磷 (P) 是植物生长必需的营养物质,是不断增长的世界人口增加粮食供应所必需的。然而,农业生产中磷的径流和淋溶会引发藻华、水体富营养化和水质问题 (Bol 等人,2018 年;Withers 和 Haygarth,2007 年)。由于土壤中磷的残留,减少施肥量可能不足以在短期至中期内减少地表水的磷负荷 (Barcala 等人,2020 年;Chardon 和 Schoumans,2007 年;Mellander 等人,2016 年;Sharpley 等人,2013 年)。为了更快地降低地表水中的磷含量,我们需要采取缓解措施,减少耕地磷的扩散输入(Mendes,2020;Penn等,2017;Schoumans等,2014)。这些缓解措施应具有成本效益,并且不占用或很少占用宝贵的耕地,以便农民容易接受。铁包砂 (ICS) 是一种磷酸盐 (PO 4 ) 吸附材料,它是饮用水生产的副产品(Chardon 等人,2012 年;Sharma 等人,2002 年;Van Beek 等人,2020 年)并且可放置在管道排水沟周围或场边缘过滤器中以去除 PO 4 ,不占用额外空间(Chardon 等人,2021 年;Groenenberg 等人,2013 年;Lambert 等人,2020 年;Vandermoere 等人,2018 年)。ICS 涂层中的铁 (Fe) 是在快速砂滤器顶部的砂粒周围形成的,当快速砂滤器去除悬浮的 Fe(氢氧化)氧化物时形成的,这些氧化物是在缺氧含 Fe(II) 地下水曝气后或添加 Fe 盐去除有机物后形成的。 ICS 兼具良好的吸附性能和较高的水力传导率。这些特性加上其低成本、丰富的来源,使其成为大规模 PO 4 去除过滤器的理想材料 (Chardon 等人,2012 年;Vandermoere 等人,2018 年)。
这项研究研究了使用市售活性炭(AC)同时回收贵金离子。在通过微波辐射增强的封闭批处理反应器中进行吸附,从而产生高压和高温条件。检查了溶液的交流质量,过程,过程,温度,pH和离子强度的影响。高温,高压和微波辐射被证明是化学激活的有效手段,导致了近100%的吸附效率。建议微波辐射显着增加活性碳表面的局部温度,从而改变吸附机理。与没有微波支持的传统批处理反应堆相比,这种增强导致了更高的回收率。结果证明了该方法有效金属回收的重要潜力。
更深入地了解色谱吸附剂的纳米级和中观级结构以及介质中蛋白质的分布,对于从机制上理解使用这些材料的分离过程至关重要。使用传统技术来表征这种规模的介质结构和其中的蛋白质吸附具有挑战性。在本研究中,我们提出了一种新颖的树脂表征技术,该技术能够在典型的色谱条件下原位测量树脂内吸附蛋白质层的结构。设计并制造了一个石英流通池,用于小角度中子散射 (SANS),以便在单克隆抗体吸附过程中测量二氧化硅基蛋白质 A 色谱树脂的纳米级到中观级结构。我们能够使用对比匹配方法实时检查不同蛋白质负载和洗涤缓冲液下树脂的孔间(˜ 133 nm)和孔径(˜ 63 nm)相关性以及平面吸附抗体分子(˜ 4.2 nm)相关性。当将 0.03 M 磷酸钠与 1 M 尿素和 10% 异丙醇缓冲液(pH 8)作为洗涤缓冲液引入系统时,它会破坏系统的秩序,导致吸附抗体部分展开,这可以通过平面蛋白质相关性的丧失来证明。该方法为研究色谱树脂内的纳米级结构和配体固定提供了新方法;也许最重要的是了解在复制色谱柱的样品环境中,在不同流动相条件下吸附蛋白质在介质中的原位行为。
摘要:石墨烯具有原子层厚度的二维共轭结构、大的比表面积等优异性能,被广泛研究作为理想的气体传感平台。本文报道,通过位点选择性离子束诱导氟化引入共价CF键,由于氟化石墨烯表面对气体的吸附增强,石墨烯对氨气的传感响应可以大大提高。对氨气的响应提高了8倍,检测限接近65 ppb。利用Langmuir等温模型分析了氨气和氟化石墨烯之间的吸收动力学,结果表明,灵敏度的提高主要归因于氟化石墨烯对氨气分子的强结合能,这与之前的理论预测一致。
双链DNA(DsDNA)分子在氧化石墨烯(GO)表面上的吸附动力学非常重要,对于在生物传感器,生物医学和材料科学中的DNA/GO功能结构的应用至关重要。在这项工作中,分子动力学模拟用于检查GO表面上不同长度DsDNA分子(从4 bp到24 bp)的吸附。dsDNA分子可以通过末端底部吸附在GO表面并站立在GO表面上。对于短dsDNA(4 bp)分子,双螺旋结构被部分或完全损坏,吸附动力学受到短dsDNA的结构漏气的影响,并且在GO表面上氧化基团的分布。对于长dsDNA分子(从8 bp到24 bp)的吸附是稳定的。通过非线性插入DsDNA分子和GO表面之间的接触角,我们发现,如果DSDNA分子的长度长于54 bp,则吸附在GO表面上的DSDNA分子可以平行于GO表面。我们将这种行为归因于dsDNA分子的灵活性。随着长度的增加,dsDNA分子的灵活性也会增加,并且这种增加的功能使吸附的dsDNA分子更有机会使用自由末端来达到GO表面。这项工作提供了DSDNA分子在GO表面上吸附的全部图片,对于DNA/GO基生物传感器的设计应该有益。
摘要 我们通过全原子分子动力学 (MD) 模拟研究了阳离子和不带电表面活性剂分子及其胶束在金属-水界面上的吸附行为。我们的模拟表明,未聚集的表面活性剂分子在金属表面强烈吸附,没有任何自由能垒。胶束的吸附行为则截然不同。阳离子表面活性剂的胶束在吸附时会经历一个长距离自由能垒,这是因为这些胶束周围存在反离子和水合水的环,当胶束接近表面时,这些环会受到干扰。不带电表面活性剂的胶束周围没有反离子的环,因此表现出无障碍的吸附自由能曲线。阳离子和不带电表面活性剂的胶束都会通过在金属表面解体而强烈吸附。在崩解状态下,组成胶束的分子重新排列,以实现分子轴与表面平行的平躺配置或分子轴与表面垂直的直立配置。
这项研究利用密度功能理论(DFT)来探索BN掺杂的准四膜堆积(QTP)C 60 C6 60聚合物纳米片的结构稳定性,电子特性,吸附行为,光学特征和氢进化反应(HER)活性。吸附研究表明,与BN掺杂相比,与CO 2和N 2相比,H 2 O分子的亲和力明显更高,强调了湿度在调节气体感应响应中的关键作用。这与对新型非金属2D接口对水相互作用的有限原子规模的了解有限。Bader电荷传输分析和吸附能量计算进一步验证了H 2 O(+0.056 E)的增强吸附,从而诱导了0.5至1.2 eV的显着带隙修改。光学研究表明,可见光谱中的光吸收得到了改善,这表明了材料的光电和光催化应用的潜力。她的活性评估表明,BN掺杂降低了氢进化的过电势,从而提高了催化效率。总体而言,BN掺杂的QTP C 60纳米片具有较高的气体选择性,提高光学特性和改善的催化性能,使它们成为温室气体捕获,湿度感应和可持续能源应用的有希望的候选者。
金属有机框架(MOF)是结晶材料,具有与金属中心结合的有机连接。他们提供了一种新的,有希望的吸附剂,其特征是它们的大量表面积,多样化的高质量结构和化学稳定性。自1995年发现以来(Yaghi等,1995),已经报道了超过20,000种MOF化合物的合成(Deng等,2012; Maurin等,2017),导致它们在吸附和催化行业中广泛利用。在其中,氨基功能化的MOF,具有锆为中央体的UIO-66型,由于其酸和基础耐药性和特殊的结构稳定性,已成为重金属离子吸附的潜在候选。随着MOF的应用越来越普遍,已经探索了各种制备方法。在整个制造过程中,诸如协调环境,协调连接,金属中心离子和化学配体等因素显着影响MOF的结构(Wang等,2013)。几个反应变量,包括温度,金属离子与有机配体的摩尔比,溶剂,反应系统的pH,成分浓度和反应时间,已被确定为最终的MOF结构和特性的关键决定因素(Deng等,2015)。MOF的设计和控制比传统的多孔材料更简单,因为它们可以在受控和轻度条件下合成,从而导致具有增强表面积,渗透率,耐热性和电气特性的材料(He等,2017; Huo等,2017)。重型MOF材料在合成方法中提供多功能性,并具有重金属离子的出色吸附性能,使其在实际应用中很有价值。
南卡罗来纳大学,哥伦比亚分校,哥伦比亚大学,美国大街300号,美国SC 29208,美国B化学工程系,南卡罗来纳大学,哥伦比亚大学,哥伦比亚大学,美国SC 29208,美国化学与生物工程系,伦斯多利教授工程师,伦斯勒理工学院,纽约州TROY,纽约市DA180 Aliment Alokem,K. Buk-Gu,Daegu 41566,朝鲜共和国e公民与建筑工程学院,桑格克万大学,2066年,Seobu-Ro,Jangan-16,GU,Suwon,Suwon,Gyeonggi-Do 16419美国南卡罗来纳州南卡罗来纳大学生物医学工程计划,美国南卡罗来纳州29208,美国南卡罗来纳大学,哥伦比亚分校,哥伦比亚大学,美国大街300号,美国SC 29208,美国B化学工程系,南卡罗来纳大学,哥伦比亚大学,哥伦比亚大学,美国SC 29208,美国化学与生物工程系,伦斯多利教授工程师,伦斯勒理工学院,纽约州TROY,纽约市DA180 Aliment Alokem,K. Buk-Gu,Daegu 41566,朝鲜共和国e公民与建筑工程学院,桑格克万大学,2066年,Seobu-Ro,Jangan-16,GU,Suwon,Suwon,Gyeonggi-Do 16419美国南卡罗来纳州南卡罗来纳大学生物医学工程计划,美国南卡罗来纳州29208,美国南卡罗来纳大学,哥伦比亚分校,哥伦比亚大学,美国大街300号,美国SC 29208,美国B化学工程系,南卡罗来纳大学,哥伦比亚大学,哥伦比亚大学,美国SC 29208,美国化学与生物工程系,伦斯多利教授工程师,伦斯勒理工学院,纽约州TROY,纽约市DA180 Aliment Alokem,K. Buk-Gu,Daegu 41566,朝鲜共和国e公民与建筑工程学院,桑格克万大学,2066年,Seobu-Ro,Jangan-16,GU,Suwon,Suwon,Gyeonggi-Do 16419美国南卡罗来纳州南卡罗来纳大学生物医学工程计划,美国南卡罗来纳州29208,美国
在过去的十年中,已广泛报道了使用玻璃 - 硅芯片进行PCR分析,但是几乎没有系统的努力来限制这些系统带来的生化问题。在这里,我们报告了玻璃 - 西里孔PCR芯片中与材料相关的抑制和吸附现象的系统分析。结果表明,先前报道的与硅相关材料对PCR的抑制作用主要源于由于地表到体积比的增加,在芯片壁上吸附了Taq聚合酶,而不是源于PCR-MIX上硅相关材料的直接化学作用。与TAQ聚合酶相比,DNA并未以明显的吸附。可以通过添加滴定量的竞争蛋白牛血清白蛋白(BSA)来抵消聚合酶吸附的净效应,并且可以在芯片中进行动力进行优化,以在20分钟的惠氏20分钟内进行有效的反应以产生有效的放大器。©2003 Elsevier B.V.保留所有权利。
