高浓度PASC复合混凝剂的混凝动力学研究

以铝酸钠为碱化剂,合成了具有不同 Si/Al摩尔比的聚硅氯化铝复合混凝剂(PASC),采用透光率脉动检测技术并结合混凝效能和Zeta电位的测定结果,对PASC以及聚合氯化铝(PAC)、参比PACref在混凝过程中絮集物形成和增长的变化差异作了对比研究.结果表明,混凝过程中,Zeta电位、剩余浊度以及混凝指数密切相关.采用铝酸钠为碱化剂合成并引入硅酸钠的混凝剂,有利于提高凝聚速度和絮集物颗粒大小.在Si/Al摩尔比为0.10时处理效果达到最佳.     

阳离子表面活性剂用量对改性沸石吸附铬酸根的影响

用不同量阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对天然沸石改性,并制备不同改性程度的改性沸石,测定沸石对CTAB的吸附量,比较几种沸石对铬酸根的吸附性能及其与改性沸石胶体Zeta电位的关系,探讨沸石对铬酸根的吸附机制及沸石再生后对铬酸根的吸附能力.结果表明,随着CTAB加入量的增加,它在沸石表面的吸附量显著增加,制备的改性沸石对铬酸根吸附性能显著提高.改性后沸石胶体的Zeta电位由负变正,而且随着CTAB用量的增加,Zeta电位正值增加.铬酸根在改性沸石表面的吸附量随离子强度增加而减小,而且改性沸石吸附的铬酸根大部分可以被中性盐解吸,说明铬酸根的吸附以静电作用机制为主.改性剂用量在0.15～0.3 mol·kg-1范围内,改性沸石再生后仍对铬酸根有很好的吸附性能,可以循环使用.     

杭州西湖沉积物磷分析及释放风险

本研究以杭州西湖的茅家埠、小南湖以及乌龟潭等3个子湖中的沉积物为研究对象,研究其中沉积物磷赋存形态,通过对沉积物磷吸附指数(phosphorus sorption index, PSI)与磷吸附饱和度(phosphorus saturation, DPS)进行测定与计算并根据两者对西湖沉积物磷的释放风险进行了客观评估.对沉积物风险分析表明:杭州西湖沉积物呈还原态,表现出强氧化性;沉水植物的生长会对沉积物的氧化还原电位产生影响,沉水植物盖度越大,沉积物氧化还原电位越高,氧化性越强;沉积物磷污染状况严重,沉积物中磷的吸附容量主要与其中活性铁铝氧化物的含量有关;杭州西湖不同区域的沉积物磷的吸附指数有较大的不同,主要与区域的生态化逆境相关;受各种相关因素影响,杭州西湖沉积物磷的释放处于中度偏轻的风险状态.     

纳米零价铁对溶液中PCB77的降解及其影响因素

设计了以溶液初始pH值、3,3’,4,4’-四氯联苯(PCB77)初始浓度、纳米零价铁(Fe0)投加量、纳米零价硅(Si0)投加量、腐殖酸和环糊精浓度为影响因素的正交试验,研究纳米Fe0降解PCB77时各因素对反应体系中PCB77残留率、氢离子浓度及氧化还原电位变化的影响及其相互关系。结果表明,在溶液初始pH值为4.5,初始ρ(PCB77)为1 mg.L-1,纳米Fe0投加量为10 g.L-1,纳米Si0投加量为0,ρ(腐殖酸)为0.25 g.L-1,ρ(环糊精)为1 g.L-1时,反应2 h后,PCB77残留率最低,为35.2%。溶液初始pH值对反应体系中PCB77的残留率影响最大,纳米Fe0投加量次之;溶液初始pH值对反应体系中氢离子浓度变化影响最大,环糊精投加量次之;PCB77初始浓度对反应体系中氧化还原电位变化影响最大,纳米Fe0投加量次之。     

pH值、离子强度和粒径对氧化石墨烯稳定性的影响

氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)表面具有丰富的官能团和较高的比表面积,能够作为膜材料应用于膜分离技术.然而,目前合成GO的技术很难保证其横向尺寸的均一性.此外,GO在自然水环境中分散性的稳定性受环境中pH值和离子强度的影响.本文研究了横向尺寸、pH值和离子强度对GO表面双电层电荷或结构组装所需的相互作用力的影响.从原位原子力显微镜(Atomic force microscope, AFM)获得的力-距离曲线(F-D)可以看出,溶液条件对DLVO力的作用.GO的双电层静电斥力随着pH值的升高而增大,这可能是由于表面官能团的电离作用增强所致.但随着离子强度的增加,双电层斥力减小,得到的数据与DLVO理论一致.通过Zeta电位和开尔文探针力显微镜(Kelvin probe force microscopy, KPFM)测量,确定了氧化石墨烯片层表面电荷的不均匀性.     

氧化石墨烯纳米银复合材料的制备及其抗菌性

以柠檬酸钠为还原剂通过简单的超声加热处理,原位制备出氧化石墨烯纳米银复合材料.采用X射线光电子能谱、紫外可见吸收光谱、透射电子显微镜等手段对氧化石墨稀纳米银复合材料进行表征.结果表明纳米银呈球状均匀分布在氧化石墨烯表面.以大肠杆菌(MG1655)为模型菌,通过细菌生长动力学试验及荧光染色试验评价了氧化石墨烯纳米银复合材料的抑菌性能.结果表明,氧化石墨烯复合材料对大肠杆菌有较强的抑菌效果,且其卓越的抑菌效果是通过氧化石墨烯纳米银材料的协同作用来完成的.因此,氧化石墨烯纳米银是一种非常有效的抑菌材料.     

氧化石墨烯对聚合酶链式反应扩增效率、灵敏度和特异性的影响

以人类基因组DNA和志贺氏菌粗制裂解菌液为模板,扩增115 bp的Alu基因片段和402 bp的ipaH基因片段.通过设置氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)和模板的浓度为变量,分别研究了氧化石墨烯对聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)扩增效率和灵敏度的影响;运用多轮PCR扩增方法研究了氧化石墨烯对聚合酶链式反应扩增特异性的影响.结果显示,氧化石墨烯有效提高PCR扩增效率的范围为9—14倍,提高PCR灵敏度一个数量级以及增加多轮PCR扩增中的两轮扩增反应.从原子力显微镜(Atomic force microscope,AFM)的结果可以看出,本文制备的氧化石墨烯片层厚度主要集中在0.5—0.8 nm,少数大于1 nm,总体具有较大的比表面积.除此之外,本文还发现当氧化石墨烯浓度到达μg·μL~(-1)后,引物二聚体与氧化石墨烯的浓度呈正比,说明氧化石墨烯优化PCR的主要影响因素是其与引物的相互作用.     

基于Zeta电位的水稻土吸附Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)能力的比较

测定了3种水稻土胶体在不同Cd/Pb摩尔比的悬液体系中的Zeta电位,并与2种重金属离子在土壤中的吸附量和解吸量进行比较,当Cd/Pb摩尔比为1:4时,Zeta电位数值最高;Cd/Pb摩尔比为1:1时Zeta电位数值居中;Cd/Pb摩尔比为4:1时Zeta电位数值最小,因此,Pb(Ⅱ)在三种土壤表面发生专性吸附的能力均大于Cd(Ⅱ),这与土壤中Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量和解吸量的结果相一致.     

水中多壁碳纳米管的凝聚动力学

利用动态光散射技术研究了环境因素对水中多壁碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes,MWNTs)颗粒凝聚过程的影响.结果表明,投加一价、二价电解质均可使水中MWNTs颗粒Zeta电位减小、水合动力学半径增大,促进颗粒间凝聚的发生;水中MWNTs颗粒的凝聚过程可分为反应控制和扩散控制两个不同阶段,符合经典的胶体稳定性(DLVO)理论.经计算,Na+、K+、Ca2+和Mg2+的临界凝聚浓度分别为221、251、8.0、8.4 mmol·L-1.腐殖酸存在可通过空间位阻效应显著增强水中MWNTs的分散性,表明MWNTs可稳定存在于典型的水环境中.     

几种土壤锰结核对Cr(Ⅲ)的氧化与锰矿物类型

以几种土壤锰结核为实验材料.研究了不同氧化锰对Cr(Ⅲ)的氧化特性。结果表明,供试锰结核对Cr(Ⅲ)的氧化能力大小顺序为N1-1>N4-1>N2-1>N5-1,与他们所含易还原性锰含量顺序不一致。换算成易还原性锰对Cr(Ⅲ)的氧化后,则其顺序为N4-1>N2-l>N1-1>N5-1。由组成供试锰结核的主要氧化锰矿物得知,对Cf(Ⅲ)的氧化能力;钠水锰矿>锂硬锰矿>钙锰矿,这可能与氧化锰矿物的结晶程度、晶体构造和Mn(Ⅳ)含量的差异以及Cr(Ⅲ)在氧化锰表面的吸附位置有关。     

氧化石墨烯纳米材料的制备及其对Eu(Ⅲ)吸附性能

通过改良的Hummers法制备了氧化石墨烯纳米材料,用于水中核素的吸附.通过调节氧化剂用量,改变了氧化石墨烯的微观结构进而获得了良好的核素吸附性能.研究发现随着氧化剂用量的提高,氧化石墨烯结构的无序度逐渐增大,结构层缺陷增多,晶面间距增加,微晶尺寸减少,氧化石墨烯片层出现褶皱.静态单核素吸附实验表明,氧化石墨烯对核素有着良好的吸附效果,高氧化度的氧化石墨烯纳米材料对Eu(Ⅲ)的吸附性能良好,最大吸附容量为76.46 mg·g~(-1),吸附规律更接近于Langmuir模型.此外,本文还对氧化石墨烯的吸附动力学、固液比影响进行了研究.研究结果表明,氧化石墨烯在核电厂放射性废水的处理方面具有广阔的应用前景.     

镧、铈、钕对小鼠肝细胞线粒体的氧化损伤作用

轻稀土元素进入生物体后主要累积于肝脏,进入肝细胞,除蓄积在细胞核中,还存在于线粒体中。为探讨轻稀土元素对小鼠肝细胞线粒体的氧化损伤作用,选用5周龄雄性ICR小鼠分别以10、20和40mg·kg~(-1)的镧(La)、铈(Ce)和钕(Nd)灌胃,6周后测定小鼠肝细胞线粒体中超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)的活性,以及谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)的含量。结果显示,与对照组相比,La中剂量组和Ce低剂量组SOD活性显著升高,La高剂量组和Nd中、高剂量组中SOD活性显著降低(P<0.05,P<0.01);除个别剂量组外,各染毒组CAT和GPx活性与GSH含量显著降低(P<0.05,P<0.01);Nd各剂量组、La高剂量组和Ce高剂量组的MDA含量显著升高(P<0.05,P<0.01)。研究表明,La、Ce和Nd所导致的CAT和GPx活性以及GSH含量降低可能是造成肝细胞线粒体氧化损伤的主要原因。     

低温种子聚合法制备磁载纳米TiO2光催化剂及其对苯酚的光催化降解

通过种子聚合法,以聚乙烯亚胺(PEI)处理过的纳米Fe2O4为磁核,在低温(95℃)、中性(pH=7左右)条件下,制备了一种磁载TiO2光催化剂.利用Zeta电位仪、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)测试方法对磁核的表面电位、催化剂的形貌、物相...     

镧、铈、钕对小鼠肝细胞核的氧化损伤作用

轻稀土元素进入生物体后主要累积于肝脏,进入肝细胞,分布于细胞核上.为探讨轻稀土元素对小鼠肝细胞核的氧化损伤作用,选用5周龄雄性封闭群(ICR)小鼠灌喂10、20和40 mg·kg-1的稀土元素镧(La)、铈(Ce)和钕(Nd),6周后测定小鼠肝细胞核中超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(...     

富勒烯对人胚肝细胞的氧化损伤

为初步探讨富勒烯(C60)对人体细胞的潜在危害,以人胚肝细胞(L-02)为研究对象,研究富勒烯暴露对人胚肝细胞的氧化损伤.人胚肝细胞暴露于0、1.25、2.50、5.00、10.00、20.00和40.00 μg·mL-1富勒烯悬液24h后,检测细胞内CAT活性和MDA与ROS含量.采用免疫组化法检测SOD蛋白在富勒烯...     

砷酸根促进红壤吸附Cd(Ⅱ)的机制

用一次平衡实验法研究砷酸根对Cd(Ⅱ)在红壤表面吸附和解吸的影响,结果表明,加入砷酸根使土壤对Cd(Ⅱ)的吸附量和解吸量均增加,且随着砷酸根加入量的增加,土壤对Cd(Ⅱ)的吸附增量和解吸增量也均增加.当向体系中加入砷酸根后,红壤胶体的Zeta电位显著降低,说明胶体颗粒表面的净负电荷增加.这说明砷酸根主要通过自身吸附增加了土壤表面的净负电荷,从而增加了土壤对Cd(Ⅱ)的静电吸附量.研究结果还表明,在pH 3.5-6.0范围内,砷酸根均表现出对Cd(Ⅱ)吸附的显著促进作用,说明砷酸根与Cd(Ⅱ)在红壤表面的协同作用可以在比较宽的pH范围内发生.     

聚吡咯/凯夫拉中空纤维复合纳滤膜的制备及其染料脱盐性能

以同质增强型凯夫拉(PPTA)中空纤维膜为基膜,吡咯(Py)和三氯化铁(FeCl₃)分别为反应单体和活化剂,采用化学气相沉积法制备了结构稳定、可控的聚吡咯(PPy)/PPTA中空纤维复合纳滤膜.采用FTIR、SEM、AFM、接触角测定仪以及固体表面Zeta电位仪对基膜和PPy/PPTA中空纤维复合纳滤膜的微观形貌、化学组成、亲水性、表面荷电性进行了表征.结果表明,经PPy气相沉积后,PPy/PPTA中空纤维复合纳滤膜表面形成具有图灵结构特征的分离层,并均匀覆盖膜表面.在0.6 MPa室温下,PPy/PPTA中空纤维复合纳滤膜具有较高的的脱盐性能,其顺序为R_Na2SO4 (93.59%)>RMgSO4(91.58%)>R_CaCl2(83.45%)> R_NaCl (54.04%),同时对带负电染料表现出较高的截留率(?98.82%).当运行温度从25℃升高到90℃时,PPy/PPTA中空纤维复合纳滤膜的水通量较明显增加,而截留率几乎保持稳定,表现出优异的热稳定性,为纳滤膜在更高运行温度...     

黑锰矿催化氧化Fe(Ⅱ)生成铁氧化物过程及影响因素

自然界中的锰氧化物常与铁氧化物交结伴生,其形成和转化过程相互影响. Mn(Ⅳ)氧化物与Fe(Ⅱ)反应过程已有较多研究,然而有氧环境中低价锰氧化物氧化Fe(Ⅱ)生成铁氧化物的过程尚缺乏系统研究.本工作以黑锰矿为例,研究了开放体系中Fe(Ⅱ)在低价氧化锰矿物表面的氧化行为,分析了Fe(Ⅱ)浓度、溶解氧以及pH对Fe(Ⅲ)氧化物形成的影响.结果表明,黑锰矿在氧化Fe(Ⅱ)形成针铁矿和纤铁矿的同时,自身被部分还原释放Mn(Ⅱ).当反应体系pH值为3.0时,溶解氧氧化Fe(Ⅱ)作用弱,主要为黑锰矿氧化Fe(Ⅱ)并在其表面生成针铁矿.当反应体系pH值升高至5.0,黑锰矿催化加速了溶解氧对低浓度(<5.0 mmol·L^-1)Fe(Ⅱ)的氧化并生成水铁矿,随后转化成纤铁矿和针铁矿;Fe(Ⅱ)浓度升高(>5.0 mmol·L^-1),反应初期Fe(Ⅱ)直接被黑锰矿氧化,形成了以针铁矿和少量纤铁矿组成的包覆层,并导致氧化速率减弱,而溶解氧在Fe(Ⅱ)后期氧化过程中发挥了主导作用.这些结果丰富了表生环境铁锰氧化物的形成与共生机理,为土壤矿物形成演化提供了...     

腐殖酸对纳米氧化锌致斑马鱼毒性的缓解作用

利用动态光散射(dynamic light scattering, DLS)探究了腐殖酸(humic acid, HA)对纳米氧化锌(ZnO-NPs)悬浮液Zeta电位和水动力直径的影响,并以斑马鱼为受试生物,将ZnO-NPs(0、1、5、10和20 mg·L^-1)、ZnO-NPs(20 mg·L^-1)+HA(0、3、6、12和24 mg·L^-1,以碳计)对斑马鱼胚胎进行96 hpf暴露,研究ZnO-NPs对斑马鱼胚胎的急性毒性效应以及HA对ZnO-NPs致斑马鱼胚胎毒性的缓解作用及其机理。结果显示,ZnO-NPs在水中Zeta电位绝对值随浓度增加而降低,水动力直径增大,呈现浓度-效应关系,这表明ZnO-NPs在溶液中极易发生团聚。加入不同浓度的HA后,HA吸附在ZnO-NPs表面,增加了ZnO-NPs的Zeta电位绝对值,降低其水动力直径,这表明HA减少了ZnO-NPs的团聚。ZnO-NPs使斑马鱼胚胎的存活率降低,存在剂量-效应关系,而HA的加入使暴露在ZnO-NPs中的斑马鱼胚胎存活率升高,通过显微观察发现,ZnO...     

腐殖酸与Cd~(2+)的结合特性及其影响因素

利用纳米粒度及Zeta电位仪、离子选择电极法等,研究腐殖酸与Cd~(2+)结合的荷电特性、聚集特性和结合能力,探讨pH值、离子强度和温度对腐殖酸与Cd~(2+)结合的影响规律及机制.结果表明,pH值从5.0升高到6.0时,腐殖酸与Cd~(2+)结合的Zeta电位绝对值增大,其结合的条件稳定常数和表观结合容量增大.离子强度从0.01 mol·L~(-1)增大到0.1 mol·L~(-1)时,腐殖酸与Cd~(2+)作用后Zeta电位绝对值减小而聚集性增大,导致其结合的表观结合容量减小.温度从20℃升到50℃时,腐殖酸与Cd~(2+)结合稳定性减弱,其结合的条件稳定常数减小,而表观结合容量增大.在pH为6.0、离子强度为0.01 mol·L~(-1)、温度为20℃条件下,商品腐殖酸和天然腐殖酸与Cd~(2+)结合的条件稳定常数(lg K)分别为6.34和6.31,表观结合容量分别为1.15 mmol·g~(-1)和0.94 mmol·g~(-1).