催產素

前言骆清铭院士和龚辉教授带领MOST团队发明的显微光学切片断层成像系列技术（MOST/fMOST）作为介观尺度最精准的三维完整器官成像技术，已在神经机制、脑疾病、心脑血管疾病以及药理毒理等科学前沿领域研究中发挥重要作用，并带动了相关标记技术和大数据处理和解析技术的发展。 文章题目：Single-neuron projectomes of mouse paraventricular hypothalamic nucleus oxytocin neurons reveal mutually exclusive projection patterns发表时间：2024年1月29日发表期刊： Neuron研究团队：北京大学生命科学学院黎胡明珠、华中科技大学苏州脑空间信息研究院江涛是论文的共同第一作者；北京大学于翔教授、华中科技大学李安安教授、西湖实验室边文杰研究员为论文的共同通讯作者 催产素是九个氨基酸组成的环状神经肽，由大脑中的神经细胞合成、分泌。其最早被报道的作用是促进分娩和泌乳，主要由垂体分泌至外周循环的催产素完成。进一步研究发现催产素还参与维持机体代谢平衡和内稳态，并调控社交行为、学习与记忆、奖赏等复杂行为。关于催产素的研究已经持续百年，但其多样功能的结构基础仍不清楚。一个关键问题是，催产素神经元如何将催产素分泌至各个脑区及外周组织，从而实现特定功能的调控。前人研究表明大脑中产生催产素的神经元主要分布在14个脑区中，其中下丘脑室旁核（paraventricular hypothalamic nucleus, PVH）拥有数量最多且投射最为复杂的催产素神经元。因此，对于室旁核催产素神经元投射的形态解析对理解其功能多样性至关重要。室旁核包含两类传统方法定义的催产素神经元类群：大细胞催产素神经元被认为拥有复杂的轴突结构并参与中枢和外周的调控，小细胞催产素神经元主要参与中枢自主神经调控（图1）。然而群体示踪的方法无法精细区分两类神经元的投射图谱，也无法揭示每一类群中是否存在进一步的功能与形态异质性。系统性重构单神经元形态为解答这一问题提供了可能。 2024年1月29日北京大学于翔团队与合作者在 Neuron 期刊发表了题为“Single-neuron projectomes of mouse paraventricular hypothalamic nucleus oxytocin neurons reveal mutually exclusive projection patterns”的研究论文，在单细胞水平揭示了下丘脑室旁核催产素神经元的完整形态。中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心与上海科技大学联合培养，目前就职于北京大学生科院的黎胡明珠博士为第一作者。 图1：（左）根据传统分类与群体示踪的大细胞催产素神经元（magnocellular）与小细胞催产素神经元（parvocellular）分类。（右）基于系统性重构单神经元形态提出的室旁核催产素神经元C1与C2分类 该研究首先构建了病毒载体rAAV-EF1α-DIO-YPet-p2A-mGFP，在Oxytocin-ires-Cre小鼠中实现了室旁核催产素神经元的稀疏高亮标记。通过荧光显微光学切片断层成像（fluorescence micro-optical sectioning tomography, fMOST）对稀疏标记样本进行全脑成像，用Fast Neurite Tracer进行形态追踪，重构了264个室旁核催产素神经元的完整三维形态，从而绘制了亚微米分辨率下的单神经元全脑投射图谱。进一步通过层级聚类和投射靶点相关性分析，揭示室旁核催产素神经元包含两类投射模式互斥的类群。其中，C1类包括177个神经元，轴突较短且终止于正中隆起（连接下丘脑与垂体的脑区），仅有少量分支分布于下丘脑区域，且对其他脑区几乎没有投射（图2，红色）；C2类包括87个神经元，其轴突广泛投射至除正中隆起之外的两百余个脑区，涵盖新皮质、嗅区、海马结构、皮质板下层、纹状体、苍白球、丘脑、下丘脑、中脑、脑干、脑桥、延髓、小脑和纤维束（图2，绿色）。每一类群又可进一步分为投射模式不同的三个亚类。此外，还发现室旁核催产素神经元，特别是C2类神经元的树突形态复杂并可延伸至室旁核以外，而C1类神经元的树突则较简单且分布在胞体附近，两类神经元胞体位置有一定偏好，并具有独特的转录特征与分子标志。 图2：小鼠下丘脑室旁核催产素神经元根据单神经元投射图谱可分为C1类（红色）和C2类（绿色）。 C1类和C2类神经元及其亚类在投射模式上的高度异质性，表明各亚类神经元可能分别执行了催产素的不同生理功能：（1）正中隆起—垂体后叶是催产素向外周分泌的重要途径，因此C1类神经元应主要负责通过神经内分泌调控外周生理活动，同时其在下丘脑的投射分支可能参与中枢自主神经调控；（2）C2类1亚型（C2-1）神经元投射至脑干多个区域，可能参与自主神经调控、介导躯体感觉以及伤痛感觉的调控；（3）C2-2 和 C2-3亚型神经元拥有复杂且精细轴突分支，全脑广泛投射，除了涵盖C2-1亚型神经元的功能之外，很可能介导社会识别、亲社会行为、学习与记忆、奖赏行为及厌恶行为等高级脑功能；（4）脑室周围存在C2类神经元轴突分布，提示其分泌的催产素可能是脑脊液中催产素的重要来源之一；（5）对催产素神经元树突的重构发现其分支延伸至室旁核周围核团中，可能具有整合信号输入及通过催产素的树突释放调控周围脑区的作用（图3）。 图3：(A, B) 室旁核催产素神经元各亚类的单神经元投射图谱。(C) C1类与C2类神经元具有截然不同的投射模式。(D) C2类神经元轴突投射至脑室附近区域。 综上，该研究对室旁核催产素神经元进行全方位的、单细胞精度的胞体、树突和轴突形态学分析，为进一步理解催产素神经元调控复杂生理功能提供了详实的结构基础。两类神经元分子标记物的鉴定，为后续特异性的分子、环路操作和功能探索奠定了基础。该项工作从单细胞水平，更新了人们长久以来对于室旁核催产素神经元形态结构的认知，并将为后续研究提供重要的参考。 该研究工作是多团队联合攻关的成果。中科院脑科学与智能技术卓越创新中心和上海科技大学博士毕业生，现北京大学生命科学学院研究助理黎胡明珠是该论文的第一作者。华中科技大学苏州脑空间信息研究院江涛是论文的共同第一作者。北京大学于翔教授、华中科技大学李安安教授、西湖实验室边文杰研究员为论文的共同通讯作者。华中科技大学骆清铭、龚辉与李安安团队，中科院遗传与发育研究所吴青峰课题组，中科院脑科学与智能技术卓越创新中心严军与许晓鸿课题组及全脑介观神经联接图谱平台中心对该研究做出了重要贡献。 原文链接：https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(23)01010-3

记者近日采访获悉，产品质检机构一般不受理个人申请，医院也没有检测能力与资质，质监部门则声称“无此抽检项目”。记者查阅最新的我国婴幼儿奶粉检测标准中，确实没有“激素检测”这一项。这意味着对激素的检测、监控是目前我国奶粉业的一个监控盲区。 　　中国奶协常务理事王丁棉表示，儿童性早熟的成因非常复杂，至今并无定论。医学界也普遍同意这一“成因难定”的说法。 　　但也有医学、乳业专家、学者将矛头指向了奶牛催奶挤奶生产环节。国家乳品研究中心高级工程师李涛博士昨日在接受本报记者电话采访时透露，奶粉中含激素并非个案，对不孕奶牛注射催奶液追求高出奶率已成行业潜规则。 　　“我国当前的奶牛饲养方式与传统不一样，差别体现在出奶率上。因为奶牛分泌乳汁的多少与身体内的激素含量有关。为追求更高的出奶率，一般就是对奶牛进行肌肉注射。你看奶牛场的工人经常帮奶牛按摩乳房，别以为那是人性化的管理，其实是为了缓解奶牛乳房胀大时所产生的不适感。这跟人类等其他哺乳类动物催奶的原理是一样的。”李涛博士介绍道。 　　事实上，激素催奶最早曝光于国外。国际第四大出版商——布拉克威尔出版社的特约作者克伦道恩指出，人们在喝牛奶的时候可能不会想到为奶牛多产奶采取的措施，一年一次的人工授精、流产、注射催乳素……除此之外，美国加州一些奶牛场还给奶牛注射“控孕催乳剂”，使奶牛不怀孕就大量产奶，其产量竟然能够达到自然产奶量的10倍之多。人们应当注意的问题是，牛奶中所含大量雌性激素对妇女健康产生的危害，因为过量的雌激素会导致孩子性早熟，男性性功能障碍，及女性乳腺癌、子宫内膜癌等疾病的发生。 　　昨日，记者在某网站上找到一则“供应兽药奶牛专用催奶药不孕奶牛催奶注射液”信息，注射液的主要成分显示为“黄体酮、苯甲酸雌二醇、利血平等”，用途则是“促进奶牛泌乳器官发育，诱导不孕奶牛泌乳等”。

通过模仿光合作用，麻省理工学院的研究人员设计了一种新型光催化剂，可吸收光并用来驱动各种化学反应。　　这种被称为生物混合光催化剂的新型催化剂含有一种捕光蛋白，可吸收光并将能量转移到含金属的催化剂上。该催化剂可用于合成药物或将废物转化为生物燃料等有用化合物的反应。通过用光代替有害条件和试剂，光催化可使制药、农用化学品和燃料合成更加高效、环保。　　为创造新的生物混合催化剂，研究人员模拟光合作用并将两种不同的元素结合起来：一种用于收集光，另一种用于催化化学反应。对于捕光成分，他们使用了一种在红藻中发现的称为R-藻红蛋白（RPE）的蛋白质。他们将这种蛋白质附着在含钌催化剂上。研究表明，与单独的钌光催化剂相比，新的生物混合催化剂可将这些反应的产率提高十倍。并且，这些反应可以在红光照射下发生，这是现有光催化剂难以实现且有益的，因为它产生的副反应更少，对组织的损害更小，因此有可能用于生物系统。　　注：本文摘自国外相关研究报道，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。

近期，中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所刘锦淮课题组的杨良保研究员等人在阐明单个的各向异性的金微米片上拉曼增强与光催化活性之间关系的研究上取得新进展。相关成果已发表在《欧洲化学》杂志上。该研究对于理解SERS活性纳米结构的增强机制和等离子体有关的催化效应具有重要的意义。 　　各向异性贵金属微纳结构因其独特的尺寸依赖效应和形状依赖效应，成为了越来越多的研究领域的热点，逐渐应用于光学、催化等领域。但是，在如何克服化学效应的贡献并获得分子层面信息的同时，阐明贵金属结构上的拉曼散射和光催化活性之间的关系，仍然是一个巨大挑战。 　　研究人员刘洪林博士等人通过简单的方法合成了纳米厚度的金微米三角片和六角片，并直观地展示了这些结构不同位置上拉曼信号和光催化活性之间关系。通过等离子体光催化敏感分子的结构的变化，利用其SERS信号峰相对强度的变化，成功刻画了金微米片角、边、面上不同位置的光催化活性的可视画面，排除了常规研究中浓度效应和分子覆盖度差异的问题。 　　研究结果表明，金微米片上特定位点分子吸附数目的增加，并不必然导致更高的光催化转化率，而是与其等离子体共振强度、电磁场强度密切相关，这与理论模拟的结果一致。相关研究策略排除或者弱化了等离子体局域热效应，也在一定程度了成功克服了浓度差异效应和化学贡献效应在贵金属等离子体光催化中的作用，清晰的刻画了等离子体共振强度相关的催化特性。 　　该研究工作得到了科技部重大科学研究计划纳米专项项目&ldquo 应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究(2011CB933700)&rdquo 以及国家重大科学仪器设备开发专项子任务&ldquo 动态表面增强拉曼光谱技术用于农药残留检测&rdquo 和&ldquo PERS仪器在环境污染物检测领域中的应用&rdquo (2011YQ0301241001 & 2011YQ0301241101)等项目的支持。 　　 合肥研究院阐明各向异性贵金属微纳结构的拉曼增强和光催化活性之间的关系

正如二十大报告中反复强调的“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力”。高等科研院校作为创新工作的第一阵地，却一致受制于机制以及市场信息匮乏的困扰，这也使得大量高新技术长期处于“酒香就怕巷子深”的难题当中。特别是在全球化的背景下，如何开辟成熟的成果转化通道，助力高质量的产学结合，一直都是各个国家科技发展相关政策中的重中之重。拥有125年悠久历史的百年老店——德国元素，为国内外相关科研院校提供可靠的无机碳硫氧氮氢分析仪，助力高质量的产学结合。汽车发动机为汽车提供动力，被称为汽车的“心脏”。而生产发动机零件的高端数控机床，对工艺性能要求极高。建立于1877年的德国达姆施塔特工业大学生产管理学院的工业机床技术系(PTW)则一直致力于开发用于未来生产中的一体化生产方案，通过与3D打印技术相结合，使得人们可以获得更加高效的生产环境。正因如此，PTW采购了两台来自于德国元素的 无机元素分析仪：inductar® CS cube 红外碳硫仪和inductar® ONH cube 氧氮氢分析仪,用于增材制造中金属粉末成分的分析，优化质控环节。Jana Harbig，达姆施塔特工业大学的研究助理来自于PTW的研究助理Jana&emsp14 Harbig给予了德国元素很高的评价：“感谢PTW使用来自于德国元素的仪器，QAMEA项目有潜力增加增材制造的正本效率和资源效率。”在国内，高等科研院所通过赋权的形式，帮助科研成果转化走出了最关键的一步。在这种模式下，创业公司，社会资本与高等科研院所紧密联系，避免了从实验室进入工程化阶段的死亡之谷。西北工业大学太仓长三角研究院作为科研领域的排头兵，多年来专注于核工业以及航空航天金属材料的研究，采购了来自于德国元素的无机元素分析仪：inductar® CS cube 红外碳硫仪和inductar® ONH cube 氧氮氢分析仪为其在材料元素分析方面的工作保驾护航。在科研成果转化链条中的另一端——需求端，相关企业对于科研产品的质量控制分析要求极高。正如《焦点访谈》采访德国元素的老客户江苏集萃先进金属材料研究所有限公司（INMAT）时所提到的，“在搭建中试平台中，需要在上面反复进行工程化、小批量精准验证”。INMAT采购了来自于德国元素的无机元素分析仪：inductar® CS cube 红外碳硫仪和inductar® ONH cube 氧氮氢分析仪用于高温合金中的碳硫氧氮氢分析。inductar CS cube 红外碳硫仪应用领域：黑色系金属合金，有色金属，有色金属，碳化物及陶瓷材料，地质矿物，电极材料的碳硫分析。特点：创新性坩埚设计，无需动力气清洁型燃烧（低灰尘和尘屑），无需外接吸尘器加热的除尘过滤器，配备了高效的风冷水冷装置可自由程序变化输出功率的感应炉 可自由程序变化的注氧流速燃烧过程可由光学摄像系统观察专利球夹设计，实现免工具维护inductar ONH cube 氧氮氢分析仪应用领域：黑色系金属合金，有色金属，有色金属，碳化物及陶瓷材料，地质矿物，氧氮氢分析。特点：无需配备石墨电极清扫刷进行清扫，提高做样效率可编程气体分流，通过睡眠模式进入省气模式无需配备动力气以及外置水冷机，可单坩埚完成测试，节省成本专利的球夹连接，实现免工具维护

岛津ICP光谱测试尿素水溶液多种金属元素 GB17691-2018《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》（以下称国六）已经正式实施，继燃气汽车之后，城市车辆将于2020年7月1日进入国六a排放阶段。与国五排放标准相比，国六排放标准中氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）排放限值分别加严了77%和67%，并新增了粒子数量（PN）的限值要求。 为了达到国六排放标准，尾气后处理系统都会设置选择性催化还原（SCR）系统，以便有效降低尾气中氮氧化物含量。尿素水溶液是SCR 系统主要消耗品，在催化剂作用下，将氮氧化物还原成氮气和水。SCR催化剂通常以TiO2为载体，负载W、Mo、V、Mn 等活性金属。如果尿素水溶液金属离子浓度过高，特别是钾离子和钙离子，会减少催化剂表面的活性位，造成催化剂中毒，从而降低NOx的转化率，缩短SCR催化剂的寿命，所以在GB 29518-2013《柴油发动机氮氧化物还原剂 尿素水溶液（AUS 32）》中对各种金属离子杂质含量有明确的限量要求。 表1 分析参数 岛津ICPE-9820全谱发射光谱仪测试尿素水溶液多种金属元素 ICPE-Solution独特的“自动确定最佳波长”功能，可以从全部波长范围的测定数据中，在数据库中自动检索提取可能存在的光谱干扰信息，自动确定最佳波长。 精确称取20±0.01g车用尿素溶液样品于100 mL容量瓶中，加入50 mL去离子水，再加入5 mL硝酸，去离子水定容至刻度并摇匀，使用ICPE-9820上机测试。 图1 Ca元素标准曲线图2 Ca元素谱峰轮廓图 表2 车用尿素样品分析结果注：N.D.表示未检出。 采用ICPE-9820高盐进样系统和直接进样（标准加入法）测定了柴油发动机氮氧化物还原剂尿素水溶液（AUS 32）中的10种杂质元素，结果表明所测市售尿素水溶液金属含量符合GB 29518-2013《柴油发动机氮氧化物还原剂 尿素水溶液（AUS 32）》要求，该方法无需分离基体、无需样品前处理、不加内标，测定结果准确，方法操作简便，可满足柴油发动机氮氧化物还原剂尿素水溶液（AUS 32）中杂质元素的检测技术需求。 撰写人：段伟亚、孙友宝

各有关单位：由中国工业环保促进会组织起草的《催化裂化及催化重整装置催化剂碳含量的测定元素分析仪法》团体标准已完成征求意见稿编制工作。为使标准具有科学性、先进性和适用性，现公开征求意见，欢迎社会各界对标准内容提出建议和意见。请各单位于2024年1月16日之前将征求意见表（附件1）以电子邮件形式反馈至我会。 联系人： 梁缙联系电话：18601248576邮箱地址：liangjin@ciep.org.cn 中国工业环保促进会2023年12月17日附件1：附件1. CIEP团标征求意见表.doc附件2：标准文本——催化裂化及催化重整装置催化剂碳含量的测定元素分析仪法 讨论稿-第二版.docx附件3：编制说明——催化裂化及催化重整装置催化剂碳含量的测定元素分析仪法 讨论稿-第二版.docx

当您看到白白胖胖卖相特别诱人的豆芽，可要小心了。它可能是加入了无根剂、漂白粉、增粗剂等添加剂催发的豆芽。 　　长期食用这些用化学药品浸泡过的豆芽，会对人体产生一定的影响，甚至会致癌。 　　17日，沈阳公安联合工商、农委、质监等部门，将6个制售“化学豆芽”的黑窝点端掉。 　　其中一个黑窝点位于沈阳市和平区浑河堡乡下河湾村的一个小院内，一间约150平方米的平房内，灯光昏暗。 　　里边放置了50多个用白塑料布搭成的方型桶，每个约有一米高，里边是正在催发的豆芽，催发好的豆芽白白胖胖，每根都约15厘米长，色相诱人，但空气里却散发着一股酸臭味。 　　该窝点的老板蹇某称，他每日能出货约2000斤，送入各个卖菜点，主要为长白、砂山地区，已经干了半年多。 　　他承认用无根剂发豆芽，“这是正常生豆芽的方法。”当记者问为啥豆芽这么长时，他答：“我的豆芽不长，哪的豆芽都这么长。” 　　警方介绍，收到群众举报后，昨日凌晨在该加工点周围蹲守。凌晨4时20分，该加工点人员用三轮车运豆芽至市场准备销售时，被警方截获。 　　质监部门的检验报告显示，这批豆芽中含有亚硝酸钠、尿素、恩诺沙星等，其中尿素最高含量每千克达到540毫克。其加工所用药物增粗剂中检出尿素，保险粉(工业漂白用)中检出连二亚硫酸钠。 　　警方组织30名警力奔赴张士开发区胜发市场，拦截5辆拉豆芽的车，了解其进货情况，又追踪到其他制售该豆芽窝点，最大的一个面积达500平方米。昨日在全市共查扣6个制售“化学豆芽”的黑窝点。案件正在进一步审理中。 　　沈阳市公安局副局长安锦荣介绍，“公安局及有关部门决心非常大，一定要把这类违法犯罪行为狠狠打到底。”针对食品安全方面的打击要依靠全社会力量，市民如果发现，要及时向警方举报。

两千多年前中国的铜矿开采规模就已经达到了非常可观的地步，中国古老的《山海经》、《禹贡》、《管子》等书籍以及古希腊的《石头论》中均包含了古代人类对于岩石矿物知识的总结。最近60 年来，我国地质测试工作为地质科学研究、矿产资源及地质环境评价奠定了重要基础，成为国土资源调查、普查勘探、找矿、矿产储量计算和矿产综合利用不可缺少的重要依据。 岩矿分析是分析化学在地球科学应用的一个分支学科，它以岩石、矿物为研究对象，它的任务是确定岩石、矿物的化学组成及有关组份在不同赋存状态下的含量。岩矿分析是地球科学研究中的一个重要组成部分，同时，岩矿分析数据也是各种地球科学研究成果中的重要组成部分。目前国土资源部发布了岩石和矿石化学分析方法总则及一般规定《GB/T14505-2010》、地质矿产实验室测试质量管理规范《DZ/T0130-2006》等标准，规定了岩矿分析、海洋实验测试等规范中有关质量保证、样品、测试、质量监控、质量评估、数据处理、质量审查、资料归档的通用原则。 随着地球科学的不断发展，分析对象和分析任务不断扩大和复杂化，从而对岩矿分析工作的要求也日益增多和提高。从发展的趋势来看，除常量元素分析外，还要求在同一试样中进行多种痕量超痕量组份的定量分析。岩矿种类繁多，成分和结构复杂，含量有高有低，要求分析的项目多样，这就需要依靠高灵敏度、高通量、便捷快速的检测手段。 岛津公司作为全球著名的分析仪器厂商，旗下分析仪器涵盖色谱、光谱等多款产品，在分析行业发挥着独特的作用。进入中国30多年来，岛津公司一直推陈出新， 及时提供全面的解决方案。岛津分析中心自2012年2月以来，积极与国家地质测试中心和国家海洋局第一海洋研究所合作，通过国家地质测试中心和海洋一所提供地矿样品结合岛津仪器开展应用方法开发,积累了大量地矿样品分析的应用经验和高质量的应用数据，推出《地质矿产元素分析解决方案》，供相关人员参考，希望能对地质矿产行业的发展有所帮助。 该方案涉及的检测方法如下： ICP-AES测定锌精矿中的多种金属元素ICP-AES测定玄武岩中的微量元素ICP-AES法测定硫化物矿石中的14种常微量元素ICP-AES测定页岩矿石中的多种微量元素ICP-AES测定正长岩岩中的微量元素ICP-AES测定花岗岩中的微量元素ICP-AES测定超基性岩岩中的微量元素ICP-AES测定海洋沉积物锰结壳中的常量、微量元素ICP-AES法测定海洋沉积物中的常微量元素岩矿土壤沉积物中微量元素的分析 有关详情，请您向“岛津全球应用技术开发支持中心”咨询。 咨询电话：021-22013542 期待我们的工作会给您带来有益的帮助! 关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。 岛津官方微博地址http://weibo.com/chinashimadzu。岛津微信平台

近日，浙江大学团队联合湖北大学，实现了植物生长素极性运输研究的重大突破，让植物向性这一百年科学难题的关键一环得以解决，为生长素极性运输的进一步调控打下基础。 近日，相关论文发布在 Nature 上。担任共同通讯作者的浙江大学医学院生物物理系长聘副教授/附属第四医院双聘教授郭江涛 表示：“对于弄清楚 PIN 蛋白（pin-formed protein）介导生长素转运的分子机制，学界早已翘首以盼，而该工作终于揭晓这一机制。这为开发基于结构靶向 PIN 家族蛋白的新型小分子抑制剂奠定了基础。这些抑制剂既能作为工具，去研究生长素的极性运输机理；也可作为农业除草剂，助力于作物改良。”图 | 浙江大学研究团队主要成员合影。前排左起：郭逸蓉、张素芬、张艳、苏楠楠、竺爱琴、杨帆 ；后排左起：周晨羽、叶繁、郑绍建、郭江涛 、常圣海同时，作为共同作者单位的湖北大学，也借此迎来该校第一篇 Nature 论文。审稿人评价称：本文报道了一个重要的结构，为植物生长素运输提供了新的研究思路；这些发现是开创性的，真正为 PIN 蛋白的功能提供了新的见解，从而为研究打开了许多新的途径。此外，PIN 蛋白与胆汁酸/钠转运蛋白的结构也存在有趣的相似性，这可能有助于更好地理解 PIN 蛋白的起源及其转运机制。另据悉，通过比对拟南芥其他生长素转运蛋白序列，课题组发现生长素转运位点是保守的，这种保守性也会延伸到其他的植物物种中。因此，可以认为此次研究结论，也能被推广到其他植物中。近日，相关论文以《拟南芥生长素转运蛋白 PIN3 的结构与机制》（Structures and mechanisms of the Arabidopsis auxin transporter PIN3 ）为题发表在 Nature 上[1]。图 | 相关论文（来源：Nature）共同通讯作者分别为郭江涛 、浙江大学医学院生物物理学系研究员杨帆 、以及湖北大学生命科学学院&省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室吴姗 教授。郭江涛 团队的博士后苏楠楠、杨帆 课题组的博士生竺爱琴、以及吴姗 团队的博士生陶鑫为论文共同一作。PIN 蛋白在拟南芥中介导生长素极性运输机制据介绍，生长素对植物的生长发育起核心调控作用。一般来讲，低浓度的生长素促进生长，高浓度的生长素抑制生长。生长素主要合成部位是在芽、幼嫩的叶和发育中的种子，然后被运输到作用部位。其中，生长素调控植物生长发育与其在植物各个组织中的不对称分布有着密切的关系。而这种不对称分布，主要由于在细胞与细胞之间的生长素运输具有一定的方向性，这也被称为生长素极性运输（Polar Auxin Transport，PAT）。那么，PIN 蛋白缘何能导致植物具有向光性？植物的向光性，是指植物受到单侧光的刺激而引起的生理弯曲现象。而植物体内生长素的不对称分布，和这种向光性息息相关。生长素在植物体内运输有两条途径：一是通过韧皮部完成长距离运输的非极性运输；二是需要转运蛋白参与的单方向极性运输。其中，对于生长素的不对称分布，极性运输起着关键作用。PIN 蛋白可以将生长素转运至细胞外。PIN 蛋白在细胞膜上的极性定位，决定着植物体内生长素极性分布，从而会导致植物的向光性。至于为何要采用拟南芥作为研究对象？郭江涛 表示，拟南芥作为模式植物，其基因组已于 2000 年由国际拟南芥基因组合作联盟完成测序，是第一个实现全序列分析的植物基因组。目前，人们已在 30 多种植物中鉴定出了不同数量的 PIN 基因。作为模式植物，拟南芥中有 8 个 PIN 蛋白成员（PIN1-PIN8）。学界在这方面的生物学功能研究，也比针对植物其他物种的研究更透彻，这能帮助该团队更好地认识 PIN 蛋白的生化、生理以及遗传等特征。同时，鉴于本研究旨在研究植物生长素的极性运输机制，因此其选择拟南芥为研究对象。据介绍，生长素极性运输主要依赖于三种膜定位转运体：AUX/LAX 家族蛋白、 PIN-FORMED 家族蛋白和 ABCB 家族蛋白。通过调控这些家族蛋白，植物可以调节生长素的极性运输和分布。研究发现，拟南芥 PIN 与 ABCB 蛋白可以共同定位。而通过酵母双杂交和免疫共沉淀的实验表明，PIN 和 ABCB 蛋白存在直接的物理互作。PIN蛋白在极性胚胎发育和器官形成等需要定向生长素极性运输的过程中其决定作用，而 ABCB 则在顶端组织生长素转运及长距离运输中起重要作用，二者在调控生长素的转运上具有一定的独立性。AUX 蛋白为生长素转入蛋白，PIN 蛋白为生长素外排蛋白。它们通过协同工作，一起维持植物体生长素平衡。（来源：郭江涛 课题组）解析三个高分辨率冷冻电镜结构本研究最开始且关键的一环是课题选择，首先通过大量的文献调研，课题组确定了研究对象——PIN 蛋白。PIN 蛋白是生长素转运蛋白，在植物的生长素极性运输方面发挥了巨大作用。因此，研究人员希望通过结构生物学的手段解释PIN蛋白介导的生长素极性运输的分子机制。而拟南芥 PIN 蛋白家族被分为两个亚家族，一类是定位在质膜上的 long PINs （PIN1–PIN4、PIN6 和 PIN7），另一类是定位在内质网上的 short PINs （PIN5 和 PIN8），这两大家族通过共同工作，一起维持着植物生长素的内稳态。研究中，该团队首先对 7 个 AtPINs （AtPIN1–5, AtPIN7–8）进行表达纯化筛选，最终选择 AtPIN3 作为研究对象。原因在于，AtPIN3 与其他 long AtPINs 有至少 54% 的序列同源性，可作为 PIN 家族结构和功能分析的模型。随后，通过哺乳动物细胞 HEK293 外源表达系统、对 PIN 蛋白进行过表达并纯化后，课题组得到了均一且稳定的蛋白样品。借助单颗粒冷冻电镜技术，该团队解析了三个高分辨率冷冻电镜结构，分别处于三种状态：PIN 蛋白未结合底物状态、底物 IAA 结合状态以及抑制剂 NPA 结合状态。接下来是功能实验验证阶段。研究团队建立了体外放射性 3H-IAA 转运实验体系，针对底物 IAA 与抑制剂 NPA 结合位点突变体的生长素转运活性和抑制活性，进行相关的测试。随后又通过表面等离子体共振技术，测试底物 IAA 与抑制剂 NPA 结合位点突变体分别与 IAA 和 NPA 的结合能力。然后，通过功能实验的多重验证，课题组阐明了 PIN 转运蛋白对 IAA 的识别和转运机制，以及抑制剂 NPA 抑制生长素转运的分子机制。最终解释了 PIN 蛋白介导的生长素极性运输的分子机制。（来源：郭江涛 课题组）将探索开发新型农药除草剂在整个研究过程中，研究人员遇到了很多困难。AtPIN3 二聚体的分子量仅为 140 kd，蛋白颗粒取向优势严重，从结构上来看几乎只有跨膜区，这对冷冻电镜数据处理带来了极大的挑战。郭江涛 表示：“从拿到均一稳定的蛋白样品到拿到较好的密度图，经历了大半年的时间。我们通过尝试改善蛋白颗粒的取向优势问题，采用不同的电镜数据处理方法，总结经验，最终得到高分辨率结构。”AtPIN3 与底物 IAA 复合物结构的解析，同样是本研究的一大难点。由于 IAA 与 AtPIN3 亲和力相对较弱，研究团队在前后多次对 AtPIN3 与 IAA 的复合物样品进行单颗粒冷冻电镜数据收集，但是 IAA 的密度一直不是很清晰，这让其无法准确判断 IAA 与 AtPIN3 准确的结合模式。后来，通过提高样品中 IAA 的浓度、更换蛋白样品缓冲液体系、更换冷冻电镜样品载网、制样条件、以及改善样品进孔问题，课题组终于成功拿到复合物高分辨结构。（来源：郭江涛 课题组）通过功能实验对 IAA 和 NPA 的作用机制进行验证也是本研究的难点之一。建立一个准确有效的检测生长素转运的实验体系，对他们来说是一个全新的尝试，经过不断摸索学习总结，最终也成功建立了放射性 3H-IAA 外排实验体系。“从最开始的困难重重到最后柳暗花明的整个研究过程中，我们认识到做研究要有决心，有破釜沉舟的勇气，始终要有把工作做到极致的信念，有做世界最一流工作的信念。”郭江涛 总结称。后续，其计划以 PIN 蛋白为靶点筛选新型小分子抑制剂，并通过体外放射性 3H-IAA 转运实验体系对小分子进行功能验证，也将通过冷冻电镜技术手段解析复合物结构，并在此基础上对筛选的小分子化合物进行优化，进而开发新型除草剂农药。

近日，华南农业大学资源环境学院副教授银仁莉/教授李晶团队在催化降解环境中磺胺类抗生素领域研究方面取得新进展。相关研究发表于Applied Catalysis B: Environmental。论文第一单位为华南农业大学，第一作者为华南农业大学硕士研究生周晓月，通讯作者为银仁莉和李晶。药物污染废水尤其是抗生素，作为典型的污染难处理废水，主要来源于制药厂、医院、养殖场以及人体、动物排放。基于过一硫酸盐的高级氧化技术，作为一种环保、安全、稳定、易于控制的氧化技术、越来越受人们的关注，并广泛应用与水体抗生素降解的研究。此外，过一硫酸盐活化过程中形成的高价活性金属物质，因pH适应范围广、氧化活性高、选择性好及对实际水体中无机离子的抗干扰性强，对难降解抗生素的高效及选择性去除表现出的较大的潜力，更是成为了当下的研究热点。基于此，研究人员设计了一种阳离子空位调控的铜铁水滑石材料，旨在过一硫酸盐的协同作用下定向地产生高价铁物质，以此强化污染物的去除。结果发现，铁离子空位调控的水滑石使磺胺甲噁唑的去除率比单独使用过一硫酸盐提高了30倍，甚至比传统均相芬顿体系更具优势。此外，该体系在包括湖水、生活污水、养殖废水、猪场沼液等环境水体中的也表现出优异的降解性能。经过理论计算等手段证明了由于铁空位的配合，过一硫酸盐倾向于吸附在邻位铁位点（Fe2位点）上，并与Fe2位点结合形成络合物。然后，由于电子的传递导致络合物中硫氧键的裂解，促发高价铁物质物种的自发产生，最终实现氧化路径由自由基路径到高价铁的非自由基路径的转化。该研究为具有出色氧化性能和在真实废水中也具有较强抵抗力的高价铁物种的产生提供了新视角。

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近日，中国科学院大连化学物理研究所太阳能制储氢材料与催化研究组研究员章福祥团队与日本东京工业大学Kazuhiko Maeda教授团队合作，设计合成了层状结构的宽光谱捕光催化新材料β-ZrNBr，其吸光带边可至530nm，表现出较优异的光催化水分解半反应制氢和放氧、光催化半反应还原CO2制甲酸等功能。　　宽光谱捕光催化材料的设计合成是实现太阳能高效光—化学转化的基础，其吸收带边越宽，太阳能转化理论效率越高。在前期氮氧化物设计合成基础上，本工作利用氮元素与卤素离子共取代氧原子策略，合成了氮卤化物（β-ZrNBr），解决了以往单纯氮取代氧过程中因电荷不匹配（N3-，O2-）产生不可避免缺陷态的弊端，开发了兼具宽光谱响应和低缺陷密度的新型可见光催化材料。该新型宽光谱捕光催化材料为层状结构化合物，其结构单层为双面Br-离子夹棱形ZrN层板的结构，且通过插层剥离后可得到纳米片结构。此外，科研人员通过在β-ZrNBr表面分别修饰Pt、RuOx、RuRu’分子，实现了该材料光催化还原水产氢、光催化水氧化产氧、光催化还原CO2产甲酸等半反应功能，展示了较好的光化学转化应用潜力。　　大连化物所太阳能研究部长期致力于具有较宽可见光利用的新光催化材料开发，设计合成了氮氧化物类（J. Mater. Chem. A、J. Mater. Chem. A、Chem. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Appl. Catal. B、Adv. Mater.、J. Energy Chem.）、含氧酸盐类（Adv. Energy Mater.）、金属有机框架类（Adv. Mater.、Sci. China Chem.、J. Am. Chem. Soc.）等不同类型、且具有我国自主知识产权的新材料，在光催化分解水制氢方面展现了良好性能。　　相关研究成果以Layered β-ZrNBr Nitro-Halide as Multifunctional Photocatalyst for Water Splitting and CO2 Reduction为题，发表在《德国应用化学》上。研究工作得到国家自然科学基金、科技部等的支持。

近日，大连化物所太阳能制储氢材料与催化研究组(DNL1621组)章福祥研究员团队与日本东京工业大学Kazuhiko Maeda教授团队合作，设计合成了一种层状结构的宽光谱捕光催化新材料β-ZrNBr，其吸光带边可至530nm，表现出较优异的光催化水分解半反应制氢和放氧、光催化半反应还原CO2制甲酸等功能。宽光谱捕光催化材料的设计合成是实现太阳能高效光—化学转化的基础，其吸收带边越宽，太阳能 转化理论效率越高。 　　在前期氮氧化物设计合成基础上，本工作中，科研人员通过氮元素与卤素离子共取代氧原子策略，合成了氮卤化物(β-ZrNBr)，解决了以往单纯氮取代氧过程中，由于电荷不匹配(N3-，O2-)，导致产生不可避免缺陷态的弊端，实现了兼具宽光谱响应和低缺陷密度的新型可见光催化材料的开发。该新型宽光谱捕光催化材料为层状结构化合物，其结构单层为双面Br-离子夹棱形ZrN层板的结构，且通过插层剥离后可得到纳米片结构。此外，科研人员通过在β-ZrNBr表面分别修饰Pt、RuOx、RuRu’分子，实现了该材料光催化还原水产氢、光催化水氧化产氧、光催化还原CO2产甲酸等半反应功能，展示了较好的光化学转化应用潜力。 　　大连化物所太阳能研究部长期致力于具有较宽可见光利用的新光催化材料开发，先后设计合成了氮氧化物类(J. Mater. Chem. A，2013；J. Mater. Chem. A，2017；Chem. Commun.，2014；Angew. Chem. Int. Ed.，2015；Appl. Catal. B，2019；Adv. Mater.，2021；J. Energy Chem.，2021等)、含氧酸盐类(Adv. Energy Mater.，2018)、金属有机框架类(Adv. Mater.，2018；Sci. China Chem.，2020；J. Am. Chem. Soc.，2022)等不同类型、具有我国自主知识产权的新材料，在光催化分解水制氢方面展现了良好性能。 　　上述工作以“Layered β-ZrNBr Nitro-Halide as Multifunctional Photocatalyst for Water Splitting and CO2 Reduction”为题，于近日发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。该论文的第一作者是大连化物所DNL1621组毕业生鲍云锋博士和博士后杜仕文，以上工作得到了国家自然科学基金、国家科技部等项目资助。

塑料垃圾是我们这个时代最紧迫的环境问题之一，对不同类型的塑料垃圾进行分类使回收变得棘手。而现在，麻省理工学院（MIT）的工程师们已经开发出一种有效的新催化剂，它可以将混合塑料分解成丙烷，然后丙烷可以作为燃料燃烧或用于制造新的塑料。塑料在我们的现代世界中无处不在，这意味着大量的塑料最终会进入环境，而且令人担忧的是，似乎很少有地方不受影响。现在，从南极到北极，从海底到珠穆朗玛峰顶，都可以发现塑料，而且正在沿着食物链向上移动，以至于现在我们的身体里也能找到塑料。塑料有非常强的碳键，这使它们在使用过程中具有弹性和可靠性，但回收起来却非常麻烦。更糟糕的是，不同类型的塑料需要不同的回收方法，使其难以分类和大规模回收。但MIT的研究小组现在提出了一种新技术，可以处理混合在一起的多种塑料，并将它们转化为丙烷，而丙烷本身有很多用途。解决问题的关键是一种催化剂，它由一种叫做沸石的多孔晶体组成，里面塞满了钴纳米颗粒。研究人员指出，其他催化剂会在不可预测的地方打破碳键，产生不同的最终产品时，而新的催化剂只会在一个特定的、可重复的位置打破碳键。这个位置意味着它基本上切断了丙烷分子，留下剩下的碳氢化合物链，准备反复进行这个过程。这适用于多种类型的塑料，包括最常用的塑料，如聚乙烯（PET）和聚丙烯（PP）。在对现实世界的混合塑料样品进行的测试中，研究小组发现，该工艺可以将大约80%的塑料转化为丙烷，而不产生甲烷作为副产品。甲烷是仅次于二氧化碳(CO2)的第二大人为制造温室气体。由此产生的丙烷可以直接作为一种相对低影响的燃料，或者作为原料在一个部分封闭的循环系统中制造新的塑料。而最重要的是，催化剂的成分（沸石、钴和氢气）相对便宜且容易获得。这项研究成果已于近期发表在了《JACS Au》杂志上。尽管这项研究很吸引人，但研究人员表示，未来的工作将需要关注该技术如何在现实世界的塑料回收流中应用，以及胶水和标签等污染物如何影响该技术。

摘要: 以疏水性离子液体1 - 丁基- 3 - 甲基咪唑六氟磷酸盐( [Bmim]PF6) 替代挥发性有机溶剂萃取分离水中的四环素类抗生素，在pH 值为6. 5 时，金属离子Al(Ⅲ) 能与四环素类抗生素( TCs) 形成稳定的配合物，[Bmim]PF6能够高效萃取该配合物，可用光度法直接测定，最大吸收波长为380 nm，方法灵敏度高，TCs - Al(Ⅲ) 配合物摩尔吸光系数达到1. 38 × 106 L / (mol· cm) ，一次萃取率达97. 2% ，分配系数达到174。实测某鱼塘水样，加标回收率在81. 25% ～ 93. 66% 之间，RSD&le 4. 25% ，该方法可用于环境水样中四环素类抗生素残留的分析，简便、快速、无毒、无污染。 相关文献：离子液体萃取分光光度法测定水中四环素类抗生素.pdf

本文针对当前世界能源的利用情况，从能源草的资源收集及培育、原料草种植及收获、原料预处理、微生物接种物类别、发酵条件控制以及气体成分分析等6个方面综述了国内外的研究进展。 随着常规能源的日益枯竭，开发利用新能源无疑是必经出路。能源植物是一种可再生的生物质资源，其中，能源草生物量大并且含有丰富的木质纤维素，通过厌氧发酵将木质纤维素材料转化为热值高的沼气是当前开发生物能源最有前景的方法之一。 1、能源草的资源收集及培育 寻找一种适合厌氧发酵生产沼气的草本能源植物，需要做大量的收集研究工作，还需利用育种和生物技术对目标植物进行改良，以提高生物质能的转化率和改善转化产品的质量。 20世纪80年代，美国和欧洲就已经将多年生草本植物作为能源植物进行系统筛选与研究，培育出了专用型能源草品种，实现了规模化种植和开发利用。1984年，美国启动“能源草研究计划”，集中对35种草本植物进行筛选，获得了18种具有开发利用潜力的能源草。欧洲对大约20种多年生草本植物进行研究，最终选择了芒草（miscanthus sinensis）、虉草（phalaris arundinacea）、柳枝稷（panicum virgatum）和芦竹（arundo donax）4种能源草做更深层次的研究。 我国地域广阔，植物丰富多样、分布广泛，草本能源植物种类繁多，在能源草种质资源收集筛选方面已经开展了大量的研究工作，并取得了重要的研究成果。 中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所自“八五”期间开始对国产狼尾草（pennisetum alopecuroicles）种质资源进行收集、鉴定和驯化栽培研究，总共收集到7种47份材料。近10年来，北京草业与环境研究发展中心收集包括柳枝稷、芒草、芦竹、芨芨草（achnatherum splendens）和杂交狼尾草（pennisetum hybrid）等各类能源草资源208份。鄢家俊等通过对四川境内岷江流域、青衣江流域和沱江流域野生斑茅（saccharum arundinaceum）的收集以及其生物学性状的观察，建议将斑茅作为能源植物进行开发利用。 如果能源植物细胞壁含有较高的木质素，将会影响其生物质能的转化效率。常瑞娜等克隆得到了五节芒（miscanthus floridulus）木质素合成的关键酶基因ccoaomt和4cl，这将有助于进一步改良能源植物。芒属能源草转化为生物质能是相对新型的产业，需要育种和生物技术的支撑。对于柳枝稷来说，未来要做的工作就是增加高产杂交种的品种数和使用转基因技术提高产量和纤维素含量。 2、原料草种植及收获 能源草原料是影响产业发展的一大因素，目前很多国家都已经开始大量种植能源草。在爱尔兰超过90%的供农业生产的土地都种上了能源草。美国计划到2030年，多年生能源植物所产生的生物质能将占所有生物可再生能源的35.2%。 能源植物在不同时期收获后，经厌氧发酵产沼气的量不同，主要原因是植物的化学组成随生长时间而变化。lehtomki等研究了收获时期对洋姜（helianthus tuberosus）、梯牧草（phleum pratense）-红三叶（trifolium pratense）混合以及草芦等多种能源植物沼气产量的影响，得出随着能源植物的成熟，大多数植物每吨湿重的沼气产量增加。而massé等研究了柳枝稷和草芦在中夏、晚夏和早秋三个时期收获，厌氧发酵后青贮草料所产生的沼气量变化，得出中夏时收获能源草发酵所产沼气量最高，延迟收获会降低沼气产量。在能源草的整个生长周期中哪些因素影响其沼气产量还需要更深入的研究。 3、原料预处理 由于木质纤维素原料具有较高的结晶度和聚合度，原料转化之前要进行预处理以提高产品的产出率。预处理的作用主要是改变天然纤维的结构，降低纤维素的聚合度和结晶度，破坏木质素、半纤维素的结合层，脱去木质素。预处理的方法主要有物理法、化学法及生物法等。 近年来，有关能源草发酵预处理的研究较多。邹星星等对互花米草（spartina alterniflora）在厌氧发酵前进行蒸汽爆破处理，发酵实验结果表明，随着汽爆压力的增加，累积产气率呈下降趋势。jackowiak等研究了微波预处理的温度与处理时间对柳枝稷厌氧发酵率的影响，发现只有温度对其有明显的影响。frigon等研究了冬夏两季收获的柳枝稷经过温度、声波降解、碱化、高压等预处理后发酵产沼气的情况，最终结论为温度、声波降解、高压对冬季收获的柳枝稷发酵产沼气无明显影响，但能提高夏季收获的柳枝稷发酵产沼气量。李连华等研究了蒸汽加热、超声波及冻融对华南地区多年生王草（pennisetum purpureum× p.americanum）厌氧发酵性能的影响，相比而言，蒸汽加热能够明显降低王草的结晶度，提高沼气产气率。li等采用热处理和微波对杂交狼尾草进行厌氧发酵预处理，结果表明热处理提高了其厌氧发酵的沼气产量，而微波处理却起到了相反的作用。肖正等利用沼液对巨菌草（pennisetum sinese roxb）进行堆沤处理，15天累积产气量为406 ml/ts。 4、微生物接种物类别 由于在厌氧发酵过程中微生物起到了至关重要的作用，而能源草本身所附着的微生物菌群数量较少，所以在进行能源草厌氧发酵产沼气时需要准备大量的接种物。 产甲烷菌在大自然中分布较广，如新鲜的动物粪便、污水处理厂的污泥以及腐败的河泥都能满足能源草发酵产沼气的要求。宋立等比较了羊粪、鸭粪和兔粪的厌氧发酵产沼气潜力，得出鸭粪最好，羊粪次之，兔粪最差。刘德江等设定了3个牛粪发酵浓度梯度（总固体物质含量为6%、8%和10%）来研究其对厌氧发酵产沼气中甲烷和硫化氢含量的影响，结果表明8%为发酵最佳浓度。xie等设定了1∶0、3∶1、 1∶1、1∶3 和0∶1五个猪粪与青贮草混合比，来研究粪草比对厌氧发酵产沼气的影响，结果表明1∶1时沼气中甲烷含量最高。 5、发酵条件控制 厌氧发酵系统的温度、初始ph值以及系统中原料的浓度等因素一直是厌氧发酵产沼气所研究的领域。一般情况下，厌氧发酵反应在较高温度下能够较快地进行，因为此时微生物新陈代谢较快，但高温时反应系统稳定性较差。 刘荣厚等以猪粪为发酵原料，研究了室温、中温（37℃）和高温（52℃）对其厌氧发酵产沼气的影响，结果表明，在发酵初、中期，室温和高温实验组微生物的活性受到影响进而抑制了甲烷化反应，发酵后期高温实验组的日产气量明显高于另两组。朱洪光等设置中温组（35±2）℃和室温组为15～33℃研究互花米草产沼气情况，发现互花米草适合作为生产沼气的原料，中温组日平均产气率为4.58 ml/（g?d），常温组日平均产气率为2.54 ml/（g?d），差别十分明显。赵洪等设定了7个ph值梯度（5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5），分析了ph值对新鲜猪粪厌氧发酵产气量和产气特性的影响，研究发现ph值6.5组启动最快，ph值7.0组和ph值6.5组的总产气量最高，ph值7.0组的甲烷含量最高，得出发酵体系的ph值为6.5～7.0时可促进厌氧发酵的启动，提高沼气的质量。王晓曼以早熟禾（poa annua l.）、佛手瓜（sechium edule）茎叶和番茄（solanum lycopersicum）茎叶为发酵原料，研究了3种原料的产气潜力，得出早熟禾累积产气量最高，影响产气量的主因素排序为接种量发酵浓度碳氮比，影响甲烷含量的主因素排序为接种量碳氮比发酵浓度。 6、气体成分分析 沼气中甲烷及二氧化碳的含量是反映厌氧发酵过程运行状况的重要参数。为使厌氧发酵过程获得最大的生产效率，整个生产过程必须处于最优化的运行参数和环境条件下。目前，沼气成分检测的主要方法有奥氏气体分析方法、气相色谱gc分析方法、热催化元件检测方法和红外检测方法等。 便携红外沼气分析仪 在测量甲烷量程上，热催化元件检测法为0～5%，其余3种的测量量程为0～100%；气体成分分析时，奥氏气体分析方法和气相色谱gc分析方法还可测定二氧化碳和氧气的含量，红外检测方法除了可以测定二氧化碳和氧气的含量外，还可测定硫化氢的含量，而热催化元件检测法则只能测定甲烷的含量；4种分析方法的气体分析时间分别为1 h、30 min、30 s、5 s；总体来看，红外检测方法在各方面优势明显。粗略估算时可以通过观察沼气燃烧的火焰颜色来确定气体中甲烷的含量。 世界能源问题日益突出，迫使各国开发和利用新能源以缓解国内能源的短缺。我国的能源草转化研究工作也在进行，但尚处于起步阶段，仍需研究工作者的继续努力，以及依靠国家政策推广种植能源草，实现能源草转化产业化，为国家能源问题做出贡献。来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术，转载请务必注明出处。

在太阳光或一缕LED紫外光照拂下，玻璃烧杯中加入一点点白色粉末，无须加热也无须其他能源，烧杯里的水便可源源不绝产生氢气，且经过数百小时的实验，这种白色粉末的量并未衰减。在云南大学材料与能源学院实验室，你能见到这样的“奇观”。　　在碳达峰、碳中和背景下，洁净的氢成为未来的重要能源，高效、低成本制氢，特别是光解水制氢是科学家研究的方向。1月10日，国际著名期刊《自然通讯》发表了云南大学柳清菊教授团队与英国伦敦大学学院唐军旺教授团队、华东师范大学黄荣教授团队合作的一项重要研究成果——以单原子铜锚定二氧化钛，成功制备新型光催化剂，其分解水制氢量子效率高达56%，被审稿人称为“世界纪录”。这意味着“水变氢”有了一条可实用化的新路径。　　提高催化效率 才能助推光解水制氢走向实用化　　氢能是一种清洁无污染的可再生能源，燃烧值很高，可达每千克140兆焦耳，其具有来源丰富、燃烧产物无二次污染等优点，有望代替石油和天然气，因而受到世界范围的广泛关注。若能得以大规模实际应用，将为“双碳”目标的顺利实现作出贡献。　　“目前，制备氢的主要方法有化石燃料制氢和电解水制氢，但两种方法都需消耗传统能源。”柳清菊向科技日报记者介绍，化石燃料制氢，二氧化碳排放量大，每生产1千克氢气，将产生10千克左右的二氧化碳；而电解水制氢也存在能耗和成本问题。“在环境和能源问题日益严重的今天，开发清洁、可持续、低成本的制氢技术，推进氢能的发展显得尤为迫切和重要。”柳清菊说，采用光催化技术，利用太阳能驱动水分解制氢是一种极具发展前途的新方法。　　自1972年科学家发现二氧化钛半导体具有光催化性能以来，光解水制氢一直受到学术界及产业界的关注与重视。在能量大于或等于半导体禁带宽度的光照射下，光催化材料价带中的电子吸收入射光子的能量跃迁到导带，形成“电子—空穴”对，空穴和电子迁移到材料表面，与表面吸附的水分子发生氧化还原反应，也就是电子与水发生还原反应产生氢气，空穴氧化水产生氧气。　　然而，由于电子带负电，空穴带正电，使得光催化材料中光照所产生的“电子—空穴”很容易复合，导致产氢量子效率低下，严重阻碍了光解水制氢的发展。因此，如何阻止“电子—空穴”的复合，提高光催化制氢效率，成为目前国际上光催化研究领域的重大挑战之一，也是制约光催化制氢技术实用化的瓶颈难题。　　这其中，光催化材料是核心。而光催化材料的活性、稳定性和成本是决定光催化技术能否实际应用的关键。　　铜离子“补位” 新型光催化材料设计制备突破瓶颈　　金属单原子催化剂是近年来迅速发展起来的新型催化剂。相比传统金属催化剂，金属单原子催化剂中的原子以单个的形式负载在载体上，在催化反应中可充分参与反应，实现反应活性中心的最大化，利用效率可接近100%，在理论上可以同时提高催化活性并降低成本。然而由于单原子具有极高的表面能，在合成和催化反应过程中容易团聚、稳定性差、寿命短且制备成本高，阻碍了其实际应用。　　“这次起光催化作用的二氧化钛，是一种钛和氧规则排列的晶体，我们通过独特的合成工艺，在其中生成大量的钛空位。”柳清菊向记者解释，有了这些钛空位，就可以请铜离子来帮忙“补位”。　　“通过对钛基有机框架材料MIL-125中钛空位的设计和可控合成，我们研制出具有大比表面积和丰富钛空位的二氧化钛纳米材料，以此为载体锚定过渡金属铜单原子，使铜与二氧化钛形成了牢固的‘铜—氧—钛’键。”柳清菊介绍，在光催化制氢反应过程中，一价阳离子铜和二价阳离子铜的可逆变化，大大促进了光生“电子—空穴”的分离和传输，大幅提高了光生电子的利用率，使产氢量子效率获得突破，达到56%。这项突破获得了欧洲科学院院士、伦敦大学学院光催化和材料化学终身教授唐军旺团队的验证。　　成本、工艺更“亲民” 光解水制氢产业已初露曙光　　新研制的二氧化钛基光催化材料，具有性能稳定、无毒、无二次污染等优点，且生物相容性好、制备方法简单、成本低，与传统方法相比优势明显。通常含贵金属的催化剂，催化活性高，但相应的成本也极高。“新材料中，我们用的是‘贱金属’铜，它储量大、价格低、易获得，这是成本降低的第一个方面。” 柳清菊介绍，此外，原有的催化材料中单个金属原子活性很大，很容易形成团簇，使得催化活性降低。研发团队将铜原子牢固地锚定在钛空位上，不容易团聚，创新性地解决了这个问题，稳定时间很长，在常温常湿条件下，样品放置380天之久，仍然具有与新制备样品相当的产氢性能，进一步降低了产氢成本；另外，新型光催化材料制备工艺简单，无需昂贵的设备，使光催化制氢更加“亲民”。　　近年来，柳清菊团队在实验室进行了大量的基础研究，包括材料设计、合成工艺、机理研究、性能优化等，已获得稳定的高性能光解水制氢光催化材料的实验室制备工艺，正准备开展放大工艺研发，为后续产业化奠定基础。虽然传统的光催化材料成本高、量子效率低，国内光催化产氢市场尚未成熟，但随着产业链衔接及相关政策的完善，光催化制氢产业化已是曙光初露。　　对柳清菊团队而言，56%的产氢量子效率也不是终点。“我们还在继续努力，使效率进一步提高，如果能够提高到70%以上，对生产应用的意义将是不言而喻的。”柳清菊说，找准了方向，效率再提升将不是梦。随着光解水效率进一步提高和成本进一步降低，氢能时代将加速到来，人类也将还地球以绿水青山。

Angewandte chemie影响因子：16.6设计Ir-C4单原子催化剂，实现了超低电位( 1.23V)，以生产氢气和其他增值化学品，同样需要克服高过电位。近期，团队通过在高温聚合物电解质膜电解槽（HT-PEME）中将热催化与电催化相结合，开发了集成式热催化-电催化耦合反应体系，通过将醇类热化学脱氢与电化学氢泵相结合成功实现了热电耦合催化乙醇脱氢制备乙醛（PNAS., 2023, e2300625120）、热电耦合催化甲醇脱氢制备高纯氢气和CO（JACS., 2024, 146, 14, 9657-9664）以及低电位甲醇。相关研究表明，在HT-PEME中将热催化与电催化相耦合能够有效增强催化反应的速率和选择性，热电耦合能够相互协同促进。由于反应体系复杂，缺乏直接表征手段，目前缺乏直接证据证明热催化与电催化的相互协同。基于这一挑战，项目团队设计了Ir-C4单原子催化剂，实现了超低电位(图2. 热-电耦合催化甲醇氧化反应制氢体系的具体催化路径在HT-PEME中，施加电位之后甲醇在Ir-C单原子催化剂上由电促进热催化反应生成H2和CO，之后H2和CO在Ir-C单原子发生氧化反应，阴极发生氢析出反应生成H2。图3 Ir-C相关催化剂的EXAFS表征图4. Ir-C单原子催化剂、Ir颗粒催化剂XPS谱学测试通过EXAFS、XPS分析测试表明，Ir-C催化剂中的Ir主要是以单原子的形式存在，无Ir纳米颗粒。同时由于Ir原子与C载体之间的强相互作用，使Ir原子的电子结构发生了很大的变化，从而出现缺电子性质(Ir+)。特殊的几何结构和电子结构可能赋予Ir-C SACs具有优异的甲醇反应性。图5.Ir-C SACs和参比样品的甲醇氧化性能测试及在线产物分析如图5所示，当电解槽加热到80/100℃时，MOR的起始电压已低至0.4 V，随着温度的升高，MOR的起始电压逐渐降低。在160℃时，起始电压低于0.1 V，与理论平衡电位非常接近。研究结果表明，由于热和电化学耦合催化，甲醇可以被Ir单原子催化剂在超低电位( 0.1 V)下氧化。然而，同样条件下的Pt/C和Ir-C NP，其起始电位仍然很高，分别为0.3 V和0.4V。Ir-C SACs相比Pt位点和Ir颗粒位点的优异性能，证明了在热电化学耦合作用下IrC4位点独特的低电位甲醇氧化能力，表明其有巨大的Pt基催化剂替代能力。Ir(0.3)-C SACs在0.4 V(200℃)下的质量活度达到1.8 A mg-1Ir，比Ir-C NP和Pt/C分别高出约52倍和40倍。阴极HER对Ir(0.3)-C SACs(比Ir-C NP高3.3倍)的产氢率为0.2 ml min-1。质量比产氢速率最高达到18.3 mol H2h&minus 1gIr-1，与Ir-C NP和Pt/C相比，分别高出54倍和31倍。上述结果表明，得益于热学和电化学的耦合催化，Ir-C SACs的MOR和相应的产H2速率都表现出了显著的活性。阳极可以检测到CO、CO2、CH4和少量的H2证实热化学过程CH3OH → CO + 2H2，此外，超高的HOR和COOR活性证明了电化学氧化过程。本文的研究为热电耦合催化反应过程中热场-电场相互协同作用提供了直接证据，突破了以往关于MOR在Ir SACs上无活性的结论。该工作为设计高效催化反应和新型催化剂提供了指导。相关工作得到了岛津-KRATOS公司相关设备的大力支持。文献题目《Ultra-low-Potential Methanol Oxidation on Single-Ir-Atom Catalyst》使用仪器岛津AXIS SUPRA作者Liyuan Gong, Xiaorong Zhu, Ta Thi Thuy Nga, Qie Liu, Yujie Wu, Pupu Yang, Yangyang Zhou, Zhaohui Xiao, Chung-Li Dong, Xianzhu Fu, Li Tao*, Shuangyin Wang*State Key Laboratory of Chem/Bio-Sensingand Chemometrics, College of Chemistry and ChemicalEngineering, Hunan University, Changsha, Hunan 410082, P.R. China 全文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202404713

仪器信息网讯 2022年8月20-21日，第二十六届高校分析测试中心研究会年会暨第二届中国分析测试协会高校分析测试分会年会在历史名城镇江顺利召开。大会现场采用线上线下同步直播的方式，现场与会嘉宾超300位。本次会议为期两天，除大会报告外，会议还设置了五个平行分论坛，主题分别聚焦高校分析测试中心管理与资质认定、科学试验创新方法标准化、分析测试技术研究与应用、分析测试与学术前沿交叉之能源材料、分析测试与学术前沿交叉之环境催化。分会场照片本文将带来分析测试与学术前沿交叉之环境催化分论坛的精彩报告集锦，论坛邀请了中山大学欧阳钢锋教授、中国科学院化学所陈春城研究员、华东理工大学詹望成教授、上海师范大学张蝶青教授、上海大学张登松研究员、四川大学王建礼教授、南京师范大学何欢教授（季秋忆）、山东大学占金华教授、南京大学谷成教授、上海师范大学卞振锋教授、西南交通大学范美坤教授、华南理工大学付名利教授、浙江工业大学庞小兵教授、山东师范大学孙传智教授、清华大学彭悦副研究员、西安交通大学何炽教授、河北工业大学王鹏飞副教授等专家带来了30个精彩报告分享。分析测试与学术前沿交叉之环境催化分论坛现场《新型碳材料在环境催化中的应用探究》中山大学 欧阳钢锋教授报告介绍了欧阳钢锋课题组近年来在利用碳材料开展的环境催化领域的研究成果。针对芬顿技术在环境领域的广泛应用，以可见光催化生成双氧水为例，指出由于环境污水体量大，该类技术的实施将面临巨大的投入。欧阳钢锋团队以碳材料为基质，研究构筑了“Z”型异质结并在可见光作用下实现双氧水的原位、高效生成。通过对催化剂结构调控及醌类化合物引入，大幅提升了双氧水的产率，在类芬顿氧化降解水环境污染物时取得了良好效果。此外，欧阳钢锋针对碳材料活化过硫酸盐机理进行了详细论述，阐明了杂化轨道比例对过硫酸盐活化效率的影响，评估了碳催化材料的规模化应用前景，展望了碳材料在环境领域蕴藏的巨大潜能。《原位红外研究污染物光催化降解机理》中国科学院化学所 陈春城研究员低浓度、高毒性、难降解有机污染物(如卤代物、染料、农药、抗生素药物等)引起的环境问题已经严重影响人类的健康。光催化技术是近年发展起来的一类高效绿色的消除水中难降解有毒有机污染物的新技术，不过污染物降解量子效率低严重限制光催化规模化应用。报告介绍了陈春城团队通过原位红外研究手段和技术对有机污染物光催化降解的界面机理以及大气颗粒界面光化学转化机制等关键问题进行的系统研究成果。《含氯VOCs的高效催化净化》华东理工大学 詹望成教授挥发性有机物（VOCs）是造成我国大气中臭氧和颗粒物浓度居高难下的重要前体物。报告介绍了詹望成团队围绕当前VOCs净化过程中面临的关键科学问题——污染物分子的高效活化和控制转化，针对低碳烷烃和氯代烃等难降解VOCs的催化净化过程，重点开展C-H键的活化及毒副产物的控制等创新性研究的工作进展。《低浓度NOx的光化学去除研究》上海师范大学 张蝶青教授氮氧化物（NOx）是影响大气环境质量的一个重要污染因素，国内外对NOx的危害、燃煤发电燃烧过程中NOx的产生机理以及NOx技术的降低等都进行了充分的研究。氮氧化物气体的反应会形成臭氧，臭氧是烟气和酸雨的主要组成部分，也是形成细颗粒的主要组成部分，对人体健康都有损害。报告介绍了张蝶请团队围绕基于太阳光的低浓度NOx光化学高效去除技术开展的相关研究进展，包括光化学电子转移对低浓度NO高效去除的调变规律和光-电协同促进低浓度NO去除的新机制研究成果。《非电行业烟气氮氧化物催化净化》上海大学 张登松研究员随着工业与交通运输业的发展，氮氧化物（NOx）排放量与日俱增，NOx是造成酸雨、光化学烟雾及雾霾的主要原因，严重危害人类健康，破坏生态环境平衡。目前NH3选择性还原（NH3-SCR）是最有效的NOx控制技术，钒基催化剂已经广泛应用于电厂脱硝工艺中。然而，商业钒基催化剂活性温度窗口窄，很难应用于低温脱硝过程，比如工业窑炉、垃圾焚烧等非电行业。随着国家对非电行业NOx排放标准的日益提升，亟待开发适用于非电行业的低温抗中毒的NOx净化催化剂。报告介绍了张登松课题针对非电行业烟气NOx净化催化剂易中毒失活的关键科学难题，提出了以保护位抑制催化剂中毒失活的新理念，即通过对活性位和保护位的耦合与调控，发展了对SO2、碱金属以及多重复合毒物有抗中毒作用的NOx净化催化剂，并揭示了其抑制中毒作用的新机制，有效克服了烟气复杂组分对催化剂造成的中毒效应，显著提升了NOx催化净化效率和稳定性，形成了高效稳定的NOx催化净化新技术，为非电行业NOx减排应用奠定了科学基础。《双碳背景下未来汽车尾气催化剂技术趋势》四川大学 王建礼教授汽车尾气催化剂是汽车尾气催化转化器中使用的催化剂，是指借助某些有效的技术措施，减少尾气中的有害物质或使尾气中的CO、HC、NOx及PM被氧化或还原，生成无毒的CO2、H2O和N2。报告分别从柴油车、汽油车以及天然气车等方面详细介绍了各领域的尾气催化材料及催化剂制备科学和技术的发展趋势。《苝酰亚胺催化剂内场调控及其光耦合过硫酸盐增效机制》南京师范大学 何欢教授/季秋忆博士当前处理有机污染物的方法包括吸附技术、膜分离技术、生物降解以及高级氧化技术。报告介绍了何欢团队构建的新型苝二酰亚胺/过硫酸盐/可见光（PDI/PS/Vis）系统，以不同自组装程度PDI为研究对象，以双酚A为目标污染物，深入阐明了可见光下超分子活化过硫酸盐新机制。研究表明PDI/PS/Vis系统可以为降解废水中的有机微污染物提供新思路。《纳米环境矿物的表面调控与高级氧化》山东大学 占金华教授过去十几年来,基于过硫酸盐的高级氧化技术处理难降解有机污染物具有操作简单和氧化能力强的特点，在污水和污染土壤治理领域已得到广泛关注。而发展具有环境友好、催化稳定、廉价易得等优势的金属催化剂是近年来研究者们关注的研究方向之一。矿物材料广泛存在于自然环境之中,具有环境协调性、环境舒适性、加工制备简单、成本低廉等特点,是环境修复领域关注的重要研究课题。报告介绍了占金华团队在纳米环境矿物材料在有机污染治理中的研究成果，包括研究了环糊精改性纳米矿物活化H2O2与过硫酸盐，增强了污染物的降解，表现出实际应用的潜力；研究了富氧空位红锌矿活化PMS体系，阐明了非价电子活化PMS产生SO4-的机制，以及阐明了非电子活化PMS产生O2的机制。《限域体系的构建以及对全氟化合物高效降解机制的研究》南京大学 谷成教授全氟化合物是一种分布广泛的污染物，但是一般的羟基自由基、亚硫酸盐、活性碘等高级氧化技术对全氟化合物的降解存在效率过低、反应条件复杂等问题。报告介绍了有机源物质产生水合电子方法，尤其是带有五元杂环吲哚类物质具有的优势；紧接着，谷成教授围绕三个体系，从限域体系构建、降解/脱氟效率、水合电子产率、体系表征、理论计算等方面对研究工作进行了详细介绍，并展示了其课题中自制的反应装置。《固废中贵金属的光催化绿色回收》上海师范大学 卞振锋教授固废中贵金属回收过程涉及使用强酸和释放毒气、有毒重金属离子，环境污染严重。如何实现贵金属清洁回收是环保领域研究热点。报告介绍了卞振锋团队通过光催化氧化实现贵金属的溶解，发展适合多种贵金属的光催化清洁回收技术，探究贵金属选择性溶解回收的调控机制；系统研究贵金属原子表面活化、迁移以及光催化氧化途径；发展适用于在温和条件下，能够实现快速从电子垃圾、废汽车尾气三效催化剂、废贵金属负载型催化剂甚至矿石废渣中回收贵金属的通用方法，为光催化规模化贵金属清洁回收提供理论基础。《多维度SERS在环境中的应用研究》西南交通大学 范美坤教授拉曼光谱，特别是表面增强拉曼光谱(surface enhanced Raman scattering,SERS)是一种基于光的非弹性散射的光谱技术,具有实时、快速等特点,是一种很好的茶叶质量安全和品质分析的方法。报告介绍了范美坤团队基于表面增强拉曼光谱技术在茶叶分析领域开展的应用工作进展。《漆包炉尾气中VOCs的深度催化氧化及其异味治理》华南理工大学 付名利教授漆包线广泛应用于电机、变压器和家电等电器制造，我国是漆包线生产与消费第一大国，其生产过程使用大量含VOCs溶剂与稀释剂，产生的VOCs具有较强的毒性和致癌性，其行业产生的异味废气常引起强烈的扰民投诉，是环境部门重点管控项目。基于此，报告介绍了付名利团队对漆包线生产各环节中的 VOCs 进行物质流向跟踪,用各种实验方法进行分析,研究了漆包线行业 VOCs 的排放特征和组成分布,旨在为控制漆包线行业 VOCs 污染提供可靠的污染源数据支持。《工业园区异味VOCs污染特性的研究》浙江工业大学 庞小兵教授餐厨垃圾生物处理包括好氧堆肥、厌氧消化及卫生填埋等方式,在处理过程中产生的大量挥发性有机物(VOCs)会造成二次污染,对环境和人体健康均造成危害。报告从餐厨异味VOCs的来源、检测技术等方面进行阐述，并详细介绍了庞小兵团队基于传感器、机器学习等开发的便携式异味检测仪，及其与GC-MS、GC-PID检测的比对结果，研究表明检测结果一致，阐明餐厨垃圾异味治理与机理研究需要进行VOCs成分分析。《稀土改性金属氧化物的在NH3-SCR中的应用基础研究》山东师范大学 孙传智教授氮氧化物(NOx)是公认的主要大气污染物之一,它不仅是酸雨的主要成分,还是形成光化学烟雾的元凶，控制和治理氮氧化物污染越来越受到国内外环保领域的关注。目前,工业上主要采用氨选择性催化还原技术(NH3-SCR)控制氮氧化物的排放。催化剂为商用V2O5-WO3/TiO2,具有较高的脱硝活性，但其成本和操作温度较高,活性组分钒有毒,易对环境和人类造成二次毒害。因此,开发NH3-SCR低温高效无毒催化剂迫在眉睫。报告介绍了孙传智团队稀土改性金属氧化物在NH3-SCR中的应用基础研究方面的工作进展。《锰基复合氧化物的表征及其在环境催化领域的应用研究》清华大学 彭悦副研究员近年来,天然气受到了广泛应用,但这也带来了环境问题。甲烷是天然气的主要成分,其温室效应是CO2的22倍,甲烷废气的排放会加剧温室效应。催化燃烧可以有效地处理这些较低浓度的甲烷,此反应中常用的贵金属催化剂成本较高且易烧结,而金属氧化物催化剂以廉价易得、高热稳定性等优势表现出更强的应用价值,其中锰氧化物具有众多稳定的氧化物形式,表现出极高的催化潜力。报告介绍了彭悦团队开展的锰基莫来石在柴油车DOC以及锰氧化物在催化氧化甲苯中的应用研究工作进展。《低碳烷烃催化氧化与资源化》西安交通大学 何炽教授乙烯、丙烯、丁二烯等低碳烯烃是重要的化工原料，主要用于生产聚合物（聚乙烯、聚丙烯等）、含氧化合物（乙二醇、乙醛、环氧丙烷等）以及化工中间体（乙苯、丙醛等）等，因此在高分子、农药、医药、精细化工等领域应用广泛。目前，低碳烯烃主要来源于传统石油路线的蒸汽裂解和炼厂流化催化裂化工艺、以煤/甲醇为原料的煤制烯烃/甲醇制烯烃路线和以烷烃为原料的脱氢制烯烃技术。其中，烷烃催化脱氢技术因其高原子经济性、环境友好的特点，备受研究者关注。自页岩气革命以来，丰富的低碳烷烃资源（含甲烷、乙烷、丙烷等）极大地推动了低碳烷烃脱氢制烯烃的研究热潮。报告介绍了何炽团队建立的高效催化反应体系，拥有能够加速C-H键、C-C键活化、提升活性中心稳定性等特点，实现了低碳烷烃高效稳定催化氧化。《光催化分子氧活化去除难降解有机污染物》河北工业大学 王鹏飞副教授有毒难降解有机污染物毒性大、难生物降解、在自然界中存在的时间长，易在生物体内富集滞留，导致人类和动物癌变、畸变及雌性化，用现有环境技术很难处理。有毒难降解有机污染物的高效、环境友好的去除方法是国际上十分关注的前沿研究领域。报告介绍了王鹏飞团队在光催化分子氧活化去除难降解有机污染物研究方面的工作进展。论坛还邀请了南京工业大学丁靖、中国石油大学王雅君、中国科学院重庆绿色智能技术研究院方玲、南京大学万海勤、中山大学王俊慧、南京师范大学汤常金、南京大学邹伟欣、南京大学谭伟等位专家带来精彩的口头报告、以及麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司熊雯、SPECS-TII王珍、安徽创谱仪器科技有限公司申锦等仪器厂商带来最新的仪器技术应用进展报告。合影

1. 文章信息标题：Onion-ring-like g-C3N4 modified with Bi3TaO7 quantum dots: A novel 0D/3D S-scheme heterojunction for enhanced photocatalytic hydrogen production under visible light irradiation中文标题： 钽酸铋量子点修饰洋葱圈结构的石墨相氮化碳的S型异质结构的光催化析氢性能 页码：958-968 DOI： 10.1016/j.renene.2021.11.030 2. 期刊信息期刊名：Renewable EnergyISSN： 0960-1481 2022年影响因子： 8.634 分区信息： 中科院一区；JCR分区（Q1） 涉及研究方向： 工程技术，能源与燃料，绿色可持续发展技术 3. 作者信息：第一作者是 施伟龙（江苏科技大学）、孙苇（北华大学）（共同一作）。通讯作者为 林雪（北华大学），郭峰（江苏科技大学），洪远志（北华大学）。4. 光催化活性评价系统型号：北京中教金源（CEL-PAEM-D8，Beijing ChinaEducation Au-Light Co., Ltd.）；气相色谱型号：北京中教金源（GC7920，Beijing China Education Au-Light Co., Ltd.）。本工作利用SiO2微米球为硬模板和三聚氰胺为前驱体，通过空气化学气相沉积 （CVD）方法合成洋葱圈状结构的g-C3N4（OR-CN），且基于溶剂热法与0D Bi3TaO7量子点（BTO QDs）复合，形成0D BTO QDs/3D OR-CN S型异质结复合物光催化剂，在λ 420 nm的可见光驱动下，讨论了不同质量比的BTO/OR-CN化合物催化剂在2小时内的析氢性能。其中，0.3wt% BTO/OR-CN样品赋予了最佳的光催化析氢速率为4891 μmol g-1，且在420 nm处的表观量子产率（AQY）为4.1%，约是相同条件下的OR-CN的3倍。其增强的光催化活性归因于0D BTO量子点与OR-CN之间形成了S型异质结，有助于促进光生电荷载流子的分散，且增强了可见光吸收强度，此外，通过4次循环实验，发现0D BTO QDs/3D OR-CN S型异质结复合物光催化剂具有优异的稳定性，有应用前景。图1. 制备BTO/OR-CN化合物的实验过程如图1所示，BTO/OR-CN的制备是通过加入0.2 g的OR-CN在BTO的合成过程中，合成的样品命名为xBTO/OR-CN，其中x代表BTO在化合物中的质量比，分别为0.1%，0.3%，0.5%，1.0%。此外，为了比较，合成了块体g-C3N4（B-CN）和0.3%BTO/B-CN复合物，B-CN的合成是通过一步煅烧3 g三聚氰胺，550 °C加热4小时，升温速率为2.3 °C/min，从而得到黄色的产物。0.3% BTO/B-CN复合物的合成类似于0.3% BTO/OR-CN复合物的合成过程，仅仅用B-CN代替OR-CN。图2. BTO、OR-CN和不同复合物的XRD图如图2示，OR-CN、BTO以及不同质量比的BTO/OR-CN化合物（0.1%、0.3%、0.5%和1.0%）的XRD图表征晶体结构和结晶度。对于BTO样品，2θ在28.2°、32.7°、46.9°和58.4°属于Bi3TaO7的（111）、（200）、（220）和（222）面（JCPDS:44-0202）。OR-CN拥有两个衍射峰在13.1°（100）和27.4°（002），分别归因于芳香单元的层内结构堆积基序和层间堆积基序。至于BTO/OR-CN化合物，引入BTO没有影响OR-CN的相结构，当负载0.1%、0.3%、0.5%和1.0%的BTO在OR-CN上，很难发现额外的BTO特征峰，这很可能是因为少量的BTO QDs。图3. OR-CN的SEM图（a）0.3% BTO/OR-CN复合材料的SEM图（b）TEM图（c）HRTEM图（d）和EDX图（e）如图3所示，通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）分析制备的样品的结构和形貌。OR-CN样品呈现了洋葱圈形状，尺寸大约在150-200 nm。负载BTO QDs在OR-CN的表面上形成BTO/OR-CN复合物之后，OR-CN的洋葱圈结构没有改变，但表面变得更粗糙。为了进一步清晰地观察BTO/OR-CN化合物，0.3%BTO/OR-CN的TEM图展现了BTO QDs均匀地分布在OR-CN表面上且与OR-CN底物亲密的接触，这有助于电荷的分散和转移。同时，化合物的高分辨透射图（HRTEM）反映了BTO和OR-CN之间有好的界面接触，其中，晶格间距为0.27 nm与Bi3TaO7晶格面（200）相匹配。展现了成功地构造了0D/3D BTO/OR-CN异质结催化剂。0.3%BTO/OR-CN的EDX图揭示了C，N，Bi，Ta，O元素的存在，进一步证实BTO QDs锚定在OR-CN的表面上。图4. 光催化产氢（a）析氢速率（b）B-CN、OR-CN、及其0.3%化合物光催化产氢（c）析氢速率（d）循环实验（e）循环实验前后的XRD图（f）如图4所示，以300 W的氙灯作为光源（λ 420 nm），研究了制备的样品的光催化析氢活性。结果表明制备的BTO样品几乎不产氢，而OR-CN在2小时辐照过程中产生了相对较低的氢气，约为1736 μmol g-1，这是由于BTO对可见光的吸收较低和电子-空穴的快速重组所致。当耦合OR-CN和BTO之后，光催化析氢活性显著的增强，其中，最佳的0.3% BTO/OR-CN复合材料展现了析氢量大约是4891 μmol g-1，是单组分OR-CN样品的3倍左右。同时，0.3% BTO/OR-CN异质结光催化剂在420 nm波长表现出较高的表观量子产率（AQY）为4.11%。当BTO QDs的加入量从0.1%增加到1.0%时，光催化析氢性能呈现出先增后减的趋势，其中，最优的0.3% BTO/OR-CN样品的光催化性能优于其他复合样品，这是因为构建了S型异质结，加速了光生电荷的传输和分布。此外，在OR-CN上引入BTO QDs可以增加比表面积、提供更多的活性位点、增强光响应强度和延长光诱导电荷寿命。随着进一步增加BTO QDs的量，光催化产氢速率减小，这是因为过量的BTO QDs负载在OR-CN表面可能会影响BTO QDs的分散，且由于屏蔽效应阻碍OR-CN的光吸收效率。因此，负载合适量的BTO QDs有利于光催化产氢。此外，最优样0.3% BTO/OR-CN的产氢速率为2445.5 μmol g-1。为了比较，还合成了0.3%BTO/OR-CN复合物，制备的样品的析氢量和析氢速率的排序：0.3%BTO/OR-CNOR-CN0.3%BTO/B-CNB-CN，这表明CN的洋葱圈结构和化合物的异质结界面有利于提高光催化活性。经过四次循环实验，可以清晰地发现光催化析氢有轻微的降低。同时，XRD图也用于评价样品的稳定性，循环前后的XRD图没有发生改变。这些结果展现了制备的 BTO/OR-CN样品拥有优异的稳定性和光催化析氢活性。图5. MS图（a和b）S型异质结机理（c）BTO/OR-CN复合物光催化析氢中光生电荷分离转移机理（d）利用Mott-Schottky（MS）图确定OR-CN和BTO的能带结构。OR-CN和BTO样品的质谱图在1000、2000和3000 Hz处呈现正斜率，说明OR-CN和BTO具有典型的n型半导体特征。OR-CN和BTO在接触前的带位置存在偏差，OR-CN是一种费米能级较高的还原型光催化剂，而BTO是一种费米能级较低的氧化型光催化剂。此外，通过紫外光电子能谱（UPS）计算了OR-CN 和BTO的功函数，分析了界面电荷转移过程。确定OR-CN和BTO样品的二次电子截止边的结合能（Ecut-off）分别为16.921 eV和16.054 eV。然后，BTO和OR-CN在黑暗中密切接触后，OR-CN的CB上的电子自发地流向BTO，直到二者的费米能级达到相同水平。因此，OR-CN组分失去电子并携带正电荷，导致OR-CN的CB边缘向上弯曲，同时，BTO组分得到电子，电子在其CB上积聚，BTO带负电荷，导致CB边缘向下弯曲，从而，OR-CN和BTO界面形成内部电场。在可见光的照射下，电子在内部电场和库伦相互作用的驱动下由BTO的CB转移到OR-CN的VB上与空穴复合，此外，保留在OR-CN的CB上的电子和BTO的VB上的空穴将分别参与光催化氧化还原反应。基于以上的分析，提出了BTO/OR-CN光催化反应的可能的S型机理，在可见光的照射下，BTO和OR-CN中价带（VB）上的电子跃迁到导带（CB）上，价带上形成空穴，BTO导带上的电子可以转移到OR-CN的价带上并与空穴结合。由于OR-CN导带的电势比H+/H2（0 eV vs. NHE）更负，所以，H2O分子可以与电子反应生成H2。用三乙醇胺（TEOA）猝灭BTO价带上积累的空穴。

日本学者对内毒素的产色基质测定法（Chromogenic subs-trate method）进行了大量的研究。从鲎试验的反应机理可知，鲎试剂中含有一种特异的前凝固酶，其受内毒素激活后变成有活性的凝固酶，后者具有α-凝血酶的活性及Xa因子及XⅡa因子的一些功能。这种酶可水解凝固蛋白原成三个片段，即A链、B链及C肽。A、B链和C肽再通过共价相联而成为凝胶。此酶作用的部位，分别为A链羧基端的-Val-Leu-Gly-Arg（Gly，Arg 分别为第17、18位）及C肽的-Val- Ser-G1y-Arg（G1y，Arg分别为第45、46位）上，提示羧基末端Gly-Arg的结构可受到鲎血凝固酶的作用。鉴于此，利用人工合成的肽-硝基苯胺.（肽一PNA）或肽-4甲基香豆素酰胺（肽-MCA）基质中肽段氨基酸排列顺序与凝固蛋白质切断部位的氨基酸排列顺序相同的特性，就可以由于这种酶的水解作用，使产色基质游离出来，即可用分光光度计于适当的波长处测得吸光度。 如用肽-PNA基质，则释出的为PNA，可在405nm处测定吸光值。如用肽-MCA基质，即释出7-氨基-4-甲基香豆素（AMC）经380nm波长紫外线激发后，在460nm处可测得荧光，如用370nm波长亦可测知AMC的游离量。 目前应用的产色基质有许多种，主要有:Bz - lle - Glu - Gly -Arg - PNABz - Val - Gly - Arg - PNABoc - Lue - Gly - Arg -PNABoc - Lue - Gly - Arg - PNABoc - Ser - Gly - Arg - PNABoc - Leu - Gly -Arg - MCABoc - Ser - Gly - Arg- MCA等。 这些基质对鲎凝固酶的酰胺酶感性随内毒素浓度的提高和作用时间的延长而增强，显示其高度的专一性。测出内毒素的范围为5Pg-50ng/ml。反应时间延长测得更低的内毒素值。反应需要的最适pH为8.0～8.5。 在试验时必须作阳性标准管，即以一定浓度（如0.100，0.025，0.075ng/ml）的标准内毒素与肽-PNA或肽-MCA反应，然后作出线性标准曲线。作出的标准曲线，其相关系数应＞0.98，变异系数＜5 %。被检样品的吸光值只要与标准曲线比较，即得知标本中所含的内毒素量。亦可采用下列公式求得如下图: 如果要测定血浆或血清中的内毒素，则由于其中含有内毒素抑制蛋白，可事先加热37℃30分钟，以破坏这些抑制物质，或通过稀释的方法消去这些抑制物质。亦可在血清中加入标准内毒素作出标准曲线。

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近日，大连化物所碳资源小分子与氢能利用创新特区研究组（DNL19T3）孙剑研究员、俞佳枫副研究员团队，与日本富山大学Noritatsu Tsubaki教授、我所电镜技术研究组（DNL2002）刘岳峰副研究员等人合作，成功构建了800℃高温稳定的铜基多相催化剂。合作团队结合磁控溅射（Sputtering，SP）和火焰喷射（Flame spray pyrolysis，FSP）两种负载型催化剂制备新技术，分别对金属铜的电子结构和TiO2载体的可还原性进行重构，首次在较低温条件下构建了非贵金属铜基催化剂上经典的金属载体强相互作用（Strong metal-support interaction, SMSI），进而实现了耐水耐高温铜催化剂的可控制备。　　长期以来，铜基催化剂因其廉价和高活性而被广泛应用于多种工业催化反应中。但受限于较低的塔曼温度，铜纳米颗粒极易在300℃以上烧结聚集而导致失活，严重限制了其高温应用。因此，构建可稳定铜颗粒的保护层，从根本上限制其聚集长大是解决这一问题的关键技术之一。然而，金属铜的功函数较低，且对氢气活化能力较弱，很难诱导载体物种向其表面迁移形成包裹，无法像传统贵金属一样在温和条件下形成金属载体强相互作用。　　本工作中，合作团队通过利用自主开发的SP技术，改变了Cu的外围电子环境，同时采用FSP技术，增加了氧化物中晶格氧无序度，分别促进电子转移和载体还原，实现了在300℃较温和条件下即可形成SMSI。研究发现，在高温（550-800℃）CO2加氢（逆水气变换）反应条件下，该铜基多相催化剂可连续稳定运行700小时，且未见颗粒长大。本工作实现了铜催化剂上SMSI的构筑和调控，阐明了催化剂表界面上的反应过程和催化机理，为提高铜基催化剂的水热稳定性提供了全新策略，有望进一步拓宽铜基催化剂的高温应用领域。　　近年来，孙剑团队在CO2加氢和先进纳米催化材料的制备和新应用方面取得了系列成果，采用SP技术（Sci. Adv.，2018；ACS Catal.，2014）和FSP技术（ACS Catal.，2020；Chem. Sci.，2018；Chem. Comm.，2021；Appl. Catal. B: Environ. ，2016）先后开发了一系列与传统催化剂不同性质的催化材料，并成功应用于加氢、氧化、重整等多种催化反应中。　　相关成果以“Ultra-high Thermal Stability of Sputtering Reconstructed Cu-based Catalysts”为题，于近日发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。该文章的第一作者是大连化物所DNL19T3俞佳枫。该工作得到国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、兴辽英才青年拔尖人才计划、大连市杰出青年科技人才计划、大连化物所创新基金等项目的支持。（文/图 俞佳枫、孙剑）　　文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-27557-1

二氧化钛（TiO2）是一种宽禁带N型半导体，其表面受到光的照射时，若光子的能量大于或等于其禁带宽度（波长低于400nm的紫外光），价带的电子将受到激发跃迁至导带，形成自由电子，同时带正电荷的空穴留在价带上，从而产生了电子-空穴对。电子和空穴分别发生氧化和还原反应，使反应体系中的原子基团被催化分解，完成光催化的功能。因此TiO2纳米颗粒有良好的光催化功能。但是因为TiO2纳米颗粒吸收截面非常小，所以光激发产生的电子与空穴复合率高，导致光催化效率降低。如何提高TiO2纳米颗粒对近紫外光的吸收截面是提升其光催化性能的一条重要途径。 通过研究发现，加入贵金属纳米颗粒可以提高电荷转移的效率，降低电子与空穴的复合率，从而提高其光催化性能。其可能的原因是贵金属纳米颗粒与光相互作用时表面产生等离子体共振，完成了能量传递，增加了光催化能力。 金纳米颗粒（AuNP）增强光催化是当前能源、环境领域的一个研究热点。AuNP和TiO2的复合材料的催化机理已被广泛研究，反应过程中对表面电荷的分布进行观察可以有效阐明催化过程。原子力显微镜的开尔文探针力显微镜（KPFM）功能是一种将开尔文定律应用于扫描探针显微镜（SPM）的分析技术，不仅可以测量样品的表面形状，还可以测量样品的表面电位分布。 因此，尝试在紫外光照射下的对AuNP和复合材料进行表面KPFM扫描，可表征样品表面上的光致电荷分布（电荷分离）。 利用生物素-链霉亲和素复合物可将AuNP有效结合到TiO2颗粒表面。设计实验，制备两种样品，一种是没有生物素-链霉亲和素复合物的对照样品，以及使用生物素-链霉亲和素复合物的样品，在照射紫外光及不照射紫外光的条件下，分别测量固定在TiO2上的AuNP的表面电位分布，以可视化光致电荷分布。 生物素-链霉亲和素复合物与AuNP作用示意图 AuNP与TiO2 复合材料表面电位分布测量图 岛津SPM-9700HT使用光照射单元通过光纤对样品表面进行紫外光照射 没有生物素-链霉亲和素复合物作用下分散在TiO2表面上的AuNP形貌图与电势分布图 有生物素-链霉亲和素复合物作用下分散在TiO2表面上的AuNP形貌图与电势分布图 从上面两组图可以看出，这两种样品，在紫外光照射时AuNP的相对电位都低于TiO2表面的相对电位。 没有生物素-链霉亲和素复合物（蓝色），有生物素-链霉亲和素复合物（红色）时AuNP对TiO2表面的相对电位统计对比 将两种样品在有紫外光照射和没有紫外光照射情况下的表面电位进行统计分析。白色框图柱表示没有紫外光照射，颜色柱表示有紫外光照射。误差条显示6-7个粒子的测量值的中值±IQR。当AuNP形成组装体时，在紫外光照射下AuNP与TiO2表面的相对电位显着降低。 本实验通过在紫外光照射下通过KPFM测量表面电位分布，实现了固定在TiO2上的AuNP杂化物的光致电荷分布的可视化。这表明使用SPM的KPFM 模式，辅助以光照射单元可以有效地观察光催化是表面的电荷分离情况。 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

电场，一种非实物的物理场，已被证明能对化学反应产生重大影响。使用电场作为化学反应的催化剂是当今最前沿的化学研究领域之一。早在2016年，在Nature 杂志上就有论文指出，109 V/m数量级的电场可以作为一种“非实物”的新型催化剂。当电场方向与反应中电子的重新分布或偶极矩的变化方向一致时，反应势垒将会降低，化学反应速率将会被显著提高。虽然将电场作为催化剂有很多优势，但如何在实验中产生高达109 V/m数量级的电场一直是一个棘手的问题，阻碍了该领域的进一步发展。　　目前产生如此之高的电场的实验手段并不多，现存的研究包括扫描隧道显微镜，其针尖和基底之间产生的电场只能作用于有限数量的分子，导致它在反应放大和实用性方面有很多局限性 又如利用带电官能团和金属离子的净电荷可以创造分子尺度的短程电场，目前已经在光催化、酶催化等领域得到了新的认识和应用。微液滴化学是近几年来引发众多学者争相研究的新兴领域，许多实验与理论工作已经表明微液滴表面能够自发产生高达109 V/m的电场，这为研究者们提供了一个崭新且便利的创造外部电场的思路。　　对于大多化学反应体系来说，宏观的水是一种非常稳定的介质。然而近几年来，众多科学家们研究发现，当把宏观的水分散成微米尺寸的微液滴后，将会出现很多与体相水截然不同的奇特性质，其中最引人注目的性质之一就是其表面能够自发形成超高电场，其产生或由于其表面水分子偶极结构的统一自发取向，或由于其内部的阴阳离子形成了双电层结构，强度可高达109 V/m(相比之下，在空气中生成闪电的击穿电压仅有106 V/m数量级)，此电场是如此之高，以致于可以撕裂水中的氢氧根，进一步生成羟基自由基(•OH)和自由电子。自由电子具有极高的还原性，而•OH具有极高的氧化性，这看似完全矛盾的两种性质竟然可以同时存在，使得微液滴成为了“神奇的矛盾统一体(unity of opposites)”。在微液滴表面的两个•OH还可以重新组合进一步自发生成双氧水H2O2。然而“将纯水喷雾就可以自发产生H2O2”的说法似乎会令人感觉“天马行空”，但近几年来的多篇论文均证实了这项研究成果。　　图1　　近日，为了拓展微液滴表面电场的适用范围从而解决真空中电场技术的放大问题，南开大学张新星研究员通过利用微液滴表面极高的电场，实现了定向加速亲核试剂(Nu:)进攻卤素(X2)并打破卤素键(X-X)。在非极性或极性溶剂中，Nu:(吡啶或奎宁环)会与卤素(Br2或I2)迅速结合，生成卤键复合物(Nu…X-X)。在极性溶剂中，该复合物会缓慢解离为 (NuX)+和X-，前者可以再结合一个Nu:分子生成(Nu2X)+(图1)。然而，在体相溶液中，该解离过程因具有较高的能垒而进行得十分缓慢，以至于需要数天甚至数周。在该工作中，作者使用十分简便的氮气喷雾和质谱检测的方法，将Nu:与Br2或I2的混合溶液喷洒为微液滴，无需底物和水之外的任何物质的加入，随后即可在质谱中观测到 [Nu1,2(Br/I)]+的质谱峰，证明在微液滴中该反应只需微秒级的时间就可自发发生，将反应速率提高了数个数量级。当作者改变反应距离由10 mm增加至30 mm时，可以发现反应产物 (Py1,2Br)+ 的产率显著提高，进一步验证了反应是在微液滴中发生的(图2c)。由图1中的反应步骤(4)可以推断，反应的发生将会促进Br3-阴离子的生成，作者在相同条件下，持续向质谱仪中分别喷雾同一浓度的纯Br2溶液和Py+Br2混合溶液2 min，通过对比Br3-阴离子的相对强度，可以发现在Py+Br2混合溶液中Br3-阴离子的强度约为纯Br2溶液的6倍，进一步验证了该反应的机理(图2d)。为了进一步阐释气-液界面在反应中确实扮演重要角色，作者通过改变鞘气压力由60 Psi至100 Psi，由计算发现反应产物(Py1,2Br)+会随着鞘气压力的增加而显著提高，这是由于增大鞘气压力会减小微液滴的尺寸，进而能增大微液滴的比表面积，进一步说明了气-液界面在化学反应中的重要性(图2e)。　　图2　　在理论计算方面，作者利用密度泛函理论，分别对PyBr2、PyI2、(QNL)Br2和(QNL)I2 (将奎宁环简写为QNL) 四个不同体系进行了理论预测。当电场达到~109 V/m，且与NuX-X键断裂的方向一致时，(NuX)+上的正电荷以及X-上的负电荷能够得以稳定，从而降低甚至消除了卤素键异裂的能垒。如果将电场的方向倒置，X-X键将被重新稳定，从而会增大反应能垒(图3)。因此，这些理论结果解释了实验中的超高反应速率，证明了微液滴自发产生的超高电场可以显著降低卤键断裂的能垒，从而使反应速率明显加快。值得注意的是，在水中电场降低能垒的效应要比在气相中更明显，这可能是由于被水分子包围的NuX-X键更容易被极化导致。　　图3　　综上所述，通过结合实验与理论计算，作者证明了在水微液滴的气液界面处自发的高电场可以显著促进亲核试剂与卤素之间的反应。本研究不仅拓宽了微液滴电场可催化反应的适用范围，还为微液滴合成方法学的进展提供了最新的范例。　　该研究成果发表在Journal of the American Chemical Society 上。值得一提的是，这已是该课题组在2023年度发表的第四篇JACS。南开大学硕士研究生朱乘慧为本论文的第一作者，澳大利亚弗林德斯大学博士后Le Nhan Pham为第二作者，南开大学硕士研究生苑旭为本文第三作者，南开大学本科生欧阳浩然为第四作者。南开大学张新星研究员和弗林德斯大学Michelle L. Coote教授为本文通讯作者。其中张新星研究员入选了本年度的国家杰出青年基金。仪器信息网在近期也专访了张新星研究员，详情点击了解（气液界面+质谱，点燃新引擎）　　原文：　　High Electric Fields on Water Microdroplets Catalyze Spontaneous and Fast Reactions in Halogen-Bond ComplexesChenghui Zhu, Le Nhan Pham, Xu Yuan, Haoran Ouyang, Michelle L. Coote*, and Xinxing Zhang*J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c08818　　张新星课题组官网：http://www.zxx-lab.com/

各会员及有关单位：根据《中国工业环保促进会团体标准管理规定》规定，经自愿申请、专家评审论证，确定《石油化工催化剂碳含量的测定 元素分析仪法》团体标准符合立项要求，准予立项。特此公告。标准起草单位按照《团体标准制定管理规定》开展团体标准制定工作，确保按照时间节点高质量完成相关工作。如对该标准项目存在异议，请在公告之日起15日内将意见反馈至我会标准化委员会。联系人：梁缙 电话：010-84945443，18601248576Email：liangjin@ciep.org.cn附件：中国工业环保促进会团体标准立项名单 二〇二三年八月二十三日

随着新能源产业的发展，氢能作为一种清洁可再生的能源，具有重要的研究意义，光催化分解水是一种理想的产氢手段。本期岛津XPS 用户成果分享继续介绍复旦大学化学系戴维林教授研究团队近期在光催化领域研究的一些进展及XPS测试技术在其中的应用。成果简介:共价有机骨架/NaTaO3 S型异质结构的合理设计促进光催化析氢复旦大学戴维林教授课题组通过表面氨基修饰以及原位水热过程合成了一种共轭有机框架（COF）材料TpBpy/NaTaO3复合光催化剂，并利用原位光照XPS（X射线光电子能谱）以及DFT理论计算证明其属于S型光催化反应机理，为设计合成高效稳定的光催化材料提供了新思路。岛津公司参与该项研究工作，相关合作研究成果发表于胶体与界面领域国际权威SCI期刊《Journal of Colloid and Interface Science》（IF=9.9）上。图1. N-NaTaO3与NaTaO3的(a) Ta 4f、(b) O 1s高分辨率XPS谱图，(c) 原位光照前后TpBpy/NaTaO3的Ta 4f高分辨率XPS谱图，原位光照前后TpBpy以及TpBpy/NaTaO3的(d) C 1s 、(e) N 1s、(f) O 1s高分辨率XPS谱图研究工作利用3-氨丙基-三乙氧基硅烷在NaTaO3纳米立方体表面修饰氨基，并进一步通过席夫碱反应在NaTaO3纳米立方体表面生长TpBpy-COF，从而构筑了以共价键连接的TpBpy/NaTaO3复合光催化剂。光催化产氢测试结果表明，在模拟太阳光照射下，复合光催化剂的最佳产氢活性达到了17.3 mmolg-1h-1，分别是单独NaTaO3以及TpBpy的173和2.4倍。图1给出了TpBpy/NaTaO3复合材料以及各单一材料中元素的精细XPS谱图，图a，b中Ta结合能的变化以及Ti-O-Si键的出现可以证明NaTaO3表面成功修饰了氨基。图c-f表明，无光照条件下，与纯NaTaO3相比，TpBpy/NaTaO3的Ta 4f峰的结合能降低；而与纯TpBpy相比，N 1s结合能以及O 1s结合能均升高，说明在非光照条件下，复合材料中二者紧密结合，并发生了电荷转移，电子倾向于从TpBpy转移至NaTaO3。进一步通过原位光照XPS技术研究了复合材料在光反应过程中电子的转移情况。可以看出，在光照条件下，复合材料中Ta 4f轨道XPS谱峰的结合能升高，说明在该过程中，NaTaO3失去电子，结合理论计算结果，证实了该光反应过程的S型催化反应机理。仪器介绍全新一代Kratos AXIS SUPRA+ 是基于卓越的研发与制造，兼备高分辨采谱和快速平行成像功能的多技术型 X 射线光电子能谱（图2）。&bull 卓越的便捷性：集样品全自动传输、全自动分析、智能数据采集处理于一体，体现了卓越的便捷性。&bull 优异的性能：拥有多种 X 射线源、大半径双层能量分析器，杰出的荷电中和技术，使其获得了优异的性能。&bull 丰富的扩展性：高能Ag Lα单色X射线源可有效区分光电子峰和俄歇峰并增加探测深度；搭配适应1000°C高温、3 MPa高压及模拟反应气氛的准原位催化反应池；适合不同波长和功率激光及模拟太阳光实时照射样品表面，在样品分析室进行原位光催化反应的光纤系统。&bull 图2 复旦大学化学系X射线光电子能谱仪参考文献：Huihui Zhang, Huajun Gu, Yamei Huang, Xinglin Wang, Linlin Gao, Qin Li, Yu Li, Yu Zhang, Yuanyuan Cui, Ruihua Gao*, Wei-Lin Dai*. J. Colloid Interface Sci., 2024, 664, 916-927.本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

根据GB-5431.37-2008方法，需采用免疫亲和固相萃取作为乳制品中黄曲霉素萃取物进行净化。在SPE净化过程中需要对约50 mL的样品进行净化。 　　美华科技实业/美森自动化生产的MULT-SPE M08正压型固相萃取装置一次最大样品载入量为50 mL，用户无需反复多次载样，大大简化了操作过程。由于MULTI-SPE M08采用的是自动固相萃取仪常用的正压技术，压力平稳，因此重现性传统的真空负压要好，因此，配合免疫亲和柱一起使用，特别适用于各级实验室对乳制品中的黄曲霉素M1进行快速固相萃取净化。MULTI-SPE M08可同时处理1-8个样品，而且每路流速可以独立调节。 　　MULT-SPE A208是美华科技/美森自动化为黄曲霉素检测样品净化提供的全自动固相萃取仪，50 mL样品可以一次性连续载入免疫亲和固相萃取柱。该仪器可同时处理多达8个样品。 感兴趣的用户可与我们联系：sales@missioncouver.com。

导读太阳能以其取之不尽、用之不竭、清洁可再生等特点，有望成为化石燃料的替代能源之一，半导体光催化因其成功将太阳能转化为所需的化学能而引起了研究者极大的兴趣。光催化制氢是将太阳能转化为化学能的最重要途径之一，而其关键技术在于开发高效、高稳定性、低成本的光催化剂。基于此，复旦大学戴维林教授课题组设计了一种CdSe纳米棒@Ti3C2 MXene纳米片复合光催化剂，并结合SPM（扫描探针显微镜）及原位光照XPS（X射线光电子能谱）结果进行相关机理探讨，为进一步开发高效稳定的光催化体系提供了研究思路。岛津分析中心参与该项研究工作，相关合作成果发表于光催化领域国际知名SCI期刊《Applied Catalysis B: Environmental》（IF=24.3）上。图1. 期刊首页截图图2. 摘要译文研究内容概览CdSe（硒化镉）因其合适的带隙、在可见光区的强吸收和高化学稳定性而备受关注，然而由于光生载流子的快速复合，单独使用CdSe的产氢性能仍然不能令人满意。Ti3C2 MXene作为一种新型二维材料，具有独特的结构以及良好的物理化学性能，与合适的窄禁带半导体复合可以获得可见光催化活性并促进光生载流子的分离。XPS&SPM携手，探明电子转移机理本研究工作利用原位水热技术构建了由Ti3C2 MXene纳米片（采用岛津SPM测定得到的片层厚度为~1.45 nm，见图3）和CdSe纳米棒组成的二元异质结，通过光催化产氢活性测试发现，在可见光下，CdSe-Ti3C2 MXene（以下简称CdSe-MX）的最佳氢生成活性比原始CdSe高近六倍。图3. Ti3C2 MXene纳米片片层厚度测定图4. 岛津AXIS Supra+仪器及SPM-9700HT图5给出了CdSe-MX复合材料与纯CdSe的各元素高分辨XPS谱图，较于纯物质，复合后结合能的移动可反映出复合材料之间存在电子转移作用，一般失去电子的一方结合能升高，反之降低。图5（a、d）中，与纯MXene相比，CdSe-MX的C 1s中归属于C-Ti峰的结合能以及Ti 2p中Ti-C 2p3/2的结合能位置均降低；相应地，与纯CdSe相比，CdSe-MX的Se 3d5/2结合能以及Cd 3d5/2结合能位置均升高。以上结果表明CdSe-MX复合材料中电子由CdSe转移至Ti3C2 MXene表面。进一步地，采用岛津SPM获得了CdSe-MX的原子力显微镜图像和相应的表面电位分布（图6）。CdSe富集区域的较高电势表明失去电子的趋势更大，进一步表明电子转移是从CdSe到MXene。图5. CdSe-MX复合材料与纯CdSe的(a) C 1s、(b) Cd 3d、(c) Se 3d、(d) Ti 2p 高分辨率XPS谱图图6. CdSe-MX的原子力显微镜图像和相应的表面电位分布由于真实反应体系在光照下进行，故进一步采用原位光照XPS用于探索CdSe和Ti3C2 MXene之间的电荷转移，结果见下图7。与黑暗条件相比，Cd 3d的结合能在光照射下正向移动0.4 eV，Se 3d 峰的结合能在光照条件下也正向移动0.3 eV。同时，Ti 2p 峰的结合能在可见光照射下负向移动0.2 eV。这一发现证明了在原位光照条件下，电子进一步从CdSe转移到MXene。图7. 原位光照前后CdSe-MX的Cd 3d (a)、Se 3d (b) 和Ti 2p (c)的高分辨率XPS谱图客户心声复旦大学 戴维林教授复旦大学化学系戴维林教授表示：采用XPS与SPM技术联合成功证明了复合材料中的电子转移方向，为本篇文章的机理研究提供了有理论据。此外传统的非原位表征手段，只能体现催化剂反应前与反应后的状态，原位表征在催化反应中逐渐成为不可或缺的表征手段，原位光照XPS的引入更能体现反应状态下的材料特征，期望后续能够与岛津有更多关于原位表征的合作。撰稿人：崔园园、刘仁威本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。如需深入了解更多细节，欢迎联系津博士sshqll@shimadzu.com.cn