超疏水表面在提高镁合金耐蚀性能上的研究进展

总结和讨论了超疏水表面提高镁合金耐蚀性能的制备方法。采用电化学测试方法研究了超疏水表面的抗腐蚀行为。总结了在镁合金上制备抗腐蚀性超疏水表面的最新进展,提出了超疏水表面提高镁合金耐蚀性能的机理。镁合金上制备超疏水表面的方法较多,但是能进行大规模生产的较少,且制备的超疏水表面耐久性、机械稳定性较差。     

ACP1000冷却水管道采用超疏水表面湍流流动数值模拟

目的探索超疏水表面对ACP1000冷却水管道内流体流动的减阻性能和潜在工程应用,对冷却水管道内的湍流流动进行数值模拟计算,研究具有超疏水表面内壁的冷却水圆管管道内湍流的流动特性。方法对超疏水表面采用交替的气–液、液–固表面进行模拟,湍流流动采用二维轴对称方法进行数值模拟计算。结果随着超疏水表面气液比的增大,冷却水圆管内湍流流动的摩擦阻力系数随之减小;随着超疏水表面气液比的增大,冷却水圆管内湍流流动的能量损失随之降低。结论超疏水表面的应用能够优化ACP1000冷却系统冷却水管道的流动性能。此结果对于未来进一步优化核电站冷却水系统设计提供了理论基础。     

仿生超疏水金属表面应用研究进展

叙述了浸润性理论基础,较全面地介绍了超疏水金属表面在许多基础研究和工业应用领域所具有的重要理论意义和广阔的应用前景,包括自清洁、流体减阻、水上微型运输器、抗凝露、防冰覆、腐蚀与防护、液体传输、油水分离、生物污损及防除、海洋污损及防除等,并且提出超疏水金属表面的耐蚀机理,为拓展仿生超疏水金属材料在工业领域及民用部门的工程应用背景提供可以借鉴的依据。     

不同表面活性剂改性有机膨润土的稳定性研究

文章利用CTMAB、DTMAB、CPB、DPB四种表面活性剂对膨润土进行了有机改性,并研究了改性后各有机膨润土在不同条件下的稳定性。实验结果表明,在同一影响因素下,CTMAB、CPB长碳链表面活性剂改性后的有机膨润土的稳定性较好,而DTMAB、DPB短碳链表面活性剂改性后的有机膨润土的稳定性较差。振荡时间、振荡强度,温度对有机膨润土的稳定性基本没有影响。超声波和pH处理可使有机膨润土的稳定性有所降低。随着处理溶液中NaCl、CaCl2浓度的提高,表面活性剂的烷基链含12个碳原子的改性有机膨润土的稳定性呈现先下降后逐渐上升的趋势。溶液中NaCl和CaCl2的浓度对烷基链含16个碳原子的表面活性剂改性的有机土的稳定性影响不大。     

低浓度表面活性剂对景观水体沉积物稳定性及总氮的释放影响

为探究低浓度表面活性剂对沉积物稳定性及总氮的释放影响,通过吸管法和振荡再悬浮研究了两类表面活性剂SDBS和Tween-80对沉积物稳定性及总氮释放的影响。结果表明:在低浓度表面活性剂下,沉积物溶液稳定性增强,随着浓度升高,溶液稳定性逐渐降低。且Tween-80对沉积物颗粒稳定性的影响要强于SDBS。低浓度表面活性剂的加入使沉积物中TN的释放量增大;随着浓度升高,TN的释放量逐渐减少。因此低浓度表面活性剂更有利于沉积物中TN的释放,加剧了水体内源污染。     

超疏水Ti-MOF涂覆PET复合滤料用于细颗粒物高效去除

为有效捕集工业烟气中的细颗粒物,克服滤袋在高湿环境下的结露和糊袋现象,实现烟气超低排放的目标,在室温下将氟化NH₂-MIL-125(Ti-MOF)喷涂在PET纤维表面快速牢固组装,在复合滤料纤维表面形成低表面能的微/纳粗糙结构,构筑了一种超疏水复合过滤材料(SH-T@PET),其水接触角(WCA)高达(152.5±1.8),水流失角(WSA)为(5.7±1.7),具有优异的疏水稳定性.此外,由于SH-T@PET纤维表面Ti-MOF活性单元的极性官能团(-NH₂)、高ζ电位和大空隙结构等多重作用,其对PM_0.3去除效率(RE为(96.53±0.65)%)得到很大程度的提升.在Ti-MOF低负载率(2.1%)下,SH-T@PET的微观孔隙结构几乎没有改变,过滤压降(ΔP,50Pa)没有急剧增加,品质因子(Q_F为0.0672Pa^-1)比原始PET滤料约有12.79%的提升.同时,SH-T@PET复合滤料还具有良好的热稳定性和机械稳定性.     

芽孢杆菌与假单胞菌的疏水性及其应用

根据细菌在烃-水两相体系中的细胞数量研究了芽孢杆菌和假单胞菌的表面疏水性及其在不同环境条件下的变化.试验结果显示,正辛醇-水两相体系适用于芽孢杆菌和假单胞菌这类细菌的表面疏水性的研究.细菌表面的疏水性随培养时间,温度和pH值的变化而发生改变.芽孢杆菌和假单胞菌的疏水性与其在水环境中对有机污染物的降解呈一定的相关性.疏水性大的细菌对疏水性有机物的降解速度较疏水性小的细菌快,在其表面的生长速度也更快.探讨了细菌表面的疏水性在养殖生态系统中的生态学意义,为养殖水体有机污染的生物修复提供新的理论基础.     

SDBS/Na+对红壤胶体悬液稳定性的影响

土壤中普遍存在的有机污染物和无机离子与土壤胶体颗粒的相互作用深刻地影响着土壤中一系列物理、化学和生物学过程.选取红壤胶体作为对象,利用动态光散射技术研究了不同浓度十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和Na+作用下红壤胶体颗粒的凝聚过程,并结合体系的pH和Zeta电位分析了SDBS/Na+与土壤胶体颗粒相互作用的机制.结果表明:①相同浓度Na+作用下,随着SDBS浓度的升高,土壤胶体悬液稳定性增强.例如120 mmol·L-1Na+作用下,随着SDBS浓度从0 mmol·L-1升高到10 mmol·L-1,凝聚体有效粒径从702 nm下降至193 nm,总体平均凝聚速率从28.6 nm·min-1减小到3.36 nm·min-1;②相同浓度SDBS作用下,随着Na+浓度的升高,体系Zeta电位绝对值显著降低,凝聚体有效粒径逐渐增大,凝聚速率逐渐加快;③仅SDBS作用下,随着SDBS浓度的升高,体系Zeta电位绝对值从47.6 mV增加到62.2 mV,体系pH从6.17升高到6.76,但均小于土壤胶体悬液本身的pH(6.89).因此,SDBS通过疏水作用和静电作用吸附于土壤胶体颗粒表面,增加了颗粒表面的负电荷数量,降低了作用于胶体颗粒表面的有效Na+浓度(SDBS疏水长链的空间阻碍和高浓度SDBS所形成的胶束结构对Na+的吸附),使得胶体悬液稳定性增强,需要添加更多的Na+才能发生凝聚.     

SPG膜表面润湿性对膜污染和化学耐受性的影响

SPG膜微气泡曝气系统可应用于废水好氧处理,SPG膜污染以及其对化学清洗的耐受性是影响其应用的重要因素.本研究在采用在线化学清洗的微气泡曝气生物膜反应器中,考察了SPG膜表面性质对膜污染及化学耐受性的影响.结果表明,在长期运行过程中,SPG膜表面润湿性对膜污染和化学耐受性具有明显影响.膜表面污染层主要是有机污染,而疏水性膜抗有机污染能力较强.使用在线化学清洗时,碱性次氯酸钠溶液对亲水性膜腐蚀严重,膜孔径和孔隙率显著增大.疏水性膜抗碱性次氯酸钠溶液化学腐蚀能力较强,膜孔结构仅有轻微改变,但是疏水性膜表面疏水官能团易被氧化,使得膜表面润湿性下降.同时,疏水性膜在氧传质、污染物去除和降低能耗等方面具有优势.因此,疏水性SPG膜适用于微气泡曝气废水好氧生物处理.     

土壤颗粒对纳米TiO_2悬浮稳定性作用机制的实验研究

在不含表面活性剂和含有表面活性剂两种条件下,研究了土壤颗粒对纳米TiO2(nTiO2)悬浮稳定性的影响.结果表明,土壤颗粒降低了nTiO2在水相中的悬浮稳定性.当体系中不含表面活性剂时,nTiO2在土壤大颗粒上的沉积是导致nTiO2脱稳沉淀的主要原因.在含有表面活性剂的溶液中,土壤颗粒降低nTiO2悬浮稳定性的作用变得更加明显了.一方面,表面活性剂加速了土壤颗粒本身的沉降从而增强了nTiO2在其中的沉降,另一方面,表面活性剂在土壤上的强烈吸附促进了表面活性剂-nTiO2在土壤上的沉积.扫描电镜显示,nTiO2不仅吸附在土壤大颗粒上,还会吸附在土壤小颗粒表面.3种表面活性剂中,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)悬浮的nTiO2与土壤颗粒共沉淀现象最明显.除了土壤对CTAB的吸附作用之外,XDLVO/DLVO能量计算显示CTAB体系中土壤颗粒与nTiO2之间存在显著第二极小值,表明nTiO2能够在第二极小值位置与土壤颗粒结合,从而与土壤颗粒一起快速沉淀.     

混合滤料的润湿性及其过滤处理含油废水性能

为了探究两种润湿性相反的特殊润湿性滤料的耦合作用,将超疏水超亲油石英砂滤料和超亲水水下超疏油石英砂滤料均匀混合,研究了混合滤料的润湿性以及过滤除油性能.结果表明,两种滤料混合组成的固体表面润湿性不满足每种滤料润湿性的加权平均关系,更符合二次曲线关系,决定系数高达0.9992;交替润湿性对过滤除油效率具有耦合增强作用.混合滤料的疏水亲油性越强,其除油效率、归一化附着效率和渗透系数都越大,反之亦然.滤料粒径越小,归一化附着效率的变化斜率越大,而滤速和床深对归一化附着效率的变化斜率影响不明显.滤料的疏水性具有增阻的效应,流速的增加有助于增大滤层的渗透系数.以上研究成果可为特殊润湿性混合滤料过滤处理含油废水提供研究思路和参考.     

聚二乙烯基苯功能化纺织布用于快速油水分离的研究

面对日趋严重的海洋漏油事故及工业含油废水排放问题,本研究提出了一种基于聚二乙烯基苯（PDVB）的超疏水纺织布制备方法,将二乙烯基苯单体在纺织布纤维上聚合生长,形成超疏水涂层,用于快速油水分离.结果表明,制备的纺织布具有优异的超疏水性,水接触角为155°,对不同油/水混合物的分离效率均高于97%,渗透通量达3077 L·m^-2·h^-1.在砂纸磨损40次、超声处理60 min和不同溶剂浸泡实验中依旧维持超疏水性.研究表明,该超疏水纺织布的制备方法高效、简单、环保、成本低,适合大规模生产,所制备的超疏水超亲油的纺织布是用于溢油清理和工业含油废水处理的非常有前途的材料.     

Occurrence of <Emphasis Type="Italic">myo</Emphasis>-inositol and alkyl-substituted polysaccharide in the prey-trapping mucilage of <Emphasis Type="Italic">Drosera capensis</Emphasis>

The chemical composition of the exudate mucilage droplets of the carnivorous plant Drosera capensis was investigated using nuclear magnetic resonance spectroscopy. The mucilage was found to contain beside a very large molecular weight polysaccharide a significant amount of myo-inositol. It appears that myo-inositol escaped detection due to the commonly applied methodology on the chemical analysis of plant mucilage, such as dialysis, precipitation of polysaccharide component with alcohol, acid hydrolysis and detection of the resultant monosaccharide (aldose) units. The possible functions of myo-inositol in the mucilage droplets and the fate after being washed off from the leaf tentacles are proposed. On the polysaccharide component, the presence of methyl ester and alkyl chain-like moieties could be confirmed. These lipophilic moieties may provide the prey-trapping mucilage with the unique adhesive property onto the hydrophobic insect body parts, as well as onto the nature’s well-known superhydrophobic surfaces such as the leaves of the sacred lotus plants. A re-evaluation of the mineral components of the mucilage, reported 40 years ago, is presented from the viewpoints of the current result and plants’ natural habitat. A case for re-examination of the well-studied plant mucilaginous materials is made in light of the new findings.     

青岛市不同下垫面微生物气溶胶分布特征

分别在青岛市市区街道、海滨区域、饮用水水源地、城市垃圾填埋场和人工湿地污水处理厂设置监测点,分析比较不同下垫面空气细菌和真菌浓度、日变化和粒径分布. 结果表明:5个下垫面空气细菌浓度依次为城市垃圾填埋场>市区街道>饮用水水源地>海滨区域>人工湿地污水处理厂,真菌浓度依次为城市垃圾填埋场>人工湿地污水处理厂>饮用水水源地>市区街道>海滨区域,其中城市垃圾填埋场空气细菌和真菌浓度最高,分别为(613.1±68.9)、(1300.4±74.3)CFU/m3,其他下垫面空气的细菌和真菌浓度分别在(155.5±14.2)～(596.6±396.4)和(401.9±78.7)～(994.7±63.4)CFU/m3之间. 海滨区域空气细菌浓度下午明显高于上午和中午,其他下垫面表现为上午>下午>中午,但无显著性差异;市区街道、饮用水水源地、人工湿地污水处理厂的空气真菌浓度日变化表现为上午>中午>下午,城市垃圾填埋场则始终升高,除人工湿地污水处理厂和城市垃圾填埋场不同时段间空气真菌浓度有显著性差异外,其余下垫面无显著性差异. 细菌气溶胶粒径分布为F1级(粒径>7.0μm)最高,呈偏态分布;真菌气溶胶粒径呈对数正态分布,除城市垃圾填埋场峰值出现在F3级(3.3~4.7μm)外,其余下垫面均出现在F4级(2.1~3.3μm). 不同下垫面细菌气溶胶中值直径在2.8~4.6μm,存在差异;而不同下垫面空气真菌气溶胶中值直径均在2.0μm左右,无显著性差异.      

Application of a Swab Sampling Method for the Detection of Norovirus and Rotavirus on Artificially Contaminated Food and Environmental Surfaces

Noroviruses and rotaviruses are the leading causes of non-bacterial gastroenteritis in humans worldwide. Virus-contaminated food and surfaces represent an important risk to public health. However, established detection methods for the viruses in food products are laborious and time-consuming. Here, we describe a detailed swabbing protocol combined with real-time RT-PCR for norovirus and rotavirus detection on artificially contaminated food and environmental surfaces. Recovery rates between 2 and 78% for norovirus and between 8 and 42% for rotavirus were determined for contaminated food surfaces of apple, pepper, cooked ham and salami. From contaminated environmental surfaces (stainless steel, ceramic plate, polyethylene, wood), recovery rates between 26 and 52% (norovirus) and between 10 and 58% (rotavirus) were determined. The results demonstrate the suitability of the swab sample method for virus detection on food and environmental surfaces. Compared to other methods, it is easy to perform and significantly time-saving, predestining it for routine testing.     

攀枝花西渣场灌浆胶结炉渣强度的试验研究

针对攀枝花西渣场采用灌浆胶结炉渣加固边坡工程,开展了灌浆胶结炉渣单轴压缩试验和三轴压缩试验,研究了胶结炉渣体的破坏模式、强度特征及其对边坡稳定性的影响。试验结果表明:随着灌浆胶结炉渣中炉渣含量的增加,其内部结构不均匀性更加突出,试验加载过程中压应力区和拉应力区相互交错分布,最终破坏时受劈裂破坏和剪切破坏共同作用,其破坏形式从张拉劈裂破坏的一条曲折延伸的裂纹逐渐转变为多条裂纹的剪切-张拉复合破坏模式;注入灌浆材料能够提高现场炉渣体的黏聚力,从而提高胶法炉渣的强度。根据试验结果确定了胶结炉渣的强度参数,并进行边坡稳定性分析,结果表明注入灌浆形成胶结炉渣提高了炉渣边坡稳定性安全系数,边坡治理方案效果很好。     

离子强度和胡敏酸影响下不同土壤胶体稳定性研究

土壤胶体的稳定性对其携带污染物的能力产生重要影响,但离子强度和胡敏酸（HA）对不同土壤胶体稳定性的影响程度尚不明确.本实验通过土壤胶体沉降实验以及DLVO理论研究离子强度、HA对黑钙土、潮土和黄壤3种土壤胶体稳定性的影响.结果表明：即使在高离子强度背景下,黑钙土胶体和黄壤胶体因有机质和黏土矿物（黑钙土胶体：伊/蒙混合层;黄壤胶体：伊利石）较高,表面负电荷多、静电斥力大,故稳定性好;而潮土胶体的稳定性受离子强度影响明显,在低离子强度下,静电斥力占主导,稳定性达到最高.HA通过增加土壤胶体表面的负电荷,提高土壤胶体间静电斥力而增强其稳定性,且HA浓度越高土壤胶体的稳定性越强.不同粒径HA对土壤胶体稳定性的影响受pH值控制,相对于大粒径HA,酸性条件下,小粒径HA （F-HA）自身稳定性更强,同时也会自凝聚形成较大的团聚体来提高土壤胶体的稳定性;中、碱性条件下,F-HA产生的链状凸起结构较小,导致空间弹性斥力和渗透性斥力减弱,进而降低土壤胶体的稳定性.结果为明晰离子强度和HA对不同土壤胶体稳定性产生差异性影响提供数据支撑.