纳米技术及材料在水处理中的应用进展

综述了近年来纳米技术及材料在水处理中的应用及研究进展，并展望了纳米技术在水处理应用中的广阔前景。     

固定化漆酶磁性纳米材料的合成及对合成染料的降解

介绍了一种温和无损固定化漆酶的方法,并研究了其对合成染料的降解行为。首先采用共沉淀法合成乙二胺四乙酸(EDTA)功能化的磁性纳米粒子,并以Cu2+为桥基,通过螯合作用将漆酶固载于EDTA功能化的磁性纳米粒子表面。通过透射电镜、紫外-可见光谱仪等对磁性固定化漆酶纳米材料进行了表征。固定化漆酶磁性纳米材料尺寸在15 nm左右,具有良好的磁响应能力,漆酶固定化率可达223 mg/g;在最佳降解条件下,其对孔雀石绿和碱性品红均表现出良好的降解能力;同时固定化漆酶具有较高的稳定性和重复使用性,便于回收利用。     

低温等离子体-陶瓷纳米材料集成系统烟气脱汞研究

低温等离子体-陶瓷纳米材料集成系统可以有效脱除烟气中的汞,实现工业含汞废气达标排放。通过检测系统入口、出口气体中Hg~0和Hg~(2+)浓度,研究处理过程中的影响因素。结果表明:当Hg~0浓度为0.6 mg/m~3,烟气含水量为4%,在30 kV、600~700 Hz时,获得97.5%的氧化效率;陶瓷纳米材料对单质汞几乎不吸附,对二价汞的吸附率在90%~97%;在停留时间为1 s,Hg~(2+)浓度为0.2~0.3 mg/m~3时,吸附后浓度小于0.03 mg/m~3。该研究为含汞废气深度净化新工艺的工业应用可行性提供参考。     

温度对合成钛酸盐纳米材料的影响及其对水中Cd (Ⅱ)的去除效果

为有效去除水中Cd（Ⅱ）,以TiO₂纳米粉和NaOH为原料,调节水热反应温度分别为100、120、150和190℃,制备出了不同形貌的TNs（钛酸盐纳米材料）,分别记为TNs-100、TNs-120、TNs-150和TNs-190,并对其形貌、结构、比表面积、化学组成等物理化学性能进行了表征;通过对水中Cd（Ⅱ）的静态吸附试验,考察了TNs对Cd（Ⅱ）的吸附性能.结果表明:随着合成温度的升高,TNs的形貌逐渐从纳米片演变成纳米管,管长逐渐变长,最后变成纳米棒.TNs-100的晶型结构主要是锐钛矿型;随着温度升高,结晶度逐渐增强;TNs-190出现了部分金红石相.TNs-150对Cd（Ⅱ）的吸附能力最强,最大平衡吸附量为254.66 mg/g,最佳吸附pH为5.0.再生的TNs-150对Cd（Ⅱ）循环吸附6次的去除率和解吸率均可达93%以上.TNs-150对Cd（Ⅱ）的吸附过程符合准二阶动力学方程和Langmuir吸附等温模型,吸附机制主要是TNs层间Na+和H+与溶液中Cd（Ⅱ）的离子交换.研究显示,TNs的饱和吸附量均高于同类吸附剂,能有效去除水中Cd（Ⅱ）.      

纳米二氧化钛与镉对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生长的拮抗效应及其作用机制

人工纳米材料（MNMs）进入水环境将改变传统环境污染物的环境归趋及其毒性作用,两者的相互作用及其机制一直是环境科学领域的热点问题.迄今为止,已有大量MNMs与现存污染物联合毒性作用的研究成果发表,但其潜在的作用机制,尤其是联合作用下的生物响应机制仍未清楚.本文以典型MNMs——纳米二氧化钛（nTiO₂）与重金属镉（Cd²⁺）为研究目标,以斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）为受试生物,考察在等效剂量（毒性比1 ∶1）下不同浓度组合nTiO₂和Cd²⁺对斜生栅藻的联合毒性作用模式及其分子机制.结果表明,等效剂量下Cd²⁺和nTiO₂的72h EC₅₀值对比单独暴露时均有显著升高,呈拮抗效应.进一步开展转录组学分析发现,nTiO₂存在下斜生栅藻能量代谢所涉及的光合作用、叶绿素代谢以及淀粉与蔗糖代谢通路发生了显著上调,与藻细胞抗逆效应相关的精氨酸与脯氨酸代谢通路同样呈正向刺激表现.本文首次报道了nTiO₂与Cd²⁺等效剂量联合暴露下,浮游植物通过改变藻细胞抗逆能力与加强能量代谢来降低毒性的生物响应机制.本研究结果为深入理解MNMs与现存污染物的复合环境健康效应提供重要参考和研究基础.     

块体纳米材料的制备及其应用

综述了块体纳米材料的制备技术及其发展 ,指出了常用方法存在的问题 ,并在此基础上论述了块体纳米材料的性能、应用及其发展趋势     

Review of the progress in preparing nano Ti02： An important environmental engineering material

TiO2 nanomaterial is promising with its high potential and outstanding performance in photocatalytic environmental applications, such as CO2 conversion, water treatment, and air quality control. For many of these applications, the particle size, crystal structure and phase, porosity, and surface area influence the activity of TiO2 dramatically. TiO2 nanomaterials with special structures and morphologies, such as nanospheres, nanowires, nanotubes, nanorods, and nanoflowers are thus synthesized due to their desired characteristics. With an emphasis on the different morphologies of TiO2 and the influence factors in the synthesis, this review summarizes fourteen TiO2 preparation methods, such as the sol-gel method, solvothermal method, and reverse micelle method. The TiO2 formation mechanisms, the advantages and disadvantages of the preparation methods, and the photocatalytic environmental application examples are proposed as well.     

研究应用纳米新材料提高绝缘胶鞋产品质量

天津双安是全国知名的护品生产厂家,在市场竞争中同样存在着很多困难。他们的产品质量本已超过国家标准规定,可是他们根据用户的实际需要,积极研究应用高新技术材料,使产品耐磨指标又有了大幅度提高,并甘心为此付出内部消化成本的代价。他们这种全心全意为用户服务,就是全心全意为人民服务,就是在用实际行动履行江泽民总书记“三个代表”的要求,坚持下去肯定能够取得胜利。那些偷工减料,掺杂使假的企业应该悬崖勒马了！     

4种典型纳米材料对小鼠胚胎成纤维细胞毒性的初步研究

为探讨不同种类纳米材料对原代培养小鼠胚胎成纤维细胞(Mouse embryo fibroblasts,MEF)的毒性效应及作用机制,选择4种典型的纳米材料(纳米碳、单壁碳纳米管、纳米氧化锌、纳米二氧化硅)制备颗粒悬液,设立5个剂量组(5、10、20、50、100μg·mL-1)对BALB/c小鼠MEF细胞进行24、48、72h染毒培养,利用细胞形态学观察和噻唑蓝实验(MTT比色法)检测上述4种纳米材料对MEF细胞活性的影响,同时,测定染毒24h后细胞培养液上清中乳酸脱氢酶(LDH)活性以探讨纳米颗粒对细胞膜完整性的影响.结果显示:1)4种纳米材料均能明显影响MEF细胞的生长形态.染毒24h后,MEF细胞发生不同程度的回缩变形,细胞间隙增大,排列稀疏,胞内颗粒物增多,细胞透明度下降.2)纳米碳、纳米氧化锌、纳米二氧化硅对MEF细胞增殖的抑制作用和对细胞膜完整性的损伤作用均随染毒剂量的升高而增强,具有明显的剂量-效应关系,其半数致死浓度(24h-IC50)分别为21.85、21.94、461.10μg·mL-1;碳纳米管组的剂量-效应之间不呈对数线性关系,未能得出其24h-IC50.3)在不同染毒剂量水平上,4种纳米材料的毒性对比差异显著:低剂量水平上纳米碳与碳纳米管的毒性强于纳米氧化锌和纳米二氧化硅,随着剂量的升高纳米氧化锌的细胞毒性升高最为显著.结果提示,纳米材料能够对MEF细胞造成毒性损伤,破坏细胞膜的完整性可能只是作用途径之一;纳米材料的毒性可能受粒径、形状、化学组成等许多因素的影响.