基于荧光聚合物传感技术的爆炸物探测

近年来,在国际恐怖主义形势严峻复杂的背景下,如何实现快速准确检测痕量炸药已成为世界各国和国际组织的迫切需求.尤其在"9·11"恐怖袭击事件后,各国均开始增派警力对爆炸物加强安全检查,从而推动了痕量炸药现场探测技术的快速发展和广泛应用.许多新型敏感材料炸药和灵敏便携的小型现场探测技术工具不断同步涌现.本文重点介绍了当前危...     

木质膜耦合聚合物膜的重力驱动膜过滤系统增强水源水中重金属的去除及机制

针对聚合物膜的重力驱动膜过滤系统(gravity-driven membrane filtration system,GDM)对水源水中重金属去除效率低的问题,将其与木质膜(wood membrane,WM)耦合,以环保且廉价的方式提高重金属的去除效率。本研究比较了木质膜耦合聚合物微滤(microfiltration,MF)膜的GDM系统(GDM1)和聚合物微滤膜GDM系统(GDM2)对水源水中重金属的去除效能及机制。与GDM2相比,GDM1系统在木质膜的作用下,其微滤膜(GDM1-MF)上的生物膜更薄并呈现出更疏松的网状结构,因此,膜阻力更低,稳定通量更高。稳定运行后,GDM1系统对水中Fe、Mn和Cu的去除率分别达到67%、43%和59%,均高于GDM2(64%、15%和36%)。这是由于GDM1系统生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)中蛋白含量以及—OH和—COOH基团更多,更有利于截留重金属。此外,GDM1-MF中存在更多的锰氧化细菌、酸杆菌门Acidobacteriota和黄杆菌属Flavobacterium,促进了...     

分子印迹技术在环境科学领域中的应用

分子印迹技术（MIT）是一门新兴的边缘科学技术,它的产生与发展为环境科学打开了又一视角。介绍了MIT的产生与发展及基本原理,综述了MIT在环境科学领域中的应用,主要包括MIT在固相萃取、膜分离、色谱分析、传感器及分子印迹聚合物作为催化剂在环境修复中的应用。     

基于SI-ATRP技术制备磁性甲基对硫磷分子印迹聚合物及其吸附性能

基于DFT计算,优选出甲基对硫磷(MP)和功能单体甲基丙烯酸(MAA),4-乙烯基吡啶(4-VP)的配比为1∶2∶1,采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)技术,制备了核壳式磁性甲基对硫磷分子印迹聚合物(Fe_3O_4@MPIPs).通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对该磁性印迹聚合物进行了表征,并结合磁固相萃取(M-SPE)技术和气相色谱(GC)研究了其对MP的吸附行为,结果表明,Fe_3O_4@MPIPs对模板分子MP具有良好的特异性识别作用,在30 min内快速达到吸附平衡,最大吸附量为11.5 mg·g~(-1);与乐果和马拉硫磷相比,Fe_3O_4@MPIPs对MP的选择性系数分别为4.57和5.10,相对选择性系数分别为4.11和4.18.气相色谱检测结果表明,该磁性印迹聚合物可用于土豆样品中MP的快速分离富集,其加标回收率为87.4%—99.4%,RSD为3.6%—4.5%;重复使用5次后,Fe_3O_4@MPIPs回收率仍在90.3%以上,吸附量仍保持在第1次吸附量的82%以上.     

膜污染状态下的胞外聚合物、细菌数量及微生物群落结构研究

研究了膜污染状态下膜生物反应器(MBR)中混合液污泥和膜丝表面污泥的胞外聚合物(EPS)含量、细菌数量以及微生物种群结构的情况。结果表明:EPS主要由蛋白质组成,膜丝表面污泥中的EPS含量较高,高达68.3mg/g;MBR污泥中细菌的数量级基本达109个/g,其中膜丝表面污泥细菌数量较高;MBR混合液污泥和膜丝表面污泥微生物群落的Shannon-Weaver指数分别为2.639和2.303,两者微生物群落结构的相似性系数达到0.833,两者的优势菌均为黄色单胞菌,变形杆菌门和拟杆菌门是膜丝表面种类较多的菌群,可能与膜污染有密切的联系。深入分析膜污染形成原因和过程,对膜污染的防治具有重要的意义。     

表面印迹聚合物吸附复杂基质中的土霉素

为了研究表面分子印迹聚合物对基质复杂的环境样品中的土霉素的吸附分离效果,以应用最为广泛的土霉素(OTC)为研究对象,利用甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯为双功能单体、在二氧化硅基质上制备了表面分子印迹聚合物,并对其吸附鸡粪中的四环素类抗生素进行了研究。以聚合物的吸附容量和印迹因子为考核指标,对两种单体的投加比例和二氧化硅的用量进行了优化,确定其合成最佳条件:二氧化硅用量为15 mmol、单体总量一定时各物质的摩尔比为OTC∶MAA∶MMA∶EGDMA=0.08∶2.0∶2.0∶8.0。在此条件下合成的表面印迹聚合物对鸡粪基质中的OTC的最大吸附量可达到9.67 mg/g,印迹因子4.69,可见该表面印迹聚合物对复杂环境样品中的OTC也有良好的吸附性能和识别性能。     

不同营养水平下悬浮细菌数量对生物粘泥性质的影响

循环水系统中的微生物有悬浮态和附着态,悬浮细菌的存在对附着态生物粘泥的生长及特性有明显影响。通过向模拟循环冷却水系统中投加不同数量初始悬浮细菌,考察在营养水平不同的情况下,悬浮细菌数量对生物粘泥化学组成和脱氢酶活性的影响。结果表明,营养水平不同,初始悬浮细菌数量对生物粘泥的化学组成和脱氢酶活性的影响程度不同;在不同营养水平下,应分别控制初始悬浮细菌数量。贫营养下,初始悬浮细菌数量应控制在6×105个/mL左右;中营养下,初始悬浮细菌数量应控制在1×105～2.6×105个/mL之间;富营养下,初始悬浮细菌数量应控制在0.11×105～2.6×105个/mL之间最不利于生物粘泥的生长。     

低碳排放的生物絮凝中试系统污染物去除特性及污泥EPS变化

用中试规模生物絮凝工艺处理含化学絮凝剂的生活污水,分别研究了HRT和进水SS对生物絮凝系统污染物去除特性、剩余污泥产量、污泥特性和温室气体排放的影响。结果表明:生物絮凝系统对COD、TN和TP有较好的去除效果,且污染物去除效果受进水SS影响较大;生物絮凝系统平均污泥产量和平均有机物产量最高可达53.63 kg·d~(-1)和21.14 kg·d~(-1);污泥胞外聚合物EPS浓度和PN/PS均与有机负荷呈反比;化学絮凝剂通过影响PN/PS和EPS浓度,可间接影响污泥的沉降性能;生物絮凝系统与AAO工艺相结合,可降低50.12 g·m~(-3)温室气体的排放。因此,生物絮凝工艺可为污水处理厂节能降耗运行奠定基础,有望得到广泛应用。