环糊精对硝基化合物混合体系微生物降解影响

通过对硝基苯和对硝基苯酚混合体系微生物降解过程的研究,探讨了在降解过程中加入-环糊精及其衍生物羧甲基--环糊精(CMCD)对混合体系微生物降解的影响.研究表明,对硝基苯酚不能被单独降解;硝基苯能与对硝基苯酚产生共代谢作用,对硝基苯酚浓度影响混合体系的降解程度.加入环糊精能促进对硝基苯酚的降解率,影响程度与对硝基苯酚的浓度和环糊精的种类及量有关.     

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.      

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.     

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。     

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。     

白腐菌锰过氧化物酶对2,2’,4,4’-四溴联苯醚的降解

多溴联苯醚(PBDEs)是一类在环境中普遍存在的全球性有机污染物,对这类污染物环境行为的研究虽然已有较多报道,但是微生物降解方面尤其是针对单一胞外酶降解的研究还比较少。文章以白腐菌模式菌种Phanerochaete chrysosporium为对象,研究其分泌的胞外酶锰过氧化物酶(MnP)对环境中最常检测到的2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE47)的好氧降解,考察不同β-环糊精浓度对该酶降解BDE47的影响,并初步探讨了胞内细胞色素P450的作用。结果表明,MnP能有效降解BDE47,在培养15 d后,扣除空白损失,降解率达到70%左右。低浓度和高浓度的环糊精对MnP降解BDE47无显著性影响。胞内细胞色素P450对BDE47的降解没有明显贡献。     

羧甲基-β-环糊精/磁性介孔硅对Pb2+的吸附研究

采用羧甲基-β-环糊精(CM-β-CD)和磁性介孔二氧化硅制得CM-β-CD/磁性介孔二氧化硅复合吸附剂(Fe_3O_4@SiO_2@mSiO_2-CM-β-CD),并应用于水体中Pb~(2+)的去除。通过SEM、EDS、FTIR、XRD等现代技术表征所得复合材料。研究表明:Fe_3O_4@SiO_2@mSiO_2-CM-β-CD对Pb~(2+)的吸附遵循伪二级模型,符合Langmuir模型。在298 K时,Pb~(2+)的理论饱和吸附量为60.8 mg/g。此外,热力学参数表明吸附过程是自发的。最后,Fe_3O_4@SiO_2@mSiO_2-CM-β-CD表现出优异的磁分离性能,此外还证明在强酸性条件下具有良好的稳定性。经5次再生循环作用后,Fe_3O_4@SiO_2@mSiO_2-CM-β-CD对Pb~(2+)仍保持较高的吸附容量。     

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%。     

HP-β-CD对不动杆菌降解高浓度硝基苯的影响

研究了在不动杆菌降解高浓度硝基苯的过程中添加羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)对细菌生长、硝基苯的去除及中间产物的转化的影响.利用乙酸酐直接将硝基苯的降解样品酰基化,通过GC-MS分析定性出降解中间产物2 氨基苯酚.在适宜降解菌生长的400mg·L-1硝基苯初始浓度下,加入250和500mg·L-1HP-β-CD对生物量和硝基苯的降解基本无影响;当硝基苯初始浓度约为850mg·L-1时,加入HP-β-CD(>2000mg·L-1)显著促进了细菌的生长、硝基苯的降解和2-氨基苯酚的生物转化,并且促进程度与加入量成正比.这种促进主要是因为HP-β-CD的空腔对硝基苯和2-氨基苯酚的包合产生了脱毒的效果.当HP-β-CD的加入浓度分别为0,2000,4000mg·L-1时,降解菌对850mg·L-1硝基苯的降解都遵循一级反应动力学,降解速率常数由0 0077h-1分别增加到0 0089和0 0161h-1,当HP-β-CD的加入浓度为8000mg·L-1时,降解菌对850mg·L-1硝基苯的降解遵循零级反应动力学,其降解速率常数为16 1162mg·L-1·h-1.     

磺化β-环糊精对有机废水处理效果的研究

环糊精应用于有机废水及处理方面,能够对有机废水污染物产生包络作用.本实验采用直接磺化法合成了磺化β-环糊精,提出了一种用磺化β-环糊精处理有机废水的新的实验方法,并分析了它对有机废水的处理效果.本实验研究了不同量以及不同温度的磺化β-环糊精对有机废水处理效果的影响.通过实验得出磺化β-环糊精对废水有机物(农药氧化乐果)的包络随着加入量的增大而增大,达到某一数值后而下降.实验结果表明加入磺化β-环糊精后,处理效率可提高1.5至2.0倍,处理效果提高可达60％左右.     

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。     

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%。     

环糊精对Fe(Ⅲ)引发双酚A光降解的影响

环糊精口α-CD、β-CD和γ-CD能分别与双酚A形成1:1主-客体包结物.在250W金属卤化物灯(λ≥365 nm)光照下,研究了在Fe(Ⅲ)-OH配合物体系中,不同环糊精对双酚A光降解的影响.结果表明,β-CD能较大地促进双酚A的光降解,α-CD次之,而γ-CD对双酚A的光降解存在一定的抑制;并且CDs浓度的变化对双酚A光降解的初始速率有明显的影响.双酚A光降解的初始速率随着β-CD和α-CD浓度增大而增加,当β-CD=60μmol/L时达到最大,然后随着浓度增大而降低,而BPA的光降解初始速率随γ-CD浓度的增加总的趋势是减小的.通过计算机软件Gaussian98,采用PM3方法模拟了环糊精与双酚A的包结行为,进一步说明3种环糊精与双酚A形成主-客体包结物对光降解的影响.     

羧甲基-β环糊精对锑-萘复合污染土壤的淋洗修复效果及机制

为了探究羧甲基-β-环糊精（CMCD）对重金属锑（Sb）-萘（Nap）复合污染土壤的淋洗效果及修复机理,采用批量振荡淋洗和实际土柱淋洗的方法,比较了不同条件下的淋洗效果.结果表明,10 g·L^-1的CMCD淋洗效果最好,在pH=4时更有利于其对锑和萘的吸附,最大去除率分别达到94.82%和93.59%.土柱淋洗实验表明,淋洗速率为2 mL·min^-1时效果最好,且间隔淋洗效果略好于连续淋洗,污染物穿透曲线则表明CMCD对萘的吸附迁移作用更大.对淋洗前后的环糊精材料采用3种方式进行表征, FTIR检测结果表明CMCD主要通过表面的羧基、羟基与Sb络合从而将其吸附去除;核磁氢谱和热重分析结果表明CMCD的空腔与萘发生了包合作用.因此,本研究证明CMCD主要通过表面基团络合-Sb、内部空腔包合-萘的方式修复复合污染土壤,可作为性能良好的淋洗剂应用于重金属与多环芳烃复合污染土壤修复工艺中,为环糊精在场地复合污染修复的应用提供一定的理论和参数支持.     

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-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/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%.     

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.     

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。