有机粘土疏水性吸附过程的分子模拟:烷基碳原子数和有机物logK_(ow)的影响

基于从分子尺度上解析改性剂烷基碳原子数和有机物疏水性对有机粘土吸附能力的影响机制,以从头算的量子化学计算方法(MP2/6-31g(d))模拟了有机粘土在水溶液中的吸附过程.通过计算吸附前后几何构型、能量、化学键和电荷分布等参数的变化,分析了影响有机粘土疏水性吸附的关键因素,并对疏水性吸附作用力的化学本质进行了初步探讨.计算结果表明,烷基碳原子数增加对提高有机物吸附能的作用并不显著,长链烷基提高有机粘土吸附容量的真正原因在于其可提供更多的有机物吸附位.有机物的疏水性(以正辛醇-水分配系数logKow表征)是影响疏水性吸附过程的关键因子,水分子的引力作用对疏水性吸附具有决定性影响,理论上解释了普遍存在的有机物吸附量与logKow呈正相关的实验现象.疏水性吸附力的作用前提是有机物为疏水性,即当水分子的引力作用较弱时疏水性作用力才可以表现出来;而对于亲水性有机物,疏水性吸附力会被水分子的引力所抵消,吸附强度减弱.模拟红外光谱和电荷分布结果表明,吸附前后无化学键断裂和电子得失的发生,只有原子电荷密度的微小变化,据此推测疏水性吸附力以分子间弱相互作用力——London色散力为主.     

超疏水表面在提高镁合金耐蚀性能上的研究进展

总结和讨论了超疏水表面提高镁合金耐蚀性能的制备方法。采用电化学测试方法研究了超疏水表面的抗腐蚀行为。总结了在镁合金上制备抗腐蚀性超疏水表面的最新进展,提出了超疏水表面提高镁合金耐蚀性能的机理。镁合金上制备超疏水表面的方法较多,但是能进行大规模生产的较少,且制备的超疏水表面耐久性、机械稳定性较差。     

一种新型"Turn-on"荧光探针用于硫化氢可视化检测

硫化氢(H2S)是表征水体污染的重要参数之一,对其进行快速、有效地检测十分重要.荧光检测法由于具有不可比拟的优势得到了广泛的关注.以2-(2'-羟基苯基)苯并咪唑为荧光团,基于H2S的亲核性,设计合成了一种新型检测H2S的荧光探针.该探针与H2S作用后,荧光强度随H2S浓度的增加逐渐增强,颜色由淡黄色变成紫色,因此能够进行可视化检测,可视化检测限为3μmol·L-1.探针的最佳激发/发射波长为320/460 nm,对H2S表现出了良好的选择性和很快的响应速度(5 min),在较宽的p H(6~9)范围内,仍然表现出较好的荧光性能,荧光检测限为6μmol·L-1.该探针为H2S的检测提供了新方法.     

石化废水溶解性有机物的组成特征及生物毒性

分析了石化综合污水处理系统的运行情况，考察了丁苯橡胶废水的污染物组成与生物毒性对生产废水、气浮出水的影响。结果表明，在各类生产废水中，丁苯橡胶废水含盐、含N、含P且富含芳香类有机物，是导致生化处理单元受冲击、出水超标的主要原因；在生产废水、丁苯橡胶废水和气浮出水的溶解性有机物（DOM）中，亲水性有机物（HiM）的DOC占比分别为82%、60%和51%，疏水性有机物的DOC占比分别为18%、40%和49%。表征结果显示，丁苯橡胶废水与气浮出水中DOM的特征峰相似，主要污染物质同源。急性毒性分析结果表明，疏水中性有机物（HoN）的毒性最强，疏水酸性有机物（HoA）次之。建议对丁苯橡胶废水进行单独预处理，从源头上消减有毒物质的含量，减轻对后续生化单元的冲击。     

氯化钠/纳米疏水二氧化硅超细干粉制备及灭火性能研究

选用氯化钠为基体制备金属火灾超细干粉灭火剂。应用反溶剂法对其改性,使纳米疏水二氧化硅吸附在氯化钠晶体表面,其中分散剂为PEG-1000。结果表明,纳米疏水二氧化硅的添加有利于细化氯化钠颗粒,但过量的添加会起反作用,最佳用量为3 wt%左右,平均粒径为2.18μm。镁片灭火实验证明超细复合干粉的灭火性能明显好于传统氯化钠灭火剂(商用D类灭火剂),纳米疏水二氧化硅最佳添加量为3 wt%,此时灭火时间仅需传统灭火剂的一半。最后利用FDS5.0模拟干粉颗粒与燃烧火焰作用过程,模拟结果表明干粉覆盖对火焰具有一定的抑制效果,并分析了复合干粉灭火机理。     

分子连接性指数对部分有机污染物溶解度及疏水参数的预测

以化学键为基础定义了键连接性指数和分子键连接性指数，分子键连接性指数与卤代烷、环烷烃、烷基苯和含氧原子醇、酮、醚及卤代苯等有机污染物的溶解度和辛醇／水分配系数都具有良好的线性关系，使用该模型对化合物的溶解度及疏水参数的估算结果接近实验值，能很好地反映有机化合物的结构特性，可应用于不饱和碳氢体系和各类杂原子体系，且具有良好的预测能力。     

救生衣漂浮方式概述

本文综述了救生衣的漂浮方式，包括依靠疏水轻质材料，依靠救生衣上预膨胀的气袋或气囊，依靠压缩气体自动充气对救生衣进行触发式充气等。对漂浮方式的最新发展也作了简要介绍。     

煤层气区域开发环境影响和管理研究

煤层气开发激励政策和规划的实施,使其区域化和商业化开发将逐步展开。煤层气区域开发有别于常规天然气,主要表现为井网密度大、疏水降压排采和加压集输。大量煤层排水可能污染地表水、降低地下水位、影响水生态、土壤侵蚀等;井网密度大意味着要建设更多的井场、道路、管线、集气压缩站等,则单位面积地表扰动大,导致景观生态破碎化和生态退化等;煤层气压缩机增压集输、其它油气田重型机械、增加的交通流量影响区域声环境质量;压缩机燃气废气、煤层气放空、扬尘对区域大气环境质量产生影响。针对煤层气开发环境问题的特殊性,提出煤层气开发应以水平井为主减少地表扰动。我国水资源极度缺乏,对煤层排水应合理处置,淡水应考虑综合利用,高矿化度水应考虑回注地下。     

聚磷激酶基因在假单胞菌中的整合和表达

为了构建高效除磷的微生物,将来源于大肠杆菌的聚磷激酶基因(ppk)插入广宿主载体pBBR1MCS-2多克隆位点区,得到质粒pBBR1MCS-2-ppk.以该质粒为模板,通过PCR扩增出携带有载体启动子和终止子序列的ppk基因,插入自杀型质粒pUTmini-Tn5中得到重组质粒pUTmini-Tn5-ppk.pUTmini-Tn5-ppk经三亲接合作用进入Pseudomonas putidaKT2440,同时mini-Tn5通过转座作用将ppk整合到宿主菌株的染色体DNA中,获得基因工程菌Pseudomonas putidaKT2440-PPK,用于表达ppk.RT-PCR结果显示,ppk基因在KT2440-PPK中得到较高量的表达,而在原始菌株KT2440中表达微弱.人工模拟污水实验结果表明,接种1 h时KT2440-PPK中聚磷含量达到最大,为3.05 mg/g,约是对照菌株KT2440的15倍.测定模拟污水中磷酸盐的含量表明,KT2440-PPK可以去除该模拟污水中90%以上的磷酸盐.     

动态渗透压力法研究水处理滤料的润湿性

润湿性是水处理滤料的一个十分重要的表面性质.以Washburn方程为原理,用动态渗透压力法研究了无烟煤、铝矾土陶瓷及磁铁矿滤料的亲油亲水润湿性.实验结果表明,方法的重现性较好,误差在10%以内.当滤料的粒径范围在0.6～0.9mm之间时.以该法测得无烟煤、铝矾土陶瓷及磁铁矿滤料的亲油亲水比(LHR)值依次为2.511、1.748和1.317,说明无烟煤滤料的亲油性最好,铝矾土陶瓷次之,而磁铁矿的亲油性最差.XPS和FTIR分析结果表明,无烟煤、铝矾土陶瓷及磁铁矿滤料润湿性差别主要归因于其表面化学结构的不同.