DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 研究结果 3.1. 描述性统计分析 通过SPSS16.0对数据进行分析，表1结果可以看出各变量均值、标准差以及相关系数，怀旧和社会支持正相关显著(r = 0.28， p < 0.01)，与生活满意度正相关显著(r = 0.32， p < 0.01)。感知社会支持与生活满意度正相关显著(r = 0.27， p < 0.01)。 3.2. 怀旧和生活满意度回归分析 为了进一步验证假设1，我们将怀旧作为自变量、生活满意度作为因变量，性别和年龄作为控制变量放入到模型中，通过回归分析(见表2)，我们可以发现，回归方程成立(R 2 = 0.19， p < 0.01)，怀旧的回归系数显著(β = 0.29， p < 0.01)，怀旧能够显著正向预测生活满意度。研究假设1初步得到证实。 3.3. 感知社会支持中介效应分析 采用温忠麟等人(2004)中介效应检验程序：第一步，因变量对自变量的回归，即怀旧对生活满意度的回归分析，回归系数记为c，若c显著，则表明自变量与因变量之间存在显著因果关系，则进行下一步， Table 1 Variable descriptive statistical analysi 变量 M SD 1 2 3 4 1性别 1.43 0.51 2年龄 20.31 1.67 -0.04 3怀旧 32.41 4.36 0.07 0.06 4感知社会支持 30.62 3.51 0.08 0.08 0.28 ** 5生活满意度 18.67 2.83 0.03 0.05 0.32 ** 0.27 ** 表1. 变量描述性统计分析(N = 225) 注： ** p < 0.01， * p < 0.05。 否则终止；第二步，中介变量对自变量的回归，即感知社会支持对怀旧的回归分析，回归系数记为a；第三步，因变量对自变量、中介变量的回归。即生活满意度对怀旧、感知社会支持的回归分析，生活满意度的回归系数记为c'，中介变量的回归系数记为b。若a和b都显著，且c'显著，说明部分中介，若a和b都显著，且c'不显著，说明完全中介。若a或b不显著，则需要进行Sobel检验，进一步分析是否存在中介效应。 根据表3回归分析，模型1中我们可以发怀旧对生活满意度有显著正向预测作用(β = 0.29， p < 0.01)。在模型2中，怀旧对感知社会支持有显著的正向预测作用(β = 0.23， p < 0.01)。在模型3中，加入感知社会支持后，感知社会支持和生活满意度关系显著(β = 0.21， p < 0.01)，同时怀旧和生活满意度回归系数仍显著(β = 0.24， p < 0.01)，这表明，感知社会支持在怀旧与生活满意度之间起到部分中介作用，该模型对生活满意度解释度达到了24%。 同时为了检验整个模型中介效应显著，采用Edwards (2007)提出的bootstrap方法和Hayes (2013)开发的统计软件检验整个中介模型。结果表明，95%置信区间为[−0.37， −0.03]，置信区间范围内不包括0，因而模型的中介效应显著。
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user: 4. 结论与讨论 研究结果发现，大学生怀旧心理与生活满意度正向关系显著，与感知社会支持正向关系显著，感知社会支持在怀旧和生活满意度关系中起到中介作用。大学生在学校不仅面对学业压力，还有生活以及工作上压力，心理素质不成熟容易产生消极情绪，影响个体身心健康发展。怀旧是对过去美好事物，尤其是与亲密朋友、家人美好过去的回忆，能够增强个体心里安全感(Waytz & Epley， 2012)，获得较高社会支持感知，从而提高个体生活满意度。 已有研究表明，焦虑、紧张、孤独、社会排斥等都会诱发个体怀旧倾向(陈欢，毕圣，2016)，大学生缺少心理资源以及经验去应对复杂的社会压力，容易产生怀旧倾向，寻找心理安慰和支持。尤其是回忆 Table 2 Nostalgic and life satisfaction regression analysi 预测变量 B 标准误 Beta F t 常数 2.54 0.21 8.94 ** 怀旧 0.32 0.05 0.29 23.58 ** 6.83 ** R 2 0.19 表2. 怀旧与生活满意度回归分析表 注： ** p < 0.01， * p < 0.05。 Table 3 Perceived social support mediation in nostalgia and life satisfaction relationship analysi 模型1 模型2 模型3 自变量 因变量 生活满意度 感知社会支持 生活满意度 怀旧 0.29(c) ** 0.23(a) ** 0.24(c’) ** 感知社会支持 0.21(b) ** F 23.58 ** 18.41 ** 25.36 ** R 0.19 0.16 0.24 R 2 0.04 0.03 0.06 表3. 感知社会支持在怀旧和生活满意度关系中介分析 注： ** p < 0.01， * p < 0.05。 与自己关系重要人(亲人、朋友、爱人等)的社交经历以及情感体验，能够帮助个体增强与他人的联结，提高个体社会支持感，尤其是情感方面的支持，从而有更多心理资源和满足(许小阁，2013)，进而维持较高水平的生活满意度和积极情感体验。这些结果表明，良好的社会支持感知以及积极的怀旧心理对于大学生群体应对压力和挑战具有重要意义，也有助于促进大学生身心健康发展，对生活保持乐观态度。 研究也存在不足，研究采用学生被试，样本局限外部效度较低，未来可拓宽研究对象，分析成年人怀旧心理与生活满意度关系。研究方法上由于怀旧是一种动态心理状态，一次性调查很难捕捉个体怀旧心理变化，因此，未来可进行纵向研究，加入时间变量进行追踪。本研究从积极心理学角度探讨怀旧的积极作用，但是也有研究表明，长期怀旧导致个体沉湎过去，消极逃避现实(Zhou， 2012)，怀旧的消极作用也不容忽视，所以未来研究需要对怀旧进行区分，分别探讨两种类型对于个体心理和行为产生的影响，丰富怀旧研究。
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user: 摘 要 根据溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总氮、总磷的实测数据，本文基于BP神经网络对尼尔基水库水质进行了综合评价，评价结果表明：近年来水库水质介于IV至V类之间。水库库尾水质较库中和坝前水质略好，汛期水质与非汛期水质差别不大，介于IV至V类之间，水库水质污染问题尚未得到有效解决。BP神经网络综合评价方法相较于传统的单因子评价方法，评价结果更为客观、合理。 关键词 :BP神经网络，水质综合评价，尼尔基水库，单因子评价 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 绪论 尼尔基水库位于黑龙江省与内蒙古自治区交界的嫩江干流上，是嫩江上游一座重要的控制性水利枢纽，集水面积为6.64万km 2 ，占嫩江流域面积的22.4%。水库总库容86.11亿m 3 ，坝址处多年平均径流量104.7亿m 3 ，占嫩江流域的45.7% [ 1 ] 。尼尔基水库是以防洪、城镇生活和工农业供水为主，结合发电，兼有改善下游航运和水环境，并为松辽地区水资源的优化配置创造条件的大型控制性工程。近年来，随着流域内经济的快速发展，农业耕种强度与范围不断加大，大量点源与非点源污染物进入水体，对尼尔基水库水质安全构成严重威胁。鉴于尼尔基水库在松辽流域的重要地位，采用科学方法评价其水体质量，为水库水污染防治工作提供科学依据，具有重要的实际意义。 湖库水质综合评价是水环境治理中重要的基础性工作，评价的合理性会直接影响决策方案的制定与防治措施的执行。当前水质评价的方法主要有单因子评价法、综合指数法、模糊数学法、灰色系统评价法等 [ 2 ] 。尽管各评价方法各具优点，但大都需要构造隶属函数或确定权值。而隶属函数的构造和权值的计算具有较强的主观性，一些情况下会导致评价结果与实际情况不符，如夸大水体的污染程度等 [ 3 ] [ 4 ] 。BP (Back-Propagation Network，简称BP网络)算法是人工神经网络中最重要的网络之一，也是迄今为止应用最为广泛的网络算法之一 [ 5 ] 。BP人工神经网络相较于传统的水质综合评价方法，不需要构建隶属函数，且无需精确描述级别区间内的变化特征以及人的主观性等不可控因素。其根据“黑箱”原理进行学习训练，通过各个单元之间的输入输出变量进行相互关系的修正，从而得出满足条件的神经网络 [ 6 ] 。BP神经网络因运行简单、结果客观合理、准确度较高的特点得到广泛应用 [ 7 ] [ 8 ] 。本文利用2011~2015年的尼尔基水库坝前、库中、库末三个断面汛期与非汛期的实测数据，应用BP神经网络对尼尔基水库水质进行综合评价，评价结果可以为水库水污染防治与水资源保护提供科学依据。
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user: 2. BP神经网络的构建 BP网络模型为反向传播网络模型，是目前ANN中应用最为广泛的一种模型。它由输入层、输出层和隐含层3个层次组成，不同层神经元之间均为单向连接，各层之间包含权值与阀值。数据由输入层输入，经过隐含层处理后通过输出层输出，若输出结果与预期输出存在误差，则会调整为反向传递并将误差值按连接路径逐层反向传播，并修正各层连接权值与阀值，直至输出结果与预期结果的误差满足要求 [ 9 ] 。 2.1. 评价指标的选取与数据 本文根据《地表水环境质量标准》选取溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总磷、总氮作为水质评价因子。 溶解氧是水质评价中的一项重要指标，生物与物理化学反应大部份都需要氧的参与，尼尔基水库在各断面五年内溶解氧含量均较高(图1)；磷是藻类生长的必要元素，磷含量以多种方式影响着水质的优劣，尼尔基水库五年中总磷含量差异显著，磷含量普遍偏高。高锰酸盐指数与化学需氧量都是水体中有机物被氧化的需氧量，不同之处只是在于测定所应用的试剂不同从而导致结果不同，监测数据显示：高锰酸盐指数与化学需氧量的变化趋势相近，尼尔基水库高锰酸盐指数与化学需氧量的值均较高(图2)。氮是生物生长所需的主要元素之一，氨氮是可以直接被植物所吸收的营养物质，尼尔基水库氨氮与总氮变化趋势相近，氨氮含量较低，总氮含量相对较高(图3)。 2.2. BP神经网络模型的建立 本文选取溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总磷、总氮作为评价因子，因此确定输入层神经元个数为6个。在选取隐层结点数时，隐层节点过多会导致过拟合，降低网络的泛化能力或者导致网络收敛过慢；隐层节点过少则可能达不到精度的要求，因此需要通过反复试验来确定隐层的结点数。本文采用Kolmogorv定理以及实验确定隐含层单元数 [ 10 ] 为5；输出层节点为1。本文BP神经网络模型结构为“6-5-1”，如图4所示。 根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，选取表1中的水质指标数据作为训练样本。表1中，根据实际条件，利用取极值的思想人为假设I类水最优时水质因子溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总磷、总氮数值分别为15 mg/L，0 mg/L，0 mg/L，0 mg/L，0 mg/L，0 mg/L，并根据部分文献对黑臭水体限值的取值，取劣V类水质上限为1 mg/L，25 mg/L，50 mg/L，4 mg/L，0.4 mg/L，3 mg/L。增加了劣V类水质的上限，使 图1. 尼尔基水库2011~2015年溶解氧与总磷含量 BP神经网络水质综合评价可以评价黑臭水体，而增加最优I类水的数值，是为了丰富训练样本，使BP网络输出结果更稳定，准确。利用Matlab2010a编写算法程序，对前文构建的网络模型进行学习训练。经过反复测试，笔者确定训练目标为1e−3，训练速率为0.05，动量前系数0.5，其余参数取默认值。对程序进行循环运算300次，保存最优的训练好的神经网络，得出网络的输出值，如表1所示。样本实际输出结果与预期输出结果比较，误差在允许范围内，训练后的BP神经网络模型合理。 图2. 尼尔基水库2011~2015年高锰酸盐指数与化学需氧量含量 图3. 尼尔基水库2011~2015年氨氮与总氮含量 图4. 尼尔基水库水质BP神经网络评价示意图 Table 1 Evaluation factor and expected output valu 水质类别 溶解氧 高锰酸盐指数 化学需氧量 氨氮 总磷 总氮 BP预期输出值 BP实际输出值 15 0 0 0 0 0 1 1.03 I 7.5 2 15 0.15 0.01 0.2 2 2.03 II 6 4 15 0.5 0.025 0.5 3 2.90 III 5 6 20 1 0.05 1 4 4.01 IV 3 10 30 1.5 0.1 1.5 5 4.99 V 2 15 40 2 0.2 2 6 5.99 劣V 1 25 50 4 0.4 3 7 6.99 表1. 评价因子与期望输出值
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user: 3. 尼尔基水库水质评价 将尼尔基水库2011-2015年的水质因子实测样本分别利用神经网络进行仿真，若输出值在区间[1，2)内，水质类别是I类水质，在区间[2，3)内，水质类别是II类水质，在区间[3，4)内，水质类别是III类水质，在区间[4，5)内，水质类别是IV类水质，在区间[5，6)内，水质类别是V类水质，在区间[6，7)内，水质类别是劣V类水质。对五年中坝前、库中、库末三断面的BP神经网络评价见表2、表3 (由于国内现行单因子评价方法，其评价结果被人们广泛接受，所以此处以单因子评价作为参考)。 从表2、表3可以看出：1、单因子评价结果与BP神经网络评价结果变化趋势相同，并且神经网络评价结果优于单因子评价；2012年7月BP神经网络评价与单因子评价结果相差较大，其原因在于当时高锰酸盐指数、化学需氧量较高，达到IV类水质标准，但是其余水质因子较为良好，利用BP神经网络进行综合评价为II类水质，其结果是可信的；2011年7月库末BP评价结果为7.17，明显大于其余评价结果，通过数据分析，在2011年7月库末断面，总磷含量严重超标，即认为BP神经网络评价结果也是可信的。2、近五年中，单因子评价尼尔基水库水质多数是V类、IV类水质，BP神经网络评价水质多是III、IV、V类水质，总体来说，2011年尼尔基水库水质污染较为严重，五年来水质明显改善，至2015年各断面水质接近III类水体，但水污染治理仍需进一步加强。3、尼尔基水库坝前、库中、库末三断面水质相差不大，水质污染呈现面源污染特征。4、汛期与非汛期水质评价结果近似，水质在一年中随季节没有显著变化。
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user: 4. 结论 BP神经网络模型评价结果与单因子评价结果其变化趋势基本一致，同时其对于异常值的反应十分灵敏，评价结果客观可信。利用BP神经网络评价水质的方法，避免了传统综合评价的人为主观性，评价结果更客观、准确，相较于其他传统评价方法，其输出值可以区分同一类别水质的好坏，更好的表征水体的质量状态。相较于传统的综合评价方法，BP神经网络评价方法无需构建复杂的参数方程，评价结果更为可靠。BP神经网络评价结果表明：尼尔基水库水质总体较差，近年来水质明显改善，水体多数为III、IV类水质。 Table 2 Synthesis evaluation of water quality in flood seaso 时间 坝前BP神经网络评价 坝前单因子评价 库中BP神经网络评价 库中单因子评价 库末BP神经网络评价 库末单因子评价 2011.7 5.76 V 5.09 V 7.17 劣V 2012.7 2.25 IV 2.25 IV 2.43 IV 2013.7 3.03 V 3.14 V 4.77 V 2014.7 2.56 III 4.35 IV 5.7 V 2015.7 3.18 IV 4.14 IV 3.71 IV 表2. 尼尔基水库汛期水质综合评价 Table 3 Synthesis evaluation of water quality in Non-flood seaso 时间 坝前BP神经网络评价 坝前单因子评价 库中BP神经网络评价 库中单因子评价 库末BP神经网络评价 库末单因子评价 2011.10 5.68 V 5.92 劣V 4.93 V 2012.10 2.83 III 3.68 IV 4.49 V 2013.10 4.2 V 3.67 IV 5.54 V 2014.10 4.23 IV 3.6 IV 3.73 IV 2015.10 3.16 IV 3.61 IV 4.21 IV 表3. 尼尔基水库非汛期水质综合评价
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user: 摘 要 腺病毒是引起人类呼吸道疾病的主要病毒之一，了解目前最有效、快捷的腺病毒检测方法有助于加强腺病毒感染的监测，及时发现疫情并掌握病毒流行趋势，为迅速采取有效措施提供保障。本文对目前实验室、临床常用的人腺病毒分子生物学检测方法的原理、特点和应用等进行了综述。 关键词 :腺病毒，PCR技术，分子生物学检测 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 腺病毒是无包膜的DNA病毒，直径为70~100 nm，二十面体对称结构，有252个壳粒。其中有240 个非顶角壳粒，称为六邻体(Hexon)，六邻体作为腺病毒主要的中和抗原蛋白，可刺激机体产生抗体，抑制病毒体构象的改变，从而中和病毒体 [ 1 ] 。除六邻体外，二十面体的顶角壳粒为12个五邻体(penton)，每个五邻体由基底和伸出表面的一根末端有顶球的纤突(fiber)组成。人腺病毒(human adenovirus， HAdV)是Rowe， W.P.在1953年从小儿扁桃体中分离得到的，属于腺病毒科、哺乳动物腺病毒属，是一种感染人体的常见病原体。研究资料显示，至今为止已发现72个腺病毒型别，国际病毒分类学委员会(ICTV)将人腺病毒划分为A~G共7个种，其中A和F种主要引起消化道感染，C、E和部分B种是呼吸道疾病的主要病因，其他B种引起尿路感染，D种是角膜炎、结膜炎的主要病因 [ 2 ] ，F和G种为肠道ADV，此外腺病毒还会引起移植免疫缺陷疾病、脑炎及肥胖症等多种疾病。 目前，分子生物学检测技术以其高灵敏、高特异、快速的特点日渐成熟，以核酸扩增为主的多种分子诊断技术，大大缩短了检测的时间，在许多临床及实验室已逐步替代传统技术，成为病毒检测的新一代方法。同时随着基因芯片，下一代测序等技术的发展，使快速、灵敏、特异、高通量检测成为了可能。下面对人腺病毒分子生物学常用检测技术做一综述，旨在了解目前人腺病毒最有效、快捷的检测方法，为一线检测工作者提供参考。
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user: 2. 传统PCR技术 2.1. 普通PCR(General PCR) 普通PCR技术是以目的基因为模板进行DNA的体外合成，特异性依赖于靶序列两端互补的寡核苷酸引物，经过多次循环，可在短时间内获得大量目的基因。检测腺病毒适用的临床标本类型包括咽拭子、鼻咽灌洗液、粪便及血液标本等，主要扩增区域为hexon的保守区基因，也有将fiber或va (VA RNA)基因作为扩增靶序列以达到进一步分型的目的 [ 3 ] [ 4 ] 。如以腺病毒hexon蛋白核酸为例，进行普通PCR扩增，经变性、退火、延伸的数次循环后，使扩增产物在琼脂糖凝胶中电泳，在紫外灯下观察是否有相应大小的条带，最终测序结果经BLAST序列分析确定其型别 [ 5 ] 。随着通用引物PCR的研究，现已成功设计出腺病毒通用的、特异的且扩增产物具有腺病毒型别特异性的引物，用该引物建立的PCR方法检测呼吸道标本中的腺病毒DNA具有灵敏和特异的特点，适用于临床常规诊断腺病毒感染 [ 6 ] [ 7 ] 。 普通PCR技术简单经济，为现代分子生物学检测技术打下了基石，多数实验室均可应用，便于推广。但随着技术的发展，由于其检测时间较长、易污染且无法准确定量等原因，正逐渐被其他衍生方法所替代。 2.2. 实时荧光定量PCR (Quantitative and Real-Time PCR) 实时荧光定量PCR是一种在DNA扩增反应中，以荧光化学物质实时监测和连续分析荧光信号，并通过绘制标准曲线来分析聚合酶链式反应循环后不同时期扩增产物的量。Morozumi， M.等人 [ 8 ] 应用该方法快速鉴定了儿科呼吸道腺病毒感染患者，证明该方法不但有非常高的灵敏度，而且避免了使用不必要的抗生素，还可以预防与HAdV相关的疾病爆发。目前，美国食品和药物管理委员会(FDA)已经批准了基于实时PCR技术的Luminex xTAG REV Fast检测方法，同时Light Cycler [ 9 ] 和TaqMan [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] 等方法都已被用于鉴定HAdV。 该方法操作方便、省时省力，重复性好，灵敏度和特异度高，适用于人腺病毒的日常监测和暴发疫情的应急诊断。但由于运用了封闭的检测，因此也就不能监测扩增产物的大小，同时因为荧光素种类以及检测光源的局限性且实验成本比较高，限制了其广泛的应用。 2.3. 环介导等温扩增法(Loop-Mediated Iso-Thermal Amplification， LAMP) LAMP技术是近年来使用较多的一种核酸扩增技术，其特点是针对靶基因的6个区域设计4种特异引物，包括两条内引物和两条外引物，在一种特殊的链置换DNA聚合酶的作用下，60℃~65℃恒温扩增，以双链DNA中的一条链为模板合成新链，并将另外一条链替换掉，15~60min左右即可，效率可达10 9 ~10 10 个数量级。Li F等人 [ 12 ] 根据腺病毒六邻体基因序列设计特异性LAMP引物，使用实时浊度仪对所建立的LAMP方法进行特异性与灵敏度评估后，对3、7、14型腺病毒分离株共11株进行了检测，随后采用直接免疫荧光法(OFA)鉴定腺病毒阳性和阴性的呼吸道标本，结果证明LAMP是一种快速可靠检测儿童急性呼吸道腺病毒感染的方法。 这种方法所需设备简单，扩增效率高，耗时短，具有特异性强、灵敏度高，不需要特殊的仪器和试剂，结果可视化等优点，此外对操作人员的熟练度和专业水平要求不高，使该方法特别适合基层或者实验条件较差的实验室进行病原微生物的快速检测。但LAMP技术也需要进一步改进与完善，如引物设计复杂且易被污染，以及反应试剂的保存运输等方面。
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user: 3. PCR衍生技术 3.1. PCR结合酶联免疫吸附试验技术(Pcr-Enzyme Linked Immunosorbent Assay， PCR-ELISA) PCR-ELISA技术是将免疫学反应和PCR技术相结合而创建的一种检测技术。它把抗原抗体反应的高特异性和聚合酶链反应的指数扩增能力有机结合起来。Metzger-Boddien C等人 [ 13 ] 利用PCR-ELISA技术成功从64个急性胃肠炎患者的粪便标本中，检测出26个样本中有腺病毒，并证明了相对于传统ELASA和病毒分离培养方法，PCR-ELISA是一种从粪便样品中检测肠道腺病毒的快速、灵敏、可靠的技术。 该方法对仪器要求较低，只要有扩增仪和酶标仪就可以进行，需要的样本量很小，节省时间，且易于自动化操作。相对于其他传统方法，无论是灵敏度、特异度、准确度上都是很大的提高，为病毒的早期检测提供了一个可行的平台。缺点是操作过程中易引起环境和交叉污染，易出现假阳性，每一环节都影响它的敏感性和特异性，因此探索最佳反应条件，简化步骤，实现标准化，商品化生产，使之易于在常规实验室推广至关重要。 3.2. 多重PCR结合反向斑点杂交技术(Multi-Plex Pcr-Based Reverse line blot Hybridization， mPCR-RLB) 多重PCR结合反向斑点杂交技术是在基因水平建立的一种快速的常见呼吸道病毒的检测方法。通过对腺病毒DNA的同源性比较，可在其基因序列的保守区(如六邻体蛋白基因)设计出特异性引物，引物的5'末端用生物素标记；探针的5'末端用氨基标记，将探针固定在尼龙膜(或硝酸纤维素膜)上，将带有生物标记素的引物与探针特异性结合，利用非放射性的酶显色反应显示杂交结果。北京儿童医院 [ 14 ] 利用mPCR/RLB技术检测包括人腺病毒(Adv)、呼吸道合胞病毒(RSV)、人流感病毒(A、B型)、人副流感病毒(1、2、3型) 7种病毒株，均得到相应的目标扩增产物，扩增条带清晰，并且彼此之间没有交叉反应，与目标片段一致。 该方法通过反向斑点杂交可显著提高反应效率、缩短反应时间，有效解决扩增片段大小的局限，减少干扰，大大提高了特异性和敏感性，同时该技术所需成本低，一次检测标本数可达多份，适合对混合感染病原体进行高通量检测 [ 15 ] [ 16 ] 。不足之处主要是非扩增引物或引物二聚体产物与探针结合导致的假阳性信号、探针结合点突变可能导致信号弱或不存在等问题，在实验中应特别注意。 3.3. 靶序列富集多重扩增技术(Target Enriched-Multiplex PCR， Tem-PCR) Tem-PCR技术是能在一个反应体系中同时对多种靶基因高度敏感和特异的扩增，首先富集模板，通过使用非常少量的特异性引物进行靶序列富集，以减少引物二聚体形成和非特异性背景，来增加测定特异性。在模板富集后，使用一对具有高亲和力的高浓度超级引物来提高灵敏度，进行高效指数扩增，同时使产物带有生物标记素，最后以液相芯片技术进行高通量的多重检测。Johnson D等人 [ 17 ] 应用Tem-PCR原理的ResPlex II版本1.0面板检测含有腺病毒，流感病毒，副流感病毒(1~3型)，呼吸道合胞病毒，鼻病毒等多种标本，结果表明ResPlex II结果与传统检测方法的总体一致性为97.7%，证明了ResPlex II板1.0面板是检测常见呼吸道病毒的快速和准确的方法，而且还可以检测出传统病毒培养方法不能检测到的病毒。 Tem-PCR技术克服了传统多重PCR检测腺病毒等呼吸道疾病的缺点，如靶点不兼容、特异性和敏感性差、扩增不均衡等。可在一反应管内对多个目标基因进行高效特异的扩增，是目前快速、可靠的多重PCR技术。但仍有不足之处，如检测时打开PCR反应管可能会造成实验室污染和假阳性可能，病毒各型保守区核苷酸序列存在不同程度变异等，因此还有待于进一步优化。
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user: 4. 其他技术 4.1. 依赖连接反应的多重探针扩增技术(Multiplex Ligation-Dependent Probe Amplification， MLPA) 依赖连接反应的多重探针扩增技术是针对待测核酸靶序列进行精确的定性和定量分析，现已广泛应用于基因诊断。其特色在于扩增仅针对完成连接的探针而非样本靶序列，只有当特异性探针与靶序列完全互补时，2条探针才能被连接酶连接形成单链扩增，而每1对探针的扩增产物长度都是唯一的，借助毛细电泳可对扩增产物进行分离和鉴别，确保了其极高的特异度。目前欧洲已通过一种基于MLPA的检测方法Respi Finder assay，可同时检测包括腺病毒、流感病毒、副流感病毒、呼吸道合胞病毒等在内的15种呼吸道病毒，具有理想的灵敏度和特异度 [ 18 ] [ 19 ] 。 与其他分子诊断技术比较，MLPA灵敏度及特异度方面均有很大的优势，且操作简单，重复性好，无需特殊设备。缺点是在检测时间方面，只能保证在24 h内给出结果，无法作为快速诊断手段。 4.2. 基因芯片技术(Gene Chip) 基因芯片是近年来生物高新技术领域发展起来的一项技术，原理是将大量探针分子固定于支持物上后与标记的样品分子进行杂交，通过采集各采集点杂交信号强度，辅以计算机软件进行图像信息分析处理。崔鹤馨等人 [ 20 ] 建立了一种可同时特异性检测样品中低滴度的腺病毒、鼻病毒以及呼吸道合胞病毒的基因芯片，有望为临床提供确诊依据。 基因芯片技术因高通量化、微量化及快速简便的特点广泛应用于病毒病快速有效的筛查和诊断，具有传统的病毒检测技术无法比拟的优势。缺点是其成本较高，芯片制作技术复杂，目前不宜在基层推广使用。 4.3. 下一代测序技术(Next Generation Sequencing Technology) 下一代测序技术有助于人们更全面、更深入地分析基因组、转录组及蛋白质之间交互作用组的各项数据。一代测序技术是将短寡聚核苷酸充当引物来合成与模板互补的新的DNA链。用双脱氧核苷酸(ddNTP)作为链终止试剂，通过聚合酶的引物延伸产生一系列长度不等的多核苷酸片段再进行分离的方法。下一代测序技术在其基础上，用不同颜色的荧光标记四种不同的ddNTP，当DNA聚合酶合成互补链时，每添加一种ddNTP就会释放出不同的荧光，根据捕捉的荧光信号并经过特定的计算机软件处理，从而获得待测DNA的序列信息。石伟先，申红卫等人 [ 21 ] 应用此技术对北京地区社区获得性肺炎病例中呼吸道病毒的流行情况进行分析，成功筛查腺病毒、流感病毒、鼻病毒、副流感病毒等14种呼吸道病毒。 该技术为高通量检测技术，具有较高的灵敏度、特异度，检测结果能全面地反映临床患者的病毒感染情况，在多种病原体的检测和流行病学的暴发调查中有广泛的应用前景。不足之处是单个样品的检测成本较高，实验操作较繁琐，且在几个相同碱基连续出现的情况下，计算机易出现误读等情况，检测时要格外小心。 近年来，腺病毒感染暴发时有发生，所致急性呼吸道感染传染性强、疫情发展快，部分病例病情严重。由于呼吸道病毒种类繁多、感染症状相似、容易突变，且影像学表现缺乏特异性等特点，使病原学证据在临床诊断和流行病监控中十分重要。但由于传统病毒检测技术存在明显缺陷，如病毒分离技术虽然为病毒感染诊断的金标准，但是检测时间需要几天甚至几周，且病毒分离成功与否与临床标本的质量和标本来源密切相关，分离结果也需要有经验的实验人员判定，使得该方法很难用于临床治疗的指导；经典的免疫学检测方法如免疫荧光，ELASA技术等，因需要的实验设备简单，在临床及基层疾控部门应用较广，但有抗原检测灵敏度低与抗体检测滞后性等问题，且易受人为因素干扰，所以不利于急性传染病爆发时对患者的及时治疗与传染范围的及时控制。因此如何实现特异性强、灵敏度高、操作简便，经济合理，实时快速，安全无污染的腺病毒检测方法，是值得思考和深入研究的问题。
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user: 摘 要 三氧化钨(WO 3 )是一种重要的n型半导体材料。纳米WO 3 具有优越的光电性能，在太阳能电池、光电器件、光催化、传感器材料等领域有广泛的应用前景。本文总结了纳米三氧化钨的性质、制备方法和应用进展，并对其研究前景进行了展望。 关键词 :三氧化钨，性质，制备，应用 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 二十世纪八十年代以后，纳米技术开始飞速发展。纳米材料因为其小尺寸，表面原子比例相对大，表面不饱和键较多，而呈现出小尺寸效应、量子尺寸效应、量子效应、表面和界面效应等许多特殊的效应。这些独特性能(如宏观量子隧道效应、介电效应等)，不仅使其在各个领域得到广泛应用，如力学、热学、电子学等，更让其成为了研究潮流。 WO 3 作为一种间接带隙半导体(Eg = 2.5~2.8 eV)材料，能吸收12%的太阳光，波长近500 nm的可见光。WO 3 的宽带隙和窄的禁带宽度，使其在可见光条件下，具有良好的光电响应性能，成为比TiO 2 优越的光催化分解水的光电化学材料 [ 1 ] 。此外，与α-Fe 2 O 3 和TiO 2 相比，WO 3 也具有较好的耐光腐蚀能力，在太阳光的照射下酸性环境中稳定性较好(Ph < 4)，WO 3 具有适度的空穴传输长度，因而也具备了良好的载流子传输性能 [ 2 ] 。运用先进纳米技术可制备形貌更加良好、性能更加优异的纳米三氧化钨(WO 3 )，使其在太阳能电池、半导体光电器件、光催化、传感器材料等领域有广阔的应用前景，目前已受到国内外许多研究者的广泛关注。
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user: 2. 三氧化钨的性质 2.1. WO 3 的光催化性质 光催化是半导体纳米材料的特殊性能之一，指在一定范围波长的光照条件下，半导体纳米材料吸收的能量大于其禁带宽度的光子后，价带中的电子被激发穿过禁带从价带跃迁到导带，产生具有还原性的电子和具有氧化性的空穴，把吸附在催化剂表面的有机物大分子降解为CO 2 和小分子有机物。近年来，光催化材料研究的热门是TiO 2 、WO 3 。TiO 2 的禁带宽度为3.2 eV比较大，激发的波长在紫外光范围内，对可见光的转化效率较低；WO 3 的禁带宽度较窄在2.5~3.0 eV之间，相应的吸收波长在460 nm以下，在可见光的范围内。WO 3 的光催化性能主要是导带、价带、禁带及激发光源四种之间的一个转换。在可见光照射下，WO 3 会产生大量的光子，当这些光子的能量大于等于带隙能，足够其进行一次跃迁，那么电子就穿过禁带从价带跃迁到导带。结果大量具有还原性的光生电子(e − )聚集在导带底部；价带上就会形成大量具有氧化性的光生空穴(h + )，因此具有光催化能力。 2.2. WO 3 的电致变色性质 电致变色是指在外加光电压的作用下，物质的颜色发生可逆变化的现象。WO 3 是一种发现早、研究深入、应用广泛的电致变色半导体材料，它具有良好的化学稳定性、无毒、着色与褪色之间光学属性差值大、循环使用寿命较长等优点。WO 3 应用于电致变色时，在光电压刺激下，其电子发生转移而造成W原子价态在W 6+ 离子与W 5+ 离子之间相互转换，宏观表现为三氧化钨的颜色由淡黄变为深蓝。国内外目前研究较多的变色模型为双注入理论(Faughnan模型)、氧空位色心理论(Deb模型)、小极化子模型(Schirmer模型)、Bechinger模型和自由载流子模型等。其中双注入理论模型为大多数研究者所接受的理论模型，其电致变色原理类似于充放电的过程。 2.3. WO 3 的气敏性质 气敏性主要是所测气体与气敏性材料表面的作用，引起材料表面电子和载流子的迁移，最终改变气敏材料的导电率从而可以检测到特定的气体。WO 3 作为一种高灵敏度气敏材料，具有响应和恢复时间短、响应温度合适、易于测量和控制、价格低廉等优点，可以应用于NO x 、H 2 S、H 2 和NH 3 等气体的检测。 当三氧化钨WO 3 与空气中的H 2 、NH 3 等还原性气体接触时，还原性气体和氧离子发生反应，氧离子会释放电子，导致氧化钨表面的传导电子数增加，电导率增加，从而可以检测到这些还原性气体。发生的反应为： 当三氧化钨WO 3 与空气中的N 2 、NO 2 等氧化性气体接触时，这些氧化性气体会吸附电子，使得氧化钨表面的传导电子减少，电导率降低。发生的反应为：
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user: 3. 纳米三氧化钨的制备方法 目前常用的纳米三氧化钨的制备方法有许多种，例如溶胶凝胶法、水热法、溶剂热法、气相沉积法、电沉积法、微波法和模板法等。对不同的制备方法有不同的优点和缺点，所以在进行纳米三氧化钨制备时，要灵活选择适当制备的方法，以达到相应的实验目的。 3.1. 溶胶凝胶法 溶胶凝胶法是属于湿化学法的一种，是采用有机或无机盐试剂为原料(前驱体)，再加入能使前驱体成核和产生凝胶化的溶液，从而形成稳定透明的溶胶液体系。经过陈化作用后，溶胶液体系中的胶粒间缓慢的发生聚合，形成凝胶，然后在一定的温度下高温烧结得到所需的物相。 溶胶凝胶法制备三氧化钨纳米材料有以下4种途径：1) 钨醇盐的水解；2) 溶胶凝胶法；3) 通过钨粉和过氧化氢的反应制备前驱液；4) 聚合物法。如采用溶胶凝胶法可获得壁厚约为10 nm的纳米管阵列，形貌高度整齐。该法还可制备具有分布均匀、高度取向特点的三氧化钨水合物纳米线阵列。溶胶凝胶法拥有组分用量精确可控、高度均匀、反应温度较低、制备出的薄膜面积大等优势。制备出来的溶胶可以通过电化学沉积法、浸渍法、旋涂法等工艺方法在模板的作用下制备所需的纳米结构如纳米线、纳米管等。但是溶胶凝胶法也具有处理时间太长，工艺太过复杂，涂层厚度及均匀性都难以准确控制的缺点。 3.2. 水热法 水热法又称为热液法，是一种比较典型的液相化学法，其反应装置是由金属外壳制成的高压反应釜和聚四氟乙烯材料制成的内胆构成，反应原料为溶液，在高温、高压的密封反应釜内进行的液相化学反应。在水热法中控制因素有反应的温度和时间、原料的选取和溶液的浓度配比等，不同的条件下，产物的差别巨大。现在，利用水热法，三氧化钨材料可以制备成纳米空心球、纳米棒、纳米管、纳米线、纳米片等各式各样的零维、一维、二维纳米结构。例如，用草酸作为添加剂用水热法可得到纱锭状的纳米WO 3 材料；用Na 2 WO 4 和CTAB为原料用水热法在720℃下，可制备出了形貌良好的WO 3 纳米线，其直径为10~50 nm长为几微米。另外，借助氨水、氢氧化钠、钨酸钠、乙二胺四乙酸和盐酸等为原料可制得氧化钨纳米棒，结果发现温度、时间和添加剂种类等不同工艺参数对其形貌均有影响。Xiao Z D等 [ 3 ] 以Na 2 SO 4 辅助剂在120℃~180℃下水热12~24 h制备了立方相的WO 3 纳米棒。Gu Z J等 [ 4 ] 在180℃下水热反应24~48 h制备了直径在25~50 nm、长为几微米的六方相WO 3 纳米线。水热法的实验操作简单可控、成本低，得的产物纯度高、内部缺陷低、晶型好，但是由于其是在反应密闭的容器中进行的，因此无法观察其生长过程，高温高压的条件下可能存在安全隐患。 3.3. 电沉积法 电沉积法是在外加电场的作用下将电解形成的前驱体修饰到工作电极的表面，进而沉积成薄膜。例如将钨酸钠转化为钨酸溶胶，再采用沉积法获得性能良好的WO 3 薄膜，或者将钨粉和双氧水反应获得聚钨酸溶胶，再向聚钨酸溶胶中加入钴盐、钼盐，采用电沉积的方法得到比传统的WO 3 薄膜性能更优异的多种金属的复合薄膜。Baeck等人 [ 5 ] 用异丙醇作为表面活性剂，制备了大比表面积的介孔WO 3 薄膜，光催化实验结果显示其表现出了良好的光催化活性。电沉积法设备简单，实验操作条件可控，然而制备条件较为苛刻，不能制备大面积的WO 3 薄膜。 3.4. 模板法 模板法是一种制备纳米材料最为普通简单的方法，利用模板自身的限域调控能力，得到一定形貌和大小的纳米材料。Artzi-Gerlitz等人 [ 6 ] 用商用的多孔氧化铝做为模板，获得了具有管式结构的三氧化钨薄膜；Zhu K等 [ 7 ] 用SBA-15为模板获得了四方相的三氧化钨纳米线。Chen等 [ 8 ] 用不同直径的PS球作为模板，制出拥有大小不同孔径三维有序的三氧化钨多孔薄膜。模板法应用范围广泛，是制备纳米材料如纳米线、纳米管的有效技术，但是在模板与产物进行分离时，容易造成纳米材料的损伤，且用模板法合成纳米材料时大部分反应速率过低。
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user: 4. 纳米三氧化钨的应用 4.1. 光催化 近年来，环境污染问题日益突出，利用半导体氧化物的光催化技术降解有机污染物具有清洁无毒、能源利用效率高、不产生二次污染和工艺流程简单等优点而备受研究者们的青睐。TiO 2 因其具有超强的氧化能力，无毒，无二次污染而成为常用的除污催化剂，但是TiO 2 的带隙较宽为3.2 eV，只能通过波长小于400 nm紫外光激发，光生电子和空穴容易复合，导致对太阳光的利用率较低，限制了其在光电化学领域的应用。而WO 3 的禁带宽度较窄(2.4~2.8 eV)，具有优良的电子传输性能和光电化学性质，能够被可见光所激发而起到催化降解的作用。Wang等人 [ 9 ] 对比了无定形WO 3 薄膜和纳米晶WO 3 薄膜的光电效应和光催化效率，发现WO 3 可以高效选择性催化许多常态下较难发生的化学反应。将氯化氢气体匀速倒入钨酸钠溶液，可得到直径为30 nm的WO 3 纳米颗粒，在pH为7，WO 3 浓度1.5 g/L，光照6小时，苯酚的降解率为89.64%。或者通过水热合成法制备纳米WO 3 粉体，然后450℃退火处理1 h，可明天提高对罗丹明RhB溶液以及甲醛的光催化降解效率。 作为光催化材料的WO 3 不仅可以降解水中的有机污染物还可以将空气中的硫化氢、臭氧、氮氧化物等有害气体分解为H 2 O、CO 2 等无害气体从而达到净化空气的作用。通过溶胶–凝胶法制备出了WO 3 •H 2 O纳米线阵列，其光催化降解甲醛速率是块体的2.4倍的。 4.2. 气敏传感器 气敏传感器是一种检测特定气体并且能够把被检测气体的浓度通过一定的对应关系转换成电学信息输出的传感器。由于WO 3 对氧化性气体和还原性气体都表现出优异的气敏特性，使得氧化钨基气敏传感器得以迅速发展。氧化钨基气敏传感器具有灵敏度高、稳定性好、选择性好、响应恢复时间快、制备简单等优点，可用来检测多种气体，如：H 2 S、NO、NO 2 和NH 3 等。在真空条件下用热蒸发法制备WO 3 纳米薄膜，退火处理后对NO 2 气体具有极高的灵敏度和较短的响应时间。此外，以铵盐为辅助剂水热法也可合成具有良好的气敏性能的介孔结构氧化钨纳米线阵列。实验发现利用屏蔽印刷术制备的WO 3 气体传感器，其在100℃~300℃的温度区间内对NO气体有良好的气敏特性。 为提高WO 3 气敏材料的性能，可以通过增加WO 3 气敏材料的比表面积，使更多的半导体表面接触到检测气体；通过掺杂的手段来增加材料表面的氧空位，进而提高其气敏性能。例如用射频溅射法和蒸发法可制备WO 3 /Pt、WO 3 /Au等掺杂物，实验研究发现，掺杂Au的WO 3 比掺杂Pt的WO 3 对H 2 S有更高的灵敏度；掺杂Pt的WO 3 比掺杂Au的WO 3 对SO 2 有更高的灵敏度。G.N.Chandhari等 [ 10 ] 用溶胶–凝胶法制备了WO 3 薄膜，发现其对液化石油气有很好的灵敏性，用Au、Pd和Pt等金属掺杂后其灵敏度更高。 4.3. 电致变色器件 电致变色是指材料在外加电场的作用下，发生可逆电化学反应而产生可逆颜色变化的现象。用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。三氧化钨纳米材料具有良好的电致变色性能，较低制备成本，是一种典型且最常见的电致变色半导体材料之一。非晶态的WO 3 薄膜是最早发现并得到广泛研究的电致变色材料，具有循环使用寿命长，变色响应明显，记忆时间长，稳定性高等优点，可广泛应用于汽车、航天等领域的智能窗和显示器件。如采用、用电沉积法制备的WO 3 电致变色薄膜具有良好可逆电致变色性能的。
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user: 5. 结论与展望 目前，WO 3 已经成为半导体纳米材料领域的研究热点，许多文献报道了可控制备具有特殊形貌的WO 3 纳米结构，通过掺杂改性提高氧化钨各项性能以及为纳米WO 3 的应用研究等。本文对纳米三氧化钨的性质进行总结归纳的同时，介绍了各种制备方法并比较了不同方法的优点与缺点，最后对其应用进展进行了综述。为了尽早实现WO 3 纳米材料在各领域的实际应用，今后的工作可从以下几个方面开展： 1) WO 3 量子点、超细与超薄WO 3 纳米材料的可控制备。这些超细、超薄结构通常具有较大的比表面、较大的反应活性，从而具有较高的光催化、光电性能或气敏性。但是，这些“极小”纳米结构的可控制备比较困难，因此，寻找简单、易操作、高效的制备方法，并通过工艺条件调控WO 3 纳米材料的形貌成为制备领域的一个巨大挑战。 2) 通过构建异质结结构形成WO 3 复合材料，降低电子–空穴对的分离效率，提高量子效率，进一步改善WO 3 纳米材料的各项性能，为将来的实际应用打下良好基础。负载量，晶格适配度，晶粒的形状尺寸、表面物理化学性质和接触方式等均会影响光生电荷的分离效率，因此，异质结的制备需要考察这些因素对光催化，光致变色，能量传递性能的影响。 3) 机理研究是纳米材料领域的一大难点。但是，机理与性能之间有密切的关系，因此必须对材料表面及其异质结界面光致电荷分离与复合、传输等动力学行为进行研究，深入揭示量子限域效应、内建电场对光生电荷行为以及光催化反应的影响机制。
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user: 摘 要 碳纳米管由于具有很大的长径比和比表面积，是理想的增强材料。本文主要综述了近年来碳纳米管增强聚合物复合材料的研究进展，所增强的聚合物主要包括聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚砜和聚甲基丙烯酸甲酯。对复合材料的制备方法、应用及所得材料的力学性能、热稳定性、导电性等各方面性能进行了总结。 关键词 :碳纳米管，聚合物，纳米复合材料，力学性能 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 碳纳米管(CNTs)，又名巴基管(bukytubes)，是1991年日本电子公司(NEC)的Iijima在用高分辨透射电镜分析电弧放电产生的阴极沉积物时首先发现的 [ 1 ] 。自此以后，碳纳米管便迅速成为世界范围内的研究热点之一。碳纳米管属于富勒碳系，是一种新型的碳结构–维纳米材料，是由单层或多层石墨片围绕同一中心轴，按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级中空管状结构，两端通常被由五元环和七元环参与形成的半球形大富勒烯分子封住，每层纳米管的管壁是一个圆柱面这个圆柱面是由碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的六边形网络平面所围成的。根据石墨层数的不同，碳纳米管可以大致分为单壁碳纳米和多壁碳纳米管 [ 2 ] 。 碳纳米管具有优异的力学性能 [ 3 ] ，相对密度虽然只有钢的1/6，但是强度却比钢高100倍，其弹性应变约为5%，最高可达12%，约为钢的60倍，与此同时，它的理论拉伸强度为钢的100倍。其超强的力学性能可以极大地改善聚合物复合材料的强度和韧性，独特的光电性能可以赋予聚合物复合材料新的光电性能 [ 4 ] 。同时碳纳米管自身纳米级的中空管状结构赋予其很大的表面积且其表面易氧化或表面负载，即在表面产生了大量的吸附活性位点，因此碳纳米管在吸附性能方面的应用也极有发展前景。 碳纳米管与聚合物的复合可以实现不同组元材料的优势互补或加强，并且最经济有效地利用碳纳米管的独特性能，是碳纳米管稳定化的有效途径，因此，一时间碳纳米管的化学改性以及碳纳米管与聚合物的复合成为人们关注的热点 [ 5 ] 。随着研究日益进展，人们还发现碳纳米管/聚合物复合材料在信息材料、生物医用材料、隐身材料、催化剂、高性能结构材料、多功能材料等方面有着广阔的应用前景 [ 6 ] 。为了进一步发掘碳纳米管的更多应用潜能，科研工作者正努力从不同角度拓展碳纳米管的应用途径，从而掀起了一股碳纳米管的研究热潮。 碳纳米管管径小，表面能大，在范德华力以及相互之间的π电子作用的影响很容易相互吸引形成尺寸较大的团聚体，影响它在聚合物中的分散。为了提高碳纳米管和聚合物的界面粘结力，通常会在碳纳米管表面进行物理和化学修饰 [ 7 ] 。物理修饰主要通过吸附、包覆和涂敷对碳纳米管进行表面改性，这种方法不会对碳纳米管的结构有破坏，保留了碳纳米管原始的优异性能。而化学修饰则是碳纳米管和改性剂进行化学反应，改变碳纳米管的表面结构和状态。无论是物理还是化学改性，都可以提高碳纳米管的分散性。目前制备碳纳米管/聚合物复合材料的方法主要有物理共混法和原位聚合法。溶液混合法是将碳纳米管分散在适当的溶剂中，然后在一定温度下将碳纳米管与聚合物进行共混，最后通过蒸发、沉淀或浇铸成膜的方法制得碳纳米管/聚合物复合材料。其中，利用高能超声波法可以将碳纳米管/聚合物混合在不同的溶剂中以获得碳纳米管/聚合物的亚稳态的悬浮液 [ 8 ] 。原位聚合法主要是利用引发剂打开碳纳米管的π-π键或其表面的官能团使其参与聚合，这样通过缩聚反应使碳纳米管与聚合物之间形成共价键，加强了碳纳米管与聚合物间的界面作用，以达到碳纳米管的增强作用 [ 9 ] 。 鉴于聚合物种类繁多，综合近年来科研工作者对碳纳米管增强聚合物的研究，本文选取了聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚砜和聚甲基丙烯酸甲酯为主要增强对象，对碳纳米管增强聚合物的纳米复合材料的研究进展进行了综述。
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user: 2. 碳纳米管增强聚氯乙烯(PVC)复合材料 聚氯乙烯(PVC)是一种重要的热塑性塑料，是通用树脂之一，优点颇多，例如阻燃性能优良、绝缘性能好、耐腐蚀等优良的综合性能以及价格低廉、原材料来源广泛，已被广泛的应用于建筑、包装及汽车工业等领域，其产量仅次于聚乙烯(PE)而居世界树脂产量的第二位 [ 10 ] 。同样用于膜合成的PVC材料具有优良的化学稳定性及机械性能，价格低廉，是一种优良的膜合成材料，在我国实际生产中已较为成熟。但该材料属于疏水性材料，合成膜的通量低，易吸附污物，耐热变形性差及热稳定性差、加工性能不佳，这在一定程度上使它的应用受到限制 [ 11 ] 。为了改进这些性能，近年来，科研工作者利用碳纳米管的优良性能改性增强PVC复合材料，其相关研究报道得到了广泛关注。 赵方波等[ 12 ]首次采用浸没沉淀相转化法(L-S法)制备了单壁碳纳米管(SWCNTs)及聚氯乙烯(PVC)共混膜，发现SWCNTs在聚氯乙烯铸膜液中表现出良好的分散性能，SWCNTs/PVC共混膜表面分布均匀微孔，断面形成不对称膜孔道。膜表面亲水性得到改善，且当SWCNTs含量不同时，SWCNTs/PVC表面接触角会依次降低，SWCNTs/PVC共混膜纯水通量明显提高。吴浩等 [ 13 ] 采用硫酸、硝酸混酸改性多壁碳纳米管(MWCNTs)，通过化学水热法在改性的MWCNTs表面负载纳米Fe 3 O 4 ，将负载Fe 3 O 4 的MWCNTs(MWCNTs/Fe 3 O 4 )与PVC在无磁场、有磁场作用下共混制膜，获得MWCNTs无序排列、有序排列修饰的PVC超滤膜，并与纯PVC膜作比较。研究结果表明：MWCNTs/Fe 3 O 4 的加入使膜的亲水性、纯水通量、截留性能等有了显著提高，MWCNTs有序排列修饰使膜在表皮层形成了更加致密，更为狭长的微孔结构，具有了更优异的导流网络通道，提高了膜的性能。Rajabi等 [ 14 ] 用溶液浇铸的方法制备了PVC/MWCNTs混合薄膜，在制备过程中分别加入了原始碳纳米管(R-MWCNT)和羧基功能化的碳纳米管(C-MWCNT)，羧基碳纳米管比原始碳纳米管表现出来更好的气体分离性能，特别是对CO 2 /CH 4 的分离。研究发现含有5w%羧基碳纳米管的膜在2个大气压下对CO 2 /CH 4 的选择性最高可达52.18，含有3w%羧基碳纳米管的膜对CO 2 /CH 4 的选择性最高可达63.52。 除此之外，研究人员还针对碳纳米管增强聚氯乙烯复合材料的导电性能做了一系列研究。Vasanthkumar等 [ 15 ] 同样使用溶液混合浇铸的方法制备了高品质的MWCNT-PVC复合材料薄膜，碳纳米管负载从0.1%增加到44.4 w%时，其电导率从10 − 7 显著提高到9S/cm。Lei [ 16 ] 等用溶液共混法制得了MWNTs/PS-PVC复合材料，进行了电导率的测试分析。通过对载流子浓度、迁移率的测量以及电导活化能的计算等分析研究了影响MWNTs/PS-PVC复合材料电导率的因素和导电机制。结果表明：当PS与PVC的质量比为1：1时，MWNTs/PS-PVC复合材料的导电阈值最低；当MWNTs的质量分数为1.5%，PS在PS-PVC基体中的质量分数为50%时，MWNTs/PS-PVC复合材料的电导率比MWNTs/PVC单一聚合物复合材料的提高了4个数量级。在导电网络的形成过程中，MWNTs/PS-PVC复合材料中形成的与无机化合物超晶格结构类似的n-i-P-i结构降低了MWNTs／PS-PVC复合材料的电导活化能，增加了载流子浓度，使MWNTs/PS-PVC复合材料电导率显著提高。王俊 [ 17 ] 等采用原子转移自由基聚合(ATRP)在多壁碳纳米管(MWNTs)表面接枝聚丙烯酸丁酯(PBA)得到MWNTs—PBA，并以此对聚氯乙烯(PVC)改性，采用熔融共混法制备了PVC/MWNTs—PBA复合材料。结果表明接枝了聚合物的碳纳米管可以提高复合材料的结晶温度(5℃左右)、耐热温度(20℃左右)；复合材料的流变性能、导电性能也同时得以提高。 由此可见，碳纳米管增强聚氯乙烯复合材料在吸附分离、导电等研究领域尚有极大的潜力。