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光热材料在太阳能海水脱盐中应用的研究进展

无机化学学报 2024年第6期40卷 1033-1064页

作者：景欣欣王伟铎莫何苏谈朋陈志刚吴正颖孙林兵苏州科技大学材料科学与工程学院江苏省环境功能材料重点实验室苏州215009 苏州科技大学化学与生命科学学院苏州215009 南京工业大学化工学院南京211816

用于海水脱盐的太阳能界面蒸发装置因其绿色环保、简单高效以及适用范围广等优点,受到了广泛关注。与传统的体积式蒸发装置不同,太阳能界面蒸发装置将太阳光的收集和蒸汽的产生锁定在空气-水的界面,无需从底部加热整体水来产生蒸汽,极... 详细信息

用于海水脱盐的太阳能界面蒸发装置因其绿色环保、简单高效以及适用范围广等优点,受到了广泛关注。与传统的体积式蒸发装置不同,太阳能界面蒸发装置将太阳光的收集和蒸汽的产生锁定在空气-水的界面,无需从底部加热整体水来产生蒸汽,极大提高了能源利用效率。本文详细介绍了太阳能界面水蒸发装置的重要组成部分——光热材料的光热转换机理、材料种类以及材料的性能;探讨了高效海水净化太阳能蒸发装置的设计策略(增强光吸收、充足水供应、耐盐排盐等)。在此基础上,总结了基于界面蒸发中的太阳能蒸发装置的研究进展,展望了新型太阳能蒸发装置在海水净化领域的发展前景。

关键词：太阳能光热材料界面蒸发高效蒸发策略海水净化

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碳酸氢钠、碳酸钠与酸反应实验的新设计

化学教学 2024年第9期 82-86页

作者：丁小婷陈凯南京市第一中学初中部江苏南京210002 南京晓庄学院环境科学学院江苏南京211171

利用注射器、矿泉水瓶、紫甘蓝汁、气球等材料改进碳酸氢钠、碳酸钠与盐酸反应的实验。设计不同质量碳酸氢钠、碳酸钠分别与醋酸反应的实验,从气球变化、液体颜色变化、反应后固体剩余情况等视角观察实验现象。当碳酸钠过量时,发现气球... 详细信息

利用注射器、矿泉水瓶、紫甘蓝汁、气球等材料改进碳酸氢钠、碳酸钠与盐酸反应的实验。设计不同质量碳酸氢钠、碳酸钠分别与醋酸反应的实验,从气球变化、液体颜色变化、反应后固体剩余情况等视角观察实验现象。当碳酸钠过量时,发现气球先变大后变小,通过测定生成的二氧化碳的质量分析产生该现象的原因,并用pH传感器测定碳酸钠溶液吸收二氧化碳过程的pH变化。从“被反应完的物质、证据、推理”三个视角设计评价量表,对学生活动给予反馈。

关键词：碳酸氢钠碳酸钠实验创新实验改进

芽孢杆菌及其胞外多糖对空心菜和茼蒿Cd吸收及土壤团聚体的影响

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农业环境科学学报 2024年第1期43卷 60-67页

作者：邓雪婷高蓉蓉季翠何琳燕盛下放南京农业大学生命科学学院/农业农村部农业环境微生物重点实验室南京210095

本研究旨在探究产胞外多糖芽孢杆菌对蔬菜镉(Cd)积累及土壤结构的影响。采用以空心菜和茼蒿为供试材料的盆栽试验,研究了功能菌株Priestia megaterium YG35和Bacillus halodurans G20降低蔬菜吸收Cd的效果和可能作用机制。结果表明,与C... 详细信息

本研究旨在探究产胞外多糖芽孢杆菌对蔬菜镉(Cd)积累及土壤结构的影响。采用以空心菜和茼蒿为供试材料的盆栽试验,研究了功能菌株Priestia megaterium YG35和Bacillus halodurans G20降低蔬菜吸收Cd的效果和可能作用机制。结果表明,与CK相比,菌株YG35、菌株G20及其胞外多糖处理显著增加空心菜和茼蒿可食用组织干质量(37.8%~115.1%),显著降低可食用组织Cd含量(21.9%~44.2%),并使茼蒿Cd含量(0.057~0.061 mg·kg-1)达到安全可食用标准,显著降低根际土壤有效态Cd含量(3.7%~11.7%),显著(P<0.05)增加根际土壤多糖含量(35.9%~49.5%)和蔗糖酶活性(15.3%~28.4%),促进根际土壤团聚体向大粒径转化。研究表明,YG35和G20及其胞外多糖能降低蔬菜对Cd的吸收,促进蔬菜生长,改善土壤结构,具有在Cd污染土壤上实现蔬菜安全生产的应用潜力。

关键词：胞外多糖芽孢杆菌空心菜茼蒿 Cd 土壤

V掺杂优化H和HO吸附促进NiO纳米片电催化析氢

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科学通报 2024年

作者：皮明雨蒲子怡周荣秀李睿杨洁黄业雄李帅錡李泓霖张丁可重庆师范大学物理与电子工程学院光电功能材料与激光技术重庆市重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院

在碳达峰、碳中和大背景下,电解水制氢是解决能源短缺和环境污染的有效途径.NiO作为一种极具潜力的水分解析氢反应（HER）电催化剂,受到研究者的广泛关注.然而,由于低电导率以及H和H2O在其表面的吸附强度不合适,NiO在碱性介质中仍然表... 详细信息

在碳达峰、碳中和大背景下,电解水制氢是解决能源短缺和环境污染的有效途径.NiO作为一种极具潜力的水分解析氢反应（HER）电催化剂,受到研究者的广泛关注.然而,由于低电导率以及H和H2O在其表面的吸附强度不合适,NiO在碱性介质中仍然表现出缓慢的HER动力学.本文设计并成功制备一种三维自支撑的V掺杂NiO纳米片阵列（V-NiO NSs）用于碱性HER.实验结果表明,V掺杂能有效地提升NiO的电催化析氢活性,且展示出良好的稳定性.本研究体系中,V:Ni摩尔比为10%的V掺杂NiO（V-NiO-10%）样品表现出最佳的催化性能.实验测试结合密度泛函理论（DFT）计算表明,V掺杂优化了NiO的电子结构,有效改善其电荷输运性能,同时增加了其电化学活性面积另外通过优化催化剂d带中心抑制质子过度结合,并且通过增强H2O吸附减小了水解离及HER决速步能量势垒,在多方面协同作用下,显著提升了NiO电催化析氢性能.

关键词： NiO V掺杂电子结构调控电催化碱性析氢

中国外来入侵水生植物及其在污染水体生态修复中的应用进展

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植物资源与环境学报 2024年第1期33卷 1-13页

作者：崔键彭颖周阳钱燕萍李金凤李健赵淑颖姚东瑞江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园) 江苏省植物资源研究与利用重点实验室江苏南京210014 南京晓庄学院环境科学学院江苏南京211100 江苏大学环境与安全工程学院江苏镇江212013 江苏开放大学环境生态学院江苏南京210036

随着社会经济与工农业的快速发展以及人类活动加剧,外来生物以及以氮、磷为主的富营养化和重金属、有机物等污染物正不同程度威胁中国水生态安全、生物多样性及国民经济高质量发展。相对价格高、工程量大和二次风险高的物理和化学措施,... 详细信息

随着社会经济与工农业的快速发展以及人类活动加剧,外来生物以及以氮、磷为主的富营养化和重金属、有机物等污染物正不同程度威胁中国水生态安全、生物多样性及国民经济高质量发展。相对价格高、工程量大和二次风险高的物理和化学措施,以水生植物为核心的生物-生态法在水生态修复中备受青睐和广泛应用。中国外来入侵水生植物物种多,虽然这些物种入侵程度不同,但其分布相对集中在东部平原区和云贵高原区。过去30年来,中国在防控外来入侵水生植物的同时,挖掘凤眼蓝〔Eichhornia crassipes(Mart.)Solms.〕、喜旱莲子草〔Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.〕和大薸(Pistia stratiotes Linn.)等在污染水体生态修复方面的功能和实际应用,取得了一定进展,发现外来入侵水生植物在不同水体和不同污染物类别间有一定的修复差异,且部分物种表现出与本土植物间的比较优势;对水体污染物的去除机制主要包括植物吸收与同化、根系分泌物与根际微生物互作以及植物降解与挥发等。本文全面梳理了中国外来入侵水生植物物种及地理分布,分析了凤眼蓝、喜旱莲子草和大薸等典型外来入侵水生植物修复污染水体的效果与机制,指明外来入侵水生植物的重要研究方向,认为未来在利用外来入侵植物进行水生态修复时,应兼顾防控和资源高值化综合利用及科普教育的协同工作。

关键词：中国外来入侵水生植物富营养化重金属有机污染生态修复

高岭土改性丝瓜络生物炭修复PAHs污染沉积物及微生物响应

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3301-3313页

作者：徐文卓李高帆卫昊明晏再生尤佳黄娟东南大学土木工程学院江苏南京210096 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

采用高岭土改性生物炭或者使用三维立体,如丝瓜络生物炭(LSBC)修复PAHs污染沉积物,制备了三维立体LSBC(3D-LSBC)、改性三维立体LSBC(3D-K-LSBC)、颗粒LSBC(G-LSBC)和改性颗粒LSBC(G-K-LSBC)四种材料.结果表明:G-K-LSBC修复PAHs污染沉积... 详细信息

采用高岭土改性生物炭或者使用三维立体,如丝瓜络生物炭(LSBC)修复PAHs污染沉积物,制备了三维立体LSBC(3D-LSBC)、改性三维立体LSBC(3D-K-LSBC)、颗粒LSBC(G-LSBC)和改性颗粒LSBC(G-K-LSBC)四种材料.结果表明:G-K-LSBC修复PAHs污染沉积物效果显著,沉积物PAHs去除率达21.76%,PAHs的修复效率提高了1个数量级.各组下层沉积物PAHs生物有效性明显高于上层沉积物(P0.05).然而,沉积物微生物群落组成发生了明显变化(P功能菌属呈显著富集.G-K-LSBC表现出更高的PAHs污染沉积物修复潜力.此外,高岭土改性显著提高了LSBC材料的稳定性.

关键词：多环芳烃污染沉积物高岭土改性丝瓜络生物炭修复微生物群落

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静电纺丝纳米纤维膜呼吸防护口罩研究进展

化工进展 2024年

作者：何小龙康玉堂邹栋仲兆祥南京工业大学环境科学与工程学院材料化学工程国家重点实验室

空气污染问题严重威胁着人类健康，呼吸防护口罩可有效阻止空气污染物对人体健康的损害以及呼吸道传染病的传播。然而，传统的微米级纤维口罩存在不可重复使用、功能单一等缺点，由静电纺丝技术制备的纳米纤维膜在呼吸防护口罩方面展现... 详细信息

空气污染问题严重威胁着人类健康，呼吸防护口罩可有效阻止空气污染物对人体健康的损害以及呼吸道传染病的传播。然而，传统的微米级纤维口罩存在不可重复使用、功能单一等缺点，由静电纺丝技术制备的纳米纤维膜在呼吸防护口罩方面展现出高效、低阻、多功能等诸多优势。本文从研究背景、工作原理、制备方法以及实际应用等角度综述了近年来基于静电纺丝纳米纤维膜的呼吸防护口罩研究进展，包括耐用型纳米纤维膜口罩、抗菌型纳米纤维膜口罩、挥发性有机物吸附型纳米纤维膜口罩以及可降解型纳米纤维膜口罩等。最后对静电纺丝纳米纤维膜呼吸防护口罩面临的挑战和未来研究方向进行了探讨，指出未来呼吸防护口罩的新发展方向包括：良好的抗湿性能、优异的舒适性以及多污染物协同拦截性能等。综述结果表明，静电纺丝纳米纤维膜口罩在呼吸防护方面存在着巨大的发展潜力和应用前景，可以更好地应对日益复杂多样的呼吸防护应用需求。

关键词：静电纺丝呼吸防护多功能口罩纳米材料膜制备

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功能化多孔氮化碳材料对铀的吸附性能研究

化工学报 2024年第4期75卷 1616-1629页

作者：孟园倪善刘亚锋王文杰赵越朱育丹杨良嵘南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室江苏南京211816 中国科学院过程工程研究所盐湖资源绿色高值利用重点实验室石油化工分子转化与反应工程全国重点实验室中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

从海水和废水中分离和富集铀对能源的可持续发展和保护环境具有重要意义。通过一步碱化和热缩聚三聚氰胺制备了一种富含氰基和羟基的多孔氮化碳吸附剂(d-g-CN),研究其对铀的吸附性能。吸附实验结果表明,在pH=6.0和298 K的条件下,d-g-CN... 详细信息

从海水和废水中分离和富集铀对能源的可持续发展和保护环境具有重要意义。通过一步碱化和热缩聚三聚氰胺制备了一种富含氰基和羟基的多孔氮化碳吸附剂(d-g-CN),研究其对铀的吸附性能。吸附实验结果表明,在pH=6.0和298 K的条件下,d-g-CN对铀的吸附在3 h达到吸附平衡,饱和吸附容量为2476.23 mg∙g^(-1)。吸附过程符合拟二级动力学模型和Freundlich等温模型。此外,d-g-CN具有优异的选择性和循环性,在溶液中存在多种竞争离子时,d-g-CN对铀的吸附分配系数达到1.48×10^(4)ml∙g^(-1),并且6次循环后吸附效率仍保持在89.5%。由于d-g-CN较大的比表面积提供了更多的吸附位点,同时氰基和羟基等功能基团与铀存在配位作用,因此d-g-CN表现出优异的吸附性能,在低浓度铀的提取方面具有一定的应用潜力。

关键词：氮化碳铀海水废水吸附选择性

氮沉降背景下土壤动物马陆对温室气体排放的调节作用

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生态学杂志 2024年

作者：李媛媛刘兴婕陈月琴张娜任源浩阮宏华南京林业大学生态学系南方林业协同创新中心南京晓庄学院食品科学学院

大气氮沉降增加是全球变化最重要特征之一，其对陆地生态系统结构和功能的影响是目前生态学领域关注的热点问题。作为土壤生态系统的重要组成成分，大型土壤动物通过取食、挖穴及排泄活动影响土壤物理、化学和生物学性质等，进而影响土... 详细信息

大气氮沉降增加是全球变化最重要特征之一，其对陆地生态系统结构和功能的影响是目前生态学领域关注的热点问题。作为土壤生态系统的重要组成成分，大型土壤动物通过取食、挖穴及排泄活动影响土壤物理、化学和生物学性质等，进而影响土壤生态系统的功能。然而，在氮沉降背景下，土壤大型动物如何影响土壤温室气体排放还不清楚。本研究设置了一套微宇宙室内实验，包括两个氮添加处理(N0: 无氮添加， N+: 添加氮)和土壤动物(无动物，马陆)，探讨土壤温室气体CO2、N2O和CH4的排放以及土壤主要环境因子的变化。结果表明，马陆和氮添加的交互效应显著影响土壤CO2排放。没有马陆，氮添加增加了19.4%的土壤CO2排放；有马陆，氮添加降低7.0%的土壤CO2排放。氮添加比没有氮添加增加了206.6% N2O排放，但这种趋势在马陆存在时有所降低。马陆处理显著增加CH4排放。相关分析表明，土壤CO2排放与土壤微生物生物量碳、土壤可溶性有机氮和铵态氮显著相关；土壤N2O排放与总溶解氮、有效氮和可溶性有机碳氮相关；土壤CH4排放与总溶解氮和碳氮比相关。本研究表明，马陆减弱了氮沉降导致的森林土壤CO2和N2O的排放。

关键词：土壤动物土壤生态系统微生物生物量碳土壤可溶性有机氮