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海藻酸钠-壳聚糖-碳酸氢钠复合膜优化制备及性能表征

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环境工程学报 2024年第7期18卷 2010-2018页

作者：郭婕付佳慧刘爱荣周涛赵由才同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 同济大学环境科学与工程学院上海200092

填埋场垃圾在挖掘和运输过程中常释放大量恶臭气体,持续时间长、影响范围广,其中硫化氢(H_(2)S)和氨气(NH3)两种气体刺激性较大,产生较为严重的负面影响。开发了适用于垃圾填埋场H_(2)S和NH3阻隔的喷涂薄膜,配方中选择海藻酸钠、壳聚糖... 详细信息

填埋场垃圾在挖掘和运输过程中常释放大量恶臭气体,持续时间长、影响范围广,其中硫化氢(H_(2)S)和氨气(NH3)两种气体刺激性较大,产生较为严重的负面影响。开发了适用于垃圾填埋场H_(2)S和NH3阻隔的喷涂薄膜,配方中选择海藻酸钠、壳聚糖作为高分子成膜基材,添加化学除臭剂碳酸氢钠制备薄膜,并添加增塑剂丙三醇、表面活性剂吐温80、防蝇除臭剂肉桂醛、香料添加剂茶树精油、防腐苯甲酸钠剂,对海藻酸钠-壳聚糖-碳酸氢钠复合膜进行性能优化。研究发现,质量分数为2.0%的海藻酸钠与壳聚糖配比为8∶2,碳酸氢钠质量分数1.0%、甘油1.5%、1.0%表面活性剂吐温80、2.0%肉桂醛、0.5%茶树精油香料、苯甲酸钠1.0%,多种成份复配制制备的复合膜对H_(2)S和NH_(3)的气体截留率(质量浓度为70 mg·m^(-3))在30 min均可达95%。水溶液中多糖海藻酸钠带负电荷,壳聚糖带正电荷,两者能够发生交联形成海藻酸钠-壳聚糖聚电解质复合凝胶,添加化学除臭剂、增塑剂、防腐剂等成分对复合膜进行优化,使其满足垃圾中途转运机械性能要求的,维持高效的气体阻隔性能,实现填埋场垃圾中途转运中恶臭气体的高效阻隔,满足存余垃圾资源化工程项目需求。

关键词：除臭复合膜海藻酸钠壳聚糖聚电解质气体截留率

光催化耦合生物反应器降解抗生素效能及抗生素抗性基因消长机制研究进展

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环境工程 2024年第7期42卷 1-14页

作者：葛欣玥刘啟迪刘思远侯俊尤国祥河海大学环境学院浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室南京210024 南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京210023

近年来,抗生素的广泛使用导致环境中抗生素污染和耐药性问题愈发突出,对生态环境安全构成严重威胁。在抗生素降解的过程中,传统的单一化学或者生物处理工艺具有高能耗、低效率的缺点,而光催化耦合微生物技术(ICPB)可实现抗生素的高效降... 详细信息

近年来,抗生素的广泛使用导致环境中抗生素污染和耐药性问题愈发突出,对生态环境安全构成严重威胁。在抗生素降解的过程中,传统的单一化学或者生物处理工艺具有高能耗、低效率的缺点,而光催化耦合微生物技术(ICPB)可实现抗生素的高效降解和矿化,受到广泛关注。通过总结ICPB反应器降解抗生素的效能及影响因素,对其中抗生素的降解过程及微生物群落的演替特征进行综述,并深入分析抗性基因(ARGs)的赋存特征和演变机制。结果表明:目前ICPB反应器已被证明在降解抗生素方面有着优异的性能,反应器中微生物群落结构和细胞生理代谢功能发生了适应性调整,从而导致了ARGs的消长。建议持续加强ICPB反应器中ARGs消长机制和调控技术的研究,为研发高效去除抗生素协同ARGs削减工艺提供理论支撑和技术支持。

关键词：新型光催化生物反应器耐药性微生物群落适应性响应消长变化

MOFs基微流控电化学芯片对多种重金属离子的实时在线检测

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高等学校化学学报 2024年第2期45卷 25-34页

作者：陈晓萍王旭潭刘宁汪庆祥倪建聪杨伟强林振宇闽南师范大学化学化工与环境学院漳州363000 福建省现代分离分析科学与技术重点实验室污染监测与控制福建省高校重点实验室漳州363000 福州大学食品安全与生物分析教育部重点实验室福建省食品安全分析与检测技术重点实验室福州350108

将具有丰富微孔的ZIF-8金属有机框架和电化学技术对金属离子的富集作用与微流控器件对溶液流动的可控性相结合,构建了一种新型传感器,实现了高通量、实时和快速检测环境中的多种金属离子污染物.研制的ZIF-8-Nafion/ITO基微流控电化学传... 详细信息

将具有丰富微孔的ZIF-8金属有机框架和电化学技术对金属离子的富集作用与微流控器件对溶液流动的可控性相结合,构建了一种新型传感器,实现了高通量、实时和快速检测环境中的多种金属离子污染物.研制的ZIF-8-Nafion/ITO基微流控电化学传感器对Cd^(2+),Pb^(2+)及Hg^(2+)离子在0.1~100μmol/L的浓度范围内具有良好的线性关系,检出限分别为0.055,0.0025及0.0016μmol/L(S/N=3).该微流控芯片对于样品的需求量少,可降低对能源的消耗;同时由聚二甲基硅氧烷拓印的微流控器件还有望实现柔性电极的功能,对便携式电化学柔性器件在生物和环境样品的集成化和自动化检测具有重要意义.

关键词：微流控重金属检测电化学传感器金属有机框架

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微流控结晶系统制备窄分布微米级硝胺炸药

含能材料 2024年第3期32卷 256-269页

作者：夏皓轩石锦宇刘津搏周星屹费翼鹏宁爵勇刘立朱朋沈瑞琪南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 微纳含能器件工业和信息化部重点实验室江苏南京210094 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

为了在安全临界尺度下实现炸药结晶的调控与批量生产,基于微流控技术组建了ZS-1型微流控结晶系统,并选用二甲亚砜(DMSO)和去离子水分别作为溶剂与反溶剂,通过改变两相流量比、炸药相浓度与总流量等结晶过程参数,在微尺度下进行了环三亚... 详细信息

为了在安全临界尺度下实现炸药结晶的调控与批量生产,基于微流控技术组建了ZS-1型微流控结晶系统,并选用二甲亚砜(DMSO)和去离子水分别作为溶剂与反溶剂,通过改变两相流量比、炸药相浓度与总流量等结晶过程参数,在微尺度下进行了环三亚甲基三硝胺(RDX)的粒度控制研究和环四亚甲基四硝胺(HMX)的粒度与晶型控制研究,探索了结晶参数的高通量筛选。在ZS-1型微流控结晶系统上进行了微米级RDX的批量制备实验。结果表明,经系统重结晶细化的RDX样品的D_(50)为3.35μm,跨度(粒径分布)为0.956,纯度为99.80%,平均粒径较原料RDX缩小了22.2倍,且产量可达每小时百克量级,验证了微尺度下窄分布微米级炸药批量制备的可行性。

关键词：微流控硝胺类炸药重结晶调控柔性制造

过氧化氢辅助污泥水热炭化过程水中溶解性有机质的光化学行为研究

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中国环境科学 2024年

作者：张闯王冰玉谢慧芳冯彦房曲虹霞南京理工大学环境与生物工程学院南京理工大学化学与化工学院南京理工大学化工污染控制与资源化江苏省高校重点实验室江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室

过氧化氢(H2O2)辅助水热炭化处理污泥，可以强化其有机物降解，实现更高效的污泥减量化和资源化应用。但会影响其液相产物(过程水)中溶解性有机质(DOM)的组成和性质，进而影响其环境化学行为。为此，本研究采用水热炭化和添加4%H2O2辅... 详细信息

过氧化氢(H2O2)辅助水热炭化处理污泥，可以强化其有机物降解，实现更高效的污泥减量化和资源化应用。但会影响其液相产物(过程水)中溶解性有机质(DOM)的组成和性质，进而影响其环境化学行为。为此，本研究采用水热炭化和添加4%H2O2辅助水热炭化两种工艺处理脱水污泥，在测定两种过程水DOM基本理化性质的基础上，重点比较了两种DOM的光漂白行为和光生活性物种的产生情况。结果表明，与水热炭化工艺相比，H2O2辅助水热炭化工艺中伴生的过程水DOM的pH值较低，电导率、TOC、腐殖质类物质含量、芳香性官能团、分子量及腐殖化程度均较高，并表现出更强的光敏感性。在模拟自然光照射条件下，其芳香性和腐殖化程度随光照时间延长而降低，荧光组分含量显著下降，其中腐殖质类组分降低最为明显。光照过程中产生更多的单线态氧(1O2)和三重激发态(3DOM*)，可显著促进四环素的光降解(93.22%)，且3DOM*起主导作用。本研究明确了H2O2辅助水热炭化过程水DOM的光化学行为，可为水热炭化处理污泥产生的过程水的进一步处理及利用提供理论依据。

关键词：辅助水热炭化溶解性有机质(DOM) 光漂白光降解四环素

一种可视化检测肼的苯并噁唑类荧光增强型探针

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无机化学学报 2024年第2期40卷 353-360页

作者：王汉林郑汉黄杰勋黄卫东杨龙元李武湖北理工学院环境科学与工程学院黄石435003 矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室黄石435003 湖北理工学院化学与化工学院黄石435003

以苯并噁唑为荧光基团,合成和表征了一种用于可视化检测N_(2)H_(4)的荧光增强型探针(HL2),并研究了其光谱性质。实验结果表明,HL2对N2H4具有高的选择性和灵敏度,抗干扰能力强,响应快,它对N_(2)H_(4)的检测限为0.072μmol·L^(-1)。此外,... 详细信息

以苯并噁唑为荧光基团,合成和表征了一种用于可视化检测N_(2)H_(4)的荧光增强型探针(HL2),并研究了其光谱性质。实验结果表明,HL2对N2H4具有高的选择性和灵敏度,抗干扰能力强,响应快,它对N_(2)H_(4)的检测限为0.072μmol·L^(-1)。此外,HL2可应用于实际水体样品中N_(2)H_(4)的检测,并且还能实现HeLa细胞中N_(2)H_(4)的荧光成像。

关键词：苯并噁唑荧光探针肼可视化检测荧光成像

太湖沉积物营养物及重金属污染分布特征及风险评估

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中国环境科学 2024年第3期44卷 1457-1465页

作者：陈珏支鸣强朱德龙李苑禾殷鹏唐婉莹尹洪斌南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 江苏省太湖地区水利工程管理处江苏苏州215128 江苏省水资源服务中心江苏南京210029 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室江苏南京210008

以太湖不同湖区的沉积物为研究对象(53个点位),通过对沉积物表层及垂向中的总氮、总磷、有机质和8种重金属(Hg、As、Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr)含量的进行分析,基于ArcGIS制图软件绘制了沉积物氮、磷和重金属在不同湖区的空间分布特征,评... 详细信息

以太湖不同湖区的沉积物为研究对象(53个点位),通过对沉积物表层及垂向中的总氮、总磷、有机质和8种重金属(Hg、As、Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr)含量的进行分析,基于ArcGIS制图软件绘制了沉积物氮、磷和重金属在不同湖区的空间分布特征,评估了各项污染指标的生态风险.结果表明,全太湖表层沉积物(0~10cm)的总氮为561~2707mg/kg,平均值1502mg/kg;总体处于中度污染.总磷为308~1156mg/kg,平均值532mg/kg;总体处于中度污染.有机质为1.69%~3.44%,平均值2.35%,污染区域空间上由湖中心往湖西北方向污染程度逐渐增加,尤其以竺山湖区、东太湖区和西沿岸北部这3个区域污染最为严重.重金属空间分布上自东南往西北污染程度逐步增加,尤其以竺山湖区、西沿岸区和南沿岸最为严重,Cd污染在8种重金属污染中最为严重.在纵向分布特征上,氮、磷与重金属含量在0~30cm上逐层降低,呈表层富集的特征.

关键词：太湖底泥营养物重金属污染评价

水体中天然有机物与新污染物的相互作用及环境影响研究进展

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环境科技 2024年第4期37卷 65-69,74页

作者：何歆逸姚倩倩焦伟姚志建污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境学院江苏南京210023 江苏国创环保科技有限公司江苏南京211046

环境水体中的天然有机物(NOM)会与部分新污染物(CECs)发生相互作用,影响后者的定量检测、迁移转化及最终的降解去除。以荧光光谱法为代表的定量研究方法和机制表征手段为NOM与CECs结合作用的研究奠定了基础。NOM与CECs的结合机制包括疏... 详细信息

环境水体中的天然有机物(NOM)会与部分新污染物(CECs)发生相互作用,影响后者的定量检测、迁移转化及最终的降解去除。以荧光光谱法为代表的定量研究方法和机制表征手段为NOM与CECs结合作用的研究奠定了基础。NOM与CECs的结合机制包括疏水作用和与极性基团相关的特异性作用,结合强弱与两者的性质、浓度和环境条件相关。NOM可作为反应物、引发剂和促进剂促进CECs的自然与化学降解过程。在絮凝、吸附和膜滤工艺中,特定浓度的NOM可为CECs提供额外的吸附作用点位,促进CECs的去除。

关键词：天然有机物新污染物相互作用环境影响分析方法

完全暴露的碳基电极边缘-平面位点用于高效水氧化

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 272-283页

作者：郭静雅刘炜商文喆司端惠朱超胡金文辛存存程旭升张松林宋俗禅王秀云史彦涛大连理工大学化学学院精细化工国家重点实验室智能材料前沿科学中心辽宁大连116024 中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室福建福州350002 东南大学微机械系统教育部重点实验室东南大学纳皮米中心江苏南京210096

开发经济高效的析氧反应电催化剂对于推进可充电金属-空气电池和电解水技术的发展至关重要.一般来说,具有完整蜂窝结构的石墨碳基面是电化学惰性的,需要依赖缺陷或者掺杂结构诱导的电荷极化效应来提升催化活性.相比于基面,边缘位点具有... 详细信息

开发经济高效的析氧反应电催化剂对于推进可充电金属-空气电池和电解水技术的发展至关重要.一般来说,具有完整蜂窝结构的石墨碳基面是电化学惰性的,需要依赖缺陷或者掺杂结构诱导的电荷极化效应来提升催化活性.相比于基面,边缘位点具有特殊的局域电子态,为提升石墨碳电极的本征催化活性开辟了新的思路,然而其结构精准构筑目前仍面临极大挑战.本文以“人字形”多壁碳纳米管(H-MWCNTs)作为研究切入点,利用高温熔盐介质主导的插层剥离和截断效应,实现“边缘-平面位点”结构可控构筑,为实现高效电解水析氧反应(OER)提供了重要的结构基础.通过熔盐辅助热解方法可控制备了具有完全暴露的内外边缘平面的目标催化剂H-MWCNTs-MS,并研究其OER催化性能.在碱性介质中10 mA cm^(-2)电流密度所需过电位仅为236 mV,是目前报道的较好的非金属电催化剂.同时,H-MWCNTs-MS在10,50和100 mA cm^(-2)电流密度下均表现出较好的电化学稳定性.利用原位衰减全反射-表面增强红外吸收光谱(ATR-SEIRAS)技术研究了“边缘-平面位点”在OER过程中的结构重构过程,与理论计算分析的高能“边缘态”结果一致,并确定酮氧官能化位点为真实催化活性中心.理论计算结果表明,氧官能团修饰结构能够显著促进电荷的再分配,增强层间耦合作用,降低关键含氧中间体*OOH的形成能垒,加速OER反应动力学.此外,H-MWCNTs-MS的开放式结构极大程度提高了“边缘-平面位点”的利用率,减小的纳米管壁厚促进了层间电荷迁移,也是增强OER活性的关键要素.综上,精准构筑“边缘-平面位点”为开发高效石墨碳电极开辟了新的思路,通过原位谱学技术揭示边缘位点催化结构重构,能够进一步丰富研究者对于电催化协同效应的科学认识.

关键词：多壁碳纳米管边缘-平面位点析氧反应熔融盐电子耦合