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高光致发光且稳定的氮掺杂碳点作为汞离子检测的纳米探针
摘要： 我们开发了一种具有多孔铜纤维的微反应器，用于合成高稳定性和高光致发光（PL）量子产率（QY）的氮掺杂碳点（N-CDs）。通过优化合成条件（包括反应温度、流速、乙二胺用量及铜纤维孔隙率），最终获得了PL QY高达73%的N-CDs。与未使用铜纤维相比，采用铜纤维制备的N-CDs其PL QY提升了两倍。通过X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）研究了不同孔隙率铜纤维与N-CDs的相互作用，结果表明铜纤维孔隙率显著影响N-CDs的元素组成和表面官能团。该N-CDs可有效选择性检测Hg2?离子，在0~50 μM浓度范围内呈现良好线性响应，最低检测限（LOD）为2.54 nM，显示出其在环境与危害物检测领域的应用潜力。进一步研究发现，Hg2?与其他金属离子d轨道能级的差异会影响电子转移效率，从而导致其对N-CDs荧光猝灭响应的不同。
关键词： 碳点、微反应器、Hg2+检测、多孔铜纤维
更新于2025-11-19 16:46:39
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使用微反应器装置连续合成聚甲基丙烯酸甲酯
摘要： 我们采用实验室微反应器系统（年产量2-3吨）进行聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）合成实验，通过注射泵实现准连续进料。使用不锈钢管时，产物产率达75.2%，数均分子量（Mn）为9.4×103，多分散指数（PDI）为1.88，这些数据与文献报道值高度吻合且产物性能相当。随后我们在中试规模微反应装置（年产量100吨）上进行了8小时连续合成，该装置通过三凸轮驱动泵实现连续进料。使用聚四氟乙烯（PTFE）管时，确认可连续获得8小时产物，其产率、Mn和PDI平均值分别为66.2%、8.8×103和1.95，各参数波动幅度分别控制在5.7%、4.5%和1.0%以内。作为对照，在相同反应条件下使用PTFE管的实验室微反应系统测得对应数值为66.5%、8.4×103和2.04。两套系统间最大差异出现在Mn值（4.8%），因此证实该中试微反应装置可实现PMMA连续合成，且两套系统反应性能具有可比性。
关键词： 微反应器装置，微反应器，聚甲基丙烯酸甲酯，聚合反应
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过通用“盐路线”实现有机硅纳米粒子的简易绿色合成
摘要： 胶体二氧化硅应用广泛，特种二氧化硅的全球需求持续增长。因此，开发一种简单、通用、节能、生态友好且易于规?；铣傻姆椒ň哂兄匾庖?。胶体二氧化硅的仿生合成是一种很有前景的策略，但通常需要合成或提取专用大分子。本文提出了一种新型水相、一锅法、绿色的有机硅纳米颗粒合成路线。反应体系仅包含水、有机硅烷前驱体、盐和常用表面活性剂或两亲性聚合物。该反应在环境条件下进行，无需添加任何额外溶剂、能量和强化学品。关键发现包括：新鉴定出5种可催化有机硅缩合并形成纳米胶体的盐类（即亚硝酸盐、氟化物、磷酸氢盐、醋酸盐和亚硫酸盐）；此外，在低盐浓度和近中性pH条件下，两亲性分子的存在对盐催化至关重要。固态核磁共振和原位ATR-FTIR研究证实，在温和反应条件下有机硅缩合效率极高。结论表明，本研究证明盐与表面活性剂（或聚合物）之间的"软"相互作用可用于构建合成"硬"有机硅颗粒的有效平台。该方法具有普适性，适用于多种常用表面活性剂（包括非离子型、阴离子型和阳离子型）及两亲性聚合物，也适用于含各种疏水官能团（如巯丙基、乙烯基和甲基）的有机硅烷。
关键词： 盐类、微反应器、表面活性剂、有机硅纳米粒子、仿生合成、胶体
更新于2025-09-23 15:22:29
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用于多重生物成像的高质量量子点：关键性综述
摘要： 使用两种或以上具有不同发射波长的荧光团进行的生物成像技术可称为多色/多重生物成像技术。传统上，通过具有特定激发和发射特性的多种荧光团依次捕获图像。为此，研究者采用多功能纳米探针，如有机荧光团、金属纳米颗粒、半导体量子点以及碳点（CDs）。在这些荧光团中，量子点（QDs）因其尺寸可调谐发射的独特特性，已成为多重生物成像的理想探针。然而，由于毒性问题，量子点在生物成像中的应用受到限制。此外，其光学性质的可重复性也备受质疑。通过精确控制合成参数，可以实现这些理想特性，并提升量子效率、光稳定性、荧光寿命等性能。本综述总结了这类优质量子点的理想特性与合成方法，随后阐述其在多重成像中的应用。
关键词： 多重成像、量子点、微反应器、生物成像、有机染料
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于紫外发光二极管的光微反应器用于降冰片二烯光异构化反应的机理研究与动力学分析
摘要： 本工作报道了一种基于商用元件构建的简易低成本紫外LED光微反应器装置。选择降冰片二烯向四环烷的光异构化反应来验证该新型光微反应器设计。通过无量纲数Fo和DaII证实消除了传质限制，并通过评估微反应器壁面的吸收与反射来量化光子损失。为获得更优的光化学性能及机理认知，我们对溶剂、光敏剂和光源进行了优化筛选。高压汞弧灯与紫外LED灯带之间的详细对比揭示了紫外LED作为光化学转化理想光源的巨大潜力。此外，通过展示电子态跃迁的Jablonski图深入讨论并阐明了反应机理。根据可能的中间步骤，提出了与光子通量相关的动力学模型，该反应速率常数关联模型对工艺优化及进一步理解反应机理具有重要价值。
关键词： 光敏化、反应动力学、微反应器、传质、紫外发光二极管
更新于2025-09-19 17:13:59
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采用TiO2光催化剂和UV-LED光源的丙烯完全氧化光微流控芯片反应器
摘要： 在本研究中，我们展示了一种采用低功率LED照明的光微反应器系统，该系统利用二氧化钛（TiO2）光催化剂实现了丙烯的高效完全氧化。该处理系统（光微反应器）由商用玻璃微通道芯片（透紫外微流控芯片，内部容积9.5微升）内封装基准光催化剂（TiO2，P25）构成，采用无需预处理的填充床构型。微反应器内的P25颗粒填充近乎均匀，使系统整体压降较低。就丙烯处理效能（催化活性）而言，由于扩散距离短、比表面积大、传热效率高以及微通道内光穿透性增强，商用微反应器内的P25在低浓度（100 ppmv）流动条件下即可实现丙烯完全转化（100%）。此外，该微反应器具有低功耗（LED光源）、短停留时间和较低压降的特点，其小巧尺寸（45×15毫米）使其特别适用于室内等低浓度挥发性有机化合物的处理场景。
关键词： 微反应器、发光二极管、挥发性有机化合物、光催化、二氧化钛
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于模型的生物催化过程分析及集成光学传感器的微流控反应器性能研究
摘要： 设计和开发缩小化方法（如集成传感器的微生物反应器μBR技术），是实现高价值反应和/或生产菌株快速、高通量及低成本筛选的有效方案，能显著减少试剂用量和废弃物产生。微生物反应器在生物技术领域成功推广面临的关键挑战，仍是缺乏适配的软件工具及对μBR实验数据的自动化解析能力。本文展示了如何运用数学模型这一有力工具——不仅能充分发挥微流控平台潜力，更能揭示级联酶反应监测中的关键实验条件。通过计算流体动力学（CFD）模拟验证了简化平台的可行性。值得注意的是，机理模型有望极大推动对μBR反应机制、动力学特性及限制因素的深入认知。该模型还分析了氧传感器位点内流体流动与酶吸附的影响，可便捷快速地识别反应实验参数与微生物反应器设计方案。
关键词： 酶生物催化、生物过程建模、微反应器、机理建模、氧气监测、计算流体动力学
更新于2025-09-12 10:27:22
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理性设计具有高效光电子转移的双壳十二面体微反应器：氮掺杂碳包覆超细In2O3纳米颗粒
摘要： 设计高效的微/纳反应器用于化学反应具有吸引力但颇具挑战性。本研究通过在氩气氛围中热解十二面体铟基框架，制备了由氮掺杂碳包覆超细In2O3纳米颗粒组成的介孔双壳层空心微反应器（N-C/In2O3 HD）。该材料因其独特结构及均匀包覆的氮掺杂碳层赋予的增强光学吸收和高效光生电子-空穴对分离能力，对一系列芳基硼酸底物的光催化氧化羟基化反应表现出优异的光催化活性。此外，我们发现O2?-是芳基硼酸光催化氧化羟基化过程中的关键活性物种，并提出了该自由基的形成机制。理论计算进一步证实氮掺杂碳层作为电子受体，并通过In2O3/氮掺杂石墨界面揭示了微观载流子迁移路径——即来自In2O3（由In 5s和2p轨道组成）杂化态的光生电子转移至氮掺杂石墨（由C 2p和N 2p轨道组成）杂化态。本研究有助于理解和设计用于光催化反应的碳基微/纳反应器，对研究其他相关微/纳反应器也具有参考价值。
关键词： 光催化、纳米粒子、氧化铟（In?O?）、微反应器、氮掺杂碳
更新于2025-09-10 09:29:36