新型污染物的环境质谱技术研究进展

随着科学技术的飞速发展,质谱检测及其联用技术方法正以前所未有的速度、广度和深度全面渗透到环境分析化学中,其在环境监测中的使用已经或正在日常化.近年来,一些高分辨质谱及其与色谱等的联用技术在目标污染物和非目标污染物的同时甄别鉴定和分析中发挥了重要作用,其对于阐明污染物在环境的归趋具有重要意义.本文对质谱技术及其与气相色谱和液相色谱的联用技术在污染物尤其是新型污染物分析中的进展进行了总结,并对高分辨质谱技术的环境应用研究给于关注,对环境质谱技术的发展方向进行了展望.     

化学工程:从基础研究到工业应用

本文介绍了我国中长期发展规划中所制定的化学化工学科发展目标,综述了化学工程学科近十余年来在队伍建设、平台建设和国家级奖励等方面所取得的成果,列举了若干化学工程在传递与过程强化、化工分离过程、精细与药物化工、能源化工和材料化工领域从基础研究到工业化应用的例子和成果,展望了化学工程学科今后发展的方向及目标.     

致癌性卤代醌类消毒副产物造成 DNA 损伤的分子机理研究

卤代醌是一类卤代芳烃类环境污染物的致癌中间体,也是在饮用水中新发现的氯化消毒副产物。我们最近发现卤代醌和 H₂O₂ 或有机氢过氧化物体系可以不依赖过渡金属离子,而产生高活性的羟基/烷氧自由基和醌氧/醌碳自由基。目前尚不清楚这些卤代醌类致癌物和氢过氧化物共存能否诱导 DNA 产生氧化损伤和修饰,以及其潜在的分子机制是什么。我们的研究发现 DNA 在四氯-1,4-苯醌/H₂O₂体系中可被氧化产生 8-氧脱氧鸟苷、DNA 链断裂和三种甲基氧化产物,这些反应不依赖过渡金属离子,且由于卤代醌与 DNA 的嵌入作用而导致其氧化作用增强。其他卤代醌也观察到了类似的现象,而且通常比经典的 Fenton 体系更有效。我们进一步将研究从纯化的 DNA 扩展到了活细胞的基因组 DNA。同时还发现卤代醌和有机氢过氧化物(如叔丁基过氧化氢或在正常生理条件下产生的 13S-过氧羟基-9Z,11E-十八碳二烯酸(13-HPODE))共存时,可通过独特的醌氧自由基介导机制诱导 DNA 氧化生成致突变性更强的咪唑啉酮类产物 dIz。这些发现为解释普遍存在的卤代醌类致癌中间体和消毒副产物的潜在基因毒性、致突变性和致癌性提供了新思路。     

Ag/C包覆对Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2电化学性能的影响

运用共沉淀和元素化学沉积相结合的方法,制备出了具有Ag/C包覆层的层状富锂固溶体材料Li [Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2.通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、恒流充放电、循环伏安(CV),电化学阻抗谱(EIS)和X射线能量散射谱(EDS)方法,研究了Ag/C包覆层对Li[Li0.2Mn0.54Ni03Co013]O2电化学性能的影响.结果表明,Ag/C包覆层的厚度约为25 nm,Ag/C包覆在保持了固溶体材料α-NaFeO2六方层状晶体结构的前提下,显著地改善了Li[Li0.0Mn054Ni0.13Co013]O2的电化学性能.在2.0-4.8 V (vs Li/Li+)的电压范围内,首次放电(0.05C)容量由242.6 mAh·g-1提高到272.4 mAh·g-1,库仑效率由67.6％升高到77.4％;在0.2C倍率下,30次循环后,Ag/C包覆的电极材料容量为222.6 mAh·g-1,比未包覆电极材料的容量高出14.45％;包覆后的电极材料在1C下的容量仍为0.05C下的81.3％.循环伏安及电化学交流阻抗谱研究表明,Ag/C包覆层抑制了材料在充放电过程中氧的损失,有效降低了Li[Li02Mn0.54Ni0.13Co013]O2颗粒的界面膜电阻与电化学反应电阻.     

聚集态的Fe氧化物在Fe/ZSM-5催化N_2O直接分解中的作用(英文)

研究了以离子交换法制备的Fe/ZSM-5上聚合态的Fe氧化物(FeOx)在催化N2O直接分解中的作用.Fe/ZSM-5催化剂利用600–900 ℃的高纯Ar处理,使催化剂中的FeOx发生聚合.利用一系列的表征手段(XRD,BET,DRIFTS,UV/vis-DRS,XAFS,N2O脉冲和O2-TPD)对催化剂进行了表征.结果发现,分子筛骨架外的FeOx在Fe/ZSM-5催化N2O分解中起重要作用;通过研究高温处理的Fe/ZSM-5催化剂中不同FeOx的比例与催化剂活性的关系,得到多核的FeOx是催化N2O分解的主要活性物种;并且,无定形态的FeOx中键长较长的Fe–O键((Fe–O)2)是参与反应的重要物种.     

NH3选择性还原NOx技术在重型柴油车尾气净化中的应用

基于实验室对柴油车用V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂配方以及涂覆成型技术的大量研究,设计了一条产量为6000只/月的NH₃选择性催化还原NO_x （NH₃-SCR）催化剂中试生产线,并对生产的催化剂产品进行了发动机台架测试. 结果表明,实验室制备的V₂O₅-WO₃/TiO₂粉体催化剂和生产线产品,在空速为50000 h^-1和200-450 ℃条件下NO_x转化率均可达80%以上;采用大尺寸堇青石载体涂覆后制备的V₂O₅-WO₃/TiO₂整体催化剂经实验室小样测试,在空速为10000-30000 h^-1和250-450 ℃条件下NO_x转化率也为80%以上. 发动机台架测试结果表明,该催化剂产品可使重型柴油机NO_x排放达到国IV标准中欧洲稳态循环（ESC）和欧洲瞬态循环（ETC）排放限值的要求. 该生产线经适当调整后也可用于生产非钒基NH₃-SCR整体催化剂,以满足未来钒基NH₃-SCR催化剂更新换代的需求.     

3D打印便携式凝胶电泳装置用于蛋白质的快速检测

随着现场分析对于快速、便携和经济型检测的需求,分析仪器的便携化和微型化备受关注。3D打印技术的不断发展,将会极大推动小型化、便携式实验设备的开发和研制。分析仪器的微型化有助于促进资源不足地区在医疗现场、食品安全和环境污染等方面的现场监测。目前,用于蛋白质分离的凝胶电泳装置多为实验室用小型化分析仪器,可用于现场快速分离蛋白质的小型化仪器尚未见报道。该研究设计加工了一款便携式凝胶电泳装置,用于蛋白质的快速分离检测。首先,通过3D打印加工的凝胶电泳装置可在实验室内方便、快捷、低成本的复制。其次,通过对预染蛋白质相对分子质量标准的分离测试,对该系统结构进行优化。优化后该凝胶电泳装置电泳槽的尺寸仅为15 mm×20 mm×17 mm,采用3D打印技术可在5 h内加工完成,耗费打印材料10 mL。正负极所用电泳缓冲液共需4 mL,所使用的25 V锂电池可实现100 h左右的工作时间。装置优化后可实现蛋白质的快速高效分离。随后,在5种常用蛋白质相对分子质量标准的分离中,该装置与商业化平板凝胶电泳分离效果相当,同时具备更快的分离速度。该研究在便携式凝胶电泳装置的开发及其在蛋白质快速分离方面取得了初步成果,但在分离完成后立即对蛋白质进行定量分析以及更多实际样品的应用方面还需要进一步研究。     

红外光谱法快速测定润滑油添加剂

利用ＰＥ－ＦＴＩＲ红外光谱仪及ＰＥ公司“Ｑｕａｎｔ”计算机软件,测定润滑油添加剂单剂与复合剂含量,实际测定了１５Ｗ／４０ＳＥ、１５／３０ ＳＥ／ＣＤ、１５／Ｗ４０ＣＤ、１５Ｗ／３０ＣＣ油品试样。测量范围为０．２％￣９０％,测定相对误差小于１０％。     

非线性Schringer方程的Jacobi椭圆函数包络解

通过函数变换和扩展Jacobi椭圆函数展开法,利用吴消元法,借助符号运算软件Maple,得到非线性Schringer方程丰富的包络形式精确解,特别是由两个Jacobi椭圆函数表示的精确解.当模数m→1或m→0时,一部分解退化为双曲函数或三角函数表示的解,F-展开法和扩展的F-展开法得到的精确解是本文结果的特例.     

重金属钋化物分子MPo（^2Ⅱ），（M=Cu，Ag，Au）的结构和势能函数

利用相对论小核赝势研究了重金属钋化物分子MPo（X^2Ⅱ），（M=Cu，Ag，Au）．用群论方法结合原子分子反应静力学原理导出了分子的基电子状态和相应的离解极限，并在各种电子相关理论水平上计算了它们的平衡几何和振动频率．在此基础上用Murrell—Sorbie函数形式拟和势能曲线，得到了总的解析势能函数，并计算出了光谱数据和力常数．