纳米材料在水处理中的应用

从纳米光催化氧化技术、纳米膜过滤技术和纳米吸附材料等三方面分别介绍了纳米技术在水处理方面的研究和应用情况.     

MnaCe1-aOx纳米棒的制备及其催化氧化CO性能

采用水热法制备了Mn_aCe_1-aO_x(a=0.01,0.02,0.05,0.08,0.10)催化剂,并通过TEM、XPS、XRD和ICP等手段进行了表征,考察了该催化剂对CO的催化氧化性能。表征结果显示：Mn元素成功掺加进CeO₂晶格,Mn_0.05Ce_0.95O_x催化剂为具有规则形貌的纳米棒,且选择性暴露面为(100)晶面。实验结果表明：Mn_aCe_1-aO_x的催化活性和水热稳定性均优于未掺加Mn的CeO₂纳米棒;高温水热老化后的Mn_0.05Ce_0.95O_x催化氧化CO时,T₉₀为175℃,具有良好的催化活性和水热稳定性。     

Catalytic reductive dechlorination of p–chlorophenol in water using Ni/Fe nanoscale particles

Nanoscale bimetallic Ni/Fe particles were synthesized from the reaction of sodium borohydride （NaBH4） with reduction of Ni^2＋ and Fe^2＋ in aqueous solution. The obtained Ni/Fe particles were characterized by TEM （transmission electron microscope）, XRD （X-ray diffractometer）, and N2-BET. The dechlorination activity of the Ni/Fe was investigated using p-chlorophenol （p-CP） as a probe agent. Results demonstrated that the nanoscale Ni/Fe could effectively dechlorinate p-CP at relatively low metal to solution ratio of 0.4 g/L （Ni 5 wt%）. The target with initial concentration ofp-CP 0.625 mmol/L was dechlorinted completely in 60 rain under ambient temperature and pressure. Factors affecting dechlorination efficiency, including reaction temperature, pH, Ni loading percentage over Fe, and metal to solution ratio, were investigated. The possible mechanism of dechlorination ofp-CP was proposed and discussed. The pseudo-first- order reaction took place on the surface of the Ni/Fe bimetallic particles, and the activation energy of the dechlorination reaction was determined to be 21.2 kJ/mol at the temperature rang of 287-313 K.     

纳米二氧化钛对小胶质细胞Notch信号通路及炎症因子分泌水平的影响

由于纳米材料的广泛应用及其可能存在的生物安全性风险,本研究探讨了纳米二氧化钛对小胶质细胞Notch信号通路及炎症因子分泌水平的影响.以不同浓度的纳米二氧化钛染毒小胶质细胞,MTT法测定细胞活力,乳酸脱氢酶(LDH)检测试剂盒测定细胞培养液上清液LDH活性,ELISA法测定细胞培养液上清液肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、...     

温石棉、纳米SiO2、硅灰石及人造纤维粉尘的细胞毒性研究

以温石棉、纳米SiO2、硅灰石及人造纤维(陶瓷纤维、玻璃纤维、岩棉)6种粉尘为受试物,采用噻唑蓝比色法(MTT)检测染毒72 h后V79细胞的存活率,并通过吉姆萨染色观察细胞形态学差异,评价6种粉尘对细胞的影响.结果表明,不同质量浓度的矿物粉尘(100 μg/mL、200 μg/mL、400 μg/mL、600 μg/mL、800 μg/mL、1 000 μg/mL)作用72 h后,V79存活率下降,细胞增殖受到抑制并出现大量细胞坏死,呈现出剂量-效应关系,且对细胞存活的影响从大到小排列为纳米SiO2、玻璃纤维、温石棉、陶瓷纤维、硅灰石、岩棉;形态学观察发现接触纳米SiO2的V79细胞很难找到完好的,形态变化最为严重,岩棉粉尘对V79细胞形态影响比其他5种粉尘弱,多数细胞形态正常,6种粉尘对细胞形态学的影响从大到小分别为纳米SiO2、玻璃纤维、陶瓷纤维、硅灰石、温石棉、岩棉.     

石墨相氮化碳纳米薄片的制备及其光催化处理印染废水的研究

以三聚氰胺为前驱体,通过高温煅烧、酸剥离制备了石墨相氮化碳纳米薄片(Tg-C3 N4).采用X射线衍射、原子力显微镜、傅里叶红外光谱、N2吸附脱附、紫外可见吸收光谱和荧光光谱对Tg-C3 N4结构以及光学性质进行表征,并以亚甲基蓝为目标污染物评价了Tg-C3 N4的可见光催化性能.结果表明:Tg-C3 N4厚度约1.0...     

真空条件下飞秒激光制备纳米铝颗粒的分子动力学计算

纳米铝颗粒作为新式储氢及储能材料,在环保方面有重要意义,其可以在真空中由激光烧蚀废铝制造。为了分析激光烧蚀制造纳米铝颗粒反应过程,更好地指导纳米铝颗粒的制备,将双温模型与分子动力学结合,利用Lammps分子动力学软件对烧蚀及溅射过程进行了模拟,获得了激光烧蚀过程中溅射团簇的种类、数目及体积的变化情况。在整个模拟过程中,团簇的主要变化依次为溅射原子结合生成大团簇、大团簇裂解为小团簇及团簇分解生成铝原子。     

PANI-TiO_2光催化剂的制备及其降解甲基橙的性能

采用溶胶-凝胶法和原位氧化聚合法制备了新型聚苯胺修饰纳米TiO_2(PANI-TiO_2)复合光催化剂。以甲基橙溶液模拟有机染料废水,考察了过硫酸钾加入量、苯胺加入量、盐酸浓度及反应温度对PANI-TiO_2复合光催化剂降解甲基橙性能的影响。采用XRD,UV-vis,FTIR技术对PANI-TiO_2复合光催化剂进行了表征。实验结果表明:PANI-TiO_2复合光催化剂降解甲基橙的最适宜工艺条件为:n(过硫酸钾):n(钛酸四丁酯)=0.1,n(苯胺):n(钛酸四丁酯)=0.11,盐酸浓度2 mol/L,反应温度20℃,在此最适宜条件下,反应时间为60 min时,甲基橙降解率为97%。表征结果显示:与TiO_2相比,PANI-TiO_2复合光催化剂明显发生了红移现象,带隙变窄,有利于光催化反应效率的提高;与PANI相比,PANI-TiO_2复合光催化剂的红外特征峰向低波数的方向发生偏移;PANI-TiO_2复合光催化剂为锐钛矿型。     

纳米材料在环境中的应用及生物毒性研究进展

本文介绍了目前环境中存在的几种主要典型的人工纳米颗粒物的性质特点,并综述了不同纳米材料在水环境污染控制中的应用,同时对纳米颗粒的环境行为及生物毒性相关领域进行介绍,阐述了纳米颗粒对生物的可能致毒机理。最后文章总结了纳米材料在环境中的行为和毒性研究中所存在的问题,并在此基础上展望了需要拓展与深入的研究方向,希望有助于促进纳米材料在环境中的应用、提高对纳米材料环境行为的认识及降低纳米材料的生态风险,推动纳米科技的持续、健康发展。     

纳米氧化锌、硫酸锌和AM真菌对玉米生长的影响

纳米氧化锌(Zn O)是应用最为广泛但具有一定生物毒性的金属型纳米颗粒(nanoparticles,NPs)之一,而丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌能改善宿主植物矿质营养和增强宿主植物抗逆性,但纳米Zn O和其他锌污染物之间的关系以及AM真菌对其生物效应的影响目前尚不清楚.通过温室盆栽试验,研究了单一或复合施加纳米Zn O、ZnSO_4(500mg·kg~(-1))时接种AM真菌Funneliformis mosseae BEG 167对玉米生长的影响.结果表明,纳米Zn O对AM真菌侵染和玉米植株生长有一定抑制作用,表现出植物毒性,且与同浓度(500 mg·kg~(-1))下的ZnSO_4作用类似.与非菌根对照相比,接种AM真菌降低了玉米植株的Zn含量或Zn吸收量,且在复合处理中对玉米生长表现出较好的促生作用.结果首次表明,纳米ZnO与ZnSO_4在生物毒性上存在复杂的交互作用,而接种AM真菌在二者复合污染时对玉米具有一定的保护作用.