阳极修饰对微生物燃料电池性能的影响

利用PW12/rGO复合材料负载于碳布表面制得PW12/rGO修饰阳极并构建单室空气阴极微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFC),考察了PW12/rGO修饰阳极对MFC产电和高氯酸盐(ClO4-)还原性能的影响,并通过对阳极表面形态及其电化学特性的分析,探讨了PW12/rGO修饰阳极改善MFC产电性能的机理.结果 表明,当ClO4-浓度为700 mg/L时,PW12/rGO修饰阳极MFC的最大输出电压和ClO4-平均去除速率分别为200.18 mV和1.15 kg/(m3·d),分别是空白阳极MFC的4.4倍和1.06倍;扫描电镜(SEM)表征显示,PW12/rGO修饰阳极表面附着的微生物量远高于空白阳极;Tafel曲线、循环伏安曲线(CV)和交流阻抗谱(EIS)测试表明,PW12/rGO修饰阳极较空白阳极具有更高的交换电流密度、CV电活性面积以及更低的电荷转移电阻.PW12/rGO修饰阳极提高了阳极电子产量和电子传递速率,进而改善了MFC的产电性能.     

SAM自由基酶研究进展:新反应与新机制

S-腺苷-L-蛋氨酸(S-adenosyl-L-methionine, SAM)自由基酶是当今酶学领域的研究热点.该类酶通过结合的辅因子SAM和[4Fe-4S]簇催化生物体中一系列重要的自由基反应,自2001年被正式命名以来,成员不断壮大,目前已成为最大的酶家族之一.近年来, SAM自由基酶领域有大量新反应和新催化机制被报道.本文对近5年部分代表性成果进行酶催化机制的介绍,内容涉及核糖体肽翻译后修饰、核苷类化合物以及多种小分子生物合成.通过底物分类,让读者更容易理解SAM自由基酶催化反应的广泛性与多样性.同时对该领域新发现的新颖的有机金属催化自由基反应机制进行了介绍,并对SAM自由基酶领域的未来发展方向进行展望.     

还原氧化石墨烯/聚亚甲基蓝复合物修饰电极用于丙烯酰胺检测（英文）

丙烯酰胺作为食品热加工处理的产物，具有生殖毒性、神经毒性和致癌性。文章应用电化学工作站的三电极体系，通过同时进行氧化石墨烯的电化学还原和亚甲基蓝的氧化，在玻碳电极表面合成了还原氧化石墨烯/聚亚甲基蓝（RGO/PMB）复合物，构建了用于丙烯酰胺灵敏检测的电化学传感器。在最优的实验条件下，该传感器对丙烯酰胺的检测限可达1.67×10^-9mol/L，检测范围为5×10^-9mol/L～2.5×10^-5 mol/L。实验结果表明该传感器具有良好的选择性、稳定性和重现性，并且可用于实际薯片样品中丙烯酰胺含量的测定。     

土壤中四溴双酚A不可提取态残留的降解转化

四溴双酚A(tetrabromobisphenol A, TBBPA)在各种氧化还原状态土壤中均可形成大量的不可提取态残留(nonextractable residues, TBBPA-NER).然而TBBPA-NER在环境中的稳定性和生物可利用性目前还鲜见报道.本研究以TBBPA在淹水条件和有氧条件下分别形成的不可提取态残留(即flooded-nonextractable residues, F-NER和oxicnonextractable residues, O-NER)为研究对象,分析了有氧条件下F-NER的归趋,以及土壤氧化还原状态改变下, FNER和O-NER环境行为的差异;同时研究了水稻根系分泌物对上述过程的影响.结果显示,有氧条件连续培养231 d中, F-NER在土壤中发生了缓慢的生物转化.尽管F-NER在土壤中释放出的可提取态量很低(1%～6%),但是矿化10%,且酯键和醚键结合部分有所消减.土壤氧化还原状态的改变(即0～50 d有氧, 50～103 d淹水, 103～231 d有氧)对F-NER的矿化影响很小;而TBBPA-NER在土壤中的降解转化受形成条件影响较大,表现为有氧-淹水-有氧培养下F-NER的矿化量,以及释放量均显著高于O-NER. F-NER受环境因素的影响更大,水稻根系分泌物抑制了FNER在有氧环境下的矿化,而淹水条件促进了F-NER的释放产物在土壤中的累积.结果证明,土壤中添加根系分泌物以及氧化还原状态转变等,在不同程度上影响了两种NER在土壤中的生物转化.     

工业源挥发性有机物治理功能材料研究进展

挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是大气中一类重要的污染物质,即使在低浓度下也会对人类的健康造成威胁。对VOCs的治理刻不容缓,而VOCs治理关键功能材料性能的优劣是整个VOCs治理技术的核心。文章总结了近年来用于吸附法、光催化法以及催化燃烧法治理VOCs的功能材料的最新科研成果,希望以此能够为将来VOCs治理材料的设计与研发提供一定的参考。     

“中层性质”的因果力与稳健性论证

"中层性质",例如化学、生物学、生态学等特殊科学关涉的物的性质,是否具有因果力,向来是科学哲学中还原主义与反还原主义争论的焦点问题。在为中层性质拥有自发的、不可还原的因果力辩护的论证当中,基于干预主义因果理论的稳健性论证,相较于传统论证具有一定的优势:中层性质的因果力来自于中层的因果共变的稳健性,因而独立于底层,进而能够回应因果排他问题。但进一步分析稳健性论证所提供的案例表明,事实上,稳健性所依赖的中层性质对底层性质的反馈性约束作用才是中层性质具有因果力的关键理由,然而该反馈性约束作用不普遍适用于所有的中层性质;换言之,并非所有中层性质都具有独特的因果力。     

氢冶金的发展历程与关键问题

在“双碳”(碳达峰碳中和)战略背景下，以氢代碳的氢冶金成为钢铁企业优化能源结构和工艺流程、实现绿色低碳可持续发展的有效途径之一。以《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》的通过为时间节点，梳理和追溯了氢冶金的发展历程。从“以煤代焦、以气代焦”到“以氢代碳、以氢减碳”，铁矿石冶炼工艺由以减少焦炭和焦煤依赖为初衷，转变为以降低碳排放为重心，再到以净零碳排放为最终目标，逐渐形成高炉富氢冶炼和全氢直接还原工艺两大技术路线。从目前中国钢铁生产结构以及降碳目标来看，长流程产钢量占90%，高炉炼铁碳排放占比大、基数大。高炉低碳冶炼是规模化实现中国钢铁工业低碳的重要路径，而高炉富氢冶炼对“双碳”过渡时期的炼铁工业应用具有重要意义。从未来钢铁行业发展及能源结构转变来看，全氢直接还原工艺是实现钢铁行业净零碳排放的重要路线。发展氢冶金的关键问题包括如何解决绿色经济化制氢和安全规模化用氢。     

氮杂环卡宾化合物的研究进展

自从1991年Arduengo首次成功分离并表征了稳定的游离氮杂环卡宾化合物(NHC),其作为过渡金属配合物的新型配体得到迅速发展。该文主要归纳和总结了近5年来金属氮杂环卡宾及其衍生物在催化、光物理化学、材料、金属药物及主客体化学等领域的研究进展。