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壳聚糖/海藻酸钠/柠檬酸复合凝胶膜的制备及性能研究

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化工新型材料 2025年

作者：张敏赵娅敏齐燕姣鲜亮杨小军张斌西北民族大学化工学院环境友好复合材料国家民委重点实验室甘肃省生物质功能复合材料工程研究中心甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用重点实验室

为了改善单纯壳聚糖机械性能较差的缺陷，采用海藻酸钠为复合膜材料，以柠檬酸（CA）作为交联剂，甘油作为增塑剂，通过溶液浇铸法制备了壳聚糖/海藻酸钠/柠檬酸复合凝胶膜，并详细研究了柠檬酸添加量的多少对壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶... 详细信息

为了改善单纯壳聚糖机械性能较差的缺陷，采用海藻酸钠为复合膜材料，以柠檬酸（CA）作为交联剂，甘油作为增塑剂，通过溶液浇铸法制备了壳聚糖/海藻酸钠/柠檬酸复合凝胶膜，并详细研究了柠檬酸添加量的多少对壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶膜的厚度、机械性能、红外光谱、X射线衍射、表面润湿性和不透明度等影响。结果表明：随着CA含量的增加，CS/SA-CA复合凝胶膜的交联程度增强，CS/SA-10%CA复合凝胶膜显示出最高的TS值（685.2kPa）和EB值（105.36%），使其在食品包装领域具有一定的潜在应用价值。

关键词：壳聚糖海藻酸钠柠檬酸复合凝胶膜

GO/ZIF 67/水性环氧复合涂层的制备及防腐性能

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南京工业大学学报(自然科学版) 2025年

作者：黄亚文张田田邓莉张炜亮陈俊胡程耀西南科技大学材料与化学学院西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室西南科技大学生物质材料教育部工程研究中心绵阳麦思威尔科技有限公司

针对氧化石墨烯（GO）无自修复性能和沸石类金属有机框架聚合物（MOFs）的腐蚀介质屏蔽性能较弱等实际问题，将具有主被动协同防腐作用的GO/MOFs复合纳米颗粒作为防腐填料，将其添加到水性环氧树脂涂层（WEP）中提升防腐性能。通过微观... 详细信息

针对氧化石墨烯（GO）无自修复性能和沸石类金属有机框架聚合物（MOFs）的腐蚀介质屏蔽性能较弱等实际问题，将具有主被动协同防腐作用的GO/MOFs复合纳米颗粒作为防腐填料，将其添加到水性环氧树脂涂层（WEP）中提升防腐性能。通过微观形貌观察、电化学阻抗谱（EIS）测试和盐水浸泡实验对涂层的附着力和防腐性能进行评价。结果表明：复合纳米涂层的吸水率相比纯WEP涂层降低6%。在3.5%盐水中浸泡7 d后，复合纳米填料的添加量达到0.3%时，复合涂层的阻抗模量仍能保持1.9×10～8Ω·cm2，表现出优异的防腐性能。

关键词：氧化石墨烯沸石类金属有机框架聚合物水性环氧树脂涂层

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水热炭在厌氧消化中的应用研究进展

安全与环境学报 2025年

作者：杨军王书琛张津铭兰州交通大学市政与环境工程学院甘肃省黄河水环境重点实验室

厌氧消化（Anaerobic Digestion，AD）是处理废弃生物质的有效方法，但传统的AD存在停滞期长、微生物活性受阻等问题。水热炭是一种新型的以生物质为原料，经水热炭化（Hydrothermal Carbonization，HTC）制备的多功能炭基材料，其具有... 详细信息

厌氧消化（Anaerobic Digestion，AD）是处理废弃生物质的有效方法，但传统的AD存在停滞期长、微生物活性受阻等问题。水热炭是一种新型的以生物质为原料，经水热炭化（Hydrothermal Carbonization，HTC）制备的多功能炭基材料，其具有可回收、制备成本低和表面官能团丰富等优点，在AD中具有应用潜力。目前，国内对水热炭在AD中综述较少，为填补这方面的空白，首先总结了水热炭的理化性质和木质纤维素在HTC过程中的反应机制，发现温度是影响水热炭理化特性的关键因素以及水热炭相较于热解炭具有更小的比表面积，但水热炭表面的含氧官能团丰度比热解炭更高；其次，梳理了目前水热炭在AD中的研究进展，发现在AD系统中添加水热炭可有效缩短停滞期、缓解抑制作用、富集功能微生物、提高甲烷产量和产率，对AD有综合强化效果；最后，探讨了水热炭强化AD的微观作用机理，主要包括促进种间电子传递、富集AD功能微生物和缓解AD体系抑制。综述有利于研究人员进一步开展水热炭在AD和其他领域的研究和应用。未来应在当前研究基础上，着重研究不同来源的水热炭在不同底物和不同的参数条件下对AD的影响，深挖其表面含氧官能团对AD的促进机制以及对水热炭在AD中的影响机理展开进一步探索，以为水热炭在AD中的应用提供一定的参考价值。

关键词：环境工程学水热炭厌氧消化甲烷直接种间电子传递

超声辅助表面活性剂强化餐厨垃圾厌氧发酵产酸研究

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环境污染与防治 2025年

作者：杨军张津铭王书琛李梓源刘泽亚兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃省黄河水环境重点实验室

为提高餐厨垃圾（FW）厌氧发酵效率和经济效益，将厌氧发酵终止于水解酸化阶段，收集其中间产物挥发性脂肪酸（VFAs）这一设想逐渐成为研究热点，VFAs作为工业生产中的重要平台化学品应用广泛。探究了超声（UP）辅助表面活性剂预处理FW... 详细信息

为提高餐厨垃圾（FW）厌氧发酵效率和经济效益，将厌氧发酵终止于水解酸化阶段，收集其中间产物挥发性脂肪酸（VFAs）这一设想逐渐成为研究热点，VFAs作为工业生产中的重要平台化学品应用广泛。探究了超声（UP）辅助表面活性剂预处理FW厌氧发酵的产酸特性及碳转换效率，并在微生物水平解释预处理增强产酸的原因和机制。结果表明，至发酵末期，UP30min预处理的实验组溶解性COD含量较未UP的实验组相比提高1.7倍，COD增溶率提高70.2%。当表面活性剂的添加量为5g/L时，FW经UP+甜菜碱、UP+aeo-9、UP+TX-100表面活性剂预处理之后，VFAs最大产量分别比空白组提高40.6%、89.4%、132%。碳转换效率(CCE)分别比未经处理时提高41.1%、87.1%、129.3%。餐厨垃圾经UASP预处理后，微生物物种数和多样性减少，但逐渐转变为与产VFAs有关的菌群，有利于VFAs积累。

关键词：餐厨垃圾超声波表面活性剂挥发性脂肪酸碳转换效率

Fe_(2)O_(3)/氮掺杂生物质碳复合材料制备及其在超级电容器中的应用

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复合材料学报 2023年第10期40卷 5736-5749页

作者：魏帅李朝霞孟淑娟朱星臣卢新宇苏琼王彦斌西北民族大学化工学院环境友好复合材料国家民委重点实验室甘肃省生物质功能复合材料工程研究中心甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用重点实验室兰州730030

开发具有离子/电子传输速度快,表面化学可调的可再生、低成本、环保的电极材料是目前储能器件发展的迫切需要。近年来,生物质碳材料因其低成本、可再生、循环性能好等优点备受关注,但其比电容和能量密度较低影响了其实际应用。在此,将... 详细信息

开发具有离子/电子传输速度快,表面化学可调的可再生、低成本、环保的电极材料是目前储能器件发展的迫切需要。近年来,生物质碳材料因其低成本、可再生、循环性能好等优点备受关注,但其比电容和能量密度较低影响了其实际应用。在此,将生物质废弃物转化为具有良好化学性质的碳材料,并通过杂原子掺杂生物质碳材料与过渡金属氧化物Fe_(2)O_(3)进行复合,利用Fe_(2)O_(3)与氮掺杂碳的互补优势,以一步碳化法制备出Fe_(2)O_(3)/氮掺杂生物质碳(NBCs)复合材料,表现出优异的电化学性能。结果表明:Fe_(2)O_(3)/NBCs作为负极材料在1 A·g^(-1)电流密度下的比电容为575 F·g^(-1)。同时,将Fe_(2)O_(3)/NBCs-700℃和NiCoFe-P分别为负极和正极材料组装成不对称超级电容器,在功率密度为800 W·kg^(-1)的情况下,能量密度达到33.3 W·h·kg^(-1)。组装的不对称超级电容器还表现出优异循环稳定性,经过3500次循环后仍保持82.4%的电容。因此,Fe_(2)O_(3)/NBCs作为负极电极材料,是极具有前途的超级电容器电极材料。

关键词：生物质 Fe_(2)O_(3) 氮掺杂复合材料超级电容器电极材料储能

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过渡金属催化不对称C—H硼化反应研究进展

有机化学 2023年第9期43卷 3146-3166页

作者：王文芳西北民族大学化工学院、环境友好复合材料国家民委重点实验室、甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用重点实验室、甘肃省生物质功能复合材料工程研究中心兰州730000

过渡金属催化不对称C—H硼化反应是构建手性有机硼化合物最为有效的策略之一, 具有原子和步骤经济性, 在合成化学、药物化学和材料学等领域受到广泛关注. 新型手性配体的设计与合成是过渡金属催化不对称C—H硼化反应成功的关键, 根据手... 详细信息

过渡金属催化不对称C—H硼化反应是构建手性有机硼化合物最为有效的策略之一, 具有原子和步骤经济性, 在合成化学、药物化学和材料学等领域受到广泛关注. 新型手性配体的设计与合成是过渡金属催化不对称C—H硼化反应成功的关键, 根据手性配体的设计和发展过程, 对近年来实现的过渡金属催化不对称C(sp^(2))—H和C(sp^(3))—H硼化反应的研究进展进行综述.

关键词：不对称C—H硼化手性配体过渡金属配合物

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毛发的梯度成熟实验对化石毛发的埋藏学启示

中国科学:地球科学 2025年第1期 62-74页

作者：李鑫周一擘赵涛何行健泮燕红南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室关键地球物质循环前沿科学中心生物演化与环境科教融合中心地球科学与工程学院云南大学古生物研究院云南省地球系统科学重点实验室云南省古生物学重点实验室

哺乳动物毛发作为与内温性、物理保护和伪装相关的关键特征,其地质历史记录可追溯至中生代.然而,关于毛发化石埋藏学的认识有限,阻碍了对其深时演化意义的理解.为此,我们对黑色毛发样品开展了梯度成熟实验来模拟化石毛发的埋藏过程.通... 详细信息

哺乳动物毛发作为与内温性、物理保护和伪装相关的关键特征,其地质历史记录可追溯至中生代.然而,关于毛发化石埋藏学的认识有限,阻碍了对其深时演化意义的理解.为此,我们对黑色毛发样品开展了梯度成熟实验来模拟化石毛发的埋藏过程.通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱技术记录了模拟过程中毛发的形态结构、微观特征和化学成分的变化.结果表明,毛发的形态在温度达到150～175℃时就出现了损伤,在更高温度(200℃)下,毛发的形态完全丢失转变为流体状物质.但是毛发中黑素体的形态结构则具有更高的保存潜力,其微观结构也更稳定.拉曼光谱和FTIR光谱显示,随着温度升高,黑色素和角蛋白的特征峰发生了变化.尽管化学信号并未完全丧失,但FTIR光谱中酰胺特征峰的变化表明,角蛋白在高温(>200℃)下严重降解,而拉曼光谱中的黑色素特征峰则在高温下仍可被识别.这些结果通过主成分分析(PCA)和主成分分析-线性判别分析(PCA-LDA)得到了进一步的验证.此外,所有毛发样品在模拟实验中的拉曼信号均可与常见的地质碳质材料(腐殖酸)信号相区分,这表明拉曼光谱可用于检测化石中的黑色素.

关键词：哺乳动物毛发黑色素角蛋白化石化模拟埋藏

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市政污泥生物炭在废水吸附处理中的应用

精细化工 2024年第7期41卷 1447-1457页

作者：贺丹丹张泽宇刘娟丽孙文潇张文博张宏西北民族大学化工学院环境友好复合材料国家民委重点实验室甘肃省生物质功能复合材料工程研究中心甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室甘肃兰州730030

随着经济全球化的飞速发展,城市污水处理中排放的污泥量日益增加,预计到2025年中国市政污泥年产量将>9.0×10^(7) t。市政污泥中含有的病原微生物、有机物及重金属,会对环境和人体健康造成严重危害。污泥衍生的生物炭材料因其较大的比... 详细信息

随着经济全球化的飞速发展,城市污水处理中排放的污泥量日益增加,预计到2025年中国市政污泥年产量将>9.0×10^(7) t。市政污泥中含有的病原微生物、有机物及重金属,会对环境和人体健康造成严重危害。污泥衍生的生物炭材料因其较大的比表面积、优良的孔结构以及丰富的含氧基团,被广泛应用于废水吸附处理领域,实现了固体废物再利用和去除污染的双重目的,做到以废治废,达到生态与发展的双赢。该文总结了市政污泥生物炭的制备及改性方法,介绍了吸附的影响因素,综述了市政污泥生物炭在吸附重金属、染料、无机盐、抗生素、酚类中的应用及其吸附机理;最后,指出了未来污泥生物炭的发展方向和需攻克的难题,应努力形成绿色低碳的资源化处理体系。

关键词：污泥生物炭制备改性废水处理吸附机理

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土壤中典型矿物对锑的吸附-沉积行为研究

岩矿测试 2025年第1期44卷 127-139页

作者：郭贵宾袁晓雅黄理金帅琴胡圣虹欧阳磊生物地质与环境地质国家重点实验室中国地质大学(武汉)材料与化学学院湖北武汉430074

矿物开采、煤炭燃烧等人类活动使大量的锑进入土壤,造成严重的锑污染,危害人类健康。厘清环境中锑的吸附-沉积行为对锑的环境归趋预测及污染防治具有重要意义,但土壤中典型矿物对锑的吸附沉积行为缺乏系统比较,界面吸附形态也难以表征... 详细信息

矿物开采、煤炭燃烧等人类活动使大量的锑进入土壤,造成严重的锑污染,危害人类健康。厘清环境中锑的吸附-沉积行为对锑的环境归趋预测及污染防治具有重要意义,但土壤中典型矿物对锑的吸附沉积行为缺乏系统比较,界面吸附形态也难以表征。为了系统地比较土壤中典型矿物对锑的吸附能力差异,本文选用土壤中常见的5种金属氧化物(赤铁矿、针铁矿、水铁矿、氧化铝、斜方锰矿)和1种黏土矿物(高岭石),探究Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)在其表面的吸附热、动力学行为,并基于原位拉曼光谱表征分析了锑的吸附形态,推测其吸附机理。结果表明:铁锰氧化物对锑的吸附容量较大,而氧化铝、高岭石对锑吸附容量较小,6种典型矿物对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)吸附容量(mg/g)分别为水铁矿(101.4、55.9)>斜方锰矿(16.52、7.58)>针铁矿(13.30、5.67)>赤铁矿(5.13、3.70)>氧化铝(1.66、1.69)>高岭石(0.27、0.51);受锑存在形态及矿物表面电位的影响,酸性条件下有利于Sb(Ⅴ)的吸附,吸附量较之碱性环境有24%~78%增加,而Sb(Ⅲ)的吸附受pH值影响较小(变化范围0.3%~14%);土壤中典型矿物对不同浓度的Sb(Ⅴ)主要为吸附作用,而Sb(Ⅲ)在较高浓度时,可能在矿物表面发生沉积,形成Sb_(2)O_(3)。本文通过采用拉曼光谱,基于锑的特征谱峰,可方便地对矿物表面吸附态和沉积态的锑进行原位表征。

关键词：锑水铁矿斜方锰矿氧化铝吸附沉积拉曼光谱

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