科研产出
TiO_2基光电化学传感器电极结构调控的研究进展
《材料导报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：TiO_2因具有无毒、廉价、化学稳定性好以及表面易修饰生物基团等优点,受到研究者的广泛关注。然而,TiO_2存在对太阳能可见光利用率低、光生电子空穴易发生复合等缺点。通过与窄带隙半导体、有机分子、碳材料和贵金属等材料复合,可提高TiO_2的光吸收能力、光生电子空穴分离能力,进而拓展TiO_2的实际应用领域。本文对基于TiO_2的光电化学传感器的研究进展进行了概述,其中重点介绍了通过TiO_2纳米材料的改性来提高TiO_2基光电化学传感器的传感性能,最后提出了TiO_2复合纳米材料光电化学传感器的优势和不足,展望了其未来发展趋势。
关键词： 光电化学传感器 TiO2 复合材料 光生电荷 敏化
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池塘养殖跑道流场特性数值模拟及集污区固相分布分析
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探索池塘工程化跑道式循环水养殖系统中养殖区跑道内流场分布及集污区固相颗粒分布特征,该文以稠密离散相模型对养殖系统进行流速仿真,并对9组0.03～2.00 mm不同颗粒直径的总悬浮固体颗粒进行数值模拟。结果表明:养殖跑道内水流处于缓流状态,在水面区域形成的高速流场受重力和惯性作用沿养殖跑X轴方向由液面向底部下扫推进,推进到底部后流场趋于稳定。下扫推进过程中在前挡水墙与底部之间形成固有回流区,回流区特征长度与推水口平均流速呈线性关系。固相颗粒在养殖跑道对应的集污区里呈"U"形沉积分布,其中直径大于1.30 mm的固相颗粒沉积率在85%以上,直径小于0.60mm的沉积率在44.13%以下,总沉积率为37.77%。研究表明,使用DDPM模型可初步评估池塘工程化跑道式循环水养殖系统设计对固相颗粒沉积的影响,系统中集污区对直径0.60～2.00 mm固相颗粒的沉积效果显著。
关键词： 数值模拟 流场 模型 池塘工程化跑道式循环水养殖系统 流体力学 多相流 沉积率
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耕作方式和秸秆还田对砂姜黑土碳库及玉米小麦产量的影响
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：长期秸秆还田免耕覆盖措施导致沿淮区域砂姜黑土耕层变浅、下表层(10~30 cm)容重增加、土壤养分不均衡等问题凸显,限制了小麦-玉米周年生产力的提高.耕作和秸秆还田措施合理的搭配组合是解决这一问题的有效方法.通过8年的小麦-玉米一年两熟田间试验,设置4个处理:1)玉米季免耕-小麦季免耕秸秆不还田(N);2)玉米季深耕-小麦季深耕秸秆不还田(D);3)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦秸秆免耕覆盖还田(NS);4)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦季秸秆深耕还田(DS).通过分析作物收获后不同土壤深度(0~60 cm)总有机碳(TOC)、颗粒态碳(POC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化态碳(KMnO4-C)、可溶性有机碳(DOC)和土壤碳库管理指数(CPMI),并结合小麦-玉米的周年产量变化,以期获得培肥砂姜黑土的最佳模式.研究结果表明:1)相对于长期免耕措施(N),DS处理能够提高0~30 cm土层TOC、POC、MBC、KMnO4-C等组分含量和CPMI;而NS措施仅提高土壤表层(0~10 cm)TOC、活性有机碳组分含量和CPMI;2)DS处理显著提升了小麦-玉米的周年生产力,其麦玉的周年产量均值分别比N、D和NS处理高出14.7%、12.9%和8.5%;3)MBC和KMnO4-C对于耕作和秸秆还田措施都是较为敏感指示因子.总的来说,玉米季小麦秸秆覆盖还田+小麦季玉米秸秆深耕还田(DS)是改善沿淮地区砂姜黑土土壤碳库、提高小麦-玉米周年产量的一种有效农田管理模式.
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安徽省畜牧业环境承载力及粪便替代化肥潜力评估
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为评估安徽省畜牧业粪便的环境影响及其节肥潜力,该文利用统计学的方法,借助ArcGIS软件进行数据处理和表达,从土壤对养分需求的角度,分析了安徽省16市77县(区)畜牧业粪便的氮磷钾养分资源总量及其对耕地的环境风险,基于安徽省当前化肥施用现状,评估了粪便资源作为有机肥对化肥的替代潜力。结果表明,2016年安徽省粪便资源总量为5 804万t,主要集中在皖北6市25个县(区),占全省资源总量的61%,粪便养分总量为70.75万t,可替代安徽省同期化肥施用量的21.83%,若充分还田,可使单位农作物播种面积化肥施用强度由346降至270 kg/hm2。畜牧业废弃物对安徽省农用地环境污染风险不高,50%化肥施用比例条件下,有6个县(区)的畜禽粪便环境污染风险指数大于1,这些地区属于环境污染高风险地区。研究结果可为安徽省畜牧业产业合理布局、粪便资源化利用和实现化肥零增长目标提供研究基础。
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锌螯合肽的两端排序法定量构效关系
《食品科学 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了研究锌螯合肽结构与生物活性之间的关系,构建定量构效关系(quantitative structure-activity relationship,QSAR)模型。采取两端排序法将56条不同长度的合成肽规格化,采用18种氨基酸描述符,利用偏最小二乘法进行分析。发现5种氨基酸描述符对应的QSAR模型的相关系数达到建模要求,分别为描述符FASGAI、Z、HESH、C和ST,其中描述符FASGAI最优(R~2=0.827 3、Q~2=0.602 2、估计均方根误差=0.168 6、Q~2_(ext)=0.717 2、预测方根误差=0.255 8)。对描述符FASGAI所构建的模型进一步分析发现,多肽序列中的氨基酸位置对多肽锌螯合活性的影响力依次为C3>N3>C1>N1>N2>C2,同时,多肽各位置上氨基酸残基的立体属性会影响其螯合活性。该模型的成功建立为锌螯合肽定量构效关系的研究提供了探索性思路。
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两种沉水植物对上覆水和间隙水中各形态磷的影响
《环境科学 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：在实验室模拟研究根系发达的沉水植物狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)和无固定根的沉水植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum)对上覆水、间隙水中各形态磷的浓度及含量比例的影响,探讨不同根系特征的沉水植物对上覆水和间隙水中各形态磷的影响.结果表明,狐尾藻和金鱼藻生长期对上覆水和间隙水中各溶解态磷的浓度有较大的影响:(1)狐尾藻生长期对上覆水中DTP、SRP、DOP吸收率分别为7.0%、11.7%、3.5%,对间隙水中DTP、SRP、DOP吸收率分别为20.8%、12.5%、48.4%;(2)金鱼藻生长期对上覆水中DTP、SRP、DOP吸收率分别为30.3%、54.9%、13.2%,对间隙水中DTP、SRP、DOP吸收率分别为19.3%、3.8%、30.4%;(3)狐尾藻组、金鱼藻组、对照组上覆水中SRP含量比例较初始状态分别减少了13.0%、34.0%、-0.9%,PP分别增加了18.2%、33.1%、4.2%,DOP分别增加了7.2%、17.68%、-4.35%.研究结果可为同类富营养化湖泊生态修复提供理论指导.
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一次性根区穴施尿素提高夏玉米产量和养分吸收利用效率
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了明确氮肥一次施用对作物产量和肥料利用率的影响,探寻夏玉米全生育期一次性施氮技术,该文通过2a(2015-2016)在安徽省太和县砂姜黑土和东至县红黄壤的田间试验,研究了农民习惯分次施氮(SSB)、一次性根区穴施尿素(RZF)和一次性条施尿素(BDP)对夏玉米产量、氮磷钾养分吸收和利用的影响。结果表明,各处理玉米产量的顺序为RZF>SSB≈BDP>CK,RZF比SSB和BDP分别显著增产8.8%和9.8%。RZF的氮磷钾素积累均为各处理最高,氮肥表观利用率为50.1%~58.9%,比SSB和BDP分别提高8.3和12.4个百分点,并且氮肥农学利用率和偏生产力均最高。RZF的磷肥表观利用率为17.5%,比SSB和BDP分别显著提高18.1%和27.2%。同一施氮水平下,太和点的产量、生物量和氮素积累量比东至点分别高31.5%、25.2%和46.3%。一次性根区穴施尿素提高了氮肥在耕层土壤的集中度,降低了氮素释放速度,达到缓控释肥的效果,能够显著增加玉米产量、提高氮肥利用率。可见,一次根区施肥能够替代当前习惯的分次施肥,实现作物高产稳产,对于化学氮肥减量施用、提高肥料利用率具有很大的潜力和空间,值得进一步研发施肥机械和推广应用。
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三肽的锌螯合活性及定量构效关系分析
《高等学校化学学报 》 2018 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：人工化学合成了51条三肽,测定了其锌螯合活性,形成待测数据库.分别采用18种氨基酸描述符对三肽序列进行表征,利用偏最小二乘法进行统计分析.结果表明,3种氨基酸描述符对应的定量构效关系(QSAR)模型的相关系数达到建模要求,描述符分别为FASGAI,Z和C,其中描述符FASGAI最优,R~2=0.8225,Q~2=0.5818,RMSEE=0.1628,Q~2ext=0.6760,RMSEP=0.2499.进一步分析描述符FASGAI所构建的模型发现,在三肽序列中,氨基酸位置对三肽锌螯合活性的影响力大小顺序为N_3>N_2>N_1,同时,多肽各位置上氨基酸残基的立体属性主要影响其螯合活性.
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菊糖对小麦淀粉糊热力学及流变学特性的影响
《中国粮油学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探索菊糖作为非淀粉多糖添加物对小麦淀粉的影响,以小麦淀粉为原料,采用差示扫描量热仪(DSC)、快速黏度分析仪(RVA)以及流变仪分析了不同添加量的菊糖对小麦淀粉糊化、回生以及流变学等特性的影响。试验结果显示:随着菊糖添加量的增加(0%~20%),复配体系的糊化温度不断升高,在4℃环境下贮藏一定时间后,其老化速率随着菊糖添加量的增加不断降低。静态剪切流变测试结果表明:复配体系黏度不断下降,其流变学特性均符合幂率模型,为假塑性流体;动态黏弹性测试结果表明不同菊糖添加量的淀粉凝胶均为弱凝胶。添加适量的菊糖不仅可以改善淀粉糊的糊化和流变特性、推迟淀粉糊的糊化时间,对淀粉的回生也有一定程度的抑制作用。
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不同初始条件对砂姜黑土收缩特征的影响
《农业机械学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用离心机法,分别测定了初始容重为1.10、1.22、1.31 g/cm3,初始含水率为49.34%、43.55%、36.03%、31.93%和25.51%以及砂姜质量分数为0、4%、6%、8%、10%和12%的砂姜黑土样品在不同吸力下的土壤体积含水率及收缩特征。结果表明:在考虑土壤收缩变形的情况下,相比VG模型,Gregory模型可以更好地拟合砂姜黑土的水分特征,砂姜黑土含水率随着土样初始容重及初始含水率增加而增加,随着砂姜含量增加而降低。收缩过程中,在不同初始容重处理下,初始容重增加,土壤的线缩率减小,土壤收缩后容重增加比例下降;且初始容重增加显著提高了土壤结构收缩段孔隙收缩比例,降低了线性收缩段孔隙收缩比例。在不同初始含水率处理下,初始含水率越高,土壤线缩率及收缩后的容重越大;当初始含水率为36.03%时,土壤结构收缩段孔隙收缩比例最高,线性收缩段孔隙收缩比例较低。在不同砂姜含量处理下,砂姜含量的提高减小了线缩率及土壤收缩后的容重,增加了土壤总孔隙比。因此,对于砂姜黑土而言,在一定范围内,提高土壤容重以及降低土壤含水率可以减少土壤收缩;而在砂姜含量较高的情况下,主要应防止由于大孔隙存在而引起的水分流失。
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