纳米颗粒原位植入法制备改性超滤膜及其抗生物污染性能研究

选取氧化铝分散体(Al2O3)、Linde A型沸石(LTA)、Linde L型沸石(LTL)和X型八面沸石(FAU-X)4种纳米颗粒,采用原位植入的方法对超滤膜进行表面改性,以提高聚砜超滤膜的抗生物污染性能.通过扫描电子显微镜、接触角测定、抗生物污染性能测试等方法来表征改性前后膜结构和性能的变化.结果表明,纳米颗粒在膜表面的原位植入具有其可行性,该方法只改变超滤膜的表面形貌,对断面和底面的结构没有影响;纳米颗粒原位植入法改性后,超滤膜的亲水性有显著提高.就抗生物污染性能而言,纳米颗粒的植入提高了膜的抗粘附性能,在纳米颗粒覆盖的区域没有大肠杆菌粘附生长;在这4种膜中,UF-LTA和UF-LTL膜的抗粘附性能优于UF-Al2O3和UF-FAU-X膜.相较而言,LTA型沸石在膜表面分散效果良好,原位植入后显著改善了膜的亲水性并且表现出较好的抗粘附性能,可作为理想的材料用于下一步研究.但LTA型沸石的抗水流剪切的能力较弱,要想提高该种纳米颗粒在膜表面的结合牢固性,应考虑减小颗粒的粒径.     

Bio-mediated silver nanoparticle synthesis: mechanism and microbial inactivation

Even though plenty of literature is available on the biosynthesis of metal nanoparticles, there are serious lacunae on the mechanisms of their formation. In the present study, the mechanism of formation of mono-crystalline silver nanoparticles using a fruit extract of the ornamental tree Thevetia peruviana is emphasized, i.e. how the pH of the reaction mixture affected reaction kinetics and size of the nanoparticles. The facilitation of formation of Ag₂O at higher pH resulted in a faster rate of particle formation. The diameter of the bare particles at neutral pH determined by field emission scanning electron microscopy and the hydrodynamic diameter determined by dynamic light scattering were 53 and 104 nm, respectively. The silver nanoparticles exhibited good inactivation of Escherichia coli due to participation of free radicals as evidenced by electron spin resonance spectroscopy.     

溶液环境对纳米Fe2O3/水界面NOM吸附过程中疏水效应的影响

以腐殖酸和纳米Fe2O3为对象,着重研究了腐殖酸分子在纳米Fe2O3表面的吸附过程中的疏水效应,借助红外光谱和热重等分析方法研究了腐殖酸吸附前后的疏水性随溶液环境变化的规律。结果表明,当离子强度为0、0.005、0.01和0.05 mol/kg,pH从7变到12时,纳米Fe2O3吸附溶解性腐殖酸分子后形成的复合体的热失重量随着pH的升高先减小后增大。当pH从7升高到10时,亲水性降低,疏水性增强;当pH从10升高到12时,亲水性增强,疏水性降低。当离子强度为0.001 mol/kg,pH从7变到12时,复合体的热失重量随着pH的升高而减小,亲水性降低,疏水性增强。当pH为定值,离子强度变化时,纳米Fe2O3吸附溶解性腐殖酸分子后形成的复合体的热失重量随着离子强度的增加不断变化,曲线呈现出波动趋势,亲、疏水性在交替变化。红外光谱分析结果说明,对纳米Fe2O3吸附溶解性腐殖酸分子后形成的复合体的亲疏水性起主要影响的官能团可能是亲水性的羟基—OH、羰基CO和疏水性的CH2烷烃。     

纳米Fe3O4的制备及其对对硝基甲苯的催化降解

采用共沉淀法制备了纳米四氧化三铁（Fe3O4），并进行必要表征，制备所得的Fe3O4粒径与商品Fe3O4相当，均为15～20nm。在中性、碱性条件下，制备的材料表面带负电，而在弱酸性条件下，则带正电。制备出的Fe3O4与商品的Fe3O4一样，对对硝基甲苯具有相同的机械催化降解效率，均符合准一级反应动力学。     

水中氯化物测定的不确定度评定

根据硝酸银滴定法测定水中氯化物的含量，分析了该方法测量不确定度的来源，评定了水中氯化物的测量不确定度，在各不确定度中，以标准溶液配制与样品分析时滴定消耗的硝酸银体积引入的不确定度较大。     

硝酸银标准滴定溶液的不确定度评定

在掌握JJF1059-1999的基础上，对硝酸银标准滴定溶液浓度的不确定度进行评定，主要从方法概述、确定测量中不确定度的来源、建立数学模型、计算相对标准不确定度分量、合成相对标准不确定度、扩展不确定度等入手，详细介绍了硝酸银标准滴定溶液的不确定度评定过程。     

TiO2纳米粉体材料的制备及其脱除Hg蒸气污染物的研究

燃煤电站产生的汞污染物,是最难控制的巨毒、痕量污染物之一,已引起国内外广泛的研究兴趣.通过液相法制备了两种TiO2纳米粉体材料,对其结构和形貌采用TEM、BET和XRD进行了表征测试,在固定床反应器条件下初步测定了TiO2纳米粉体对单质汞Hg0污染物的脱除效果,研究表明,脱除效率随温度的升高而增加,最高可达60%.     

单层硅烷负载磁铁矿纳米颗粒的制备及除磷性能

研究了N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷在水溶液中以单层形式负载于磁铁矿纳米颗粒表面的方法,并研究了单分子层硅烷负载磁铁矿纳米颗粒吸附剂(monolayer of silane on magnetite nanoparticles,MSMNPs)的除磷性能.结果表明,在低浓度下(平衡浓度小于300 mg·L~(-1))硅烷在磁铁矿纳米颗粒表面产生单层吸附,而反应温度90℃以上或离子强度0.1 mol·L~(-1)NaCl以上可以使单层硅烷在磁铁矿纳米颗粒表面的覆盖度达到~100%.FTIR和XPS图谱显示负载的硅烷以化学键的形式与磁铁矿纳米颗粒表面相结合.单层硅烷负载不引起磁性强度的明显变化.MSMNPs对磷的吸附等温线更符合Langmuir模型,拟合得到的最大吸附量为7.59 mg·g~(-1).由于磷吸附位位于MSMNPs的最外面,磷的吸附及脱附均很快,30 min内达到90%以上,1 h内达到平衡.因此,MSMNPs是一种易分离因而可反复使用,并且可快速吸附与脱附污染物的新型吸附剂.     

Metabolites change of Scenedesmus obliquus exerted by AgNPs

With increasing emission of silver nanoparticles (AgNPs) into the environment, it is important to understand the effects of ambient concentration of AgNPs. The biological effects of AgNPs on Scenedesmus obliquus, a ubiquitous freshwater microalgae, was evaluated. AgNPs exerted a minor inhibitory effect at low doses. Non-targeted metabolomic studies were conducted to understand and analyze the effect of AgNPs on algal cells from a molecular perspective. During the 48?hr of exposure to AgNPs, 30 metabolites were identified, of which nine had significant changes compared to the control group. These include d-galactose, sucrose, and d-fructose. These carbohydrates are involved in the synthesis and repair of cell walls. Glycine, an important constituent amino acid of glutathione, increased with AgNP exposure concentration increasing, likely to counteract an increased intracellular oxidative stress. These results provide a new understanding of the toxicity effects and mechanism of AgNPs. These metabolites could be useful biomarkers for future research, employed in the early detection of environmental risk from AgNPs.     

银纳米颗粒对黄菖蒲早期生长和生理特征的影响

N-AgNPs（银纳米颗粒）暴露对湿地植物的生长发育有重要影响,而N-AgNPs对大型湿地植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）的影响尚不清楚.选取湿地植物黄菖蒲为受试物种,采用室内土培法分析柠檬酸钠包覆的N-AgNPs对黄菖蒲早期生长和生理特征的影响.结果表明:①不同ρ（N-AgNPs）〔分别为0、5、10、15、20 mg/L,依次记为N0（对照）、N5、N10、N15、N20〕处理和作用时间均会影响黄菖蒲生长和生物量积累.培养初期（0~14 d）,N5、N10处理会抑制黄菖蒲生长,而N15、N20处理会促进黄菖蒲生长;培养后期（14~35 d）,不同ρ（N-AgNPs）处理均抑制黄菖蒲生长.整个培养期内（0~35 d）,N5、N10处理均抑制黄菖蒲地上、地下生物量积累,而N20处理会促进黄菖蒲地上、地下生物量积累.②不同ρ（N-AgNPs）处理均降低了黄菖蒲叶绿素含量,提高了PSⅡ（光系统Ⅱ）反应中心的光能转换效率,降低了光氧化损伤的发生率;N5、N10、N15处理下黄菖蒲叶片PSⅡ功能反应中心的开放度降低、光合电子传递速率（ETR）变慢;N5和N20处理下黄菖蒲叶片光合电子传递活性（qP）增大,而N10和N15处理下光合电子传递活性降低.③各ρ（N-AgNPs）处理均显著降低了黄菖蒲叶片中的丙二醛含量,膜脂过氧化作用减弱;同时,增加了黄菖蒲叶片中w（脯氨酸）,对黄菖蒲产生较强的胁迫.研究显示,随着培养浓度的增加,ρ（N-AgNPs）对黄菖蒲生物量累积的影响由抑制作用变为促进作用;各ρ（N-AgNPs）处理均会降低黄菖蒲的叶绿素含量、增加w（脯氨酸）,对黄菖蒲的生长产生胁迫.