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南极长城站周边土壤、潮间带沉积物和企鹅粪土沉积层中人工合成麝香的分布及生态风险

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环境化学 2024年第8期43卷 2589-2597页

作者：吕建霞华艺王司麟王晨王玲尹晓斐国家毒品实验室北京分中心北京100164 青岛大学化学化工学院环境科学与工程学院青岛266071 自然资源部第一海洋研究所青岛266061

人工合成麝香(Synthetic musks,SMs)具有内分泌干扰效应并且其挥发性强,能够通过大气传输到达偏远地区.本文测定了中国南极长城站沉积物、土壤和企鹅粪便中四种SMs的含量,并分析了其生态风险.佳乐麝香(Galaxolide,HHCB)和吐纳麝香(Tonal... 详细信息

人工合成麝香(Synthetic musks,SMs)具有内分泌干扰效应并且其挥发性强,能够通过大气传输到达偏远地区.本文测定了中国南极长城站沉积物、土壤和企鹅粪便中四种SMs的含量,并分析了其生态风险.佳乐麝香(Galaxolide,HHCB)和吐纳麝香(Tonalide,AHTN)是样品中的主要SMs,二甲苯麝香(Musk xylene,MX)和酮麝香(Musk ketone,MK)未在样品中检出.有87.50%的样品检出HHCB,含量为ND—18.35 ng·g^(−1)dw(干重),平均值为4.56 ng·g^(−1)dw;有81.25%的样品中检出AHTN,含量为ND—21.47 ng·g^(−1)dw,平均值为6.41 ng·g^(−1)dw.企鹅岛山顶的粪土样品中SMs含量最高,说明SMs可能通过食物链在生物体内富集,并通过排泄物排出.南极长城站污水口和俄国站垃圾处理厂的两个点位也含有较高含量的SMs,分析其原因可能是由于人类的活动引入的SMs的污染.有研究表明AHTN比HHCB更容易通过大气进行远距离传输,而在本研究中,分析HHCB和AHTN的含量比发现,大部分样品中AHTN含量都高于HHCB,说明大气沉降是南极地区SMs的主要来源.而长城站污水口和俄国垃圾处理厂两个点位HHCB的含量高于AHTN,进一步说明这两个点位SMs主要来源于科考人员的活动.对沉积物进行风险评估,检出的两种SMs的风险熵值均小于0.1,表明从理论上来说这两种污染物不会对南极生态环境造成显著影响.

关键词：人工合成麝香南极大气传输风险评估.

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基于储罐爆炸损伤演化的化工园区社会风险分布研究

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灾害学 2024年第3期39卷 43-47页

作者：崔铁军李莎莎沈阳理工大学环境与化学工程学院辽宁沈阳110159

基于储罐爆炸损伤演化过程提出了化工园区社会风险分布确定方法。其基础为储罐爆炸损伤概率、储罐爆炸损伤概率分布、储罐爆炸损伤演化过程和区域损伤概率分布。研究了个人风险与社会风险的关系,基于储罐爆炸损伤演化过程和当地实际储... 详细信息

基于储罐爆炸损伤演化过程提出了化工园区社会风险分布确定方法。其基础为储罐爆炸损伤概率、储罐爆炸损伤概率分布、储罐爆炸损伤演化过程和区域损伤概率分布。研究了个人风险与社会风险的关系,基于储罐爆炸损伤演化过程和当地实际储罐爆炸概率确定了个人风险分布;加之考虑化工园区人员数量分布情况得到了社会风险分布。通过实例分析了某化工园区三个人员活动区域的社会风险,这些区域的风险存在着显著差别。最后论述了个人风险和社会风险分布的研究意义和作用。

关键词：安全系统工程化工园区储罐爆炸损伤演化社会风险分布

Pd基催化剂载体对天然气催化燃烧影响的研究进展

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低碳化学与化工 2024年第4期49卷 12-22,43页

作者：匡浩浩蒋艳刚马海乐陆建伟江苏大学食品与生物工程学院江苏镇江212013 江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013

天然气广泛应用于化学品合成和交通运输等领域。甲烷作为天然气的主要成分,具有强温室效应,其不完全燃烧会对环境产生不利影响。催化燃烧技术是解决甲烷不完全燃烧问题的有效方法,其中钯(Pd)基催化剂是该技术的核心,而载体是影响Pd基催... 详细信息

天然气广泛应用于化学品合成和交通运输等领域。甲烷作为天然气的主要成分,具有强温室效应,其不完全燃烧会对环境产生不利影响。催化燃烧技术是解决甲烷不完全燃烧问题的有效方法,其中钯(Pd)基催化剂是该技术的核心,而载体是影响Pd基催化剂甲烷催化燃烧催化活性的重要因素。首先,阐述了甲烷催化燃烧的机理。其次,总结了近年来国内外Pd基催化剂的研究进展:对于多孔颗粒载体型Pd基催化剂,研究聚焦于提升Pd分散性、稳定性与耐热性,以增强催化活性并降低Pd负载量,从而减少成本;而对于整体型Pd基催化剂,研究聚焦于提升有效比表面积、传热传质效率与结构稳定性,以适应大通量甲烷催化燃烧。最后,对用于甲烷催化燃烧的Pd基催化剂载体的未来研究发展趋势进行了展望,包括优化整体型Pd基催化剂骨架载体的涂敷工艺以提高催化效率、采用新型材料替代传统载体材料以制备高性能催化剂,以及进行载体全周期寿命实验以确保催化剂的长期稳定性。

关键词：天然气催化燃烧 Pd基催化剂催化活性载体

自牺牲型金属有机框架衍生In_(2)S_(3)多级孔结构纳米材料强化光催化性能

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 204-213页

作者：杨婷婷王彬朱剑豪夏杰祥李华明江苏大学化学化工学院能源研究院江苏镇江212013 香港城市大学物理系材料科学与工程系生物医学工程系中国香港

半导体基光催化是减少对化石燃料的依赖和解决环境污染问题的有前景的策略之一.在光催化有机污染物降解领域,硫化物材料备受关注.其中,In_(2)S_(3)催化剂因展现较好的催化活性及经济可行性,而被认为是光催化降解的理想催化剂之一.然而,... 详细信息

半导体基光催化是减少对化石燃料的依赖和解决环境污染问题的有前景的策略之一.在光催化有机污染物降解领域,硫化物材料备受关注.其中,In_(2)S_(3)催化剂因展现较好的催化活性及经济可行性,而被认为是光催化降解的理想催化剂之一.然而,采用传统煅烧法制备的In_(2)S_(3)催化剂由于比表面积小,暴露的活性位点有限,进而限制了其催化活性的进一步提升.因此,制备具有较大比表面积和多活性位点的In_(2)S_(3)基催化剂,对于推动光催化降解有机污染物领域的发展具有重要的意义.本文通过构建分级多孔结构的光催化剂,以增强材料的光吸收性能并优化光生载流子的迁移和分离,从而提升光催化降解有机污染物的性能.利用In基金属有机骨架(MOFs)作为自我牺牲模板,通过硫化制备了包括空心纳米管、微管、中空球和十二面体在内的多种分级In_(2)S_(3)光催化剂.分级多孔结构不仅增强了入射光的多次折射和反射,还提供了更大的表面积,从而提高了光生载流子的光利用率和相分离效率.实验结果表明,这些材料的光催化效率远高于块状和商用In_(2)S_(3).通过X射线光电子能谱、X射线衍射等手段验证了不同形貌分级多孔In_(2)S_(3)材料的成功制备.紫外-可见漫反射光谱结果表明,所有催化剂均可吸收部分可见光,结合莫特肖特基曲线和XPS价带谱结果,说明催化剂的导带、价带位置均满足光催化降解有机污染物的要求.光致发光光谱、光电流强度曲线和电化学阻抗曲线等研究表明,分级多孔结构有效促进了光生载流子的分离和迁移.光催化降解罗丹明B(RhB)和四环素(TC)性能评价结果表明,与块状和商用In_(2)S_(3)相比,具有分级多孔结构的In_(2)S_(3)材料表现出更好的光催化降解活性.其中,空心In_(2)S_(3)纳米管(HNTs)具有最佳的光催化性能,在光照1.5和2 h后,In_(2)S_(3)-HNT可以去除约50%的TC和95%的RhB,其RhB的降解速率分别是块状和商业In_(2)S_(3)的135.6倍和446.9倍,TC的降解速率分别是块状和商业级In_(2)S_(3)的7.8倍和36.5倍.电子顺磁共振和自由基捕获实验结果表明,在光催化降解过程中,空穴、超氧自由基以及单线态氧是主要的活性物种.特别是,当In_(2)S_(3)-HNT受到光照时,其独特的分级多孔结构使得光生电子和空穴对能够有效分离,这使得In_(2)S_(3)-HNT可以积累更多的活性氧自由基,从而显著提升了其光催化降解有机污染物的性能.综上,本文采用新型自牺牲模板法,制备了金属有机框架衍生In_(2)S_(3)多级孔结构纳米材料.通过精准调控In_(2)S_(3)催化剂的形貌,有效提升了光催化降解有机污染物性能.该方法在高效光催化剂的制备上展现了显著潜力,为设计高性能的光催化降解材料提供参考.

关键词：硫化铟金属有机框架形貌调控光催化污染物降解

解脂耶氏酵母生物合成芳香族氨基酸衍生物的合成生物学策略

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微生物学通报 2024年

作者：陈茁朱源李伟国闫晓光颜丙扬乔建军赵广荣天津大学化工学院教育部合成生物学前沿科学中心系统生物工程教育部重点实验室天津大学浙江绍兴研究院

芳香族氨基酸衍生物广泛存在于自然界中，具有多种生物活性，包括抗氧化、抗炎、神经保护和抗癌特性。在食品、化妆品、营养保健品、化学等领域，尤其是制药工业中发挥着重要作用。近年来，解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）作为一... 详细信息

芳香族氨基酸衍生物广泛存在于自然界中，具有多种生物活性，包括抗氧化、抗炎、神经保护和抗癌特性。在食品、化妆品、营养保健品、化学等领域，尤其是制药工业中发挥着重要作用。近年来，解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）作为一种非常规模式生物，因其独特的生理生化特性在生物合成领域展现出独特的潜力，特别是在芳香族氨基酸衍生物的合成上，包括白藜芦醇和柚皮素等。由于其独特的胞质环境和高通量的乙酰辅酶A，解脂耶氏酵母成为合成芳香族氨基酸衍生物的理想宿主。本文总结了解脂耶氏酵母在生产芳香族氨基酸衍生物方面的合成生物学策略，并汇总目前解脂耶氏酵母合成芳香族氨基酸衍生物的进展，对解脂耶氏酵母底盘细胞在合成生物学未来的发展和挑战进行了展望。

关键词：解脂耶氏酵母芳香族氨基酸衍生物合成生物学代谢工程

负载腐植酸生物炭对矿区土壤淋溶液中Mn^(2+)吸附性能的影响

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煤炭学报 2024年第9期49卷 4006-4018页

作者：代泽宇周剑林刘伟银秦平陈荣陈章李志贤陈国梁湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学煤炭资源清洁利用与矿山环境保护湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学化学化工学院湖南湘潭411201

利用玉米秸秆基生物炭(CSB)负载腐植酸制备腐植酸改性生物炭(CSB-HA),用于吸附矿区土壤淋溶液中Mn^(2+)并分析其吸附特性。借助SEM、BET、XRD、XPS和FT-IR等方法对制备得到的样品进行表征分析,CSB-HA比表面积为7.911 m^(2)/g,孔隙以介... 详细信息

利用玉米秸秆基生物炭(CSB)负载腐植酸制备腐植酸改性生物炭(CSB-HA),用于吸附矿区土壤淋溶液中Mn^(2+)并分析其吸附特性。借助SEM、BET、XRD、XPS和FT-IR等方法对制备得到的样品进行表征分析,CSB-HA比表面积为7.911 m^(2)/g,孔隙以介孔居多。优良的孔隙结构提供大量吸附点位,并促进与污染物的接触,使吸附性能提升。CSB-HA表面富含C=O、O=C—O和—COOH等含氧官能团,其中氧原子能与重金属离子进行络合配位形成配位键,从而去除Mn^(2+)。CSB-HA对Mn^(2+)的最大吸附量为21.493 mg/g,准一级动力学模型、准二级动力学模型、Langmuir等温式和Temkin等温式能较好拟合吸附过程,Temkin常数bk_(id2)=0.287),且拟合线均不通过原点,故颗粒内扩散阶段是吸附过程的控速关键阶段。热力学模拟中,分离系数R_(L)均在0.4~0.6,ΔH=15.41 kJ/mol>0,且ΔG均为负数并随温度升高而减小,表明吸附过程是可逆且自发吸热的,升温能促进吸附反应进行。ΔS=49.90 J/(mol·K)>0,证明吸附过程中固液界面随机性增加。模拟淋溶液吸附实验表明CSB-HA吸附Mn^(2+)效果较好且对淋溶液pH有调节作用。

关键词：碳材料腐植酸尾矿土吸附模型扩散模型

氯酚类化合物的水生生物毒性效应与生态风险评估

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岩矿测试 2024年

作者：刘泽洋徐春孙述海长春工程学院水利工程学院

氯酚类化合物(CPs)具有持久性有机污染物特性，同时易富集于水环境中，其水生生物毒性和生态风险备受关注。目前关于CPs污染物的末端处理存在一些不足，如吸附法成本较高，可能造成二次污染；臭氧氧化技术、高级氧化法会造成高能耗和增... 详细信息

氯酚类化合物(CPs)具有持久性有机污染物特性，同时易富集于水环境中，其水生生物毒性和生态风险备受关注。目前关于CPs污染物的末端处理存在一些不足，如吸附法成本较高，可能造成二次污染；臭氧氧化技术、高级氧化法会造成高能耗和增加环境生态危害。因此从污染源头的角度出发，针对CPs分子进行一定程度分子修饰，可有效地解决在末端处理时产生的问题。本文以源头修饰为手段对CPs生态风险进行减弱替代，并对其进行生态风险评估筛选。基于简易公式评分法辅助构建了CPs水生生物毒性综合效应的三维定量构效关系(3D-QSAR)模型，依据此模型的三维等势图进行低水生生物毒性综合效应的CPs分子修饰，并将新设计的替代物分子与可表征各环境性质的受体进行分子对接，以打分值作为评价其各项效应的依据，设计并筛选出水生生物毒性较低(毒性降低0.55%～4.62%)、杀虫和防腐性能较强(杀虫性能提升5.27%～30.67%，防腐性能提升0.12%～11.98%)、环境友好性较优(性能提升16.43%～18.76%)的4种CPs替代物分子(2-C2H5取代、2-CH2NH2取代、2-NH2取代与2-SH取代)。并基于分子动力学方法对磷脂双分子层结构与替代物分子进行分子动力学计算，即模拟细胞膜对CPs的吸附能力，表明4种CPs替代物分子均具有较低的生物积累效应(生物积累效应降低9.71%～40.20%)。本研究结果可为CPs水生生物毒性效应及生态风险评估提供新方法，为CPs环境友好性改性技术开发提供理论依据。

关键词：氯酚类化合物水生生物毒性效应生态风险评估特性评价生态风险评估

NiPd/TiO_(2)催化剂的制备及催化甲酸分解制氢

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精细化工 2024年第6期41卷 1302-1309页

作者：吴慧郑君宁左佑华许立信叶明富万超安徽工业大学化学与化工学院安徽马鞍山243000 南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室天津300071 宁德师范学院绿色能源与环境催化福建高校重点实验室福建宁德352100 常州大学江苏省绿色催化材料与技术重点实验室江苏常州213164 浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310058

高效、清洁且无毒无害的催化剂是实现以甲酸(HCOOH)为化学储氢材料分解制氢的重点。首先,通过水热法453 K下制备了TiO_(2)载体;然后,通过浸渍法将活性组分Ni、Pd负载到TiO_(2)载体上合成了NiPd/TiO_(2)催化剂。采用SEM、TEM、N2吸附-脱... 详细信息

高效、清洁且无毒无害的催化剂是实现以甲酸(HCOOH)为化学储氢材料分解制氢的重点。首先,通过水热法453 K下制备了TiO_(2)载体;然后,通过浸渍法将活性组分Ni、Pd负载到TiO_(2)载体上合成了NiPd/TiO_(2)催化剂。采用SEM、TEM、N2吸附-脱附、XRD、XPS、UV-Vis DRS对催化剂样品进行了表征。探究了由不同n(Ni)∶n(Pd)制备的催化剂对催化甲酸分解制氢性能的影响。结果表明,NiPd金属粒子对TiO_(2)的改性不仅扩大了TiO_(2)的光吸收范围,还有助于电荷分离,加速光催化反应的进行。在光照下,当NiPd/TiO_(2)催化剂中n(Ni)∶n(Pd)=2∶8时,催化剂的反应转化频率(TOF)最大,为3528 h^(–1)(323 K下),甲酸分解的活化能(E_(a))为53.9 kJ/mol。

关键词： NiPd催化剂甲酸分解制氢 TiO_(2) 光照

基于CFD的小型搅拌回燃式生物质炭化炉设计与试验

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农业机械学报 2024年

作者：张宝峰司香辛明金邬立岩孟军宋玉秋沈阳农业大学工程学院扬州大学机械工程学院沈阳农业大学农学院沈阳农业大学国家生物炭研究院

针对传统炭化工艺温度不均、尾气净化难、能量消耗大的问题，设计了一种小型搅拌热解气回燃式生物质炭化设备。采用双螺旋带搅拌，使生物质横向对流，受热均匀；设计热解气引流装置使其回流至燃烧室引燃，减少热解气排放的同时，为生物... 详细信息

针对传统炭化工艺温度不均、尾气净化难、能量消耗大的问题，设计了一种小型搅拌热解气回燃式生物质炭化设备。采用双螺旋带搅拌，使生物质横向对流，受热均匀；设计热解气引流装置使其回流至燃烧室引燃，减少热解气排放的同时，为生物质炭化提供能量，降低了炭化能量投入。基于计算机仿真技术建立了样机模型，并对炭化炉温度场及热流场进行了矢量分析，计算结果表明炉内温度分布均匀。研制了炭化炉样机，以稻壳为原料进行生物质炭化试验。结果表明，热解气引燃后炭化室温度能够保证生物质炭化所需条件。正交试验结果表明，最佳炭化率因素水平组合为：螺旋搅拌器转速为43 r/min、炭化室物料充满系数为88.68%、炭化时间为15 min，此时，炭化率最高为50.86%。研究结果可为生物质炭化技术与装备研究提供参考。

关键词：生物质炭化设备双螺旋带温度场回归分析炭化率