离子液体［omim］［PF6］的生物降解性研究

以［omim］［PF₆］为C、N、P营养源驯化活性污泥,考察驯化前后不同活性污泥接种微生物时离子液体的生物降解性,以及在支链上添加酯基对离子液体生物降解性的影响;同时,探讨经过驯化的活性污泥对1-甲基-3-辛基咪唑阳离子基团（［omim］⁺）生物降解的途径.结果表明,通过在支链上添加酯基,可以改善离子液体的生物降解性;以普通的活性污泥为接种微生物的密闭瓶实验表明,［omim］［PF₆］的生物降解率<20%,属于难生物降解的物质,进入环境后可能产生较长时间的积累;以经过驯化的活性污泥为接种微生物时,可以提高［omim］［PF₆］的生物降解率到60%左右;在［omim］⁺的生物降解过程中,会产生1-甲基咪唑阳离子的积累;对［omim］⁺的生物降解产物的HPLC-MS/MS分析,初步推测［omim］⁺的生物降解途径.     

［omim］［PF6］萃淋树脂的制备及对萘吸附机制的研究

将离子液体[omim][PF6]以液膜的形式固定在大孔吸附树脂上,制备萃淋树脂,研究其对水相中萘的吸附及影响因素.结果表明,离子液体[omim][PF6]萃取萘的过程,萘主要分配在[omim]+的疏水饱和碳链上;树脂和离子液体质量比为10∶1和20∶1的萃淋树脂,[omim][PF6]在水相中的溶解明显小于2∶1和5∶1的萃淋树脂;不同质量比萃淋树脂对萘的饱和吸附量大小为10∶1萃淋树脂>20∶1萃淋树脂>树脂,对吸附等温线的拟合结果表明,树脂对萘的吸附更符合Freundlich吸附等温式,而萃淋树脂对萘的吸附则更符合Langmuir吸附等温式.不同温度萃淋树脂对萘的饱和吸附量大小为:20℃>15℃>25℃,随着pH的升高饱和吸附量下降,随着无机盐浓度的提高饱和吸附量均有提高;正交实验确定的最佳条件为:温度=30℃、pH=3、NaCl浓度=2 000 mg.L-1,其中pH值是最主要的影响因素.     

取代基对咪唑基阴离子功能化离子液体碳捕集性能的影响

为了降低离子液体成本并提高碳捕集能力,制备了阳离子为三丁基乙基季膦([P₄₄₄₂]⁺),阴离子为咪唑([Im]^-)、4-甲基咪唑([4-MeIm]^-)、4-溴咪唑([4-BrIm]^-)或4-硝基咪唑([4-NO₂Im]^-)的咪唑基阴离子功能化离子液体(ILs),测定了密度、黏度和碳捕集性能,考察了阴离子4号位取代基电子效应对碳捕集性能的影响,采用¹³C NMR和FT-IR研究了[P₄₄₄₂][Im]的碳捕集机理。结果表明：在30℃和0.1 MPa条件下,ILs碳捕集性能顺序为[P₄₄₄₂][Im]>[P₄₄₄₂][4-MeIm]>[P₄₄₄₂][4-BrIm]>[P₄₄₄₂][4-NO₂Im];甲基的弱推电子效应未能提升碳捕集性能,而溴或硝基的强吸收电子效应则会分散...     

咪唑基离子液体用于天然气脱水过程中的技术-环境评价

利用Aspen Plus建立离子液体天然气脱水的工艺流程模拟,结合灵敏度分析及生命周期评价方法,对该工艺应用不同离子液体产生的技术及环境影响进行比较,并分析离子液体结构对天然气脱水工艺技术及环境评价的影响。结果表明:与烷基链较短的阳离子结合的[BF₄]-离子液体具有较好的脱水性能（[EMIM][BF₄]>[BMIM][BF₄]>[OMIM][BF₄]）;对于生产1 kg甲烷气体而言,[BMIM][PF₆]脱水法的环境影响最大,达到[OMIM][BF₄]脱水法环境影响的5倍;此外,对于具有相同阴离子[BF₄]-的脱水情况,环境影响顺序为[OMIM][BF₄]<[BMIM][BF₄]<[EMIM][BF₄]。该结果从技术和环境评价的角度为筛选或开发天然气脱水过程中选择适当的离子液体提供了指导。     

咪唑类离子液体的二氧化硫吸附性能

为研究咪唑类离子液体脱除烟道气中SO2的规律,以1-丁基,3-甲基氯代咪唑([Bmim]Cl)、1-丁基,3-甲基硝酸咪唑([Bmim]NO3)、1-丁基,3-甲基氟硼酸咪唑([Bmim]BF4)和1-戊基,3-甲基氯代咪唑([C5mim]Cl)4种离子液体作为SO2吸附剂,研究了不同条件下4种离子液体对模拟烟道气中SO2的吸附性能,并初步进行了离子液体再生脱硫试验.利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对吸附前、后和再生后的[Bmim]Cl结构变化进行了研究.结果表明,4种离子液体对SO2均有吸附能力,且吸附能力为:[C5mim]Cl[Bmim]Cl[Bmim]NO3[Bmim]BF4,其中[C5mim]Cl的累积脱硫量达到200.8mg/g,[Bmim]Cl的最佳脱硫温度为40.0℃;3种阴离子对脱硫性能的影响顺序为:Cl-NO3-BF4-.在温度为90.0℃、压强为0.09MPa、再生4.0h后,[Bmim]Cl的硫容从再生前的65.9mg/g下降到26.5mg/g.脱硫过程中离子液体的结构发生了变化,它对SO2分子同时存在物理吸附和化学吸附.     

园林生物质中离子液体-复合菌剂共降解体系的筛选与构建

园林生物质的绿色高效降解是实现生态系统物质循环的重要环节,离子液体-生物酶作为环境友好型降解体系备受关注.通过合成1-丁基-3-甲基咪唑（[Bmim]）和1-乙基-3-甲基咪唑（[Emim]）型离子液体衍生物,比较了温和条件下各离子液体对园林生物质的溶解再生性.结合复合微生物菌剂开展酶解试验,通过考察酶解率、纤维素酶活力、降解失重率和木质素含量变化等,筛选并构建最优降解体系组合.结果表明,两种离子液体的盐取代物对园林生物质有着较好的溶解再生性,当质量分数为70%~80%时,[Emim]型离子液体-复合菌剂体系的酶解率和酶活力最高.在降解末期,[Emim]Ac_75%和[Emim]FeCl_4·75%体系的降解失重率分别为46.9%和52.6%,均为阳性对照组的1.6倍,同时木质素含量分别减少41.7%和47.2%.[Emim]FeCl_4·75%-复合菌剂体系对园林生物质有着更为显著的降解效应.     

不同结构离子液体对含Pb~(2+)废水萃取性能的对比研究

通过比较3种不同结构的离子液体对含铅废水的萃取性能,探讨了萃取时间、温度、铅离子初始浓度、水相与有机相的体积比等对萃取过程的影响,结果表明,烯基取代的[AMIM][PF6]离子液体对含铅废水中铅离子的去除效果最好,同时,离子液体通过回收可再次利用,实现离子液体的绿色化。     

离子液体[C8mim]PF6对水生生物的毒性作用

运用评价化学品对水生生物毒性的标准试验方法,探讨离子液体1-辛基-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐([C8mim]PF6)对普通小球藻、大型蚤和斑马鱼的毒性影响.结果表明,[C8mim]PF6在实验浓度下,对普通小球藻的生长和叶绿素a的产生均有抑制作用,浓度越高抑制作用越明显,且对叶绿素a含量的影响更为显著.高浓度组(200mg/L)可致死部分小球藻细胞;[C8mim]PF6对大型蚤的48h LC50为4.47mg/L,属于高毒性;[C8mim]PF6对斑马鱼的96h LC50为126.08mg/L,属于低毒性.[C8mim]PF6对这3种水生生物的抑制率/致死率(EC50/LC50)随时间呈规律性变化.[C8mim]PF6与藻类的亲和性及其亲脂特性可能是其对水生生物存在潜在毒性的2个主要原因.     

咪唑氯盐离子液体对蚯蚓急性毒性及体重影响研究

采用OECD标准滤纸接触法和人工土壤法,研究了3种离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)、1-己基-3-甲基咪唑氯盐([Hmim]Cl)、1-辛基-3-甲基咪唑氯盐([Omim]Cl)对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性致死作用,并测定亚慢性暴露试验下蚯蚓的体重变化.滤纸接触法测得[Bmim]Cl、[Hmim]Cl、[Omim]Cl对蚯蚓24 h的半致死浓度(LC50)分别为109.60、50.38、7.94μg.cm-2;48 h的LC50分别为98.52、39.14、3.61μg.cm-2.人工土壤法得到[Bmim]Cl、[Hmim]Cl、[Omim]Cl对蚯蚓7 d的LC50分别为447.78、245.56、180.51 mg.kg-1,14 d的LC50分别288.42、179.75、150.35 mg.kg-1.蚯蚓在3种离子液体作用下表现出不同的中毒症状.3种离子液体对蚯蚓的生长表现出不同程度的抑制作用,体重随着浓度增加而下降.离子液体对蚯蚓毒性随着碳链长度的增加而增大.     

离子液体支撑液膜萃取分离双酚A、辛基酚和壬基酚

本研究以离子液体1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐([BM IM][PF6])作膜溶剂,利用支撑液膜分离技术,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液作萃取溶液将三种环境内分泌干扰物壬基酚、辛基酚和双酚A进行分离。研究结果显示该支撑液膜分离技术对双酚A的萃取效果最好,其次是辛基酚,而壬基酚不被萃取。利用该技术能将三种混合物选择性地进行萃取分离,但萃取时间不宜超过46小时。     

离子液体氯化1-辛基-3-甲基咪唑对EMT6细胞的毒性及其机理研究

为评估咪唑类离子液体的生物毒性,研究了氯化1-辛基-3-甲基咪唑([C8mim] [C1])对EMT6细胞的毒性作用和可能的机制.不同浓度(0.06、0.25、1 mmol·L-)的[C8 mim][Cl]对EMT6细胞染毒12h后,采用MTT方法检测细胞活力,二乙酸荧光素(FDA)方法检测细胞膜通透性的变化,Rhodamine 123染色方法检测线粒体膜电位的变化,ELISA方法检测了Caspase-3的活性,并测定了细胞内活性氧(ROS)的含量.结果表明,经[Csmim] [Cl]染毒12h后,EMT6细胞活力下降,并呈剂量依赖关系.当[Csmim] [Cl]浓度高于0.25 mmol·L-1时,细胞活力与对照相比,差异显著.研究还发现,[Csmim][Cl]染毒增加了EMT6细胞膜通透性,降低了线粒体膜电位并诱导产生过量的活性氧,增强了Caspase-3活性.实验结果表明,[C8mim] [Cl]染毒造成了EMT6细胞膜通透性的改变、活性氧的过量产生和凋亡分子表达的增强,这可能是[Csmim] [Cl]导致细胞凋亡和活力下降的主要原因.     

固载化瓜环的制备及其对磺胺间甲氧嘧啶的吸附性能研究

在微波无极灯下将烯氧基瓜环固载到巯基硅胶(MSG)上,制得固载化瓜环(ACB[6]-SG).通过红外光谱表征固载产物,并研究固载化瓜环对磺胺间甲氧嘧啶(SMM)的吸附性能.结果表明,SMM在固载化瓜环上的吸附基本在2 min内即可达到平衡;Henry方程和Freundlich方程均能较好地拟合SMM在固载化瓜环和巯基硅胶上的等温吸附曲线,但是SMM在固载化瓜环上的吸附主要是在瓜环中的分配,而SMM在巯基硅胶上的吸附则主要是多分子层的表面吸附作用;SMM在固载化瓜环上的平衡吸附量远大于在巯基硅胶上的平衡吸附量;SMM在两者上的吸附过程是一个放热过程,温度越低吸附效果越好.     

Metabolism of benzo[a]pyrene in peroxynitrite/Fe(III) porphyrin system

The peroxynitrite/porphyrin biomimetic system was established to investigate the effects of peroxynitrite on benzo[a]pyrene (B[a]P) metabolism. Three model systems consisting of different iron porphyrins were compared, and the results showed that the peroxynitrite/T(p-Cl)PPFeCl system was the highest catalytic efficiency in the metabolism of B[a]P. We analyzed the B[a]P metabolites produced from this system by RP-HPLC method and firstly identified the formation of nitrobenzo[a]pyrenes which are the special metabolites of B[a]P induced by peroxynitrite.     

Metabolism of benzo[a]pyrene in peroxynitrite/Fe（Ⅲ） porphyrin system

The peroxynitrite/porphyrin biomimetic system was established to investigate the effects of peroxynitrite on benzo[a]pyrene （B[a]P） metabolism. Three model systems consisting of different iron porphyrins were compared, and the results showed that the peroxynitdte/T（p-Cl）PPFeCl system was the highest catalytic efficiency in the metabolism of B [a]P. We analyzed the B [a]P metabolites produced from this system by RP-HPLC method and firstly identified the formation of nitrobenzo[a]pyrenes which are the special metabolites of B [a]P induced by peroxynitrite.     

一株苯并[a]芘高效降解真菌的筛选与降解特性

从长期受多环芳烃(PAHs)污染的土壤中分离出一株能够降解苯并[a]芘(B[a]P)的真菌,经鉴定为绿色木霉(Trichoderma viride)(命名为BF-1),并对其以B[a]P为唯一碳源进行反复驯化,考察了B[a]P浓度、不同重金属和培养基对其降解能力的影响.结果表明,菌株BF-1在B[a]P浓度为5mg.L-1,32℃振荡培养约6d的条件下,降解速度最快,B[a]P的降解率达68.28%.BF-1在B[a]P浓度分别为10与25mg.L-1,32℃振荡培养6d的条件下,B[a]P的降解率分别为73.29%与87.36%.Cu2+(50mg.L-1)基本不影响BF-1对B[a]P的降解率;Cd2+(100mg.L-1)、Pb2+(300mg.L-1)对BF-1降解B[a]P有一定影响,但仍表现出较高的耐受能力;而Zn2+(200mg.L-1)对BF-1有明显的抑制作用.选用含5mg.L-1B[a]P的土豆葡萄糖液体培养基,6d后B[a]P的降解率为71.31%.对比前述实验结果表明,培养基对B[a]P降解率的影响并不明显.因此,BF-1的应用价值较高.     

杯[4]芳烃修饰Amberlite XAD-4树脂去除水中双氯芬酸

通过偶氮化反应将合成的去叔丁基杯[4]芳烃连接到Amberlite XAD-4树脂上,并且采用FTIR、SEM和TG/DTA法表征了杯[4]芳烃修饰Amberlite XAD-4树脂的结构.结果表明,水溶液中杯[4]芳烃修饰Amberlite XAD-4树脂对双氯芬酸的去除率远大于单独Amberlite XAD-4树脂和杯[4]芳烃.双氯芬酸的浓度为20mg/L时,随着杯[4]芳烃修饰AmberliteXAD-4树脂投加量的增加,双氯芬酸的去除率增加很快.当吸附剂量增加到80mg/L时,双氯芬酸的去除率为92.8%,并且达到吸附平衡,吸附的双氯芬酸量为34.02mg/g. Langmuir和Freundlich等温线与实验数据均有很好的拟合度.对热力学参数的计算表明,△H与△G负值显示出反应的放热和自发过程.     

水体颗粒物的粒径和组成对多环芳烃生物降解的影响

采用模拟实验方法,研究黄河水体颗粒物的粒径和组成对苯并[a]芘和的生物降解速率的影响及影响机制.结果表明,苯并[a]芘和在水/颗粒物混合体系的降解符合一级动力学规律,颗粒物的存在促进了二者的生物降解,并且中沙(7～25μm)的促进作用最大,细沙(<7μm)次之,粗沙(>25μm)最小.在中沙、细沙和粗沙体系中,苯并[a]芘的一级动力学常数分别为0.024 8d^-1、0.021 2d^-1、0.019 2d^-1,的一级动力学常数分别为0.028 8d^-1、0.026 1d^-1、0.021 8d^-1.其影响机制主要包括:①颗粒物的存在促进了体系中多环芳烃降解菌的增长,且中沙和细沙体系中微生物增长快于粗沙体系.②多环芳烃(PAHs)吸附于颗粒物表面,其解吸作用使得颗粒物附近PAHs的浓度相对较高,且由于微生物也主要生长于水/颗粒物界面,这样使得微生物和PAHs接触的机会增大.由于中沙和细沙体系中颗粒物对微生物和PAHs的吸附作用均远大于粗沙体系,因此使得中沙和细沙体系中PAHs的降解速率大于粗沙体系.另外,与中沙相比,细沙对PAHs的吸附作用更强,解吸相对困难,从而使细沙体系中PAHs的降解速率低于中沙体系.     

苯并[α]芘对海洋微藻生长及细胞特征的影响

采用急性毒性实验方法,研究了苯并[α]芘(B[α]P)对3种海洋微藻生长和细胞特征的影响。结果表明,B[α]P对3种海洋微藻生长的抑制呈显著的时间-剂量效应,其96 h半数效应浓度依次为:湛江等鞭金藻17.00μg/L,塔溪堤等鞭金藻25.18μg/L,牟氏角毛藻83.06μg/L。高浓度B[α]P胁迫96 h后,3种海洋微藻细胞体积和细胞内容物颗粒均有增加,而藻细胞叶绿素含量却随着B[α]P浓度的增加而降低。这一研究说明,B[α]P对微藻细胞形态及光合能力均能造成明显影响,并可抑制藻细胞数量的增长。B[α]P对藻细胞的抑制作用存在种的差异性,相对来说,金藻类微藻对B[α]P更为敏感。