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拉曼光谱的16种多环芳烃(PAHs)特征振动光谱辨识 总被引:1,自引:0,他引:1
借助密度泛函理论中B3LYP/6-311++G(d,p)方法对美国EPA优先控制污染物中的16种多环芳烃(PAHs):萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、稠二萘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、二苯并(a,h)蒽、二苯并[g,h,i]芘以及茚苯(1,2,3-cd)芘进行结构优化,并计算拉曼光谱振动频率和去偏振度,在此基础上辨识多环芳烃的拉曼特征光谱。研究显示,16种PAHs的拉曼振动主要分布在3个频区:200~1 000cm-1(指纹区)、1 000~1 700和3 000~3 200cm-1(基团频率区),3个频区主要振动归属分别为环变形(ring def),碳碳伸缩(CCStr)、碳氢摇摆(CHw)及其耦合振动(CCStrCCw),碳氢伸缩(CHStr)。进一步分析显示,指纹区16种PAHs的去偏振度随苯环变形振动对称性增强而降低,在该频区去偏振度最小的频移处苯环呼吸振动的对称性最强,指纹区的峰强也在此处出现最大值。任意PAHs在指纹区的最强峰之间的波数差较大,在显微拉曼光谱的可分辨范围内,因而利用指纹区的去偏振度和最强峰可将16种PAHs逐一识别。烷烃、烯烃、炔烃、醇类和酚类、脂肪醚、芳基烷基醚、醛类、酮类、羧酸、酯类、胺类、腈类、酰胺类、酸酐、芳烃的振动频率和峰强分布不完全一致,利用PAHs与这几类物质拉曼频率和峰强分布的差异可以逐一排出干扰。 相似文献
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Co/Bi催化剂催化湿法氧化降解垃圾渗滤液中的氨氮 总被引:8,自引:0,他引:8
采用催化湿法氧化 (CWAO)技术 ,以 Co/ Bi为催化剂 ,对垃圾渗滤液中氨氮 (NH3-N)进行降解处理 ,并利用 GC-MS检测了垃圾渗滤液中含氮有机物的相对含量 .结果表明 ,随着反应温度的升高 ,CWAO对NH3-N的降解能力逐渐增强 ,在 2 2 0 ,2 40 ,2 60和 2 80℃条件下 ,NH3-N降解规律符合一级动力学反应 (r>0 .93 ,n=6) .在升温过程 (2 0~ 3 0 0℃ )中 ,NH3-N浓度变化经历了先升后降两个阶段 ,并在 2 2 0℃时达到最大值 .GC-MS检测结果表明 ,在第一阶段 ,垃圾渗滤液中几种含氮有机物因催化氧化而生成 NH3-N;第二阶段 ,NH3-N逐渐被氧化降解 ,达到了 CWAO技术同时降解有机物和 NH3-N的目的 .同时 ,选取垃圾渗滤液中一种含氮有机物 2 -巯基苯并噻唑进行含氮有机物氮降解机理的验证实验 . 相似文献
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自然水体生物膜吸附Co,Ni和Cu的特征研究 总被引:3,自引:0,他引:3
研究了在自然水体中培养的生物膜吸附Co,Ni和Cu等3种重金属的热力学和动力学特征,并对生物膜吸附各重金属的热力学数据进行了非线性拟合.结果表明,3种重金属的吸附过程均符合Langmuir吸附等温曲线.在溶液中重金属浓度<0.5μmol/L时,生物膜对3种重金属元素的吸附能力顺序是Co>Cu>Ni;在重金属浓度>0.5μmol/L时,顺序是Cu>Co>Ni.对动力学数据进行非线性拟合的结果表明,生物膜对Co,Ni和Cu的吸附均在数小时内达到平衡,吸附过程符合Langmuir等动力学曲线. 相似文献
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利用群论理论研究16种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)分子振动规律,并对PAHs指纹区特征拉曼峰进行偏振去噪,减少非特征拉曼峰对特征拉曼峰的干扰,增强16种PAHs之间的拉曼辨识度。群论分析发现16种PAHs分别属于Cs,C2v,C2h,D2h点群,四个点群中的A′,A1,Ag,Ag类对称振动属于全对称振动,其余对称振动为非全对称振动,其中全对称振动均具有拉曼活性。Gaussian 09杂化密度泛函理论计算与群论分析相结合,发现16种PAHs全对称振动分布拉曼位移全区域,涵盖16种PAHs基团振动模式;全对称振动产生的波动性小,具有一定的抗外部环境干扰能力,稳定性相对较高,并且其产生的拉曼峰更强。根据全对称振动具有代表性、稳定性、显著性的特征,本文将16种PAHs的全对称振动作为特征拉曼振动。此外,研究发现,拉曼偏振效应与振动模对称性直接相关,拉曼光谱的偏振效应具有增强PAHs特征拉曼峰、降低PAHs非特征峰强度的作用。16种PAHs通过拉曼光谱的偏振效应选择性调节作用后,PAHs特征拉曼峰信噪比可提高6.52%~182%,说明利用拉曼偏振效应去除非特征拉曼峰的作用显著,可有效降低特征峰的噪声干扰。因此,所建立的基于群论的PAHs分子拉曼偏振去噪方法可以改善其拉曼光谱信号质量,提高PAHs同步拉曼光谱分析效率,为实现16种PAHs同步拉曼光谱检测提供了理论依据。 相似文献
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选取环境中含量最多的9种多溴联苯醚(PBDEs)及已知具有高/中等生物毒性的14种PBDEs作为目标辨识物,首先基于振动归属将上述PBDEs红外光谱分为6个谱区,利用相似度分析评价各谱区对23种同系物的辨识能力并筛选易于辨识的红外谱区,其次根据各谱区特征建立辨识方法并进行方法评价,最终通过主成分分析及判别分析法在所研究谱区提取影响高/中等生物毒性PBDEs的红外特征信息并建立生物毒性判别模型。研究结果表明,位于961~1 153cm~(-1)的三角呼吸振动谱区和1 153~1 346cm~(-1)的C—O伸缩振动谱区对所选PBDEs间光谱相似度最小,可利用三角呼吸振动谱区内吸收峰的数量分布特征(辨识最小频差为3.19cm~(-1),但不易与多氯联苯醚等结构相似物质间的区分)及C—O伸缩振动谱区的主峰分布及波形特征(辨识最小频差为0.74cm~(-1),与多氯联苯醚等结构相似物质间辨识涉及最小频差为0.67cm~(-1))实现对23种PBDEs间的辨识(红外光谱常用最小分辨率为0.5cm~(-1));基于判别分析法所构建的高/中等生物毒性PBDEs判别模型的判别正确度为100%/88.9%,表明所提取的红外光谱信息可实现对PBDEs生物毒性的准确分类。 相似文献
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以已知18种多溴二苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)芳香烃受体结合能力实验值为因变量,构建基于取代基参数的PBDEs芳香烃受体结合能力定量构效关系模型以补足PBDEs芳香烃受体结合能力值,借助全析因实验的分析方法研究不同取代位置对PBDEs芳香烃受体结合能力的主效应及二阶交互效应,并分别从总取代基数、两苯环取代相似性、同一苯环取代基分布性综合研究PBDEs取代特征对芳香烃受体结合能力的影响规律.研究表明:PBDEs芳香烃受体结合能力受各取代位置主效应和二阶交互效应的显著影响,邻位取代基可显著降低PBDEs芳香烃受体结合能力,对位取代基则显著增强,间位取代基主效应较弱,主要通过与邻对位取代基间的二阶交互效应影响PBDEs芳香烃受体结合能力;总取代基数、两苯环取代相似性与PBDEs芳香烃受体结合能力无显著相关性,而同一苯环上取代基间分散性越大,同系物芳香烃受体结合能力越小. 相似文献
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采集的生物膜中痕量重金属的形态分布特征 总被引:1,自引:0,他引:1
采用改进的Tessier连续萃取方法对从松花江中采集的生物膜中锰、 铁、 铜、 铅、 锌及镉的化学形态进行分析, 考察了生物膜上铁、 锰氧化物和有机质吸附重金属的相对作用, 同时讨论了在研究培养的生物膜吸附痕量重金属时所建立的选择性萃取方法对于采集的生物膜组分分离的适用性. 研究结果表明, 在采集的生物膜上痕量重金属以铁、 锰的氧化物为主要结合形态存在, 以此种形态存在的铜、 锌、 铅和镉分别占其总含量的62.9%, 58.3%, 53.8%和32.6%, 而以有机结合态存在的铜、 锌、 铅和镉, 分别占其总含量的1.1%, 0.6%, 9.9%和1.8%, 表明采集的生物膜上铁、 锰氧化物在吸附重金属的过程中起主要的控制作用, 而有机质的作用相对较小, 与以往利用选择性萃取技术研究培养的生物膜吸附重金属的规律一致. 进一步分析表明, 如扣除生物膜上铁的残渣态部分, 则选择性萃取分离技术可以有效地将采集的生物膜上的铁、 锰氧化物及有机质分离开. 相似文献
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自然水体中生物膜的主要化学组分与水体中相关化学物质的关系 总被引:7,自引:0,他引:7
自然水体中大多数微生物是以附着状态而不是以游离状态存在的 [1] .微生物附着在固体表面形成生物膜 ,存在于河流、湖泊及湿地环境中的岩石、表层沉积物和悬浮颗粒物表面 ,由不同种类的微生物组成 [2 ] .从环境微生物学角度来看 ,生物膜被定义为一种活跃地生长发育着的单一或混合的微生物群体 ,其不可逆地附着到一种活跃的或非活跃的表面 [3] ,并由微生物群体组成 [4 ] .从环境化学角度来看 ,生物膜是由金属氧化物、有机质及少量矿物质组成的 .金属氧化物和有机质在影响重金属于固相吸附的相对作用已有报道 [5~ 10 ] .生物膜在自然水体中是… 相似文献