Hp-β-环糊精包络臭氧氧化去除水中PPCPs研究

为提高臭氧的稳定性,采用臭氧化Hp-β-环糊精溶液的方法对臭氧进行包络。考察了臭氧/Hp-β-环糊精包络物的氧化特性,臭氧化量和Hp-β-环糊精浓度对臭氧/Hp-β-环糊精包络物氧化能力的影响,并研究了臭氧/Hp-β-环糊精包络物对二级出水中添加的10种药品和个人护理用品(PPCPs)的去除效果。结果表明:臭氧/Hp-β-环糊精包络物具有持续的氧化能力,增加臭氧化量或Hp-β-环糊精浓度可显著提升臭氧/Hp-β-环糊精包络物的氧化能力。臭氧/Hp-β-环糊精包络物有较强的氧化性;向0.7 g/L的Hp-β-环糊精溶液中通入6 mg臭氧后,PPCPs的去除率为50%~70%,去除率受PPCPs分子结构影响。臭氧/Hp-β-环糊精包络物氧化可与其他氧化技术联合应用于污染物去除或用作臭氧化后的持续氧化。     

β-环糊精接枝壳聚糖对酸性红R的吸附研究

为改善壳聚糖的吸附性能,用苯甲醛保护壳聚糖氨基,通过与环氧氯丙烷和β-环糊精的反应合成了新的吸附剂β-环糊精接枝壳聚糖,研究了其对偶氮染料酸性红R的吸附行为,考察了酸性红R的初始浓度、pH对吸附效果的影响。结果发现当酸性红R的浓度≤100mg/g时,合成物的吸附量随酸性红R浓度的增大而增加,当浓度进一步增大时,吸附量趋于平衡。合成物对酸性红R的吸附效果在pH为2～4之间最好。相比于Freundlich吸附等温式(R2=0.8476),β-环糊精接枝壳聚糖对酸性红R的吸附规律明显更符合Langmuir吸附等温式(R2=0.9977)。吸附动力学采用了准一级速率方程(R2=0.8609)和准二级速率方程来描述,结果表明吸附动力学符合准二级速率方程(R2=0.9945)。β-环糊精接枝后的壳聚糖对酸性红R的平衡吸附容量可以提高20.2mg/g。     

β-环糊精衍生物对甲基对硫磷的增溶洗脱和光降解

研究了3种新型β-环糊精衍生物(谷氨酸-β-环糊精、乙二胺-β-环糊精、羧甲基-β-环糊精)对甲基对硫磷的增溶作用、土壤中甲基对硫磷的洗脱作用以及对甲基对硫磷的光降解作用.研究表明,这三种β-环糊精衍生物都能显著地增加甲基对硫磷在水中的溶解度,并且相对增溶倍数与β-环糊精衍生物的浓度成正相关;120g/L的上述3种β-环糊精衍生物溶液中,甲基对硫磷的溶解度比在纯水中分别提高了117.82倍、80.99倍、47.28倍;β-环糊精衍生物能有效洗脱去除土壤中的甲基对硫磷,其中120g/L的谷氨酸-β-环糊精溶液的累积去除率最高,达103.9%,洗脱液浓度是影响洗脱去除率的主要因素;β-环糊精衍生物能促进甲基对硫磷的光降解,在3g/L的谷氨酸-β-环糊精、乙二胺-β-环糊精、羧甲基-β-环糊精溶液中甲基对硫磷光解速率分别为80.26%、91.53%、76.39%。     

β-环糊精对4种有机农药溶解度的影响

研究了β-环糊精(β-CD)对3种有机农药的增溶作用。结果表明，β-环糊精能够促进西维因、草枯醚、五氯酚的水溶性，并且相对增溶倍数随着β-环糊精溶液浓度的增加而增高(依次为西维因：St／So=0．1185Co 1．039；草枯醚：St／So=0．17C。 0．81；五氯酚：St／So=0．546Co 1．12)而对多菌灵的溶解度反而降低(y=-0．048x 1．00)。增溶作用主要是由于农药与β-环糊精形成包合物而引起的。     

β-环糊精/醋酸纤维素纳米纤维的制备及对染料废水的处理

制备了不同β-环糊精(β-CD)含量的醋酸纤维素(CA)纳米纤维膜,并对纤维膜的结构形貌、尺寸分布、孔隙率、比表面积以及纤维膜的力学性能进行表征分析。随后研究了不同β-CD含量、初始浓度、吸附时间下,纳米纤维膜对甲基红染料的截留性能和吸附性能。结果表明:过量(≥30%)的β-环糊精会使纳米纤维产生珠节,纤维的形貌和力学性能变差;吸附试验表明,β-CD的加入提高了CA纳米纤维膜对染料的吸附,MR吸附率可达93.48%,最大平衡吸附量可达181.74 mg/g,比纯CA纳米纤维膜提高了将近40%;此外,染料的截留实验表明,纳米纤维膜对染料的截留效果较差,最大截留率为50.35%。     

2,6-二甲基-β-环糊精螯合强化葎草对Pb吸收的影响和机理

采用盆栽试验研究了EDTA、2,6-二甲基-β-环糊精对Pb污染土壤上葎草生长及Pb积累特性的影响.土壤中硝酸铅含量分别为0、600和1200 mg·kg~(-1),螯合剂的含量为硝酸铅含量的0.5倍和1.0倍.结果表明:EDTA和2,6-二甲基-β-环糊精对Pb离子均有显著増溶作用,且二者之间没有差异;EDTA对葎草的生长有轻微抑制作用,而2,6-二甲基-β-环糊精与对照没有差异,原因可能是形成了Pb-2,6-二甲基-β-环糊精络合物降低了Pb的毒性;EDTA和2,6-二甲基-β-环糊精都显著促进了葎草根、茎、叶部对Pb离子的吸收.EDTA处理的葎草在硝酸铅含量为600mg·kg~(-1),螯合剂浓度为0.9 mmol·L~(-1)时,转移率达到最大值1.34,而2,6-二甲基-β-环糊精的转移率最大值为0.36.虽然2,6-二甲基-β-环糊精的转移率较低,但由于葎草的生物量大,2,6-二甲基-β-环糊精可以作为葎草提取修复的一种新型螯合剂,葎草也可用作植物提取修复的参考植物.由于2,6-二甲基-β-环糊精具有独特的“内疏水,外亲水”结构,推测其促进葎草吸收转移Pb的机理可能是会以Pb-2,6-二甲基-β-环糊精络合物的溶解物形式在葎草的质外体通道中移动,进入木质部,最终通过蒸腾流的驱动转运至地上部.     

β-环糊精促进土壤中DDTs和HCHs电动迁移特性研究

为研究β-环糊精促进DDTs和HCHs电动影响因素及特性,以我国西南地区已停产的某DDTs(滴滴涕)、HCHs(六六六)生产企业厂区的污染土壤为研究对象,分析样品中污染物残留量、电动力学过程中w(β-环糊精)和土壤含水率、温度的改变等因素。结果表明,企业生产导致土壤中DDTs、HCHs污染严重,其中DDTs的土壤浓度高于HCHs;β-环糊精可以促进电动迁移效果。当w(β-环糊精)为4%时,DDT与DDD在阳极迁移量最大,当w(β-环糊精)为8%时,DDE在阴极迁移量最大;当w(β-环糊精)为2%时,HCHs在阳极的迁移量均为最大。电动试验结束后,土壤含水率由阴极向阳极逐渐降低,其阴极最终含水率为45.8%~52.4%,其阳极最终含水率为18.2%~20.1%;阴极和阳极的土壤温度分别在4 h和2 h达到最高,为33.5℃和45.7℃,而128 h后最终稳定在23.1~24.7℃。     

β-CD和CMCD对2-硝基联苯微生物降解的影响研究

对β-环糊精(β-CD)和羧甲基-β-环糊精(CMCD)对一株不动杆菌属菌株降解2-硝基联苯的影响进行研究。结果表明β-CD和CMCD均能增加2-硝基联苯的表观溶解度和促进其微生物降解,CMCD的促进作用比β-CD更明显;环糊精对2-硝基联苯降解的促进作用大小与增溶作用的强弱表现出相同的趋势。     

壳聚糖交联β-环糊精对水中铬酸盐的吸附研究

以戊二醛为交联剂,通过在壳聚糖分子链上引入β-环糊精,制备出壳聚糖交联β-环糊精高聚物(CTS-CD),并研究了CTS-CD对水中铬酸盐的吸附性能.实验结果表明,在pH=5、318 K的条件下,CTS-CD对铬酸盐的饱和吸附容量为105 mg·g-1;吸附过程符合Lagergren二级动力学模型,吸附速率常数随温度的升高而增大,其表观活化能为32.2 kJ·mol-1;吸附等温模型符合Langmuir等温式,为单分子层吸附;吸附铬酸盐的ΔH、ΔS、ΔG分别为40.6 kJ·mol-1、158 J·mol-1·K-1、-9.54 kJ·mol-1,表明CTS-CD对水中铬酸盐的吸附主要为化学吸附.     

β-环糊精强化二氧化钛光催化降解双酚F研究

研究了双酚F在β-环糊精存在的TiO_2光催化体系中的光降解行为,结果表明:双酚F能与β-环糊精形成1:1稳定的包结物,其包结常数为6.33×10~3L/mol,β-环糊精可以使双酚F的光催化降解效率可以提高21%,同时研究了双酚F光降解的动力学规律及pH、β-环糊精浓度、双酚F初始浓度对双酚F的光催化降解的影响。β-环糊精对双酚F光催化降解的强化作用源于β-环糊精促进双酚F在TiO_2表面的吸附。     

多溴联苯醚好氧生物降解研究

研究了好氧真菌白腐菌对4, 4′-二溴联苯醚（BDE15）和十溴联苯醚(BDE209)的降解,并考察了不同浓度Tween　80和β-环糊精的加入对BDE15和BDE209表观溶解度和生物降解的影响.结果表明,白腐菌对BDE209和BDE15均有显著降解作用,培养10　d后,BDE209的降解率达到43.0％,降解了约69.7　μg,BDE15则由150　μg降至4.8　μg,扣除其挥发损失,降解率达62.5％.低浓度Tween　80(≤700 mg/L)和β-环糊精对白腐菌降解BDE209均有明显的促进作用,而高浓度的Tween　80（900 mg/L）则会抑制白腐菌生长,从而抑制其降解作用.Tween 80和β-环糊精（500 mg/L）对BDE15的降解均有一定抑制作用.Tween　80和β-环糊精对BDE209降解的促进作用主要是由于其对BDE209的增溶作用,对BDE15的抑制作用可能是由于Tween　80胶束和β-环糊精空腔对BDE15的包裹降低了水中可直接利用的自由态BDE15,影响了降解速度.     

催化活化PMS体系降解左旋氧氟沙星研究

左旋氧氟沙星(LEV)是常见的抗生素之一,抗生素排入环境造成的污染是人类面临的环境问题之一,选择高效快速对其降解的研究具有重要意义。该研究采用简单的共价固载模式,以β-环糊精(β-CD)为载体,通过键连和共沉淀的方法合成NiCo₂O₄@β-CD催化过一硫酸盐(PMS),在优选的实验体系即NiCo₂O₄@β-CD/PC体系(PC为PMS及碳酸盐)中,通过在不同体系中改变PMS投加量、催化剂(NiCo₂O₄@β-CD)投加量、碳酸盐投加量以及加入不同阴离子考察体系对LEV的降解效果,同时在最佳条件下进行了催化剂的循环实验和自由基捕获实验。结果表明,500 mg/L浓度的PMS作为降解LEV(10 mg/L)的最佳氧化剂量。催化剂浓度达到50 mg/L,碳酸根离子浓度达到60 mg/L的体系降解效果最佳。Cl^-会加快LEV降解速率,但会减少LEV反应趋于平衡时的降解率,SO₄^2-的加入对实验体系降...     

β-环糊精及其衍生物对疏水性有机农药增溶和毒性影响的研究

研究了β 环糊精 (β CD)及其衍生物羟丙基—β 环糊精 (HPCD)对 3种疏水性有机农药 (甲基对硫磷、呋喃丹和五氯酚 )的增溶作用和对甲基对硫磷的生物毒性影响 .结果表明 ,β CD能够促进五氯酚、呋喃丹的水溶性 ,而对甲基对硫磷的增溶表现为先促进溶解而后抑制溶解 ;HPCD能够明显地促进 3种疏水性有机农药的水溶性 ,对农药的增溶效果比 β CD的增溶效果更显著 .增溶作用主要是由于农药与 β CD或HPCD形成包合物而引起的 .β CD和HPCD的加入不影响甲基对硫磷的生物毒性     

β-环糊精在活性污泥调理中的应用

以东北某城市污水处理厂产生的剩余活性污泥为研究对象,采用β-环糊精(β-CD)作为化学调理剂对污泥进行调理,以改善污泥的脱水性能。以污泥比阻(SRF)为主要指标考察了投药量、pH值和搅拌强度对污泥过滤脱水性能的影响,并比较了β-CD和聚丙烯酰胺(PAM)两种调理剂的调理效果。实验结果表明:β-CD在温度为25℃,pH为7,混合阶段以150 r/min的速度快速搅拌1 min,反应阶段以50 r/min的速度慢速搅拌5 min,投加量为30.66 mg/g·干污泥时,对活性污泥的调理效果最佳,污泥比阻由5.92×10~(13)降至0.53×10~(13) m/kg。相同调理条件下,PAM或β-CD的投加量均为其各自的最佳投加量时,PAM的调理效果略优于β-CD。     

同步荧光法研究HPCD存在下溶解态芘的生物降解

利用同步荧光法研究了羟丙基-(-环糊精对微生物降解矿物盐水溶液中溶解态芘的影响。结果表明,加入一定量的HPCD,体系的荧光强度大大增加;芘的表观溶解度增大。所建方法在降解过程中对芘的检测限为0.017 ng/mL。相对标准偏差小于0.4％(n=7)。降解实验结果表明,HPCD的存在增加了芘的生物有效性,从而加快了微生物(Alcaligenes xylosoxi-dants,Ax)降解芘的速率。     

β-环糊精/Ce/TiO2 光催化氧化气相甲苯

为提高光催化剂对气相污染物的吸附和光催化净化效果,选取不锈钢网作载体,由溶胶－凝胶法、2 次涂敷和烧结制备活性较高的1%Ce/TiO₂ 催化剂,经浸渍吸附β-环糊精(β-CD),获得β-CD 修饰的Ce/TiO₂ 催化剂;用X 射线衍射、扫描电镜、透射电镜等手段表征了催化剂的结构性质;考察了该催化剂对空气中甲苯污染物的光催化氧化活性.结果表明,反应4~5h,修饰薄膜催化剂可将初始浓度为70mg/m³的甲苯100%氧化去除,且重复使用3 次后去除率仍为100%;反应3h 可将初始浓度为97mg/m³ 的甲苯100％氧化;初始浓度为208mg/m³ 时,甲苯氧化转化率为80%以上.实验表明,β-CD修饰的催化剂单位面积比活性比未修饰的Ce/TiO₂催化剂提高0.59 倍,对甲苯的去除率分别增加35%和20%.     

两种含氨基β-环糊精衍生物对萘和蒽的光催化降解作用

为进一步探讨含氨基β-CD(β-环糊精)衍生物对PAHs(多环芳烃)的光催化降解机理,合成了两种含氨基β-CD衍生物——ACD(氨基-β-CD)和EDCD(乙二胺-β-CD),并研究了其对溶液中萘和蒽的包合作用及光催化降解作用.结果表明:β-CD、ACD、EDCD对萘和蒽的包合能力分别为76.3和251 L/mol、111和394 L/mol、191和427 L/mol,由于β-CD亲水外缘极性基团的引入,使得其疏水空腔内部的水分子具有更高的能量,易移出,易被PAHs分子取代,因此ACD和EDCD的包合能力有所增强;对萘和蒽光敏化作用的大小表现为ACD＞EDCD＞β-CD,在溶液中分别加入3 g/L的β-CD、ACD和EDCD后,萘和蒽的光解率分别提高了40.0%～50.9%和44.3%～104%.研究显示:由于光解过程中含氨基β-CD疏水空腔对三重态PAHs起到了包合保护作用,导致三重态PAHs与三重态氧分子碰撞及产生高活性单重态氧的几率增加,包合作用越大光催化降解能力越强;但是ACD和EDCD的氨基会对三重态氧分子进攻三重态PAHs产生阻碍作用,导致光催化降解效率降低.      

不同淋洗剂对土壤中多氯联苯的洗脱

应用批量平衡振荡法研究了4种化学表面活性剂〔TX-100(曲拉通X-100)、TW-80(吐温80)、SDBS(十二烷基苯磺酸钠)、CTMAB(十六烷基三甲基溴化铵)〕、2种生物表面活性剂〔Saponin(皂素)、RL(鼠李糖脂发酵液)〕和1种生物产品(β-环糊精)对污染土壤中PCBs(以Aroclor1254为例)的洗脱效果. 结果表明:在设定的质量浓度范围内,洗脱效果总体表现为TX-100≈TW-80＞SDBS＞β-环糊精＞Saponin＞RL＞CTMAB;ρ(PCBs)为10g/L时,TX-100、TW-80、SDBS、β-环糊精、Saponin、RL、CTMAB对污染土壤中PCBs的洗脱率分别为54.99%、53.12%、46.99%、25.35%、14.76%、13.70%、0%. 通过对洗脱效果、土壤吸附量、淋洗剂成本和环境友好性4个方面的综合考量,筛选出TX-100和β-环糊精2种相对较好的淋洗剂,对其洗脱时间、洗脱次数和淋洗剂pH的影响进行研究,结果表明,TX-100和β-环糊精对土壤中PCBs的洗脱率在洗脱时间为12h时出现拐点,之后洗脱率提高不大;2种淋洗剂的3次洗脱均以第1次为主,第2次和第3次洗脱对洗脱效果没有显著贡献;相同体积的淋洗剂分2次洗脱与1次洗脱效果相当;pH为4~10时,对2种淋洗剂的洗脱效果影响很小.      

HPCD对甲基对硫磷的增溶、洗脱与光降解

研究了一种高水溶性的环糊精衍生物羟丙基-β-环糊精(HPCD)溶液对甲基对硫磷的增溶作用、土壤中甲基对硫磷的洗脱去除作用以及对甲基对硫磷的光降解作用.结果表明,HPCD 使甲基对硫磷在水中的溶解度显著增加,20g/L 的 HPCD 溶液中,甲基对硫磷的溶解度比在纯水中提高了约 13 倍;HPCD 溶液能有效地对土壤中的甲基对硫磷进行洗脱,10g/L 的 HPCD 溶液洗脱率为 90%以上;HPCD 能促进甲基对硫磷的光降解,6g/L 的 HPCD 使甲基对硫磷的半衰期(T_1/2由原来的 103.90h 减少到 15.16h,而且表现出很高的光敏效应,光敏效率为 90.3%.结合其高增溶能力、高洗脱能力与光催化降解能力,HPCD 能有效地降低弱极性有机污染物在环境中的污染.     

一种新型磁性吸附剂的简易制备与表征及对富里酸的去除

采用非原位共沉法简易合成了β-环糊精壳聚糖磁性纳米颗粒(β-CD@CS MNPs),对其性质进行了系统表征,并对其富里酸吸附行为进行了初步研究.扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果表明β-CD@CS MNPs的纳米尺寸为(52±3)nm,且比较均一,X-射线衍射仪(XRD)表征结果表明β-CD@CS MNP具有尖晶石的结构,振动样品磁强计测得饱和磁化强度为62 emu·g~(-1),具有超顺磁性.同时,探讨pH、吸附剂含量、初始浓度、温度以及吸附时间对吸附性能的影响,吸附实验结果显示,β-CD@CS MNPs对富里酸的实际吸附量为51.35 mg·g~(-1)(25℃,pH=7.0±0.1),在600 min内达到吸附平衡,吸附过程为吸热反应,其中,β-CD@CS MNPs对富里酸的吸附行为符合Langmuir等温线模型和拟二级动力学模型,吸附机理可能涉及静电作用、氢键结合、疏水作用以及因β-CD的疏水空腔与有机污染物的主客体作用而具有的包合作用.