碱性阴离子交换膜的碱稳定性

碱性阴离子交换膜(AEMs)是碱性阴离子交换膜燃料电池的核心部件之一,目前已成为制约碱性阴离子交换膜燃料电池发展的关键因素.离子传导基团在碱性条件下,容易受到氢氧根离子的攻击发生降解.本文主要从以下3个方面介绍了近期AEMs在耐碱稳定性方面的研究成果:(1)开发稳定的离子传导基团,并通过提高离子传导基团的电子密度和增大缺电子位置的空间位阻提高离子基团的稳定性;(2)在离子传导基团与聚合物主链之间引入长烷基侧链;(3)合成不含醚氧键的聚合物主链,改善AEMs的耐碱稳定性.     

嗜水气单胞菌hfq2基因对生物被膜形成的影响

Hfq蛋白是一种进化上保守的sRNA分子伴侣蛋白,在转录后水平调控RNA翻译,涉及细菌重要生理功能的调节.嗜水气单胞菌ATCC 7966基因组中含有两个hfq基因拷贝(AHA_0924与AHA_3797),目前对AHA_3797(简称hfq2)基因功能的研究比较少.本研究首先利用同源重组技术敲除该基因,发现hfq2缺失后形成生物膜的能力显著降低(P0.001),进一步通过SWATH(sequential window acquisition of all theoretical spectra)定量蛋白质组学技术比较野生型与Δhfq2在生物膜状态下的蛋白表达差异,共鉴定出1538个蛋白,其中131个蛋白表达上调, 140个蛋白表达下调.生物信息学分析表明,生物被膜状态下Δhfq2导致细菌铁离子转运相关蛋白表达上调,趋化作用相关蛋白则大幅度下调.进一步利用Western Blotting对部分差异蛋白的表达进行了验证.最后通过铁离子螯合剂添加试验证实, Hfq2蛋白可以通过影响铁离子动态平衡过程来影响细菌生物被膜的形成.了解Hfq2蛋白在细菌生物被膜形成过程的调控机理,对病原菌的防治以及新型抑菌策略的研发具有重要的科学意义.     

侧链有序交联型咪唑功能化阴离子交换膜

利用甲基氢醌和4,4′-二氟二苯基甲酮的缩聚反应,合成了含苯甲基的聚芳醚酮二元有序结构的聚合物.随后,利用N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)溴代,溴代产物同时接枝1-甲基咪唑和1-乙烯基咪唑制备了一系列侧链有序交联型的阴离子交换膜(Im-PEEK-x).透射电子显微镜图显示Im-PEEK-0.7膜具有较好的微相分离结构.ImPEEK-0.7膜的离子传导率为6.68×10~(-2)S/cm,拉伸强度达到60.03MPa,并且在80℃的吸水率、溶胀率分别为16.56%, 18.2%.在耐碱稳定性测试中, Im-PEEK-0.7膜浸泡在80℃, 1 mol/L NaOH溶液中200 h后,其IEC值仍为泡碱前的81.5%,表现出优异的耐碱稳定性.说明侧链有序具有微相分离结构的交联型阴离子交换膜具有优异的离子传导率和稳定性.     

SMBR 中梯型平板膜组件增强曝气作用的数学模型分析

针对目前应用较广的平板膜竖直结构提出改进, 设计具有一定的倾斜角度θ 的梯型平板膜结构, 使其在保持膜面附近气泡错流速度的同时增加气泡与膜面弹性碰撞的强度与次数, 提高膜面曝气冲刷效率, 高效控制膜污染, 最终降低SMBR中由强曝气所产生的高能耗. 通过对 Vries 建立的气泡与竖直平板相互碰撞数学模型的推导和改进, 利用计算机迭代运算技术得到一定曝气位置下不同气泡大小范围内的相对适宜的倾斜角度q. 最后对于SMBR实际应用中多组平行放置的单片梯型膜提出建议, 设计膜组件间隔8~15 mm, 并在组件间5~7 mm位置进行曝气, 梯型膜设计的最佳角度q 在1.7°~2.5°之间.     

低温下厌氧MBBR不同填料挂膜启动特性研究

为了适应高寒缺氧地区特殊的环境和水质,选取厌氧MBBR(moving-bed biofilm reactor)工艺处理该地区的低温农村生活废水,通过考察Levapor海绵填料、聚乙烯K3填料和聚氨酯海绵填料在自然挂膜启动下,填料上生物膜的形态、对实际废水的处理效果、生物膜增殖速率和比呼吸速率,探究3种填料的启动特征。结果表明,生物膜先出现在K3填料的内部和多孔填料的外部,并随着反应器内溶解氧的消耗,变为黑色的厌氧生物膜;厌氧反应器对氨氮和总磷的去除效果不佳,实验末期去除率分别为-15%～8%和-10%～15%;2种多孔海绵填料对COD的去除效率更高、生物膜增殖速度更快,但寿命短并且内源比呼吸速率更高;K3填料对COD的去除率稳定上升,生物膜更新速度快而挂膜慢,但内源比呼吸速率低,在机械搅拌下寿命更长,更适合作为厌氧MBBR反应器的生物载体。     

人参皂苷Rg3抑制高糖诱导的人肾小球系膜细胞过度增殖、炎症反应和PTX3的表达

以肾小球系膜细胞增殖为特征的糖尿病肾病(DN)是糖尿病患者中最常见的并发症.为研究人参皂苷Rg3在DN中的作用及其体外作用机制,通过使用高糖(HG)刺激的系膜细胞增殖的体外模型,并用不同浓度梯度的人参皂苷Rg3进行干预,检测系膜细胞的增殖情况,并检测其对炎症因子MCP-1和长五聚体蛋白PTX3表达,以及NF-κB信号通路的影响.研究结果表明,人参皂苷Rg3可以一定程度地减轻HG诱导的系膜细胞增殖.在HG诱导的系膜细胞中,人参皂苷Rg3可以降低炎症因子MCP-1的表达水平.另外,人参皂苷Rg3还能显著抑制PTX3的产生,并抑制NF-κB p65的表达,增加IκBα的表达.此外,PDTC组也能显著抑制IκBα降解,降低NF-κB p65,MCP-1和PTX3的表达水平.结果表明,人参皂苷Rg3可减轻HG诱导的系膜细胞增殖,炎症反应和PTX3表达,该过程可能是通过抑制NF-κB信号通路所介导的.人参皂苷Rg3可以作为一种治疗或预防剂在DN中发挥一定的肾脏保护作用,可能与其抗炎作用和抑制PTX3的表达有关.     

傅里叶变换红外谱线增强法研究不同水合度下菌紫质的结构

菌紫质是嗜盐菌紫膜内唯一的整合膜蛋白。电子和X-光衍射研究表明,它由7个跨膜α-螺旋棒组成,并已被广泛接受。近来的研究认为可能含相当量的β-结构,我们的研究也证实了这点。红外光谱是常用的研究蛋白结构的一种技术。红外活性酰胺带包含各种亚结构信息,但这些谱带较宽,实测谱图是多种谱带的叠加,难于准确识别确定各组分的数     

基于螺环季铵盐的阴离子交换膜的制备与性能

合成了N,N-二烯丙基吡咯烷溴盐([DAPy][Br]),采用光引发聚合的方式制备了基于[DAPy][Br]的聚合物膜,经过离子交换后得到OH~-型阴离子交换膜.改变原料配比调控膜的离子交换容量,发现膜的溶胀度、吸水率、离子交换容量与电导率都随着[DAPy][Br]含量的增加而增大.该阴离子交换膜具有良好的机械性能和热稳定性,拉伸强度在室温下为10.6～19.8 MPa. 80℃下最高离子电导率可达7.29×10~(-2) S/cm.在成膜过程中[DAPy][Br]发生交联,形成拥有两个五元环的N-螺环结构阳离子,有效提高了膜的耐碱性能,[PSAN]_(70~-)[DAPy][OH]_(30)膜浸泡于80℃下1mol/LKOH溶液中240h,电导率仅下降了11%.上述结果表明,拥有N-螺环季铵盐的脂肪主链的阴离子交换膜有望应用于燃料电池.     

金刚石膜的六十项性状指标和百项相关成膜因素

为了表征金刚石膜性能的稳定性,本文给出了六十项性状指标和百项相关成膜因素、因果值A、制膜效果作为比较平台。发现沉积腔中气流有喘息、电弧转速有进动。磨耗比E值随测量过程而变。影响膜质的温度有22种。该平台为比较金刚石膜的稳定性找到了依据,不仅方便了技术交流、推动了膜品相的提高和制备技术的进步、还为标准的建立提供了方便和技术储备。