热改性红黏土的光催化产氢机理

利用太阳能驱动的光催化产氢技术是解决能源短缺和环境污染的重要途径。选用天然矿物红黏土(R-Clay)为前驱体,将其在氮气氛、400℃热处理后(标记为R-Clay₄₀₀),用于可见光(λ≥420 nm)条件下分解水制备氢气。结果表明,R-Clay经热改性后,其结构及微观形貌发生了改变,比表面积增大,表面羟基(—OH)显著减少,氧空位增多,带隙能减小,且其产氢活性显著提升,R-Clay₄₀₀的产氢效率(28.634μmol·g^-1·h^-1)是R-Clay(12.620μmol·g^-1·h^-1)的2.27倍。X光电子能谱证实热改性后R-Clay的氧空位相对含量增加了13.2%,荧光光谱及电化学阻抗谱结果显示R-Clay₄₀₀电子-空穴复合率及界面电荷阻力均较R-Clay降低,因而其光催化产氢性能得到提升。     

巨藻生物炭的制备及其去除水体中菲的应用（英文）

为了研究去除水溶液中菲(Phe),选择4种大型海藻麒麟菜、龙须菜、海带、浒苔在不同温度(300、500和700℃)下制备生物炭,并对其进行结构表征,包括元素分析、比表面积测试法(BET)、热重仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析,以比较4种巨藻生物炭之间的差异.结果表明,麒麟菜生物炭(EBC500)具有最高的比表面积(271.51 m²·g^-1),对Phe的去除率为96.36%.动力学模型拟合表明,EBC500的吸附由化学和物理吸附以及颗粒内扩散共同决定.使用Langmuir和Freundlich方程对EBC500进行拟合,拟合的R²值大于0.93. EBC500同时表现出单层和多层的吸附作用,并且其再生实验表明, Phe去除率高于98%.     

水稻秸秆灰对水中双酚A的吸附去除性能研究

以比表面积为1 572 m²·g^-1的粉末活性炭为参照, 研究了水稻秸秆于350和500 ℃灼烧产生的灰对双酚A的吸附性能, 为认识和利用水稻秸秆灰去除水中有机微污染物提供参考. 结果显示, 水稻秸秆灰对双酚A的去除过程符合两室模型, 其快吸附阶段在2 h内平衡, 慢吸附阶段需5~7 d才能平衡, 慢于活性炭的吸附平衡过程(需2.5 h). 水稻秸秆灰的吸附等温线符合Dubinin- Ashtakhov模型, 单位质量的最大吸附容量为18.0 mg·g^-1 (350℃灰分)和10.3 mg·g^-1 (500℃灰分), 是活性炭(245 mg·g^-1)的4.2%~7.3%; 单位比表面积的最大吸附容量为1.81 mg·m^-2 (350 ℃灰分)和1.68 mg·m^-2 (500 ℃灰分), 是活性炭(0.156 mg·m^-2)的11~12倍, 表明水稻秸秆灰是一种单位比表面吸附效率较高的双酚A吸附剂.     

基于龙虱前翅的生物炭的制备及其固态超级电容器性能

为了提高基于碳材料超级电容器的能量密度,通过简单的碳化-活化法制备了一系列基于龙虱前翅的新颖生物炭。所制备的生物炭具有较大的比表面积(666.22～1 057.91 m²/g)、分级多孔结构和较高比率的N,O自掺杂(N 2.74%～4.05%,O 8.28%～13.98%)。最优条件下制备的生物炭CLS-700-3被用作超级电容器的电极材料,在6 mol/L KOH溶液中,电流密度为0.5 A/g时,比电容高达379 F/g。分别以聚乙烯醇/氢氧化钾(PVA/KOH)和聚乙烯醇/硫酸锂(PVA/Li₂SO₄)凝胶为电解质,将CLS-700-3电极进一步组装成对称固态超级电容器。其中,以PVA/Li₂SO₄为电解质的固态超级电容器在功率密度为449.81 W/kg时,能量密度高达18.18 Wh/kg,同时表现出良好的循环稳定性。     

瞬时加热法制备橡胶活性炭及其性能

以废旧轮胎炼油过程中产生的轮胎热解渣为原料制备炭吸附材料，采用瞬时加热法和KOH活化法制备活性炭。首先利用正交实验对材料制备最佳条件进行了探讨，所制备材料通过了氮气吸附等温曲线、SEM、FT-IR以及重金属Zn、Cu、Cr、Cd含量进行了表征，同时测试了材料去除水中亚甲基蓝的能力，通过包括平衡、动力学方面的研究，解释了材料对亚甲基蓝的吸附机理。结果显示，经过处理后轮胎橡胶热解渣对氮气的吸附等温曲线趋向Ⅳ型，中微孔孔隙增加，比表面积为149.21 m²·g^-1,比表面积增加2倍以上，重金属Cu、Cr、Cd浸出含量较低。吸附过程符合一级动力学方程和Langmuir模型，对亚甲基蓝的吸附随初始浓度的增加而吸附容量也不断增加，最大可达98.81 mg·g^-1,吸附过程呈现单分子层物理吸附趋势。该结果为废旧轮胎热解渣的资源化处理提供了新的思路。     

FeSO4强化活性污泥法除锑技术研究

针对印染废水中难以去除的低浓度锑，采用FeSO₄强化活性污泥法，并结合高通量测序、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)探究其除锑机理。结果表明：(1) FeSO₄强化活性污泥法具有较强的除锑性能，当锑初始浓度为250μg·L^-1,pH为8,Fe²⁺投加量为90 mg·L^-1时，Sb(Ⅴ)去除率稳定在60%以上；共存离子对Sb(Ⅴ)去除率有促进或抑制作用。(2)在投加FeSO₄的驯化过程中，活性污泥微生物丰度和多样性降低，颗粒更松散、比表面积增大、粒径减小，与锑的接触面积增大，从而提高了除锑效率；Fe²⁺在生化过程中被原位氧化为α-Fe O(OH)，与活性污泥表面的大量羧基或氨基团结合，附着在活性污泥表面，实现对锑的吸附。     

纳米复合载体固定酪氨酸酶合成左旋多巴

利用模板法制备大孔SiO₂材料,而后借助水热合成法在孔道中生长ZnO纳米线,得到新型纳米复合材料(SiO₂/Zn ONWs).采用静电吸附法将酪氨酸酶(TYR)固定在纳米复合载体上,用于L-多巴合成.从扫描电子显微镜中观察到ZnO纳米线在孔道中呈现无规线团形貌,且分布均匀. TYR在SiO₂/ZnO NWs上的最大负载量高达162.3 mg·g^-1,约是纯大孔SiO₂载体3倍,且远高于其他固定化TYR系统.利用固定化TYR进行L-多巴合成,在最优反应条件(35℃、p H 6.0、L-抗坏血酸浓度10 mmol·L^-1)下催化1.5 h, L-多巴的产率可达70.2%.固定化TYR展现良好的储存稳定性,储存28 d仍保持78.6%的相对活性,远高于游离状态TYR,并可重复使用,经历10个循环后仍能保持42.1%的L-多巴产率.     

UiO-66-NH2(Ce)复合材料对酸性橙7的吸附性能

采用溶剂热法制备Zr基金属有机骨架UiO-66-NH₂,将UiO-66-NH₂掺杂稀土金属铈(Ce)制备了一种复合金属有机骨架材料UiO-66-NH₂(Ce),对两种材料进行表征,并研究了UiO-66-NH₂(Ce)对阴离子染料酸性橙7(AO7)的吸附性能。结果表明,两种材料的形貌和官能团几乎一致,但UiO-66-NH₂(Ce)的比表面积(618.50 m²/g)和孔容(0.303 3 cm³/g)均明显大于UiO-66-NH₂;在pH 5.0、反应温度25℃、AO7初始质量浓度50 mg/L、反应时间60 min时,UiO-66-NH₂(Ce)对于AO7的吸附量为303.0 mg/g、吸附率为85.8%;UiO-66-NH₂(Ce)对AO7的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附过程符合Langmuir单分子层化学吸附模型,且吸附过程是吸热的、自发的;但因UiO-66-...     

苏北灌河口工业区土壤PAHs富集特征、溯源及风险评价

为系统了解灌河口工业区污染场地表层土壤中多环芳烃(PAHs)的污染特征、污染源及潜在的健康风险, 对16种优先控制的单体PAH进行了测试分析. 结果表明: T-PAHs质量分数呈现冬季(3 971.7 ng·g^-1)>秋季(3 506.5 ng·g^-1)>春季(3 504.8 ng·g^-1)>夏季(2 639.1 ng·g^-1)趋势. 夏季(2+3)环PAHs占比最低(13％), 冬季最高(15％), 春秋季相同(14％). 不同季节单体PAH质量分数以中高环(4、5和6环)为最高, 低环(2和3环)最低. 判源结果表明春夏季煤和生物质、石油类燃烧排放来源特征明显, 冬季石油类燃烧和汽车尾气排放来源占主体, 说明主要污染源存在季节差异. 与国内相关研究相比, 灌河工业区土壤PAHs质量分数处于中游水平. 根据加拿大土壤环境质量标准, 河口工业区不同季节有13％~23％的土壤PAHs污染超过了安全值, 存在潜在的生态风险.     

基于多种协同机制的镁-铝酸三钙捕获水体泛浓度氨氮和磷酸根研究

选择Mg²⁺为掺杂离子,通过固相反应法制备镁-铝酸三钙(Mg-C₃A)用于泛浓度氨氮和磷酸根的同步捕获。静态去除实验结果表明,Mg-C₃A对氨氮去除能力随着初始氨氮浓度的增加而增加,磷酸根去除几乎不受影响(20.2 mg·g^-1)。动力学结果揭示Mg-C₃A对氨氮和磷酸根去除分别在8和2 h达到平衡,且去除过程符合准二级动力学模型(R²>0.99)。X射线衍射(XRD)和光电子能谱(XPS)对固体产物表征结果说明Mg-C₃A水化释放Mg²⁺,Ca²⁺,Al³⁺和OH^-对氨氮和磷酸根去除起重要作用。低氨氮浓度(200 mg·L^-1)下,氨氮去除主要通过与Mg-C₃A释放OH^-结合生成NH₃;磷酸根则与Mg²⁺,Al³⁺     

羟基含量对Ru(bpy)32+/CDs@H2O2体系检测多巴胺的影响

以2B铅笔芯为原料,用电氧化法在水相中制备荧光碳点(CDs),再通过H₂O₂氧化得到CDs@H₂O₂,利用透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱、Fourier变换红外光谱(FT-IR)与X射线光电子能谱(XPS)对CDs和CDs@H₂O₂进行表征。结果表明,相对于CDs,CDs@H₂O₂表面具有更丰富的羟基官能团。将CDs与CDs@H₂O₂分别用作Ru(bpy)₃²⁺阳极电化学发光(ECL)的共反应剂,Ru(bpy)₃²⁺/CDs@H₂O₂体系的ECL信号强度是Ru(bpy)₃²⁺/CDs体系的8.2倍,证实羟基是CDs作Ru(bpy)₃²⁺共反应剂的活性...     

富硫石墨烯碳负载层状双金属氧化物对Cd2+和Cr3+的去除

采用“前驱体-煅烧”策略制备了一种新型富硫石墨烯碳负载层状双金属氧化物(G/S-LDO),应用于Cd²⁺和Cr³⁺吸附。借助不同影响因素(pH、不同浓度、不同反应时间)实验，结合X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM),探究G/S-LDO对Cd²⁺和Cr³⁺去除能力及去除机制。结果表明：在pH=3～6范围内，G/S-LDO对Cd²⁺和Cr³⁺几乎不受pH影响。G/S-LDO对Cd²⁺和Cr³⁺吸附过程均符合Langmuir模型和准二级动力学模型，最大吸附量分别为473.00和99.76 mg·g^-1。XRD、FT-IR和SEM分析表明G/S-LDO对Cd²⁺去除主要依靠与S掺杂石墨烯类碳作用形成亚硫化物，而和Cr³⁺的去除主要与LDO水化释放的OH-作用生成CrO(OH)沉淀。     

羊粪生物炭对水体中镉的吸附

以农业废弃物羊粪为原料,采用限氧热解法于不同温度(300、500、700℃)下制备生物炭(分别标记为SMB300、SMB500、SMB700),用于水体重金属Cd²⁺的去除。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、Fourier变换红外光谱仪(FT-IR)、Zeta电位分析仪和比表面积分析仪对羊粪生物炭进行了表征,讨论了吸附过程的动力学特性和吸附等温特性,探究了溶液初始pH值、外加阴离子对生物炭吸附Cd²⁺的影响。结果表明,生物炭pH值和灰分含量由高到低依次为SMB700、SMB500、SMB300;SMB700对Cd²⁺的平衡吸附量最大(34.06 mg/g);生物炭对Cd²⁺的吸附过程符合准二级动力学模型,为多分子层的化学吸附,吸附机理包括静电吸附、离子交换、阳离子-π作用和沉淀作用;随着溶液初始pH值(4.0～9.0)升高,生物炭对Cd²⁺的吸附作用增强;外加阴离子(Cl^-、SO₄^2-和PO     

改性磁性生物质炭对酸性橙7的吸附

以竹粉水热炭(BC)作为基底,负载Fe₃O₄磁性材料使其具有磁性,同时经共沉淀法在磁性水热炭表面生长层状双氢氧化物(LDH)来提升吸附性能。将制备的材料用于吸附酸性橙7,探究了不同pH、离子浓度、水质、微塑料、腐殖酸等因素的影响,并通过SEM、BET、XRD、FT-IR、VSM等表征手段,分析了吸附过程的机理。结果表明：吸附符合Langmuir模型和准二阶动力学模型。在40℃下,平衡吸附量能达到271.64 mg·g^-1,该吸附剂具有较好的循环吸附效果,循环4次仍具有较好的去除率。     

Eosin Y 敏化CQDs-Ni12P5光催化制氢研究

通过水热法和低温煅烧法分别合成了稳定的碳量子点(CQDs)和Ni₁₂P₅,通过简单的机械研磨将两者复合成CQDs-Ni₁₂P₅。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和电化学阻抗(EIS)等对催化剂进行了表征,并通过荧光光谱(FL)测试其电子转移行为。以染料Eosin Y(EY)为催化剂(敏化剂),Ni₁₂P₅为助催化剂,三甲胺(TMA)为牺牲剂,研究了CQDs修饰Ni₁₂P₅的染料敏化制氢性能。研究表明,CQDs负载量为15 wt%的Ni₁₂P₅(15CQDs-Ni₁₂P₅)拥有最高的染料敏化制氢活性(3565μmol·h^-1·g^-1),是纯Ni₁₂P₅的3.36倍。活性的提高是因为EY、CQDs及Ni₁₂P<...     

TNF-α联合H2O2诱导对大鼠心肌细胞氧化应激和炎症损伤的影响

为探究TNF-α联合H₂O₂诱导对大鼠心肌细胞氧化应激和炎症损伤的影响，建立更贴近于心肌细胞氧化应激和炎症损伤模型，采用200μmol·L^-1 H₂O₂作用1 h联合80 ng·mL^-1 TNF-α作用H9c2细胞12 h,通过CCK-8、ELISA以及流式细胞术等实验，发现氧化应激指标MDA水平增高，抗氧化酶SOD降低，NF-κB信号通路下游炎症相关的蛋白表达和mRNA表达增强。说明200μmol·L^-1 H₂O₂作用1 h联合80 ng·mL^-1 TNF-α作用12 h共同刺激H9c2细胞，可诱导大鼠心肌细胞氧化应激和炎症损伤，其作用机制可能与靶向调控NF-κB信号通路有关。     

反渗透淡化水调质稳定性及健康性实验研究

反渗透淡化水因矿物质含量低、稳定性差,需进行调质以改善水质。通过研究调质后水体碳酸钙沉淀势CCPP、Ryznar稳定指数R.S.I.、拉森指数LR、氧化还原电位ORP等指标与调质剂(NaHCO₃、CaCl₂)投加量间的关系,为反渗透淡化水调质剂投加剂量提供依据。研究表明：NaHCO₃为50 ~90 mg·L^-1时,随着投加量的增加,R.S.I.降低（趋近于6.0~7.0）,水质稳定性改善,NaHCO₃为90~110 mg·L^-1时,随着投加量的增加,R.S.I.升高（偏离了6.0~7.0）,水质稳定性变差;随着NaHCO₃投加量的增加,CCPP降低,水质由沉淀倾向变为腐蚀倾向,当NaHCO₃投加量达到70 mg·L^-1时,CCPP趋于稳定,水质稳定;随着NaHCO₃投加量的继续增加,LR降低,水质稳定性改善,而ORP降低,当NaHCO₃投加量达到90 mg·L^-1时,ORP趋于平缓。建议NaHCO₃投加量为90 mg·L^-1。随着Ca²⁺投加量的增加,R.S.I.、CCPP降低,水体稳定性变差;CaCl₂投加量增加,LR增加,水质稳定性变差,ORP增大,水质健康性变差。建议CaCl₂投加量为20 mg·L^-1。     

新型双功能谷胱甘肽合成酶的真核和原核表达

通过裂解无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)菌体细胞得到基因组DNA。根据GenBank上已发表的无乳链球菌(菌种编号ATCC13813)新型双功能谷胱甘肽合成酶基因(gshF)的核酸序列与2种不同表达载体多克隆位点序列,分别设计引物F₁、R₁和F₂、R₂,再以总DNA为模板,经过特异性PCR扩增出长度约为2 200 bp的目的基因。随后分别对目的基因gshF和2种表达载体进行双酶切、连接等操作,得到表达载体pPIC9K-gshF与pET-gshF。用Sal I线性化表达载体pPIC9K-gshF后电转至毕赤酵母GS115中。经MD平板筛选重组子、菌落PCR鉴定阳性菌株、G418抗性梯度平板筛选多拷贝菌株,最终在4.0 mg·mL^-1 G418抗性平板上筛选出阳性菌株。用甲醇终浓度为2%的BMMY培养基诱导该阳性菌株表达,每隔12 h取样并添加甲醇,96 h后离心收集发酵上清,经SDS-PAGE蛋白电泳显示：在85 kDa处出现1条明显蛋白带,大小与预期GshF蛋白一致。重组菌BL21-pET-gshF用IPTG诱导表达,先在37 ℃下培养90 min,再加入IPTG至1 mmol·L^-1后诱导7 h,离心收集表达产物并对重组菌进行超声破碎处理后,进行SDS-PAGE蛋白电泳,同样在85 kDa处有1条蛋白带。采用Bradford法测定2种表达产物上清的蛋白量,其中重组酵母表达上清中蛋白量为0.46 mg·mL^-1,重组大肠杆菌表达产物破壁后的蛋白量为1.46 mg·mL^-1。测定并比较2种不同表达方式所得酶活,发现GshF在毕赤酵母表达中的比酶活仅为14.15 U·mL^-1,经原核表达后比酶活可达62.15 U·mL^-1。     

新型双功能谷胱甘肽合成酶的真核和原核表达

通过裂解无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)菌体细胞得到基因组DNA。根据GenBank上已发表的无乳链球菌(菌种编号ATCC13813)新型双功能谷胱甘肽合成酶基因(gshF)的核酸序列与2种不同表达载体多克隆位点序列,分别设计引物F₁、R₁和F₂、R₂,再以总DNA为模板,经过特异性PCR扩增出长度约为2 200 bp的目的基因。随后分别对目的基因gshF和2种表达载体进行双酶切、连接等操作,得到表达载体pPIC9K-gshF与pET-gshF。用Sal I线性化表达载体pPIC9K-gshF后电转至毕赤酵母GS115中。经MD平板筛选重组子、菌落PCR鉴定阳性菌株、G418抗性梯度平板筛选多拷贝菌株,最终在4.0 mg·mL^-1 G418抗性平板上筛选出阳性菌株。用甲醇终浓度为2%的BMMY培养基诱导该阳性菌株表达,每隔12 h取样并添加甲醇,96 h后离心收集发酵上清,经SDS-PAGE蛋白电泳显示：在85 kDa处出现1条明显蛋白带,大小与预期GshF蛋白一致。重组菌BL21-pET-gshF用IPTG诱导表达,先在37 ℃下培养90 min,再加入IPTG至1 mmol·L^-1后诱导7 h,离心收集表达产物并对重组菌进行超声破碎处理后,进行SDS-PAGE蛋白电泳,同样在85 kDa处有1条蛋白带。采用Bradford法测定2种表达产物上清的蛋白量,其中重组酵母表达上清中蛋白量为0.46 mg·mL^-1,重组大肠杆菌表达产物破壁后的蛋白量为1.46 mg·mL^-1。测定并比较2种不同表达方式所得酶活,发现GshF在毕赤酵母表达中的比酶活仅为14.15 U·mL^-1,经原核表达后比酶活可达62.15 U·mL^-1。     

活性炭吸附饮用水中三卤甲烷的实验研究

采用活性炭吸附方法控制饮用水中的三卤甲烷(THMs)。对筛选的活性炭进行动态和静态吸附实验。在ACL₁,ACL₂,ACY,ACM 4种活性炭中,椰壳活性炭ACL₁对THMs的平衡吸附量最高;吸附行为更符合Freundlich经验模型。静态吸附实验结果表明,前1 h ACL₁对THMs的吸附效率较高,4 h内达到吸附平衡,当温度为27～36℃时,温度变化对活性炭吸附THMs的影响较小;当THMs的初始浓度为200μg·L^-1时,ACL₁对THMs的去除率大于90%;ACL₁对THMs的吸附效率依次为CHBr₃>CHClBr₂>CHCl₂Br>CHCl₃。动态吸附实验结果表明,当进水的THMs浓度为200μg·L^-1时,出水THMs达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)所需的最大吸附时长分别为：CH...