乙腈溶剂中单壁碳纳米管与常见有机化合物的相互作用

以单壁碳纳米管(SWCNTs)为固定相,采用高压匀浆法,制备HPLC色谱柱.测定乙腈相中18种有机化合物在SWCNTs色谱柱上的保留因子,研究SWCNTs与化合物的相互作用.结果表明,有机化合物取代基的种类和个数、杂原子的个数影响乙腈相中有机化合物与SWCNTs的相互作用.采用线性溶解能关系(LSER)定量表征SWCNTs与有机化合物的相互作用,所构建的LSER模型具有较强的拟合能力(R2=0.844)和稳健性(Q2LOO=0.768),发现π-/n-电子对作用和空穴/弥散作用是控制SWCNTs与有机化合物相互作用的主要因素.     

不同纳米材料作用下菲对鲫鱼的毒性效应

研究了纳米材料(多壁碳纳米管和纳米氧化锌)泄漏进入水环境后吸附多环芳烃(菲)对水生生态系统可能造成的影响及其影响机制,以便能及早采取相应的风险管理措施.实验结果表明,多壁碳纳米管(MWCNTs)显著降低了菲(Phe)在鲫鱼肌肉和肝脏中的富集,但增加了其在鱼脑中的富集量;C-Phe组菲在眼部、胚胎和生殖腺中含量均高于ZnO-Phe组.MWCNTs、nZnO与菲均诱导鲫鱼脑部和肝脏组织中自由基的生成.     

碳纳米管负载的镍及其氧化物对高毒气体PH3的催化分解性能

采用沉积-沉淀法制备了均一负载于碳纳米管(CNTs)载体的金属Ni和NiO,将其应用于PH3催化分解反应.通过XRD、TEM、XPS、BET等一系列检测手段,对样品的相结构、形貌、组分和比表面积进行了表征.研究结果表明,反应过程中,Ni和NiO很快被磷化为高活性的金属磷化物NiP2,作为反应的活性相.在420℃温度下,两样品对PH3的催化分解率均可达到99.5%以上.将反应中原位生成的NiP2进行催化反应,较钝化-还原的处理方式更有利于样品催化性能的保持.     

多壁碳纳米管对斑马鱼体组织内酶活性的影响

采用毒性试验方法研究3种质量浓度(10.0,5.0和2.5 mg/L)下人工纳米材料多壁碳纳米管(MWCNTs)长时间暴露(28～35 d)对斑马鱼成鱼脑和肝组织中乙酰胆碱酯酶(AchE)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和Na＋,K＋-ATP酶活性的影响. 结果表明,随着暴露时间的延长和ρ(MWCNTs)的增高,AchE和GSH-PX的活性降低,Na＋,K＋-ATP酶活性呈先升高后降低的趋势. 不同暴露时间的酶活性略有不同,但其趋势基本一致. 比较他人试验数据,对人工碳纳米材料与酶活性进行质量浓度－效应关系分析,结果显示该试验方法制备的多壁碳纳米管悬浊液毒性较小,单独存在对水生生物危害不大.      

三种碳纳米材料对水生生物的毒性效应

为了评价碳纳米材料的水生态安全性,以斜生栅藻(Scenedesmus oblignus)和大型蚤(Daphnia magna)为受试生物,研究了单壁碳纳米管(SWCNTs)、多壁碳纳米管(MWCNTs)和富勒烯(C₆₀)3 种碳纳米材料水悬浮液对水生生物的毒性效应.结果发现,SWCNTs、MWCNTs 和C₆₀对斜生栅藻生长的 96 h EC₅₀ 值分别为22.6, 15.5, 13.1 mg/L;对大型蚤活动抑制的 48 h EC50 值分别为1.3, 8.7, 9.3 mg/L.3 种碳纳米材料水悬浮液对斜生栅藻的毒性大小无显著性差异(P >0.05); SWCNTs 对大型蚤的毒性大于MWCNTs 和C₆₀(P <0.05);2 种生物对碳纳米纳米材料的敏感性也不同.3 种碳纳米材料对2 种水生物的毒性大小与氯苯相似.     

碳纳米管毒性研究的新进展

碳纳米管具有独特的结构和化学性质.一方面,碳纳米管可能在生物医药领域有潜在的应用,另一方面,由于碳纳米管质量轻,容易在空气中传播,很容易经呼吸道进入人体并造成毒性.因此,对于碳纳米管的毒性研究是十分必要的.本文对碳纳米管毒性效应的相关研究进行了简要的综述.     

单壁碳纳米管对斑马鱼生理生化特性的影响

采用半静水式慢性试验方法研究了单壁碳纳米管(SWCNTs)对斑马鱼生理生化特性的影响.将斑马鱼分别置于0、0.1、1、10 mg·L-1 SWCNTs悬浊液中暴露28 d,测定斑马鱼的脑、鳃和肝组织中谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、钠-钾-腺苷三磷酸酶(Na+-K+-ATPase)活性,并考察SWCNTs纯度及分散剂(十二烷基硫酸钠,SDS)对SWCNTs生物毒性的影响.结果表明,所用SWCNTs分散方法及纯度并不是影响其生物毒性的主要因素,SWCNTs对斑马鱼各组织中GSH含量及SOD活性无显著影响,但能导致肝、鳃、脑组织中Na+-K+-ATPase活性显著增加,MDA含量明显下降.由此可见,SWCNTs悬浊液可能会刺激斑马鱼加强对氧自由基的清除,但未发现其他明显的毒性作用.     

酶催化降解四溴双酚A反应引起的碳纳米管急性毒性变化

辣根过氧化物酶催化去除四溴双酚A的反应能够改变多壁碳纳米管(multiwall carbon nanotubes,MWCNTs)在水环境中的稳定性。为探究该反应对碳纳米管生态毒性效应的影响,选择大型蚤(Daphnia magna)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)作为受试生物,分别考察了反应前后MWCNTs对大型蚤的急性毒性以及对斜生栅藻的生长抑制和藻细胞色素的影响。结果表明,在1~10 mg·L-1的暴露浓度下,与原始的MWCNTs相比,反应后的MWCNTs对大型蚤的急性毒性明显减弱。在10 mg·L-1的暴露剂量下,原始的MWCNTs造成大型蚤的死亡率高达65%,而反应后的MWCNTs引起大型蚤的死亡率仅为23%。此外,反应前后的MWCNTs对斜生栅藻的生长均有抑制作用。随着暴露浓度的增大,藻细胞密度、叶绿素a和b的含量逐渐降低。与原始MWCNTs相比,反应后的MWCNTs对斜生栅藻的毒性明显减弱。上述研究结果为评价MWCNTs的环境风险提供了基础数据。     

羧基化多壁碳纳米管对蛋白核小球藻的生物学效应研究

碳纳米材料由于其具有优异的性能,得以广泛生产和使用,因而不可避免地进入水环境中,对水生生态系统造成潜在的影响。羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)作为功能化多壁碳纳米管的一种,其应用亦非常广泛,其潜在的环境效应受到人们越来越多的关注。以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)作为受试生物,通过暴露实验研究了MWCNTs-COOH对蛋白核小球藻的生物学效应。研究结果表明:1)MWCNTs-COOH在中高浓度以下(≤20 mg·L~(-1))未对C.pyrenoidosa生长造成影响;2)暴露96 h后,中、高浓度(10、20 mg·L~(-1))促进C.pyrenoidosa细胞可溶性蛋白的合成,但在高浓度(≥40 mg·L~(-1)),MWCNTsCOOH对C.pyrenoidosa造成毒性效应;3)随着MWCNTs-COOH浓度的增加,C.pyrenoidosa细胞总抗氧化能力(T-AOC)值减少,C.pyrenoidosa细胞丙二醛(MDA)含量显著增加,细胞的健康程度逐渐恶化,细胞结构受到严重损伤。     

碳纳米管导电膜降解水中氟苯尼考的研究

为实现水中酰胺醇类抗生素氟苯尼考(FF)的高效降解，本研究设计了一种以碳纳米管(CNT)膜为阳极的穿透式电化学降解系统.采用真空过滤法制备CNT导电膜(CNT-CM)，考察了流速、电压、电解质种类及浓度、初始pH值和FF初始浓度等因素对CNT-CM降解氟苯尼考的影响.结果表明，以CNT-CM为阳极的穿透式电化学系统对FF表现出良好的降解性能，流速、电压等对FF的去除具有显著影响.当停留时间为1.1 min(进水流速为2.5 mL·min^-1)，电压为3 V，对pH为3～10、初始浓度为0.05～10 mg·L^-1的FF废水的平均去除率均可达97%以上.自由基淬灭实验表明，在Na₂SO₄体系中，CNT-CM降解FF主要通过直接氧化和·OH介导的间接氧化实现，在NaCl体系中，主要通过直接氧化作用和电极生成的活性氯实现.