用于CO_2捕集的金属有机框架(MOFs)材料改性研究进展

CO_2作为全球变暖和气候变化的主要责任者,它的减排刻不容缓.多孔材料吸附被认为是目前最具潜力的CO_2捕集方法之一.在众多多孔吸附剂中,金属有机框架(MOFs)材料因高孔率、可调性等特点在气体捕集方面具有显著优势.本文综述了MOFs材料用于CO_2捕集的研究进展,阐述了为提高CO_2吸附容量与吸附选择性的MOFs材料的多种改性方法.简单介绍了MOFs材料的循环再生性以及在CO_2吸附过程中抗杂质气体的稳定性,并对MOFs材料作为吸附剂应用于实际气源的前景进行了展望.     

络合态金属铜在大型水蚤(Daphnia magna)体内的生物积累及生物毒性

以人工稀释水作为背景水样,通过实验室暴露和化学平衡软件的辅助分析,研究了4种有机络合剂(草酸、酒石酸、EDTA和腐殖酸)对大型水蚤(Daphniamagna)体内铜的生物积累(BBD)以及生物毒性的影响.结果表明,有机络合剂的存在降低了大型水蚤体内生物积累量和金属硫蛋白(MT)含量,明显降低了水体中金属Cu的毒性,4种不同有机络合剂所产生的效果大体相同;有机络合态的铜也能为大型水蚤所吸收和利用,在相同浓度条件下大型水蚤对腐殖酸络合态铜的利用大于EDTA络合态铜.     

微生物燃料电池阳极电极的新型材料与修饰方法

近年来,微生物燃料电池(Microbial fuel cells,MFCs)发展迅速,然而其功率输出仍然较低,其主要限制因素为接种物的活性及电极材料的选择.阳极电极常被作为有效的微生物载体,并介导电子的快速传递;因此使用新型的电极材料或修饰方法将成为提高MFC效率的重要手段.根据材料的物理特性及改性方法,将阳极电极材料划分为5类:修饰后的传统碳电极材料、石墨烯修饰电极材料、天然生物质电极材料、碳纳米管修饰电极材料以及金属修饰电极材料,并着重介绍了其中的热点——石墨烯修饰电极材料与碳纳米管修饰电极材料.通过分析,归纳出部分能够促进微生物燃料电池电化学表现的优异性能,例如强导电性、生物相容性、高比表面积及耐腐蚀性等;同时,修饰过后的纳米材料、石墨烯材料及三维大孔材料将成为日后的研究重点.未来,研究者们在选择电极材料的时候,应当同时考虑性能的差异性和成本的可控性.人们只有将新材料及改性方法投入到实际的大规模应用中,才能合理有效地实现废水处理及生产清洁能源的目的.(图6表5参117)     

紫外-离子色谱法直接检测金属氰化物

通常情况下,大多数金属氰化物都十分稳定.只有在酸性条件下,才能将氰根以氢氰酸的形式释放出来.金属氰化物的稳定性与其形成常数密切相关,(见表1).     

有序介孔 Pd(Ⅱ)有机金属催化剂的制备及其在水介质Barbier反应中的应用

采用正硅酸乙酯(TEOS)和有机金属Pd(Ⅱ)硅烷在表面活性剂作用下共聚,合成出有序介孔有机金属Pd(Ⅱ)催化剂,通过FTIR、NMR、XRD、TEM、N2吸附脱附等方法对催化剂进行了表征;在水介质Barbier反应中,该催化剂与均相催化剂的催化活性相当,且能够重复使用,有望在绿色化工中推广应用.     

环境污染物诱导神经毒性的表观遗传机制研究进展

表观遗传修饰与神经系统功能密切相关,其在环境污染物暴露致神经毒性中的作用机制已引起广泛关注。本文综述了重金属、有机污染物和空气颗粒物等典型环境污染物对人体和模式生物表观遗传修饰(DNA甲基化、组蛋白修饰和ncRNA等)和神经系统功能的影响,指出环境污染物可直接或(通过引起氧化胁迫)间接改变表观遗传修饰状态,导致相关基因表达失调,从而诱导一系列神经毒性,并提出当前研究存在的局限性。建议未来针对污染物的神经毒性机制研究,应着重关注组蛋白修饰和ncRNA以及不同类型表观遗传修饰之间的交互作用;同时,环境污染物复合暴露导致神经毒性的表观遗传机制有待深入研究;如何从表观遗传角度解释环境污染物诱导神经毒性的年龄易感性及性别特异性也值得进一步探讨。     

芘污染对马氏珠母贝(Pinctada martensi)D型面盘幼虫发育的影响

多环芳烃(PAHs)是一类广泛存在于环境中的持久性有机污染物,大多具有潜在毒性、致癌性及致畸诱变作用。选取马氏珠母贝(Pinctada martensi)作为模式动物,研究芘对马氏珠母贝D型面盘幼虫发育的影响。将马氏珠母贝D型面盘幼虫暴露于不同浓度(2、4、8、16和32μg·L-1)芘(pyrene)中,在暴露后第12、24、36、48、60、72和84小时,分别测定其死亡率和畸形率,并观察形态学的变化。结果表明,芘对D型面盘幼虫的发育有显著影响,同一浓度组的死亡率与时间呈正相关。在2～32μg·L-1浓度范围内,不同暴露时间段,死亡率与浓度呈正相关。芘暴露对马氏珠母贝D型面盘幼虫的形态也有显著影响,随着芘浓度的增大幼虫畸形的比例增高,并呈现明显的剂量-效应关系,其中8和32μg·L-1浓度组的响应最敏感。同时,芘暴露对马氏珠母贝D型面盘幼虫的半数致死浓度(LC50)随着时间的推移逐渐降低,60h后趋于稳定,LC50值为43.50μg·L-1。研究结果表明,芘暴露能影响马氏珠母贝D型面盘幼虫的发育,并可能对其种群结构产生不利影响。     

磁性阳离子水凝胶的合成及其对六价铬的吸附去除

本文通过自由基聚合反应合成了一种带永久正电荷的磁性阳离子水凝胶,评价了该水凝胶对水体中六价铬的吸附去除效果.结果表明,磁性阳离子水凝胶具有较强的热稳定性和磁性,水凝胶中的磁性粒子γ-Fe2O3约占总质量10%,红外光谱测试表明水凝胶表面含有酰胺基和季铵基团.在pH 3—12,磁性阳离子水凝胶具有较好的化学稳定性,其表面...     

一种水热稳定的金属有机骨架UiO-66高效捕获水中磷酸盐的性能及机理

本研究采用溶剂热法制备了一种水热性能稳定的金属有机框架UiO-66,并系统考察了其对水中磷酸盐的高效捕获性能.通过表征手段证实,合成的UiO-66具有良好的晶型结构和极大的比表面积,且稳定性良好. UiO-66吸附磷酸盐的过程受pH影响明显,最佳吸附pH值介于5.5—7.0. Langmuir吸附等温模型对吸附过程拟合更好,饱和吸附量可达43.066 mg·g^-1,且由于吸附过程为化学吸附,主要依靠羟基的配体交换作用,因此温度影响不大.与商用阴离子吸附剂D201相比,高浓度背景离子的加入对UiO-66吸附过程无明显影响,表明UiO-66对磷酸盐具有优异的吸附选择性和高效捕获性能.伪二级动力学模型可以很好地描述UiO-66对磷酸盐的吸附过程.经过6次循环吸附-脱附,UiO-66仍能有效去除水中磷酸盐,并可通过DMF溶液超声解吸实现有效再生.结果表明,UiO-66作为一种新兴的吸附剂有望实现磷酸盐在水中的深度高效去除.     

磁性氧化铁纳米颗粒在不同性质分散剂作用下的聚合状态

磁性氧化铁(γFe_2O_3)纳米颗粒广泛应用导致其进入环境中引起环境风险.由于本身固有的磁极力作用,γFe_2O_3纳米颗粒在水相环境中极易聚合沉降.然而,自然环境中广泛存在的有机物,包括胡敏酸(HA)和球状蛋白质如牛血清蛋白(BSA),能够极大地加强其胶体稳定性,使之易于在环境中迁移转化,进而增加了环境风险.本研究考察在p H=4时,HA和BSA分别作用下,γFe_2O_3纳米颗粒胶体稳定性的相对变化.运用动态光散射原理(DLS)分析颗粒的平均水合直径(D_H)变化,原位原子力显微镜(AFM)及非原位透射电镜(TEM)等手段考察颗粒的分散情况.结果证实:此p H条件下,两种物质均能在不同程度上使γFe_2O_3分散.然而,相比于BSA,环境中广泛存在具有低p K_a且吸附亲和力较强的HA,能够使γFe_2O_3纳米颗粒的分散性更好,其产生的环境风险也更大.     

含氯胺水管网输配过程中红水现象的产生机理

以北方某城市区域管网为研究对象,考察了该区域管网管材分布情况及氯胺消毒水的水质变化特征.结果显示,该区域管网水质稳定,二次消毒剂氯胺衰减动力学符合氯胺自身降解的二级动力学过程,说明该区域干管输送过程对水质指标影响不大,红水现象主要来自于户线管网.通过旧管道输水模拟实验,对该市因变更水源导致红水现象的过程和机理进行了分析,结果表明,氯胺对铁管材的腐蚀性比氯更强,更能导致金属的溶出;原水中硫酸盐升高能加剧水质对管道的腐蚀性.XRD分析表明,发生过红水的管道α-FeOOH的含量较少,β,γ-FeOOH的含量大于α-FeOOH;而没有发生过红水的管道α-FeOOH含量明显大于β,γ-FeOOH,α-FeOOH可能是铁质管道内壁形成致密保护层从而保持水质稳定的主要成分.     

两类生物炭的抗氧化性比较

通过对有机碳损失率及其半衰期的考察,探讨了植物及沉积物两类生物炭在4种不同的氧化剂NaClO、H2O2、Fenton试剂和KMnO4氧化时的稳定性.结果表明,木质素的含量是影响植物及其生物炭抗氧化性的主要因素;而对于沉积物及其生物炭,无机矿物对有机碳的保护作用是其稳定的主要机理.与原生物质相比,所有生物炭均表现出较高的稳定性,可以更加稳定地固定碳.     

水压力对填石路堤稳定性的影响

基于极限平衡理论和Ordinary方法,采用Geo-slope软件分析了不同临界水位时水压力对高填石路堤稳定性的影响.结果表明:填石路堤稳定性系数随着临界水位的降低而增大.对于干沟高填石路堤,当临界水位低于路肩52 m时,水压力对路堤稳定性的影响可以忽略不计.在最低临界水位时的稳定系数为1.371,满足有关规范的要求.在最高临界水位时,稳定系数为0.921,比低水位时降低了32.8%,路堤的稳定性降低,且稳定系数不能满足有关规范的要求.因此,在进行填石路堤设计或施工时必须考虑水压力对其稳定性的影响,采取相应的工程措施保证路堤安全.     

Mycobacterium sp.LY-1高效转化植物甾醇两相体系的构建

9α-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮(9α-OH-AD)是一种卤代皮质类激素的重要前体,具有重要的商用价值.为进一步提高目的产物9α-OH-AD的产量,在本实验室前期利用非离子表面活性剂壬基酚乙氧乙烯醚(TX-40)替代大豆油进行Mycobacterium sp. LY-1转化植物甾醇的基础上,通过考察16种助溶剂与TX-40复配对菌株LY-1转化植物甾醇生产9α-OH-AD的影响,确定最适助溶剂为司盘-20.通过正交优化实验确定司盘-20的最优添加浓度为0.1%.进一步考察不同浓度细胞膜结构抑制剂甘氨酸、鱼精蛋白、异烟肼对菌株LY-1转化植物甾醇的影响,结果显示在以上转化体系中添加1.0μg/mL的鱼精蛋白时,9α-OH-AD的摩尔得率最高,达到46.4%.最终确定菌株LY-1降解植物甾醇的两相转化体系为TX-40 0.7%,司盘-20 0.1%,鱼精蛋白1.0μg/mL.该体系于植物甾醇的投料浓度提高至35 g/L时,目的产物9α-OH-AD的摩尔得率仍能稳定在32.5%以上.本研究成功构建了Mycobacterium sp. LY-1高效转化植物甾醇的两相体系,结果可为其工业化应用奠定良好基础.(图4表2参26)     

量子点的合成、毒理学及其应用

作为荧光标记物,与传统的有机荧光材料相比,量子点具有更强的发射光强度和稳定性,并且量子点发射光的波峰位置仅受量子点半径大小的影响,因而在生物医学领域有着极大的应用前景.水溶性量子点作为一种生物亲和性材料,能够和各种生物大分子共轭连接,弥补了传统有机荧光材料稳定性差和激发光范围狭窄的不足.本文主要讨论了Ⅱ-Ⅵ族量子点的合成、毒性及其在生物医学领域的应用     

过渡金属羰基化合物脱有机硫研究进展

硫化物的排放不仅会对环境造成严重的危害还会影响人的身体健康.因此,对于硫化物的净化处理和脱除引起了人们的广泛关注.相关研究表明,过渡金属羰基化合物可以高效、绿色环保地脱除汽油、天然气、煤等化石燃料里面的有机硫,避免传统脱硫的二次污染.此外,其脱硫产物还是有机功能材料和金属有机材料的先驱体,具有极高的应用价值.本文总结了过渡金属羰基化合物脱硫的原理,综述了国内外过渡金属羰基化合物脱有机硫的反应机理和研究进展,并对目前存在的问题和潜在的研究方向进行了讨论和展望.     

低浓度甲硫醇亚慢性暴露对大鼠肺组织的影响

本实验利用低浓度甲硫醇亚慢性暴露模型,研究甲硫醇低剂量慢性暴露的肺毒性效应,为该物质对健康损伤的评价及制订有效防治措施提供参考。大鼠在(1.0±0.2) mg·m~(-3)甲硫醇下暴露30 d、每天暴露6 h,考察了肺组织湿干重比、血清生化指标、肺组织病理及免疫组化指标,分析了暴露对肺组织水通道蛋白(AQP4)和基质金属蛋白酶(MMP-9)的表达影响。研究表明,低浓度甲硫醇亚慢性暴露对大鼠肺组织产生一定损害,湿干重比显著增加,组织损伤程度随暴露时间增加呈现加重趋势,暴露组的肺组织中AQP4表达下调,MMP-9表达上调,提示暴露可能造成肺气肿或者哮喘等呼吸道疾病。     

环境基质有机标准样品研究进展

有机污染物在环境中广泛存在,其在环境中的浓度和行为受到环境监测与研究人员的高度关注.然而,由于环境基质复杂,有机污染物浓度水平低,环境基质中有机污染物的分析检测十分复杂.环境基质有机标准样品能够对环境有机污染物分析检测过程进行质量控制与质量保证,是保证环境监测和科学研究数据可靠性的计量工具.本文系统综述了国内外土壤、沉积物、大气颗粒物和水基质有机标准样品的研究现状,并介绍了大气颗粒物和水基质有机标准样品的制备技术.根据目前环境监测与科学研究的需求,提出了未来环境基质有机标准样品的研究方向.     

锌、镉复合暴露对铜锈环棱螺内脏抗氧化酶活性和丙二醛含量的影响

本实验以铜锈环棱螺为测试生物,在Zn、Cd复合暴露10d、30d后,研究Zn、Cd在铜锈环棱螺内脏团中的积累以及对生物体内脏团抗氧化酶活性的影响.结果表明,Zn-Cd复合暴露下,铜锈环棱螺对Zn吸收呈抑制作用,对Cd的吸收有促进作用,说明Zn、Cd之间可能存在拮抗关系.Zn-Cd不同浓度复合,10d暴露下,SOD呈先增高、后降低的变化,CAT活性明显下降;30d后,CAT活性与SOD活性的变化趋势一致.MDA含量在暴露30d后,其含量达到4.86(nmol·mg-1pr).暴露10d时,GST活性没有受到显著诱导,暴露时间延长到30d时,各浓度组显示抑制作用,其中高浓度组抑制作用达到最大.另外,Zn-Cd复合暴露,10dSOD较为敏感,而30dCAT较为敏感,可作为水生生态系统中长期暴露的一种生物检测指标.     

金属氢氧化物包被砂过滤柱吸附与去除水体中的微生物

以氢氧化铁与氢氧化铝原位沉积包被砂作介质的过滤柱 ,用于去除脱氯自来水中人为污染的高浓度脊髓灰质炎病毒PV1、脆弱拟杆菌噬菌体B .fp和大肠杆菌E .coli.结果显示 ,包被修饰砂颗粒表面Zeta电动势由原来的 - 4 2 .8mV上升到 5 4 .7mV ,并因此提高了对微生物的吸附去除能力 .修饰砂过滤柱经 12 .5d连续过滤 30 0L水样后 ,仍可使进水微生物浓度分别高达n(cfu) /mL-1=5 .2× 10 6、2 .4× 10 5、2 .3× 10 5的E .coli、B .fp和PV1去除 92 %、97.2 %和 99.6 % .而未修饰砂柱 ,在相同条件下仅分别去除 5 3%、5 9%和 70 .6 % .修饰砂柱可在较大pH变化下稳定高效地去除微生物且在中性条件下效果最佳 ,这与未修饰砂柱明显不同 .扫描电镜显示 ,两种砂具有明显不同的表面结构 .修饰砂柱流出液中检测不到用于包被的铁、铝金属 ,说明氢氧化铁、氢氧化铝修饰物同砂结合牢固并因此提高了砂过滤柱的使用寿命 .修饰砂过滤介质可为饮用水处理提供更为安全可靠的去除病原微生物方法 .图 4表 4参 19