低温燃烧合成纳米Ni掺杂TiO2光催化剂的表征及活性研究

采用低温燃烧合成法制备了Ni掺杂TiO₂光催化剂,通过紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、X射线粉末衍射(XRD)、激光散射、热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)等方法对催化剂的光吸收特性、晶相组成、粒度分布、升温过程中化学变化等进行了表征,以亚甲基蓝为模型污染物考察了催化剂在可见光下的光催化活性.结果表明,相对P25而言,Ni掺杂TiO₂的光吸收带边红移,当Ni/Ti原子比为0.4时,催化剂的带隙宽度为2.3eV,对应的吸收带边为564nm;催化剂晶型以锐钛矿TiO₂为主,随Ni掺杂量增大,NiTiO₃比例升高;催化剂粒径主要分布在50～150nm之间,占总量的96.9%;升温过程中催化剂在445.2℃发生晶型转化,出现锐钛矿和NiTiO₃晶体.催化剂显示出较高的催化活性,在可见光作用150min后最高可使93.9%的亚甲基蓝分解,活性高于P25.     

关于固相萃取技术富集水中苯系物的探讨

苯系物尤其是苯、甲苯和二甲苯作为重要溶剂和基本化工原料,被广泛应用于油漆、农药、医药、有机化工等行业,由此而产生的废水、废气便成为河流、空气和地下饮用水等有机污染物的重要来源。除苯是已知的致癌物以外,其它几种化合物对人体和水生生物均有不同程度的毒性。在我国水环境中优先控制污染物黑名单中,苯、甲苯、乙苯及二甲苯的三种异构体均榜上有名。因此,测定水中苯系物含量对环境保护具有重要的意义。本文基于固相萃取（SPE）技术富集水样中苯系物的思路,选择苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯和异丙苯作为目标化合物,对C18键合相吸附剂富集水中苯系物的吸附和脱附过程的参数优化进行了研究,为建立一种简便、高效的水中苯系物的检测方法提供了依据。     

可见光下H2La2Ti3O10／TiO2光催化降解有机染料的研究

通过固相反应、离子交换、粒子插入等一系列反应合成一种层状纳米光催化复合材料H2La2Ti3O10／TiO2。可见光照射下，对选定的染料模型——甲基橙溶液(20mg／L)、汽巴克隆黄(100mg／L)、依利尼尔红(100mg／L)溶液做光降解实验。结果表明，在可见光照射下，H2La2Ti3O10／TiO2均能对溶液中甲基橙、汽巴克隆黄、依利尼尔红有效降解，光照30min后，其对溶液中甲基橙、汽巴克隆黄、依利尼尔红的降解率分别可达60．4％、60．7％和72．0％，而标准TiO2(P-25)仅为6．2％、10．6％和12．3％。     

多氨基树脂的制备表征及其对水中酚类化合物的吸附机制

通过沉淀聚合法制备了三交联型的聚马来酸酐树脂(Polymaleic anhydride resin,PMAR),然后氨化接枝得到系列衍生的多氨基树脂,并采用红外光谱(FTIR)、Zeta电位、元素分析、扫描电镜(SEM)和N₂吸附/解吸(BET)等手段对其进行了表征.对系列多氨基树脂的吸附性能进行比较发现,该系列树脂对4-硝基苯酚(4-NP)的吸附能力随氨基数量的增加而增加,其中以氨基数最多的四亚甲基五胺修饰的聚马来酸酐树脂PMAR-VA吸附性能最好.在各种酚类化合物中,PMAR-VA树脂对4-NP具有较高的选择性.同时,研究了树脂投加量、溶液pH、离子强度等因素对水中4-N吸附性能的影响,并对吸附过程进行了吸附动力学模拟,发现吸附过程符合拟二级动力学模型.Langmuir等温吸附模型可以很好地描述PMAR-VA对溶液中4-NP的吸附过程,最大吸附量为77.1 mg·g^-1(pH=6.0和25 ℃).吸附热力学结果表明,4-NP在PMAR-VA上的吸附是一个自发的物理吸附过程,其吸附机制主要为静电吸引和氢键.脱附再生实验发现,0.2 mol·L^-1 NaOH溶液脱附效果最优.经5次循环再生使用,PMAR-VA树脂的吸附性能没有明显下降.     

典型污水处理厂中多环麝香的污染特征

多环麝香在日常生活中被广泛使用,在生产和使用过程中会经过污水处理系统而进入环境中.研究了日用化妆品生产工厂排放的多环麝香在污水处理系统中污水和污泥的污染特征.在大型日用化妆品生产工厂污水处理厂的污水和污泥中均检测出较高浓度的多环麝香,HHCB和AHTN是两种主要污染物.其中多环麝香在污水处理系统进水中质量浓度范围为4.7(AHMI)～550 μg·L-1(HHCB),出水中质量浓度范围为:低于检测限(AHMI)～32.1μg·L-1(HHCB),污泥(干物质量)中多环麝香的含量范围为1.78(AHMI)～566 mg·kg-1(HHCB).污水处理系统污水中多环麝香的去除效率非常高,达到了90%以上,然而,污泥中却富集了大量的多环麝香,表明污水中的多环麝香很大一部分转移到了污泥中,从而可能成为环境中一种潜在的多环麝香污染源.     

北戴河湿地沉积物中人工合成麝香分布特征与环境风险评估

本文采用索氏提取萃取土壤中人工合成麝香并结合气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测,对北戴河湿地23个表层沉积物中4种人工合成麝香(佳乐麝香(HHCB)、吐纳麝香(AHTN)、酮麝香(MK)、二甲苯麝香(MX))污染水平及分布特征进行了研究,并进行相关环境风险评价.在沉积物样品中检测出19.50—34.93 ng·g~(-1)(平均含量:28.46 ng·g~(-1),dw)佳乐麝香(HHCB)以及16.37—29.29 ng·g~(-1)(23.30 ng·g~(-1),dw)吐纳麝香(AHTN);只有5个样品检出酮麝香(MK),浓度范围从低于检测限(LOD)—37.89 ng·g~(-1);在所有样品中均未检测出二甲苯麝香(MX).结果显示,沉积物中人工合成麝香污染的主要成分为HHCB和AHTN,其含量占人工合成麝香总量50.65%—100.00%.对23个沉积物样品中的3种人工合成麝香进行Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验,结果发现,HHCB与AHTN的含量存在显著的相关性(0.01),说明该地区检出的HHCB与AHTN可能具有相似来源和归趋.北戴河湿地沉积物中AHTN和HHCB蓄积量估算为:510.270 g和623.274 g.环境风险评估显示,实际检出浓度低于沉积物中HHCB与AHTN的预测无效应浓度,理论上不具有急性风险.     

麻疯树核糖体失活蛋白(curcin)的化学修饰与其活性的关系

通过无细胞体系蛋白合成抑制活性的测定,结合荧光光谱和圆二色谱技术,对麻疯树核糖体失活蛋白(cur-c in)部分氨基酸残基进行特异性化学修饰,探讨维持curc in活性的必需氨基酸基团及修饰对curc in结构的影响.结果表明,组氨酸和半胱氨酸的修饰对活性没有影响.色氨酸和赖氨酸的修饰使curc in的活性分别下降了50%和100%,表明色氨酸和赖氨酸是维持curc in活性的重要残基.精氨酸修饰导致curc in的抑制活性完全丧失,内源荧光强度下降,最大发射波长发生红移,CD谱发生显著变化;表明精氨酸也是维持curc in活性的必需残基,并且对空间结构影响较大,推测对精氨酸的修饰破坏了精氨酸与其它基团的连接,导致curc in分子结构发生改变,失去和底物结合的能力,因而活性丧失.图3表1参34     

NaCl胁迫下盐芥和拟南芥化合物含量与蛋白质结构变化比较——傅立叶红外光谱法

以盐生植物盐芥为材料,中生植物拟南芥为对照,研究了NaCl胁迫下盐芥和拟南芥叶片Na 含量、化合物含量和蛋白质结构变化的差异.应用傅立叶红外光谱(FTIR)的分析方法,揭示了拟南芥和盐芥叶片中酯类、蛋白质、碳水化合物含量、蛋白质二级结构在盐胁迫下的不同响应.结果表明,随着200 mmol/L NaCl胁迫0～48 h,盐芥叶片中蛋白质和酯类含量持续增加,碳水化合物含量逐渐降低,仍比拟南芥的含量高出30%;而拟南芥在50 mmol/L NaCl胁迫下的蛋白质、碳水化合物和酯类合成量逐渐降低.应用曲线拟合酰胺I区波峰,分析发现叶片中蛋白质二级结构有1 668 cm-1和1 638 cm-1两个组成部分.通过比较发现,盐芥与拟南芥叶片中酰胺I区1 668 cm-1波峰面积随时间延长而逐渐增加的变化趋势相似,而盐芥叶片中1 638 cm-1波峰面积比拟南芥的显著增加,因此使盐芥的1668/1638 cm-1比值逐渐降低,拟南芥1668/1638 cm-1比值逐渐升高.由此揭示,盐芥植株通过增强的蛋白质、酯类合成代谢调控能力抵御盐胁迫的损伤,而且盐芥叶片总蛋白质二级结构比拟南芥的更趋稳定,与叶片中Na 含量的变化趋势显著相关.因此盐芥为了适应高浓度盐胁迫,具有叶片蛋白质、酯类快速合成以及蛋白质构象更趋于稳定的积极响应.图6表1参29     

基于神经网络模型绿色合成纳米氧化锰及其性能研究

近年来,基于对纳米材料生物毒性和合成成本的考虑,纳米材料的绿色合成和应用在环境领域受到了广泛关注,但迄今仍面临纳米材料的绿色合成机制尚未明确及去除效率不理想两个问题.本研究选择As（III）和As（V）作为目标污染物,通过神经网络模型对纳米氧化锰（MONPs）的合成条件进行优化,发现当污染物浓度和材料投加量分别为0.1 mg?L^-1和5 mg?L^-1时,优化后的MONPs对As（III）和As（V）的去除 效率分别从43.9%、80.0%提高到90.2%、92.2%.从SEM的结果中发现优化后的材料粒径更小,根据EDS和FTIR结果,可以证明优化后材料中的Mn元素比例显著增加.另外,XRD和XPS结果则证明优化后材料从原来的Mn（II）变为Mn（IV）,提高了材料的氧化能力.Zeta电位结果表明优化后材料表面的负电荷减少,进而循环伏安法结果证实了材料电子转移能力的提高,均有利于As的去除.最后,优化后MONPs在经过5次重复利用后仍具高的性能,同时对多种重金属具有一定的吸附能力.显然,基于神经网络模型绿色合成氧化锰纳米材料对砷污染修复具有 较强的针对性和实用性.