不利于雌性黑腹果蝇的生长.在高糖模型下果蝇的寿命随避孕药质量浓度变化不再出现明显的倒U型曲线,寿命最高点的质量浓度出现在4号(0.20 mg/mL)药物质量浓度点.研究结果表明适当服用避孕药可以延长低糖组、正糖组和高糖组条件下雌性黑腹果蝇寿命.
地理与自然资源
深圳红树林自然保护区海水重金属质量评价
许观嫦, 徐颂军*, 宋焱, 牛安逸, 杨倩
2015, 47(1): 101-108. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.11.009
摘要:
为保护红树林海域环境,改善海水质量,对深圳红树林自然保护区16个样点进行海水采集,样品通过MEICP41W测定Hg、Cd、As、Pb、Cu、Cr含量,并基于Hakanson指数法和倍斜率隶属函数聚类法评价海水质量.评价结果显示:深圳红树林自然保护区海水中Hg属于“极强生态危害元素”,As属于“强生态危害元素”,Cd属于“中等生态危害元素”,Pb、Cu、Cr属于“轻微生态危害元素”;海水整体上属于“很强生态危害”范畴,但以一类海水为主,部分靠近河涌排污口的样点为二类和四类海水;重金属主要来源于生活和工业废水,Pb、Cu、Cr、Cd共同的污染源来自调查区周边的合金制造厂和印刷厂;Hakanson指数法和倍斜率隶属函数聚类法对海水质量的评价结果相关性高,表明所采用的评价方法可行.该研究对深圳红树林自然保护区海域保护和海水重金属评价方法具有参考价值.
干旱区绿洲城市土地集约利用与区域发展协调性评价 ——以喀什市为例
哈尚辰, 阿里木江, 卡斯木
2015, 47(1): 109-115. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.08.003
摘要:
基于AHP层次模型构建两大评价体系:土地集约利用水平评价体系、土地集约利用与区域发展协调性评价体系,结合2002—2011年的喀什市社会经济发展数据,利用TOPSIS法研究了喀什市在这10年内的土地集约利用水平及影响因子.分析结果表明:喀什市土地集约利用水平在2002—2011年整体呈上升趋势(增率为:0.021 4);喀什市土地集约利用与区域发展之间的协调程度在相同的研究期内也呈整体上升趋势(增率为:0.035 4);土地集约利用与社会经济的发展水平呈正相关,即土地利用方式的集约有助于提高喀什市的社会经济发展水平;喀什市土地集约利用与区域发展协调性的主要影响因子包括城市的经济发展水平、人口结构、社会保障体系及环境承载力,其中环境承载力是提高喀什市土地集约利用与区域发展协调性的关键.
计算机与计算机工程
时态XML索引Txmlsindex
叶小平*, 林衍崇, 陈钊滢, 郑凡清, 彭鹏
2015, 47(1): 116-120. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.11.008
摘要:
时态XML数据操作的基本途径是相应时态索引模式,而时间信息与结构信息的整合协同是涉及索引效率的关键技术.该文研究了一种基于时态拟序和时态编码协调的时态XML快照索引Txmlsindex,实现了“一次一集合”的时态数据查询和基于Tcodes编码的结构信息重置;比较评估Txmlsindex的可行性与有效性;提出的技术框架和索引模式还可拓展到时态XML的一般查询过程当中.
关系型数据库数据的高效判重
李恒新, 韩坚华*
2015, 47(1): 121-126. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.11.004
摘要:
对Simhash算法进行改进,用CityHash函数生成数据指纹特征值,以此对数据进行判重.在广州市某区政府的信访业务真实数据下进行了实验,实验结果相对其他算法具有较高的召回率和准确率.并提出了一种索引归类方法来提高全部数据一次性相似检测的速度,在MongoDB数据库存储指纹值的前提下,为增量数据的高效判重处理提供了保障.通过对数据的整个判重过程的改进,达到了高效、实用的价值,为科学办案、重复办案提供了参考依据.
快报
Nd:YAG透明陶瓷的研究
王皓, 曾群*, 刘颂豪
2015, 47(1): 127-128. doi: 10.6054/j.jscnun.2014.12.008
摘要:
采用固相反应法制备了Nd:YAG透明陶瓷,并通过碳铵沉淀法处理Y_2O_3商业原料,进一步提高了Nd:YAG透明陶瓷的透明度. 结果表明:采用高纯的商业原料,通过固相法制备获得的透明陶瓷,在1 064 nm处光线直线透过率可达到74%左右;通过碳铵共沉淀法改良商业Y_2O_3粉体原料的性能,透明陶瓷的透过率可进一步提升,在1 064 nm处光线直线透过率高达78%.
学者风采
学者风采:周国富教授
周莹
2015, 47(1).
摘要:
2015年第一期封二学者风采介绍了周国富教授所研究的领域及其重大研究成果。