Specific biotests to assess eco-toxicity of biodegradable polymer materials in soil

Eco-toxicity investigation of polymer materials was considered extremely necessary for their potential menace, which was widely use as mulching materials in agricultural. In this study, polyethylene (PE), polystyrene (PS) and synthetic biomaterials-Ecoflex and cellulose were applying into soil cultivated with two potential indicator plants species: oat (Avena sativa) and red radish (Raphanus sativum). Variety of chemical, biochemical parameters and enzyme activity in soil were proved as effective approach to evaluate polymers phytotoxicity in plant-soil mesocosm. The F-value of biomass, pH, heavy metal and electoral conductivity of Raphanus behaved significant different from T0. Significant analysis results indicated biodegradation was fast in PE than PS, besides, heavy metals were dramatically decrease in the end implied the plant absorption may help decrease heavy metal toxicity. The increase value at T2 of Dehydrogenase activity (0.84 higher than average value for Avena & 0.91 higher for Raphanus), Metabolic Index (3.12 higher than average value for Avena & 3.81 higher for Raphanus) means during soil enzyme activity was promoted by biodegradation for its heterotrophic organisms’ energy transportation was stimulated. Statistics analysis was carried on Biplot PC1 (24.2% of the total variance), PC2 (23.2% of the total variance), versus PC3 (22.8% of the total variance), which indicated phosphatase activity and metabolic index was significant correlated, and high correlation of ammonium and protease activity. Furthermore, the effects were more evident in Raphanus treatments than in Avena, suggesting the higher sensitivity of Raphanus to polymers treatment, which indicate biodegradation of polymers in Raphanus treatment has produced intermediate phytotoxic compounds.     

重金属絮凝剂DTAPAM对Cu2+去除条件的响应面优化

采用聚丙烯酰胺、二甲胺、甲醛、氢氧化钠、二硫化碳为原料,制备出重金属絮凝剂二硫代羧基化胺甲基聚丙烯酰胺（DTAPAM）,以含Cu²⁺废水为研究对象,采用三因素五水平的响应曲面分析法对DTAPAM除Cu²⁺性能进行了研究.实验结果表明：响应面法建立的二次项回归模型p值为0.0037,模型显著;X₁X₂、X₁X₃、X₂X₃项的p值分别为：0.0240、0.0061、0.1322,X₁X₂、X₁X₃交互作用显著,而X₂X₃交互作用不显著.通过响应面分析,在Cu²⁺初始浓度为25 mg·L^-1,Cu²⁺初始浓度与絮凝剂投加量的比值为1：6.3,水样初始pH值为6.0时,DTAPAM对Cu²⁺的去除性能最佳.在此条件下,实测Cu²⁺的去除率为91.60%,模型预测值为93.35%,相对偏差为-1.87%,利用响应面法优化DTAPAM对Cu²⁺的去除条件可行.     

TiO2-PW9复合催化剂光催化降解游离氰

采用水热法制备了二氧化钛(TiO_2)与三缺位磷钨酸钠(Na_8H[β-A-PW_9O_(34)]·24H_2O)共价结合形成的TiO_2-PW_9复合催化剂,并对其光催化降解游离氰(CN~-)的效果进行了研究.NMR和XPS等表征结果证明,Na_8H[β-A-PW_9O_(34)]·24H_2O(简写为Na-PW_9)已成功负载于TiO_2上.光电化学表征结果表明,Na-PW_9的引入可有效提高TiO_2的界面电荷转移.光催化实验结果表明,与单独TiO_2相比,TiO_2-PW_9的光催化活性有明显提高.同时,探究了初始CN~-浓度和催化剂投加量对CN~-去除的影响.结果表明,当初始CN~-浓度为0.3 mmol·L~(-1)、催化剂投加量为1 g·L~(-1)时,复合催化剂的光催化活性最佳,反应150 min后,CN~-的去除率达到81%.CN~-的氧化产物分析结果表明,氰酸根(CNO~-)是CN~-氧化的唯一产物.自由基淬灭实验和电子自旋共振(ESR)波谱分析结果表明,~1O_2是反应体系中的主要活性氧物种.本实验可为多功能催化材料的开发及其在含氰废水污染控制领域的应用提供参考.     

激光熔覆Ni基纳米复合涂层的冲蚀性能研究

目的 对动态腐蚀条件下涂层的耐蚀性进行分析评估。方法 采用激光熔覆技术,在40Cr钢表面沉积Ni基纳米复合涂层。模拟真实的海洋环境,对Ni基涂层进行冲蚀实验,分析了海水冲击、颗粒磨损等外力作用与腐蚀之间的耦合作用对涂层性能的影响。选用自制的360°旋转冲刷机,研究含沙量、旋转速度对涂层耐蚀性的影响,并对冲蚀后的样品进行显微观察、质量损失分析和电化学性能的测试。结果 当含沙量为0.3%,腐蚀时间为48 h时,不同转速下耐蚀性由强到弱依次为300 r/min >600 r/min >900 r/min;腐蚀时间为96 h时,不同转速下耐蚀性由强到弱依次为300 r/min >900 r/min >600 r/min;腐蚀时间为144 h时,不同转速下耐蚀性由强到弱依次为300 r/min >900 r/min >600 r/min。当转速为600 r/min时,腐蚀时间由48 h进行到144 h,在无沙条件下,质量几乎没有变化,甚至有微小的增量;当含沙量为0.3%时,涂层的质量损失较为明显,冲蚀144 h后,质量损失达73.71 g/m2。结论 当含沙量一定,且冲刷速度较低时,腐蚀主要以电化学作用为主,提高转速,腐蚀速率加快。当转速一定时,腐蚀速率增大。在含沙量很高的情况下,腐蚀情况稍有减缓。     

超高温陶瓷改性碳基/陶瓷基复合材料的多尺度构筑与性能研究进展

从复合材料的多尺度结构构筑出发,简述了超高温陶瓷改性碳基、陶瓷基复合材料的制备方法及其优缺点。综述了均质和非均质结构超高温陶瓷改性碳基、陶瓷基复合材料的结构设计、制备工艺、力学性能和烧蚀性能。提出设计开发低成本、短周期新工艺以及与现有工艺的有机结合以制备出更高综合性能要求的复合材料,是未来的主攻方向。从材料结构设计上,指出未来努力的重要方向。     

不敏感装药高温相变影响机制研究进展与思考

综述了HMX、CL-20以FOX-7等未来不敏感装药主要候选组分的相变研究进展,归纳了高温相变对安全性带来影响的几个原因,主要包括炸药本身的稳定性下降、炸药密度改变及炸药内部缺陷增加的原因。针对如何降低高温相变对不敏感装药安全性的影响进行了初步思考,认为目前为了降低高温相变对炸药安全性的影响,主要手段仍是对相变进行一定程度的抑制,而共晶技术、包覆技术、晶型控制剂抑制技术和配方抑制相变技术是未来相变抑制技术的主要研究方向。     

C/C-SiC-ZrB2复合材料表面SiC/ZrB2-SiC/SiC涂层的制备及抗氧化烧蚀性能研究

目的研究C/C-SiC-ZrB_2复合材料表面SiC/ZrB_2-SiC/SiC涂层的制备、抗氧化烧蚀性能与机理。方法选择ZrB_2和SiC改性的C/C复合材料为基体,通过包埋-刷涂法在C/C-SiC-ZrB_2复合材料表面制备了SiC/ZrB_2-SiC/SiC多重抗氧化涂层,并对复合材料的微结构、抗氧化烧蚀性能与机理进行分析和研究。结果制备了一种三层结构的SiC/ZrB_2-SiC/SiC超高温陶瓷复合涂层,获得了风洞考核试验下的复合材料微结构变化、线烧蚀率等试验数据,并得到了C/C-SiC-ZrB_2复合材料的氧化烧蚀机理。结论 SiC/ZrB_2-SiC/SiC涂层对C/C-SiC-ZrB_2复合材料的抗氧化和耐烧蚀性能具有明显提升,有效提高了C/C-SiC-ZrB_2复合材料的综合热防护性能。     

Cr(Ⅵ)污染地下水修复的PRB填料实验研究

Fe0与Cr(Ⅵ)发生表层反应使Fe0-渗透反应墙(PRB)利用率极低且易板结、堵塞.针对Fe0利用率低,易板结、堵塞问题,研究了不同高分子材料包裹铁粉对受污染地下水中Cr(Ⅵ)的去除影响;实验结果表明,海藻酸钠(SA)作为包裹材料效果最好.FEI电镜扫描及EDX能谱分析结果表明,SA跟2价金属阳离子Ca2+交联形成孔隙结构,不仅为零价铁的附着提供了大量的吸附点位,还可使Cr(Ⅵ)进入到内部与铁粉反应.考察了SA包裹零价铸铁粉(SAC)和包裹还原铁粉(SAR)对Cr(Ⅵ)的去除影响;实验结果表明,SAC除铬性能是SAR的2倍.SAC填料工艺参数优化后,符合一级反应动力学;采用SAC填料进行动态实验,反应完全后铬/铁比高达32.25 mg.g-1,且填料仍然保持较高的渗透系数(2.38 cm.s-1);对SAC填料进行成本分析发现,SAC填料具有明显的价格优势,相比零价铸铁粉混砂填料节约成本76.56%.采用SAC填料治理Cr(Ⅵ)污染地下水是可行的.     

Ag/TiO_2-PVA改性无纺布的抗污染性能

以廉价的无纺布为基膜,采用NaBH4还原法制备了Ag/TiO2-PVA复合膜,研究了Ag/TiO2-PVA复合膜作为MBR膜组件处理人工废水的抗污染性能,并对Ag/TiO2-PVA复合膜进行了XRD表征。Ag/TiO2-PVA复合膜的XRD谱图显示出TiO2及Ag的特征峰,说明复合膜表面存在TiO2纳米粒子和单质银。MBR处理人工废水的实验结果表明,Ag/TiO2-PVA复合膜的跨膜压力明显低于对照组,而膜通量则明显高于对照组;膜污染阻力分析表明,Ag/TiO2-PVA复合膜对滤饼层阻力表现出很好的抑制作用;说明Ag/TiO2-PVA复合膜能明显抑制膜污染,具有较好的抗污染性能。Ag/TiO2-PVA复合膜的光催化作用,对废水中有机污染的降解有一定的强化作用,其出水COD平均值低于对照组。Ag/TiO2-PVA致密层的存在提高了无纺布的截留效率,使其出水的浊度低于也对照组。     

三种氧化剂预处理有机物、氨氮和锰复合原水的比较研究

针对中国水源水污染严重,多呈复合污染的问题,因此,对常用的氧化剂氧化复合污染的原水进行了研究。主要包括三种水处理药剂臭氧、高锰酸钾和氯对有机物、氨氮和锰的处理效能及抗污染负荷的研究,并进一步从安全性进行了比较。研究结果表明,高锰酸钾可以部分去除水中消毒副产物前驱物,适合复合污染水体;若利用臭氧预氧化,更适用尤以有机物污染严重的水质;预氯化将导致水中消毒副产物生成量增加。