An analysis of the effects of symmetrical tilt grain boundaries on the plastic deformation

A numerical investigation on the simple polycrystals containing three symmetrical tilt grain boundaries (GBs) is carried out within the framework of crystal plasticity which precisely considers the finite deformation and finite lattice rotation as well as elastic anisotropy. The calculated results show that the slip geometry and the redistribution of stresses arising from the anisotropy and boundary constraint play an important role in the plastic deformation in the simple polycrystals. The stress level along GB is sensitive to the load level and misorientation, and the stresses along QB are distributed nonuniformly. The GB may exhibit a softening or strengthening feature, which depends on the misorientation angle. The localized deformation bands usually develop accompanying the GB plastic deformation, the impingement of the localized band on the GB may result in another localized deformation band. The yield stresses with different misorientation angles are favorably compared with the experimental results.

纳米Mo膜的光学特性及最小连续膜厚研究

利用Lambda-900分光光度计，在波长为310～1250nm范围内测量了离子束溅射沉积不同厚度纳米Mo膜的反射率和透射率。选定波长为310nm，350nm，400nm，500nm，550nm，632nm，800nm，1200nm时对薄膜的反射率、透射率和吸收率随膜厚变化的关系进行了讨论。实验结果显示，纳米Mo膜的光学特性有明显的尺寸效应。提出将薄膜对光波长为550nm时的反射率和透射率随Mo膜厚度变化关系的交点对应的厚度作为特征厚度，该厚度可认为是纳米Mo膜生长从不连续膜进入连续膜的最小连续膜厚。利用

用不同的Mo靶溅射功率制备Mo／Si多层膜

用磁控溅射法制备了周期厚度和周期数均相同的Mo／Si多层膜，用原子力显微镜和小角X射线衍射分别研究了Mo靶溅射功率不相同时，Mo／Si多层膜表面形貌和晶相的变化。随后在国家同步辐射实验室测量了Mo／Si多层膜的软X射线反射率。研究发现，随着Mo靶溅射功率的增大，Mo／Si多层膜的表面粗糙度增加，Mo的特征X射线衍射峰也增强，Mo／Si多层膜的软X射线峰值反射率先增大后减小。

固氮酶钼铁蛋白金属原子簇的拆卸与组装的研究

将棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii)固氮酶钼铁蛋白与邻菲罗啉和O2或邻非罗啉和尿素保温并经Sephadex G-25柱层析，可分别得到部分或高度缺失P—cluster和FcMoco的“不全蛋白”。其中，部分缺失金属原子簇的蛋白与含V、Mn、Cr的重组液重组后，所得相应的重组蛋白的底物还原活性及吸收光谱和圆二色(CD))谱虽均得到明显恢复，但与还原钼铁蛋白[MoFe (R)]相比又不尽相同：与含V重组液重组的蛋白的底物还原特性与VFe蛋白相似，波谱特性与MoFe (R)有所不同;分别与含Mn和Cr重组液重组的蛋白的底物还原特性与MoFe(R)相似，而波谱特性却与MoFe(R)有较大差异。高度缺失金属原子簇的蛋白分别与含Mo、Mn、Cr重组液重组后，所得相应的重组蛋白的乙炔还原活性虽都有明显的恢复，但与MoFe(R)相比仍相差较大;当与含钼重组液重组后，它的吸收光谱、可见CD谱及天然电泳图谱均可得到明显恢复，而紫外CD谱却与其乙炔还原活性一样，只能得到部分恢复。 根据上述实验结果，我们提出：(1)钼铁蛋白的金属原子簇与其构象密切相关;(2)部分或高度缺失金属原子簇的蛋白与重组液重组的机理——“零件组装”的基本内容;(3)钼原子在FeMoco中的可被取代性及不处于中心位置;(4)还原M oFe蛋白中Fe原子的价态不尽相同。

缺失nifZ的棕色固氮菌突变株DJ194的钼铁蛋白研究—纯化、结晶及金属簇的组成与分布

从棕色固氮菌DJ194菌株得到的固氮酶粗提液经DEAE－52、Sephacryl S－200及Q－Sepharose等柱厌氧层析，分离纯化得到nifZ基因缺失的固氮酶MoFe蛋白（ΔnifZ Av1）制备物。通过天然电泳和SDS变性电泳发现早期纯化所得的ΔnifZ Av1制备物中残存相当比例的三个主要污染蛋白：属于热激蛋白60家族（Hsp 60 family）成员的分子伴侣GroEL、糖酵解过程的一个多功能酶——6-磷酸葡萄糖异构酶（6-Phosphate Glucose Isomerase，PGI）及棕色固氮菌细菌铁蛋白（Bacterioferritin，Bfr）。初步鉴定表明，它们分别为由约55kD亚基组成的14聚合体，62kD亚基组成的10聚体和20kD亚基组成的24聚体。首次发现PGI有如此高的聚合体。虽然GroEL和PGI在天然电泳中的迁移率小于ΔnifZ Av1蛋白，但它们的亚基在SDS变性电泳中与ΔnifZ Av1亚基具有相似的迁移率，互相重叠，从而使变性电泳比天然电泳显出更高的ΔnifZ Av1纯度;而细菌铁蛋白虽然不会在变性电泳中污染ΔnifZ Av1，但往往会在ΔnifZ Av1制备物的结晶中优先或较多地结晶出来,从而给它的晶体生长和解析研究带来干扰（Zhao等，2004）。 通过Sephacryl S－200柱洗脱峰收集精度的调整及Q－Sepharose柱的NaCl浓度梯度洗脱，得到了纯度大于90%的ΔnifZ Av1制备物。它的厌氧天然电泳及其免疫印渍（Western blotting），以及SDS-变性凝胶电泳显出，ΔnifZ Av1的电泳迁移率、分子量和亚基组成等均与野生种钼铁蛋白（OP Av1）相似，表明nifZ基因缺失并未改变ΔnifZ Av1的α2β2四聚体构成。ΔnifZ Av1的Mo含量、EPR信号（g≈4.3, 3.65和2.01）和520-660 nm附近的圆二色摩尔消光系数（Δε）也都与OP Av1较相似，从而表明ΔnifZ Av1含有与OP Av1数量相当的具有3/2自旋态的还原FeMoco。然而，ΔnifZ Av1的Fe含量和对底物（C2H2、H+和N2）的还原活性都较低, 分别约为OP Av1的74%和46-50%;而反映P-cluster状况的450nm附近的Δε也明显低于OP Av1。此外，与OP Av1相同的ΔnifZ Av1在g≈2.01的EPR信号却与推测含由双[4Fe-4S]簇组成的P-cluster前体的His-tagged ΔnifZ Av1（Hu等，2004）的信号明显不同。这就表明，ΔnifZ Av1与OP Av1的差别不在于FeMoco的结构、含量和氧还状态，也不在于P-cluster的结构和氧还状态，而仅在于ΔnifZ Av1中P-cluster数目的减少（约一半）。据此推测出与国外提出的His-tagged ΔnifZ Av1模型不同的ΔnifZ Av1(DJ194)的如下结构模型。一个αβ亚基对含有一个FeMoco和一个P-cluster，而另一个αβ亚基对只含FeMoco，其P-cluster区域则是空的。由于nifZ基因的缺失只造成了钼铁蛋白中两个P-cluster中的一个不能组装，因此推测P-cluster的组装可能不是受单一基因产物的影响。根据Lee等（1998）对nifZ产物（NifZ）和nifW产物（NifW）可以形成[NifWx-NifZy]多聚体，并可能是通过同一途径来影响固氮酶的合成的研究，提出NifZ的如下的可能作用机理。[NifWx-NifZy]多聚体影响与P-cluster合成相关的金属簇(如[4Fe-4S])的进入和P-cluster的最终合成，而其中的一个αβ对上的P-cluster的形成可能较多的受到NifZ的影响;nifZ的某些突变或缺失虽然不影响[NifWx-NifZy]多聚体的形成，但对于更依赖于NifZ的那个αβ对上的P-cluster的合成可能会产生不同的影响。 对这一高纯度的ΔnifZ Av1制备物结晶的研究表明，使用Tris缓冲系统的25%PEG 6K/MgCl2晶体培养液可以在较短的晶体培养时间内得到较大的晶体;在一定条件下，pH为7.5和8.3的培养液对出晶数和晶体大小的影响不明显;PEG 6K的浓度与MgCl2的浓度对出晶大小的影响有一定的相关性，即较低的PEG浓度在较低的MgCl2浓度下和较高的PEG浓度搭配较高的MgCl2浓度较易长出较大的晶体。虽然ΔnifZ Av1制备物的纯度达到90%以上，并且在染铁实验中表明其基本不含细菌铁蛋白，但我们在对得到的晶体进行电泳鉴定中仍然发现了一种与以前报导的砖红色晶体不同的深棕红色的细菌铁蛋白晶体，之所以颜色不同可能和所含的铁元素的氧化状态有关。不过在所鉴定的5支结晶管中只在一个管内发现了与固氮酶晶体同时存在的这种细菌铁蛋白晶体，说明通过蛋白纯度的提高减少细菌铁蛋白的含量以及晶体培养条件的优化，细菌铁蛋白晶体形成的几率就可大大降低。

Effects of micronutrients on biological treatment efficiency of textile wastewater

Micronutrients play a very important role in biological processes for wastewater treatment. Many industrial wastewaters lack in nutrients (macronutrients and micronutrients) required for microbial growth, and this is one of the main problems at many activated sludge plants treating industrial wastewater. The microbial community structure is one of the important factors controlling the pollutant-degrading capacity of biological wastewater treatment system. In this study, the concentrations of micronutrients of the textile wastewater discharged from a textile plant were determined, and the effects of micronutrients on treatment efficiency and microorganism community structure of the biological treatment system were studied. The results showed that the optimal concentrations of magnesium, molybdenum, zinc, thiamine and niacin in the textile wastewater were 5.0, 2.0, 1.0, 1.0 and 1.0mg/L, respectively. The COD removal rates when magnesium, molybdenum, zinc, thiamine and niacin were added individually to the wastewater in their optimal concentrations were 1.8, 1.4, 1.3, 1.6 and 2.2 times of that of the control, respectively. The improving effects of combinations of zinc and thiamine, zinc and niacin, thiamine and niacin were better than single micronutrient. The diversity of quinones (DQ) changed significantly after the micronutrient was added into the wastewater treatment system. This indicated that there was probably a feasibility of optimizing the biological treatment performances and microorganism community structure of textile wastewater treatment system through micronutrient supplement.

Tandem organic light-emitting diodes with an effective charge-generation connection structure

The tandem organic light-emitting diodes (OLEDs) with an effective charge-generation connection structure of Mg-doped tris(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq(3))/Molybdenum oxide (MoO3)-doped 3, 4, 9, 10-perylenetetracarboxylic dianhydride (PTCDA) were presented. At a current density of 50 mA/cm(2), the current efficiency of the tandem OLED with two standard NPB/Alq(3) emitting units is 4.2 cd/A, which is 1.7 times greater than that of the single EL device. The tandem OLED with the similar connection structure of Mg-doped PTCDA/MoO3-doped PTCDA was also fabricated and the influences of the different connection units on the current efficiency of the tandem OLED were discussed as well.

稀土与钼复合氧化物的合成、结构和电性质研究

固体氧化物燃料电池（SOFC）被称为“二十一世纪的绿色能源”。氧化忆稳定氧化错（YSZ）是目前sOFC普遍采用的固体电解质材料。由于YSZ只有在高温时（大于1000℃）才具有较高的离子导电性，而SOFC在高温时会带来一系列技术性的问题，如机械强度的不稳定、材料的老化及各构成材料之间的相互扩散等。因此，迫切需要开发在中、低温范围内（600-800℃）具有较高离子电导率（大于10-2S．cm-l）的电解质材料。在众多的候选材料中，稀土作为基体和掺杂元素的固体电解质越来越引起人们的重视。特别是萤石型化合物CeOZ、钙钦矿型化合物LaGaO3，以及阴离子空位型化合物La2MO2O9等的研究，开阔了寻找固体电解质材料的视野。本论文主要研究稀土与钥复合氧化物的合成、结构及其电学性质，希望进一步提高现有材料的导电性能和寻找新型固体电解质材料。基于母体化合物La2Mo2O9在580℃左右有一个相变点，因为存在相变点的固体电解质在实用方面（如SOFC）有很大的局限性。我们从稀土掺杂的角度出发，对母体化合物进一步改性，稳定其高温结构相。为此，我们利用改性柠檬酸盐法合成了系列化合物La2-xRExMo2O9（RE＝Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Yb）。结果发现，只有Nd和Sm可以进入La2Mo2O9中La的格位；利用本方法合成样品的温度比用固相法低250℃左右；所合成的样品粒度分布非常均匀，并且随着Nd和Sm掺杂量的增加而变大；Nd和Sm的掺杂稳定了其高温相，电导率有所提高。从而使此类固体电解质在实用方面成为可能。合成了一种新型稀土与钥的复合氧化合物Ce6MoO15，电学性质测试发现，它是一性能优良的固体电解质材料。以此化合物为母体）进行低价金属离子的掺杂取代后发现，它们的导电性又进一步地提高，进而派生出多种固体电解质体系如Ce6-6 MoO15-δ、Ce6+x Mo1-x O15-6、Ce6Mo1-xBixO16-6以及Ce6-xAxMoO15-6。（A＝Li，Ca，Sr和Ba）等。本研究工作中主要合成了Ce6-xRExMoO16-6（RE=Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Yb；x=0.0-6.0）等系列化合物，并对其进行了结构表征及电学性质测试。结果发现所有样品均为类莹石结构；样品的导电性起源于氧离子空位；在相同的温度下，样品电导率相当于或高于经典的固体电解质（如YSZ），并且样品的抗老化性能有所提高。所有这些实验事实证明，它们在中温区是一种高效氧离子导体，从而为此类化合物在SOFC中的应用奠定了基础。通过合成AgScMo2O8，尝试了一种钥酸盐固溶体的合成方法，即钥酸盐水溶液合成法。这种方法不需要加入有机物（如柠檬酸等）作为络合剂，而是通过钼酸根与金属离子之间的酸碱对效应直接合成。我们对此化合物的结构、电学性质进行研究后发现：此化合物在较低的温度即已完全成相；室温下，Agsco208为单斜结构，不同于AgLnMo2O8（Ln＝Y-Lu）；随着温度的升高，AgscMo2o8在485℃、539℃附近各有一个不可逆，可逆相变点出现。在可逆相变点出现的同时，伴随着其电导率有一个很大的突跃。