• 2023年第40卷第12期文章目次
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    • >综论
    • 生物基聚氨酯乳液的研究进展

      2023, 40(12).

      摘要 (204) HTML (43) PDF 1.25 M (670) 评论 (0) 收藏

      摘要:聚氨酯乳液由于性能优异,广泛应用于建筑、皮革、金属防腐等领域的涂装与防护。现有聚氨酯乳液大多为石油基产品,出于可持续发展的需要,伴随生物基原料的快速发展和大规模商业化,生物基聚氨酯乳液获得快速发展。本文综述了合成聚氨酯乳液的生物基原料和助剂,包括生物基异氰酸酯、多元醇、扩链剂以及其他改性原料,同时分析了木质素基、植物油基、非天然单体基以及其他生物基聚氨酯乳液的新进展,指出了生物基聚氨酯乳液面临主要问题,包括原材料供应不足、成本高和产物性能不足等挑战,展望了生物基聚氨酯乳液在无溶剂、高生物基含量和多功能等产品的发展前景。

    • 壳聚糖稳定纳米零价铁及衍生物在水处理中的应用

      2023, 40(12).

      摘要 (145) HTML (23) PDF 1.43 M (572) 评论 (0) 收藏

      摘要:壳聚糖稳定纳米零价铁(CS-NZVI)是一种新型复合材料,兼具还原能力和吸附能力,可用于水中金属离子、含砷盐的去除和芳香族染料的降解。本文介绍了目前制备CS-NZVI的主要方法和特点,总结了利用CS-NZVI处理重金属离子、砷离子、芳香族有机化合物等的机理和应用研究进展,在此基础上,综述了壳聚糖改性CS-NZVI、金属催化剂改性CS-NZVI以及复合改性CS-NZVI等几种壳聚糖稳定纳米零价铁衍生物的改性方法、材料性能和应用进展。最后对优化CS-NZVI制备过程、拓宽应用条件、提高材料性能等方面提出了建议和展望,为进一步研究提供了思路。

    • 固体废弃物吸附含铀(Ⅵ)废水的应用及性能

      2023, 40(12).

      摘要 (79) HTML (13) PDF 3.16 M (492) 评论 (0) 收藏

      摘要:社会经济的发展和人类活动的进行导致固体废弃物数量和种类不断增加,固体废弃物资源化成为世界范围内的热点话题。在双碳背景下,重视循环经济的发展,废弃物资源化有较大的提升空间。核工业核技术迅速发展产生含铀放射性废水,利用固体废弃物制成吸附材料对含铀(Ⅵ)废水处理可达到“以废治废”的目的,缓解环境污染问题,利于可持续发展。通过归纳一些主要的可应用在除铀方面的农林业固体废弃物、工业固体废弃物以及城市固体废弃物等固体废弃物吸附材料,介绍了固体废弃物吸附材料的制备和改性方法以及除铀机理等,并对今后铀吸附材料的研究方向进行了展望,指出今后铀吸附材料将向高效吸附、绿色环保、高附加值方向想发展。

    • 自愈合凝胶在柔性传感器中的应用研究现状

      2023, 40(12).

      摘要 (70) HTML (13) PDF 34.08 M (635) 评论 (0) 收藏

      摘要:具有自愈合的导电凝胶以其优异的机械性能、良好的生物相容性和延长材料使用寿命等功能特性,在电子皮肤、柔性机器人、可穿戴设备等方面具有广泛应用。凝胶基质的结构可调性和导电材料选择的多样性也为制备具有不同功能的柔性传感器提供了可能。本文综述了自愈合凝胶在柔性传感器中力学、光电和生物方面的研究进展。介绍了自愈合凝胶的种类、成胶机理和性能特点。最后,讨论了该研究领域仍存在的问题,并对其未来发展前景进行了简要展望。

    • 石墨烯/聚合物泡沫压阻式应变传感器研究进展

      2023, 40(12).

      摘要 (81) HTML (21) PDF 10.55 M (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于石墨烯和聚合物的三维多孔结构的导电聚合物基复合材料(CPCs)具有轻量化、高灵敏度、宽应变检测范围、低成本和可扩展性等优点,已成为可穿戴柔性应变传感器的理想选择。该文首先总结了柔性应变传感器的传感机制,包括裂纹扩展机制、重叠-断开机制和隧穿效应等。其次,介绍了三种具有多孔泡沫结构的CPCs的构筑工艺,包括基于聚合物泡沫、基于石墨烯/聚合物混合分散液、基于石墨烯泡沫等。再次,总结了通过上述三种工艺制备的柔性多孔应变传感器的传感性能,并列举了其在人体运动监测领域中的应用实例。最后,对基于石墨烯和聚合物的柔性多孔应变传感器面临的挑战和发展前景进行了展望。

    • 多功能植物油基增塑剂制备及增塑PVC研究进展

      2023, 40(12).

      摘要 (124) HTML (20) PDF 6.66 M (683) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物油基增塑剂因具有原料来源广、结构可调、增塑性能优良、无毒和可生物降解等优点,被认为是最具应用前景的生物基环保增塑剂。然而,植物油基增塑剂结构中长链烷基比重过高,导致其与PVC树脂相容性较差,通常作为辅助增塑剂使用,应用价值未得到有力彰显。近年来,国内外学者对植物油基增塑结构进行化学改性,开发了系列多功能植物油基增塑剂(如增容、耐热、阻燃、耐迁移等),实现了植物油基增塑剂的“提质增效”。本文从植物油分子结构设计出发,通过分子模拟、微观和宏观分析手段相结合的方式对现有文献进行归纳、分析和总结,建立了增塑剂结构和增塑后PVC制品性能的“构效”关系,旨在为高性能、多功能植物油基增塑剂的结构设计和工业化生产提供理论依据。

    • >功能材料
    • 基于末端脱氧核苷酸转移酶协同G-四链体核酶的恩诺沙星检测新方法

      2023, 40(12).

      摘要 (42) HTML (18) PDF 982.28 K (432) 评论 (0) 收藏

      摘要:恩诺沙星因抗菌活性强、抗菌谱广而广泛应用于动植物疾病治疗,但过度使用甚至滥用会导致其在动植物食品中的残留量超标,因此发展高效的恩诺沙星检测方法至关重要。本工作基于末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)协同G-四链体核酶设计信号放大策略,建立了一种新型恩诺沙星(ENR)电化学检测方法。目标物恩诺沙星与特异性核酸适体的结合触发TdT在电极表面的扩增反应,产生G-四链体核酶纳米线结构,进而发挥辣根过氧化物酶活性催化信号放大,实现恩诺沙星的高灵敏和高特异性检测。本方法对恩诺沙星的线性检测范围为0.5 ~ 50 ng/mL,检测限低至0.043 ng/mL。此外,该无标记电化学生物传感器简单快速,成本低,并成功应用于对实际食品样本的分析检测,显示出较好的应用潜能。

    • CNCs增强相分离法构建PVDF/PDMS超疏水表面

      2023, 40(12).

      摘要 (53) HTML (24) PDF 5.62 M (603) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用非诱导相分离法,通过将纤维素纳米晶(CNCs)与两种聚合物(聚偏二氟乙烯和聚二甲基硅氧烷)进行结合,利用CNCs之间的静电排斥力及其高比表面积特性,有效降低相分离过程中聚合物的聚集,减小了颗粒尺寸,增强了颗粒分散性,在棉布、木板和玻璃表面构造了精细均匀的微纳米粗糙结构。采用FTIR、SEM、AFM、接触角测量仪、3D光学轮廓仪对CNCs和超疏水表面的形貌、结构和超疏水性进行表征。研究发现,棉布、木板和玻璃表面的水接触角分别最高可达158 °、156.8 °和153.8 °,滚动角最低分别为2 °、2.7 °和3.4 °,呈现出明显的超疏水特征。经过机械摩擦(500余次)、酸碱处理(pH 1~13)、温度变化(–40~40°C)以及紫外光照射(0~320 h)后,基材表面仍具有较好的超疏水性。此外,基材具有优异的自清洁性和油水分离效率,超疏水棉布的最高分离效率可达98.4%。

    • 仿鱼鳞PDA纳米片复合滤膜的制备及油水分离性能

      2023, 40(12).

      摘要 (59) HTML (8) PDF 4.34 M (499) 评论 (0) 收藏

      摘要:以疏水棉布为基底、聚多巴胺(PDA)为原料、氢氧化镁为模板剂,采用原位包覆氢氧化镁纳米片的方法制备PDA纳米片,再以疏水棉布为基底制备PDA纳米片复合滤膜(简称复合滤膜)。通过SEM、TEM、BET、FTIR、XPS、XRD和接触角测定仪对复合滤膜进行结构表征,同时测定了复合滤膜对油水混合物和乳化油的分离性能、循环使用性能和抗污染性能等。结果表明,PDA纳米片的引入显著地增加了复合滤膜的表面粗糙度,在自重作用条件下复合滤膜对油水混合物和乳化油的渗透通量分别为2866.24和1015.13 L/(m2?h),分离效率达99.1%,且复合滤膜在重复使用10次后其对乳化油的渗透通量为789.11 L/(m2?h),分离效率达98.1%;此外,PDA纳米片还具有普适性,能覆盖在不同基底上进行乳化油分离,具有良好的应用前景。

    • 适用于玻璃幕墙的TA-CNTs/SiO2黑色透明超亲水涂层及性能研究[1]

      2023, 40(12).

      摘要 (76) HTML (21) PDF 1.79 M (540) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善当前幕墙玻璃通过复杂表面处理工艺来降低玻璃透光率、光污染的现状,同时使其具有优异的自清洁和防雾性能。本文以单宁酸(TA)、碳纳米管(CNTs)、树枝状纳米SiO2、正硅酸乙酯(TEOS)等作为基本原料,通过低成本的喷涂工艺把涂层溶液喷涂到空白玻璃基底上经室温固化后得到具有自清洁、防雾效果的TA-CNTs/SiO2黑色透明涂层玻璃,可应用于玻璃幕墙中。采用FT-IR和TG对改性前后的碳纳米管进行分析,通过SEM和WCA对样品形貌进行表征,并探究了TEOS水解液含量对接触角的影响以及改性碳纳米管含量对涂层透光率的影响,最后对样品进行了防雾、自清洁和耐磨性测试。结果表明:当TEOS水解液为6 g、TA-CNTs为0.16 g时,制备的涂层具有超亲水效果(CA,2.5°),并且具有优异的自清洁和防雾效果,碳纳米管的加入使得涂层表面更为粗糙,有利于减少光反射从而降低光污染;当涂层中TA-CNTs含量为0.002 g/cm2时涂层的透光率下降至60%。当涂层中TA-CNTs含量达到0.002 g/cm2时涂层的透光率下降至60%。此时涂层能保持一定透明度的同时具有隐私性,承受120次摩擦实验后依然保持超亲水性,具有良好耐磨性。

    • 细菌纤维素/碳纳米管/MnO2复合超级电容器电极

      2023, 40(12).

      摘要 (64) HTML (12) PDF 8.08 M (499) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于细菌纤维素(BC)的三维多孔及柔性支架结构和碳纳米管(MWCNT)的优良导电性,构筑起BC/MWCNT自支撑导电基底。其中,二者通过氢键紧密结合,协同赋予复合基底优良的电导率和机械性能。然后将二氧化锰(MnO2)电沉积在该基底上,构建了一种新型的BC/MWCNT/MnO2薄膜电极。BC/MWCNT复合膜的多孔结构、电解质吸收特性及蜂窝状活性MnO2纳米片的桥连结构,赋予其出色的电化学性能(在1 mA cm-2的电流密度下,其面积比电容和质量比电容分别达到1.17 F cm-2200 F g-1)和显著的循环稳定性(在20 mA cm-2的电流密度下进行10000次循环后,其比电容保留率稳定在96%)。这种无粘合剂的薄膜电极制备简便且成本低廉,在开发柔性储能器件方面具有巨大潜力。关键词:细菌纤维素(BC);碳纳米管(MWCNT);二氧化锰(MnO2);膜电极;电化学性能中图分类号:TQ630 文献标识码: A 文章编号:1003-5214 (2020) 01-0000-00

    • 一种检测环境样品和细胞中肼的香豆素类比率型荧光探针

      2023, 40(12).

      摘要 (64) HTML (15) PDF 3.87 M (486) 评论 (0) 收藏

      摘要:以香豆素为荧光团,4-溴丁酰基为识别基团,设计合成了一种比率型肼荧光探针COCB。其结构通过1HNMR、13CNMR和HRMS确证。肼对探针COCB中溴代丁酰基的选择性脱保护使分子内电荷转移(ICT)过程恢复;COCB在 420 nm 处蓝色荧光衰减,而在 480 nm 处青色荧光增强,实现了对肼的比率检测。COCB对肼表现出高选择性、高灵敏度和强抗干扰能力,并能在较宽的线性范围(0~250 μmol/L)和pH范围(6~11)内检测肼,检出限低至0.15μmol/L。此外,COCB合成简便,细胞毒性较低,已成功用于实际水样、土壤以及活细胞中肼的检测。

    • >电子化学品
    • 一种水性多功能粘结剂对锂硫电池性能的影响(急)

      2023, 40(12).

      摘要 (78) HTML (9) PDF 1.07 M (482) 评论 (0) 收藏

      摘要:以海藻酸钠(SA)与聚乙烯亚胺(PEI)为原料,制备了一种具有交联网络结构的海藻酸钠交联聚乙烯亚胺(SAPEI)多功能锂硫电池正极水性黏结剂。研究了SAPEI黏结剂的黏结性、多硫离子吸附能力,以及对锂硫电池正极结构和电化学性能的影响。结果表明,SAPEI黏结剂的黏结强度高于传统商用(PVDF)黏结剂,同时反应过程中产生的酰胺键对多硫离子具有吸附作用。使用SAPEI黏结剂的锂硫电池在循环后硫正极呈现出更加均匀的微观形貌结构和更优的电化学性能。在0.2 C倍率下充放电200次后其放电比容量仍然保持在620 mA·h/g,容量保持率可达到72.5%,高于使用PVDF黏结剂的锂硫电池。

    • >生物工程
    • 枯草芽孢杆菌发酵甘草渣产2,3-丁二醇和乙偶姻的初步研究

      2023, 40(12).

      摘要 (51) HTML (12) PDF 554.08 K (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:甘草渣是甘草提取完活性成分后的剩余物,富含木质纤维素。以甘草渣为研究对象,以2种稀碱(Na2CO3水溶液和NaOH水溶液)以及稀碱(Na2CO3水溶液或NaOH水溶液)和醋酸乙醇胺离子液体混合液为溶剂对甘草渣进行预处理,研究不同碱浓度和预处理温度对甘草渣组成及酶解效果的影响。结果表明,质量分数2%的NaOH水溶液在固液比(w/v)1:10(即每克甘草渣加入10毫升溶剂)、100 ℃条件下预处理甘草渣1.5 h,木质素去除率达54.1%、纤维素回收率为77.2%;样品酶解24 h,葡萄糖得率可达53.5%,较预处理前甘草渣(10.6%)提高了4.0倍。最后,对预处理后的甘草渣进行高固酶解,在固液比3:10、酶用量45 FPU/g生物质条件下酶解72 h,葡萄糖产量达到86.2 g/L、木糖18.9 g/L。以此酶解液为碳源进行发酵,96 h后发酵液中2,3-丁二醇和乙偶姻总产量为43.9 g/L,还原糖转化率为0.42 g/g;与对照组相比,酶解液更有利于菌体生长,生产强度提高,但转化率略低。

    • >催化与分离提纯技术
    • 氨基甲酸酯型有机催化剂的制备及应用

      2023, 40(12).

      摘要 (86) HTML (47) PDF 743.39 K (512) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用碳酸乙烯酯(EC)和四乙烯五胺(TEPA)原料,通过加成反应制备了用于酯交换合成碳酸甲乙酯(EMC)的氨基甲酸酯型有机催化剂(TEPA-EC);以FTIR、NMR对其结构进行了表征,分析了催化机理;考察了合成和使用条件对催化效率的影响,对TEPA-EC的稳定性和耐水性进行了测试。结果表明,TEPA-EC中的叔胺基甲酸羟乙酯基团通过协同氢键催化酯交换反应;EC与TEPA按摩尔比5∶1在140 ℃反应2 h制得的TEPA-EC催化剂具有较高的催化活性。对于DMC与EtOH按照摩尔比2∶1在78 ℃反应7 h的酯交换反应:TEPA-EC用量为原料总质量1%时,EtOH转化率(X)为59.50%、EMC选择性(S)为83.77%,催化效率与工业化应用的乙醇钠相当;3%用量的TEPA-EC在8次重复使用和14次带水循环使用过程中,X与S分别在62.35%、86.03%和57.33%、87.91%附近波动,表现出远优于乙醇钠的稳定性和耐水性。

    • Ni-Fe/CaO催化己二腈部分加氢制备6-氨基己腈

      2023, 40(12).

      摘要 (48) HTML (14) PDF 1.48 M (408) 评论 (0) 收藏

      摘要:与传统工艺相比,丁二烯氢氰化法制备己内酰胺具有绿色、经济、环境友好等特点,其中己二腈(ADN)部分加氢制备6-氨基己腈(ACN)是该工艺的核心步骤。该文以尿素为沉淀剂,采用沉积沉淀法制备了Ni/CaO和Ni-Fe/CaO催化剂,并将其应用于ADN部分加氢制备ACN。XRD结果表明,Fe掺杂后的催化剂生成了FeNi3合金相;TEM结果表明,Fe掺杂后金属Ni变得更加分散。考察了反应温度、反应压力对ADN加氢性能的影响,实验结果表明,在80 ℃、4 MPa、催化剂用量为0.1 g的温和条件下反应2h,ADN转化率为87.5%,ACN选择性为74.4%,失活后的催化剂经过氢气还原后能够重复使用。

    • 不同超声辅助提取桂花黄酮及其抑菌性

      2023, 40(12).

      摘要 (88) HTML (23) PDF 1.58 M (469) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究桂花黄酮的最佳提取工艺及其对白色念珠菌的抑菌效果进行了以下实验:对超声提取法、超声辅助酶提取法和超声辅助双水相提取法提取桂花黄酮的提取率进行比较,选择提取率最高的方法,进行了单因素和响应面的工艺优化实验;采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)对四个品种的桂花黄酮化合物进行了单体成分的鉴定;并测定了四个品种桂花黄酮对白色念珠菌的最小抑菌浓度(MIC)及其对菌体细胞膜完整性和生物膜形成的影响。结果表明,经超声提取桂花黄酮的提取率最高,经单因素和响应面实验优化后,其最佳提取条件为温度50 ℃,液固比17 mL/g,乙醇浓度52%,在此条件下,金桂、银桂、丹桂、四季桂的提取率分别为13.88%、8.79%、13.16%和10.28%;四种桂花黄酮对白色念珠菌的抑菌效果不同。其中,金桂的效果最好,MIC值为1.5 mg/mL,能够显著提高白色念珠菌细胞膜的通透性,导致细胞内容物流出,抑制生物膜的形成,抑制率最高可达46.59%。

    • >香料与香精
    • 不同处理对发酵红枣汁键合态香气化合物释放的影响

      2023, 40(12).

      摘要 (63) HTML (5) PDF 578.25 K (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:乳酸菌发酵改变了红枣汁的香气组成,这可能与键合态香气化合物(GBVs)的释放有关。采用Amberlite XAD-2树脂吸附洗脱分离得到发酵红枣汁GBVs,研究在β-D-葡萄糖苷酶酶解(38 ℃,48 h)、酸解(pH 1.0,38 ℃,4 d)和超声(280 W,30 min)3种处理条件下GBVs的释放规律,利用电子鼻和顶空固相微萃取-气质联用(HS-SPME-GC-MS)技术对释放得到的GBVs物质进行鉴定。结果显示,3种处理得到的GBVs的种类及含量均有较大的差异。具体表现为:在数量上,超声处理共检出16种键合态香气物质,酸类是键合态组分中含量最高的物质;酸法水解后共检出22种键合态香气物质,主要为酸类和其它类物质;酶法水解后共检出32种键合态香气物质,主要为酯类、醇类和酸类物质。此外,对发酵红枣汁特征性香气成分进行了香气活度值OAV值分析,发现大马士酮和壬醛对发酵红枣汁香气起主要贡献作用。超声处理和酸解处理主要释放发酵红枣汁的醛酮类物质,酶解处理则主要释放发酵红枣汁的酯类、醇类和醛酮类。因此,β-D-葡萄糖苷酶酶解处理有利于释放更多种类的键合态香气化合物。

    • >医药与日化原料
    • 氰基苯氧氟酰胺的合成及其抗柑橘霉菌活性

      2023, 40(12).

      摘要 (48) HTML (15) PDF 570.03 K (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了挖掘新型的抗柑橘霉菌活性先导物,以邻羟基苯甲腈、溴氟乙酸乙酯和胺为原料,设计、合成了15个氰基苯氧氟酰胺化合物,通过1HNMR、13CNMR和MS鉴定了产物结构;采用菌丝生长速率法测定了这些化合物对柑橘青霉菌(Penicillium italicum)和绿霉菌(Penicillium digitatum)的抑制活性。结果表明,这些化合物对所测菌种均有一定的抑制活性。其中,化合物Ⅰa〔2-(2-氰基苯氧基)-2-氟-N-苯基乙酰胺〕、Ⅰf〔N-(2-噻唑基)-2-(2-氰基苯氧基)-2-氟乙酰胺〕等6个化合物在200 mg/L质量浓度下对两种菌的抑制活性达到80% ~ 100%;化合物Ⅰh的抗菌活性最高,在50 mg/L质量浓度下对青霉菌和绿霉菌的抑制率分别为60.96%和53.95%,25 mg/L质量浓度下的抑制率也有30%以上。2-氰基苯氧氟酰胺化合物的抗柑橘青、绿霉菌活性均优于2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)。

    • >食品与饲料用化学品
    • γ-氨基丁酸/L-瓜氨酸增强白果分离蛋白凝胶性

      2023, 40(12).

      摘要 (32) HTML (17) PDF 2.52 M (540) 评论 (0) 收藏

      摘要:以白果分离蛋白(GSPI)为成胶基质材料,制成溶液向其中分别加入γ-氨基丁酸(GABA)和L-瓜氨酸(L-Cit),均质后再将溶液pH分别调至5.0,6.0和7.0,制备热诱导凝胶。采用物化分析法、机械力学、蛋白凝胶电泳,SEM及FTIR表征GSPI/氨基酸溶胶的物性、凝胶性和微观结构,并探讨他们对GSPI凝胶性能的影响及其机理。结果表明,以上两种氨基酸对GSPI溶解度无提升作用,但能显著降低蛋白疏水性;GABA促进溶胶聚集并降低其ζ-电位,而L-Cit在pH 7.0时则促进解聚和提高ζ-电位;两者均能促进蛋白分子疏水基团向内折叠。在pH 5.0和pH 7.0时,以上两种氨基酸特别是L-Cit显著提高蛋白凝胶性能,而在pH 6.0时则弱化凝胶性能。其影响机制可能是氨基酸与GSPI之间的静电作用,而这种效应依赖于所在体系的pH。

    • >水处理技术与环境保护
    • 纳米Fe3O4对沼液MFC产电特性与有机物降解影响

      2023, 40(12).

      摘要 (51) HTML (11) PDF 1.78 M (446) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高微生物燃料电池(MFC)对沼液中有机质的降解和产电效率,将纳米Fe3O4与MFC结合,对比研究了纳米Fe3O4以Fe3O4@生物炭和Fe3O4@碳毡两种不同介入方式对MFC性能的影响。结果表明,两种方式均可成功启动MFC,且产电效率远高于无纳米Fe3O4介入的空白实验,最高电压分别为699和707 mV,最高电压均持续时间长达10 d。Fe3O4@碳毡与Fe3O4@生物炭介入下MFC最大功率密度分别为700和578 mW/m2,相较于未使用纳米Fe3O4的MFC提高了43%和31%。将Fe3O4@碳毡作为阳极电极得到的化学需氧量(COD)降解率最高,为51.76%;直接投加Fe3O4@生物炭对NH4+-N的降解影响最大,投加Fe3O4@生物炭后NH4+-N含量由(6800.14±57.86) mg/L降至(689.14±37.29) mg/L,NH4+-N降解率达到89.87%。纳米Fe3O4参与的MFC微生物群落结构合理,两种介入方式均刺激了主要水解细菌梭菌纲(Clostridia)的生长富集。随着纳米Fe3O4的位置变化,Clostridia的相对丰度在以Fe3O4@生物炭和Fe3O4@碳毡介入的MFC中分别达到61.11%、50.98%。二者的电活化细菌中β-变形菌纲(Betaproteobacteria)含量最高,并且在反应后碳毡上发现了反硝化细菌芽孢八叠球菌属(Sporosarcina)。

    • 解磷菌改性生物炭去除水中U(Ⅵ)的效能与机理

      2023, 40(12).

      摘要 (52) HTML (19) PDF 1.66 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用解磷菌(PSB)对猪粪生物炭(PMBC)改性制得改性生物炭(PMBC+PSB),探讨了其对水中U(Ⅵ)的去除效果与作用机制。研究结果表明, PMBC改性24 h制得生物炭(PMBC+PSB24)的除U(Ⅵ)效果最佳,改性后生物炭内壁孔洞明显增多,BET结果测定PMBC+PSB24比表面积和总孔体积相较改性前分别增加了88.1%和39.7% 。当温度为30 ℃,pH值为4, U(Ⅵ)初始质量浓度10.00 mg/L,PMBC+PSB24投加量0.20 g/L时,其对水中U(Ⅵ)去除率达99.46%。PMBC+PSB24对水中U(Ⅵ)最大吸附容量达555.19 mg/g,相较未改性的提升24.44%,吸附过程符合Freundlich 等温模型与拟二级动力学模型。SEM、TEM表征结果显示,PMBC+PSB24表面和菌体内部均出现放射状晶体,XRD结果表明该晶体为变钾铀云母[K(UO2)(PO4)·3H2O]。FTIR、XPS结果表明,PMBC+PSB24表面官能团丰度提高,参与吸附的主要为羟基和磷酸基团。改性生物炭主要的除U(Ⅵ) 机理为表面络合和矿化沉淀。经过5次吸附-解吸循环后改性生物炭的吸附量仅下降9.4%,具有良好的再生性能。

    • 高活性Cu-MnO2类氧化物酶降解罗丹明B

      2023, 40(12).

      摘要 (69) HTML (18) PDF 5.49 M (578) 评论 (0) 收藏

      摘要:纳米酶因其优良的催化活性在环境修复领域引起人们的广泛关注。元素掺杂可提升纳米酶催化性能。采用一步水热法制备了高活性铜掺杂二氧化锰(Cu-MnO2)类氧化物纳米酶(简称为类氧化物酶),并探究了Cu-MnO2催化降解罗丹明B(RhB)染料的效果。结果表明,铜掺杂后Cu-MnO2产生了协同效应,增强了Cu-MnO2的类氧化物酶催化活性,当溶液pH=3、RhB初始质量浓度为50 mg/L、Cu-MnO2用量为0.01 g时,30 min内可完全降解RhB,并且催化剂使用5次后RhB降解率仍达75%。此外,对环丙沙星、氧氟沙星、四环素和对苯二酚等难降解的污染物的降解率分别为88.86%、90.47%、92.62%和90.99%。Cu-MnO2类氧化物酶催化降解RhB的机理研究表明,富含氧空位的Cu-MnO2中存在丰富的空穴(h+),有利于吸附和催化溶解氧生成大量的单线态氧(1O2)和少量的超氧自由基(O2·-)等活性氧物种用于快速降解有机污染物。

    • 铜渣铁基类沸石地质聚合物吸附Pb2+、Cu2+、Zn2+性能及机理

      2023, 40(12).

      摘要 (44) HTML (13) PDF 2.20 M (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:以铜渣为原料,在NaOH+工业水玻璃活化条件下制备出了铜渣Fe3O4@铁基类沸石地质聚合物(F3O4@GM),并将其用于三种重金属Pb2+、Cu2+、Zn2+吸附。探究了溶液pH、吸附剂投加量和初始浓度对Pb2+、Cu2+、Zn2+吸附性能的影响,并通过吸附动力学、热力学以及XRD、FTIR、SEM、BET、XPS等表征手段对其吸附机理进行探讨。结果表明,F3O4@GM对Pb2+、Cu2+、Zn2+的吸附符合Langmuir模型,吸附容量分别为555 mg/g、489 mg/g、125 mg/g;吸附过程符合拟二级动力学模型。F3O4@GM高比表面积提高了材料的吸附性能,吸附机理主要为离子交换、静电吸引、表面络合和孔隙固定作用。F3O4@GM为重金属污染处理提供了一种价格低廉、制备方便的选择,同时实现了铜渣资源化和无害化处理,具有良好的经济效益和环境效应。

    • >精细化工中间体
    • 硫代乙内酰脲衍生物Ru59063合成工艺

      2023, 40(12).

      摘要 (90) HTML (16) PDF 435.35 K (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:Ru59063在临床上用来治疗前列腺癌,具有较好的疗效,研究以 4-氨基-2-(三氟甲基)苯甲腈为原料,通过硫光气制备硫代异氰酸酯,然后与2-氨基异丁酸甲酯盐酸盐进行[3+2]环加成反应构建硫代乙内酰脲环、然后与卤代醚发生乌尔曼C-N偶联反应,最后进行羟基脱保护共4 步反应得到Ru59063,总收率为 61.5%。相比于传统方法,该法收率提高了40%以上,并且未用到氰化物,可以更方便、更安全的制备 Ru59063。