Abatement of waste gases and water during the processes of semiconductor fabrication

The purpose of this article is to examine the methods and equipment for abating waste gases and water produced during the manufacture of semiconductor materials and devices. Three separating methods and equipment are used to control three different groups of electronic wastes. The first group includes arsine and phosphine emitted during the processes of semiconductor materials manufacture. The abatement procedure for this group of pollutants consists of adding iodates, cupric and manganese salts to a multiple shower tower (MST) structure. The second group includes pollutants containing arsenic, phosphorus, HF, HCl, NO2, and SO3 emitted during the manufacture of semiconductor materials and devices. The abatement procedure involves mixing oxidants and bases in an oval column with a separator in the middle. The third group consists of the ions of As, P and heavy metals contained in the waste water. The abatement procedure includes adding CaCO3 and ferric salts in a flocculation-sedimentation compact device equipment. Test results showed that all waste gases and water after the abatement procedures presented in this article passed the discharge standards set by the State Environmental Protection Administration of China.

Application of the compatibility relationship(1) in seeking a functional relationship among species' equilibrium quantities in complex systems

A new algorithm, representing an important advance in determination of the functional relationship, is first reported here. The algorithm is very useful and convenient for analyzing the incorporation of impurities. To show how the algorithm works, two early and well-known vapor phase epitaxy (VPE) experiments-Ashen's (Ashen, D. J.; Dean, P. J.; Hurle, D. T. J.; Mullin, J. B.; Royle, A.; White, A. M. Gallium Arsenide and Related Compounds, Institute of Physics Conference Series 24, 1974; Institute of Physics: London, 1975; p 229.), involving the doping of silicon and DiLorenzo's (DiLorenzo, J. V. J. Cryst. Growth 1972, 17, 189.), involving the mole fraction effect-are calculated to find the functional relationship between the Si contamination and the partial pressure of HCl. The calculated curves agree with the experimental results. A conclusion that the calculated values are greater than the true values has been drawn.

喷流-移动床垃圾衍生燃料热解燃烧特性研究

垃圾的处置已成为全球性环境问题。与填埋法相比，焚烧、热解和气化等热处理法具有减容、减量和能源化利用等优点。如何控制垃圾焚烧过程中HCI、二恶英和未燃尽碳氢化合物等污染物的排放也引起越来越多国家的关注。采用先热解（或气化）再气相燃烧的方法以及对垃圾预处理保持垃圾组成相对稳定的RDF技术是减少二次污染的有效手段。喷动技术能够用相对较小气量流化较粗大颗粒，是进行RDF热解的较佳选择。但RDF具有密度小、流动性差等特点，考虑减少空气量和改善RDF流动性，在喷动床中水平引入辅助气，称为"喷流一移动床"。本论文首先在室温下对喷流一移动床的流体力学特性进行了研究。结果表明，水平辅助气的引入可以降低中心最小喷动气速，调控喷泉高度，提高环流区颗粒的流动速度，增大颗粒的循环流量。在此基础上，根据先部分燃烧部分热解后气相燃烧以及自热型的原则，设计了下部为喷流一移动床热解室上部为气相燃烧室的两段式RDF热解燃烧反应器，并利用实验室内制备的RDF对该反应器的运行特性进行了评价。论文对喷动空气量和辅助空气量对热解室温度分布、气体分布，二次空气对燃烧室温度分布以及CO和NOx的释放特性的影响进行了研究，然后对有机氯（PVC）和无机氯（NaCI）产生Hcl特性、Ca（OH）2对HCI的脱除特性及机理进行了研究。实验结果表明，RDF可以成功地进行自热型的先热解后气相燃烧，通过改变空气／燃料比可以控制热解室温度，水平辅助气的引入可以使热解室轴向温度分布更加均匀，热解室中可以得到O2含量低于2v％热解气体，热解气体在燃烧室中能完全燃烧。二次空气能够控制燃烧室温度以及Co和NOx的排放。PVC中氯能产生较大数量的HCI外,NaCl同样也可生成HCl；温度对PVC生成HCI量的影响很小，而对NaCI却起主要影响作用。漓温不利于钙化物与HCI反应的进仃，同时CaC12在高温时与石英砂(SiO2)、水蒸汽反应产生HCl，因此Ca（OH）2的脱氯效率会降低。

黄土高原长期种植苜蓿对土壤硫、钙、镁的影响

以22年定位试验为基础,研究黄土高原长期种植紫花苜蓿(Medicago sativaL.)情况下土壤硫、钙、镁组分的变化。结果表明:长期施P使苜蓿连作耕层土壤总硫、有效硫、水溶性硫、吸附性硫、HCl可溶性硫、总无机硫和有机硫含量分别增加9.41%、62.41%、47.51%、30.07%、2.25%、5.38%和17.54%;长期施NPM使苜蓿连作耕层土壤总硫、有效硫、水溶性硫、吸附性硫、HCl可溶性硫、总无机硫和有机硫含量分别增加20.89%、98.31%、68.44%、57.34%、8.07%、12.54%和37.69%。长期施P使苜蓿连作耕层土壤全钙、有效钙、水溶态钙、交换态钙和酸溶态钙含量增加分别增加4.64%、4.27%、11.66%、4.05%和8.59%,但残余态钙含量降低2.21%;长期施NPM使苜蓿连作耕层土壤全钙、有效钙、水溶态钙、交换态钙和酸溶态钙含量增加分别增加8.69%、8.30%、51.59%、6.73%和27.77%,但残余态钙含量降低26.23%。长期施NPM使苜蓿连作耕层土壤全镁、有效镁、水溶态镁、交换态镁、酸溶态镁和残余态镁含量分别增加7.38%、61.98%、63.16%...

板栗壳对水中Cu~(2+)吸附性能的研究

研究食品加工剩余物板栗壳对水中Cu2+的吸附性能,为其用于含铜废水的处理提供理论依据。【方法】研究吸附质溶液pH、Cu2+质量浓度、吸附剂用量、粒径、吸附温度和时间对板栗壳吸附Cu2+效果的影响,探讨吸剂和吸附剂循环利用次数对解吸和再生的影响;并采用穿透曲线和洗脱曲线对动态吸附进行了分析。【结果】吸附质溶液pH值为6、Cu2+起始质量浓度为20 mg/L、吸附剂粒径为0.25 mm时的吸附效果较好,该吸附为放热过程,升高温度虽然可以加快吸附进程,但却降低了吸附量和去除率。Na+和Ca2+对Cu2+的解吸置换能力较弱,0.1mol/L HCl可使96.1%的Cu2+得以解吸回收。通过Thomas模型预测,在固定床柱吸附条件下饱和吸附量为10.94mg/g。【结论】板栗壳对水中Cu2+的吸附性能较好,因而具有很好的应用前景。

黄土高原石灰性土壤不同形态磷组分分布特征

以黄土高原自北向南采集的12个0～20 cm耕层土壤为供试土样,采用Tiessen和Moir修正的Hedley土壤有机无机磷分级方法研究了黄土高原石灰性土壤中不同形态磷组分的分布特征。结果表明:供试土壤各形态P总体分布特征为:HCl-P>Residual-P>NaHCO3-Po>NaHCO3-Pi>NaOH-Po>NaOH-Pi>H2O-P,以HCl-P和Residual-P为主,分别占土壤全磷的54.00%～88.96%和0～39.11%。黄土高原土壤磷含量总体分布表现为南高北低。在各土壤类型间,NaOH-Po、Residual-P和全磷平均含量表现为干润砂质新成土<黄土正常新成土<简育干润均腐土<土垫旱耕人为土,自北向南依次增加;H2O-P和HCl-P表现为简育干润均腐土<黄土正常新成土<干润砂质新成土<土垫旱耕人为土,自北向南先降后升,且上升幅度较大。黄土高原土壤全氮与全磷及各形态磷含量相关性均达显著水平,其中与NaOH-Pi、NaOH-Po、HCl-P及全磷含量达到极显著水平。C/N、pH及砂粒与全磷及各形态磷含量呈负相关关系,其中pH与NaHCO3-Po呈显著负相关,与H2O-P、NaHCO3-Pi...

杯芳烃羧酸萃取稀土、钍与含杯配合物结构研究

本文以大环化合物杯芳烃羧酸为萃取体系，系统考察稀土元素在该体系中的萃取分离性能，比较了钍与稀土元素的萃取性质差异，从而为杯芳烃羧酸在该分离领域中的应用提供一定的实验数据，此外，采用无机水热合成制备了含杯[8]芳烃的三元超分子配位聚合物并表征其结构，具体研究内容如下： 1、 合成杯芳烃并进行化学修饰得萃取剂杯芳烃羧酸，采用熔点测定、元素分析、TG-DTA、FT-IR和1H-NMR等分析方法表征，并利用两相滴定法测定了杯芳烃羧酸的基本常数。 2、 研究杯芳烃羧酸-CHCl3/RE-HCl萃取体系碱金属离子、离子强度、酸度、温度和萃取剂浓度对Eu(III)的萃取分配比影响，并分析其萃取机理。在此基础上，探索杯芳烃羧酸的协同萃取性能，发现杯[4]芳烃羧酸与伯胺N1923的ABC酸碱耦合协萃体系对轻、中、重稀土有不同的协萃能力，协萃系数与原子序数呈“双峰效应”。 3、 在萃取热力学基础上，利用层流恒界面池研究杯[4]芳烃羧酸萃取Nd(III)的动力学性质，确定了萃取反应控制模式随条件不同有所变化，化学反应在相界面上进行，并获得了萃取反应速率方程。 4、 以杯芳烃羧酸-CHCl3/Th-HCl体系研究钍的萃取性能，考察了碱金属离子、离子强度、酸度、温度和萃取剂浓度对Th(IV)的萃取影响，比较其与稀土萃取性能的差异，并在此基础上进一步研究与伯胺N1923协同萃取钍的性能，分析了协同萃取反应机制。 5、 水热合成并表征了含磺化杯[8]芳烃，2，2’-联吡啶与镍的三元超分子配合物。磺化杯[8]在该配合物中呈“双-反向锥式”构型，分子间由氢键和C-H…π相互作用将四核Ni簇连接成三维超分子结构。

有机磷（膦）酸双溶剂体系及离子液基体系对稀土萃取的研究

本文系统研究了由酸性磷（膦）类萃取剂所构成的双溶剂萃取体系对稀土的协同萃取效应；考察了添加剂对磷（膦）类萃取体系的分离能力，反萃性能，界面性质及动力学机理的影响；运用绿色溶剂---室温离子液体替代挥发性有机溶剂为稀释剂，研究了磷（膦）类萃取剂在离子液体中萃取稀土的性能，具体的研究内容如下： 1． 考察了HDEHP， HHEOIPP， Cyanex272， Cyanex302，Cyanex301分别与HEHEHP构成混合萃取体系在盐酸介质中对RE3+的萃取和分离性能，推导了协萃反应方程式，计算了相邻稀土元素间的分离系数，讨论了各混合体系对部分稀土相互分离的可能性，并从萃取剂结构方面对不同萃取体系萃取能力的差别给出了解释。 2． 用层流恒界面池法研究了添加剂isooctanol对HEHEHP萃取体系萃取Yb3+的传质动力学的影响，综合搅拌速率判别法，界面判别法，温度判别法，得出了萃取过程为伴随有界面化学反应的扩散传质。考察了水相酸度、有机相浓度等因素对反应速率的影响，提出了萃取速率方程及动力学传质机理，计算了扩散层厚度及扩散速率常数，建立了传质模型。 3． 考察了甲庚醇浓度、温度、离子强度等因素对HEHEHP-isooctanol体系界面活性的影响，并定性探讨了极性添加剂isooctanol对HEHEHP-Yb3+-HCl体系萃取动力学的影响。 4． 选择室温离子液体[C8mim][PF6] 作为溶剂，系统研究了磷(膦)类萃取剂HEHEHP对稀土的萃取能力，计算了HEHEHP- IL体系的分离系数，推测了萃取体系的反应机理，并与相同萃取条件下庚烷体系中HEHEHP对稀土的萃取性能进行了比较。

稀土透明发光薄膜的合成及其应用

利用溶胶-凝胶法制备了SiO_2、TiO_2等单组份凝胶玻璃及二者混合的双组份二元凝胶玻璃。对其中溶胶的形成、溶胶向凝胶的转化过程及最终凝胶玻璃的形成进行了大量系统的研究。稀土(Tb~(3+)、Eu~(3+))配合物分别以预掺杂法、原位(in-situ)掺杂法及原位两步水解法等方法掺入溶胶中，用旋转涂覆法(spin-coating method)制成发光薄膜。利用荧光光谱、红外光谱、X射线衍射分析等现代谱学方法对薄膜的性能进行了分析。由于稀土Eu~(3+)离子的~5D_0→~7F_2跃迁是对环境变化比较敏感的跃迁超灵敏跃迁，相应于这些跃迁的谱线强度随着环境的不同可改变2-4倍，故将Eu~(3+)离子作为荧光探针引入TiO_2凝胶玻璃中来研究TiO_2凝胶形成中的水解、缩聚过程。差热一热重分析表明在400 ℃左右TiO_2凝胶发生了由无定型向锐钛矿型的晶型的转变，在不同温度下处理的TiO_2凝胶的XRD曲线也可得到同样的结论。当温度达到800 ℃时观察到了金红石相的微小的衍射峰。从Eu~(3+)离子的荧光光谱可以看出对应于610 nm的~5D_0→~7F_2的跃迁强度(I_2)和590 nm的~5D_0→~7F_1的跃迁强度(I_1)随着热处理温度的升高而逐渐增强，说明随着处理温度升高，凝胶中水分子不断挥发，热处理过程中的羟基含量由于缩聚反应的不断进行而逐渐减少。~5D_0→~7F_1的跃迁属于磁偶极跃迁，发射强度I_1变化与环境变化无关。定义两个发射强度的比值R(R=I_2/I_1)，由R值的变化可以看出，TiO_2湿凝胶时Eu~(3+)离子与水成水合离子，干凝胶中水合离子逐渐被(Ti-O)_nEu键所取代，Eu~(3+)离子逐渐进入凝胶网状结构中。同时掺入Al~(3+)离子的凝胶中Eu~(3+)的发光强度要大于不含Al~(3+)离子的凝胶中Eu~(3+)的发光强 度，因为Eu~(3+)离子的聚集对荧光有猝灭作用，掺入Al~(3+)离子之后由于其对Eu~(3+)离子的分散作用使得跃迁强度大大增强。采用预掺杂法；原位掺杂法；原位两步水解法制备了稀土Eu~(3+)、Tb~(3+)的羧酸类配合物，2-2‘联吡啶，1，10-邻菲咯啉，β-二酮类等有机配合物掺杂的溶胶-凝胶发光薄膜。双掺Tb~(3+)和苯甲酸的凝胶荧光薄膜的红外分析结果可以看出，制得的凝胶薄膜的红外光谱图与SiO_2凝胶粉末的红外光谱图几乎一致，Tb~(3+)及有机配体掺入凝胶后配合物没有明显的特征振动吸收峰。说明配合物进入凝胶网状结构中，其振动被缩聚反应形成的微小孔隙结构所限制，没能观察到明显的吸收峰。由几种双掺稀土羧酸配合物的SiO_2凝胶薄膜的激发光谱可以看出，当以稀土Eu~(3+)离子或Tb~(3+)离子的特征发射波长监控时，得到的激发谱均为260 nm-350 nm范围内的宽带代替了稀土离子的特征窄带激发光谱，可以判断在凝胶薄膜中已经形成了配合物。而且双掺凝胶薄膜发射峰值比单掺稀土离子的凝胶薄膜发光强度高几个数量级。同时将薄膜在一定温度下进行热处理发现，对于双掺稀土和羧酸配体的凝胶薄膜，50 ℃时发射光谱无明显的发射峰，而随着热处理温度的逐渐升高出现发射峰并且强度逐渐增强，热处理超过100 ℃时发射峰的强度又有所降低。说明温度的升高使凝胶环境向着有利于稀土配合物形成的方向转变，因为两步水解过程中加入的六次甲基四胺会随着温度升高而逐渐分解出OH~-而仗凝胶环境pH值升高；另一方面，由于分子水和HCl的不断挥发也能提高凝胶环境的pH值，从而使配合物的形成反应更加完全。超过120 ℃后，接近配体的熔点(苯甲酸熔点129 ℃)，由于薄膜相当薄使配体的逐渐分解，荧光逐渐减弱；经175 ℃处理后，荧光几乎消失。除了羧酸配合物外还制备了稀土Tb~(3+) (Eu~(3+))与2-2‘联吡啶(邻菲咯啉)、TTA等二元配合物掺杂的溶胶-凝胶发光薄膜。凝胶薄膜的发光强度与相应的纯配合物薄膜相比由于凝胶的独特网状结构而有了较大的提高，通过荧光光谱和荧光寿命的比较均可以得出这样的结论。对凝胶薄膜和纯配合物/PVB薄膜的热稳定性比较可以看出，溶胶-凝胶发光薄膜的荧光强度随温度升高而降低，但与配合物的PVB薄膜的相比，仍显示了一定的热稳定性，在温度超过配合物的分解温度后仍显示出一定的发光强度，而纯配合物/PVB薄膜中配合物的荧光此时几乎完全消失。除了SiO_2凝胶之外，还制备和研究了TiO_2凝胶以及TiO_2-SiO_2复合凝胶作为基质的发光薄膜，发现在TiO_2凝胶中配合物未能象在SiO_2中那样显示出良好的发光性能，可能是因为作为过渡金属钛由于有d轨道与掺入其中的配体作用参与成键，影响了配体与稀土离子之间的能量转移。本论文中还将在光学领域中有重要作用的染料，例如荧光素(FL)引人TiO_2凝胶中，研究了FL在凝胶中的发光性质，对比了FL掺入TiO_2、TiO_2-SiO_2凝胶前后的吸收光谱、荧光光谱的变化。结果表明吸收峰有了较为明显的位移；荧光发射光谱吸收峰位置也有了较大的红移，这可能是由于凝胶的网状结构及孔道内的Ti-OH键等对染料影响的结果。

低分子量聚苯胺及苯胺低聚体的合成与表征

对导电聚苯胺研究的深入，它的一些潜在的应用正在逐步实现。这些应用使对聚苯胺需求正在逐年增加，要求聚苯胺的合成工艺进一步得到改善和提高。本论文以此为目的找到了适合工业化生产的合成路线，并对由该方法合成的聚苯胺和常规合成的聚苯胺进行对比研究。在此基础上开展了苯胺低聚体的合成与表征工作。1．采用H_2O_2-Fe~(2+)催化氧化体系合成了聚苯胺。经过优化的反应条件：◇ 以Fe~(2+)或Fe~(3+)为催化剂，其用量为单体的1/500(摩尔比)：◇ 初始反应在冰浴中(温度为0℃)进行，随着反应的进行温度逐渐升至室温；共计反应24小时；◇ 体系中酸浓度控制在1 mol/L左右；单体浓度介于0.5-1.0mol/L；◇ 氧化剂摩尔用量为单体的1-1.5倍。在这一反应条件下制得的聚苯胺，产率可达到70%，电导率在10°S/cm(HCl掺杂，粉末压片测电导)。该材料具有低分子量(2000-10000)、高溶解性(NMP，DMF，DMSO)，低凝胶化等特点，对比研究了由该方法合成聚苯胺和利用(NH_4)_2S_O_8合成聚苯胺的光谱特征，结晶性和热稳定性。2．用开路电位和现场紫外的方法跟踪H_2O_2-Fe~(2+)体系苯胺的聚合过程，发现H_2O_2-Fe~(2+)体系与(NH_4)_2S_2O_8体系相比，苯胺的聚合过程存在一定的不同之处。如在该体系中不存在诱导期；氧化剂分解速度慢，聚合时间较长；氧化电位低，在反应过程中聚合物链趋向于中间氧化态：但是活性链的末端需处于高氧化态才能完成链增长过程。整个反应过程中放热不明显。根据实验结果给出H_2O_2-Fe~(2+)体系苯胺的聚合机理。3．利用化学氧化缩合和电化学方法合成了苯/胺封端的四聚体，对两种方法合成的苯胺四聚体进行光谱表征，证明了苯胺四聚体的结构。通过研究苯胺四聚体的~1H NMR，证明在中间氧化态的苯胺四聚体中存在三种位置异构体，异构体相对含量随溶剂的不同而不同。进一步研究~(13)C NMR，证明中间氧化态的苯胺四聚体结构中含有顺反异构体。这些异构体的存在使得四聚体的~(13)CNMR变得十分复杂，本论文尝试对中间氧化态的苯胺四聚体的~(13)C NMR进行季碳峰的归属。4．合成了还原态和氧化态苯封端二聚体、三聚体和四聚体。通过FTIR、UV-Vis和NMR表征了还原态和氧化态的苯封端低聚体，并对谱峰进行归属。氧化态低聚体分子在溶液中的构象影响紫外光谱可见区的吸收带。5．对掺杂态低聚体进行了UV-Vis和NMR谱的研究，UV-Vis光谱表明苯胺低聚体和聚苯胺掺杂过程具有相似的电荷转移方式和结构变化。而四聚体更具有代表性。NMR结果表明苯胺低聚体掺杂后主链上的电荷重新分布，环上的H原子上的电子被C原子吸引，电荷密度降低，在~1H NMR中谱峰向低场移动。C原子的谱峰也相应发生变化，醌环上电荷密度增加，全部C原子的峰向高场移动，与醌环相邻苯环受其影响季碳峰移向高场，非季碳峰移向低场。更远处的苯环也受到影响，但影响不大。这些变化表明苯胺低聚体的掺杂符合“BQ四环变体模型”。由此对“BQ四环变体模型”提供了新的证据。

稀土对红细胞及带3蛋白胞质片段结构和生理功能的影响

稀土在农业和医学中的广泛应用使人们日益关心稀土的安全性问题。本论文以红细胞为研究对象，围绕稀土对红细胞形态的影响，稀土能否进入红细胞以及稀土对红细胞带3蛋白胞质片段结构和功能的影响三方面开展研究工作，主要研究成果如下：首先，在宏观上通过超高倍光学显微镜观察了稀土阳离子及其络阴离子对正常人红细胞形态的影响。结果表明当红细胞与硝酸悯作用后其体积发生膨胀，表面出现棘状凸起，细胞间发生聚集。而以往被人们认为毒性较小的柠檬酸悯则使红细胞呈现囊泡状凸起，随着与稀土作用时间的延长多数囊泡状结构可脱落。EDTA的加入可使部分在低浓度（10~(-7)M）稀土离子条件下变形的红细胞恢复原状，说明细胞形态变化主要是由环境中稀土的存在引起的。其次，根据稀土离子跨膜研究中存在的一些问题，在总结前人工作的基础上，建立一种方法测定了体外温育和静脉注射条件下红细胞中稀土含量。进一步证实文献报道含有络合剂的洗涤缓冲液能够将进入细胞内部的稀土带出，影响测定结果的准确性。本论文中应用不含络合剂的洗涤缓冲液洗涤与稀土温育后的红细胞，在10mMTris-HCl印H7.0）低渗缓冲液中溶胀，ICP-MS测定结果显示无论是稀土阳离子还是稀土络阴离子均可以跨膜，且稀土络阴离子跨膜速度较快。耳静脉注射稀土后仅在兔血浆及红细胞膜上检测到稀土，说明在短期静脉注射条件下存在于血浆中的稀土不能进入兔红细胞。最后，应用基因工程技术克隆、表达、纯化了带3蛋白胞质片段及其融合蛋白。计算机结构模拟、荧光光谱以及生物活性的测定证实重组带3蛋白胞质片段与天然蛋白具有相似的空间结构和生物活性。稀土离子对醛缩酶、醛缩酶与带3蛋白胞质片段相互作用的影响表现为：0-10μMLa~(3+) 对醛缩酶活性有促进作用，当体系中L~(3+)浓度达到6μM时，带3蛋白胞质片段基本完全失去对醛缩酶活性的抑制作用。蛋白质内源荧光和同步荧光光谱研究结果表明，La~(3+)对带3蛋白胞质片段与醛缩酶结构均具有一定影响。本论文实验结果表明，低浓度稀土可导致调节细胞内糖酵解速率的带3蛋白胞质片段失去活性，使糖酵解速率无序增强。由于红细胞主要碳源来自于血糖，糖酵解速率的加快很可能会引起生物体血糖浓度的降低。

表面等离子体共振技术研究生物分子相互作用

本论文利用表面等离子体共振技术（sPR）进行了生物分子间相互作用的研究。主要包括可免疫识别、免疫分析、生物分子相互作用动力学以及层层组装生物分子功能膜等方面的研究。1．利用表面等离子体共振生物传感器对血清中HSA抗体的活性进行了检测。结果表明表面等离子体共振（SPR）生物传感器能快速实时检测anti-HSA抗体的活性，且传感片能够重复使用100次以上。2．应用表面等离子体共振生物传感器实现了对铁蛋白的实时免疫分析。实验中采用"三明治"放大法提高了分析的灵敏度和选择性。结果表明，在血清中分析铁蛋白的线性区间为30-200ng/ml，检测限为28ng/ml。应用pH2.0 glycine-HCl溶液进行再生，传感片可重复使用50次以上。3．通过溶液竞争法实现了S尸R技术对小分子化合物吗啡的检测。结果表明，溶液竞争法大大优于表面竞争法。同时求得了吗啡、mBSA与单抗及多抗之间相互作用的结合常数，并进行了比较。对实验现象给出了动力学上的合理解释。4．研究了通过静电吸附作用，DNA和PDDA交替组装多层膜。实时表面等离子体共振技术实时监测了DNA/PDDA多层膜的形成，研究了DNA在PDDA表面的吸附动力学。电化学阻抗谱和紫外可见光谱的研究结果也表明了这种层层组装多层膜的均一性。5．应用亲合素和生物素之间的强亲和作用，在金表面层层组装了由亲合素／生物素化抗体组成的蛋白质多层膜。使用实时BIA技术监测了多层膜的成膜过程，同时用电化学阻抗和傅立叶红外光谱对多层膜的成膜过程进行了表征。结果都表明了多层膜的均匀生长。同时，我们用亲和素生物素化抗体层层组装所制备的抗体多层膜对hlgG进行了灵敏检测。6．应用实时BIA技术研究了组蛋白与DNA之间的相互作用。发展了新的固定DNA传感片表面，消除了组蛋白与商品化传感片之间的非特异吸附。用Langmuir和Two State Reaction（Coormation change）模型对所得的动力学传感图进行了拟合，初步得到了动力学常数，直观的比较了组蛋白各亚组分与DNA相互作用之间的动力学差异。

可生物降解电纺丝超细纤维

电纺丝技术是一种用来制备超细纤维的方法，成本低廉、简单易行。近十年来，电纺丝技术在理论研究和实验参数研究等方面都取得了不小的进展。由电纺丝技术制备的超细纤维直径至少比传统的纺丝工艺低1-3个数量级，因此，在增强复合材料、过滤系统、防护衣、光学和电学器件及生物医药等方面都显示出巨大的应用潜力。尤其是在生物医药领域，电纺丝超细纤维可广泛用作组织工程支架、药物传输与控制释放的载体及创伤敷料等，这也是国际上的一个研究热点。但由于电纺丝过程的复杂性和实验参数的多样性，制备直径分布范围窄的纤维一直是电纺丝的难点之一，另外，以电纺丝超细纤维作为药物传输与释放的载体也是近两年才刚刚发展起来的，还不十分成熟，经常会存在药物的突释现象。针对以上问题，本论文以可生物降解高分子材料PLA、PLGA（80／20）和PCL进行电纺丝，系统地研究了溶剂体系、表面活性剂、鲜溶液流速、喷丝口直径及环境温度与空气流动速度等因素对电纺丝过程及纤维形貌和直径分布的影响，同时对电纺丝纤维的性质进行了分析。在此基础上，我们研究了PLLA和PCL电纺丝超细纤綷的酶降解行为，并实现了PLLA纤维对抗癌药紫杉醇和1. 以氯仿、氯仿/丙酮、1、2-二氯乙烷及氯仿/1,2-氯乙烷为溶剂体系，制备了PLA、PCL和PLGA（80／20）的电纺丝超细纤维。当氯仿与丙酮的体积比为1：1时为最佳溶剂体系，电纺丝过程和纤维形貌都得到较大的改善。阳离子表面活性剂节基三乙基氯化按（TBBAC）和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）的加入也可以显著改善电纺丝过程和纤维的直径分布，而非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO10）的改善程度较小。压力较大或喷丝口直径较粗时，则会由于溶液流量的增大而造成纤维的粘连。空气流速较大时，则纤维会由于空气的对流速度加快而发生缠绕和卷曲。2．PLLA、PCL和PLGA（80／20）超细纤维毡的孔隙率都较大，分别达到89％、68％和80％，因此，PLLA和PCL纤维的力学性能都远远低于膜。3．电纺丝过程会使纤维中的高分子链产生一定的排列和高度的取向，但由于纤维的固化速度很快，高分子链来不及进行规整排列而形成结晶，因此，DSC和WXAD的结果都显示，PCL纤维毡的结晶度要比相应的膜低。对于PLLA纤维毡来说，由于Tg在室温以上，在进行DSC测试的升温过程中，会由于分子链的运动而使结晶度升高。4．蛋白酶K在Tris-HCL缓冲液中略显正电性，因而阴离子表面活性剂对蛋白酶K会有一定的吸附作用，而阳离子表面活性剂对蛋白酶K在纤维表面的吸附则有一定的阻碍作用，因此，含有5wt％SDS的PLLA纤维的酶降解速率比含有swt％TEBAC的PLLA纤维稍快。虽然纤维中PLLA的分子链可能高度取向，但在整个降解过程中，PLLA纤维样品都处在非晶状态，没有明显的结晶行为。5．与PLLA纤维的降解情况恰好相反，由于脂肪酶PS在磷酸盐缓冲液（PBS）缓冲液中显示较强的负电性，因而阳离子表面活性剂TEBAC会对脂肪酶PS有吸附作用，从而含有5wt％TEBAC的PCL纤维降解速度较快，而阴离子表面活性剂SDS会对脂肪酶PS在纤维表面的吸附有阻碍作用，因此，降解反应在含有5wt％SDS的PCL纤维中几乎不能发生。DSC和WAXD的结果均显示，在降解过程中，含有5wt％TEBAC的PCL纤维的结晶度明显升高。这有两个可能原因：一是脂肪酶PS对PCL纤维的降解是优先发生在无定形区：二是因为降解实验是在37℃的条件下进行的，该温度在PCL的Tg之上和TC温度附近，因而，具有高度排列和取向的PCL纤维就会由于分子链的运动而产生结晶，造成结晶度的提局。6，在电纺丝溶液中加入利福平、紫杉醇和阿霉素等药物，同样会改善电纺丝过程，使纤维直径降低，分布变窄。7．SEM照片和药物控制释放实验均显示，药物模型利福平或抗癌药紫杉醇完全被包埋在PLLA纤维内部，同时，利福平一PLLA纤维和紫杉醇－PLLA纤维在含蛋白酶K的Tris-HCl缓冲液中的释放遵循零级动力学，完全没有突释现象。PLLA纤维的降解速度是药物释放的主导因素。这是在国际范围内首次取得这样的结果，从而使电纺丝超细纤维药物剂型的发展取得了本质上的进步。8．药物在溶剂体系中的溶解性及与高分子材料的相容性是影响药物能否被纤维成功包埋的直接因素，一般脂溶性药物易于被脂溶性的高分子纤维包埋。因此，水溶性的盐酸阿霉素难于被包埋在脂溶性的PLLA纤维内部，在纤维外面和表面存在大量盐酸阿霉素的颗粒。相应地，其药物释放行为存在明显的突释现象，这主要是由纤维外面和表面的盐酸阿霉素的溶解、扩散造成的。而经去盐酸化的阿霉素的脂溶性较好，因此，在PLLA纤维中的包埋及释放行为均得到明显的改善，可实现阿霉素的恒速释放，无突释行为。9．SEM照片显示，药物模型利福平被完全包埋在PLGA（80／20）纤维内部，利福平-PLGA（80／20）纤维在PBS中的释放速率是随着纤维中利福平含量的增加而增加的，利福平的含量越大，其释放速率越快。在释放前期，利福平的扩散起主导作用，而在释放后期，其释放行为则是利福平扩散和PLGA（80／20）降解的双重作用结果。适当增加利福平在纤维中的含量（30wt％），则可以获得恒速的释放行为。10．PBS中TEBAC或SDS浓度的增加会在一定程度上使利福平-PLGA（80／20）纤维的释放速率加快，这主要是由于表面活性剂会降低PBS的表面张力，增加水对PLGA（80／20）纤维的浸润能力，从而加快了利福平的扩散速度。

DNA-聚苯胺体系的电化学及扫描探针显微学研究

DNA-聚苯胺复合物在低维纳米材料制作、生物传感器、DNA杂交反应检测以及生物芯片开发等方面具有潜在的应用价值。鉴于此，我们在本论文中着重研究了以下两方面内容：1．利用循环伏安法研究了DNA的存在对聚苯胺电化学行为的影响。研究发现，虽然，苯胺的循环伏安聚合过程不受DNA的影响，但是DNA的存在会显著降低聚苯胺修饰电极在HCl空白溶液中循环伏安扫描时的峰电流值。初步推测可能是由于DNA分子在聚苯胺膜上的吸附阻碍了电极上电子的传递而造成的。2．通过自组装方法从水溶液中构造出了分散性良好的苯胺-DNA复合物纳米线，并以此为前驱体构造出了以DNA为模板的聚苯胺纳米线。另外，利用改进后的气流展开法可以将所得到的纳米线有序排列到基底上。用原子力显微镜对所得到的纳米线进行了表征，结果显示纳米线形貌规整、排列有序、背景清晰。

总汞和汞的化学形态分析方法的研究

本论文由三部分组成。第一部分工作是水中总汞的测定。我们提出了在HNO_3－HCl混酸介质中，用溴酸钾溶液作氧化剂破坏水中的有机汞，再以KBH_4－Na_2SO_4片剂作汞离子的还原剂，使生成的元素汞与伴生气体－氢气一同进入测汞仪进行汞的测定。此方法操作简便快速，有较好的精密度和灵敏度。在水样分析中做了标准加入无机汞，甲基汞和苯基汞的回收试验，得到了较好的结果。方法的检出限为0.18ppb（取10毫升水样）。同时我们还研究了水中汞的快速富集方法，经予富集后，检出限可达0.007ppb。本方法可适用于大批量水样的分析，操作简便，易于推广。在第二部分工作中，我们研究了天然水中无机汞与有机汞分别测定的方法。我们提出在碱性条件下（pH＞8），用NaBH_4还原测定无机汞，在酸性（H_2SO_4或HCl）介质中，用NaBH_4-Cr(VI)测定总汞，通过差减法求得有机汞的量，我们提出的方法操作简便快速，容易掌握，有较好的精密度和灵敏度。在水样分析中，做了标准加入无机汞和甲基汞的回收实验，得到了较好的结果。此方法的检出限为0.05ppb，在2ppb Hg情况下，标准偏差为0.018ppb，变异系数为0.9%。同时，我们还根据观察到的实验现象，对Cr（VI）与有机汞的作用机理进行了初步探讨，认为它不是典型的催化反应，而是Cr（VI）离子对硼氢化钠还原甲基汞产生了协同作用。在第三部分工作中我们研究了一些有机溶剂在加热、密闭的体系中对土壤中汞的化合物的浸提作用。我们在固定的温度与压力下，初步考查了两种有机试剂对土壤中二氯化汞和氯化甲基汞的浸提效果。一种是含有酰胺基的二甲基甲酰胺（DMF）。另一种是亚砜类试剂二甲基亚砜（DMSO）。我们观察到，在密闭溶器（150℃）中DMF对土壤中二氯化汞和氯化甲基汞有较好的浸提效果，分析结果精密度较高。