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CoAg共负载的氮碳电催化还原CO的研究

环境科学学报 2023年

作者：明旺杨凌寒柯汝福卢铮浩王永好福州大学环境与安全工程学院福建省植物资源高值化利用工程技术研究中心

电催化CO2还原转变成合成气是一种有前途的解决CO2污染的方法 .本工作在合成钴基金属有机框架材料ZIF-67的过程中引入Ag+，通过调控Co/Ag物质的量的比和煅烧温度合成一系列的CoAg共负载的氮碳材料(CoAg(a:b)-N-C)，并进行电催化还原CO2... 详细信息

电催化CO2还原转变成合成气是一种有前途的解决CO2污染的方法 .本工作在合成钴基金属有机框架材料ZIF-67的过程中引入Ag+，通过调控Co/Ag物质的量的比和煅烧温度合成一系列的CoAg共负载的氮碳材料(CoAg(a:b)-N-C)，并进行电催化还原CO2的性能研究.X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱分析(XPS)测试表明，金属Co和Ag主要以单质的形式负载在碳基质上，部分以金属氮键(M-N)的形式存在.透射电子显微镜(TEM)表明，部分金属单质被碳材料包裹，从而有效防止金属颗粒在使用过程中发生团聚.线性扫描伏安法(LSV)测试表明CoAg(a:b)-N-C呈现出高于Co负载氮碳材料(Co-N-C)的电催化还原CO2的活性，其中CoAg(1∶1)-N-C-900在-0.53 V(vs.RHE)下产物CO的法拉第效率(FE)为45%,H2的FE为26%，此时CO/H2比例也达到1.73；产物的FE表明Co/Ag物质的量的比、煅烧温度和还原电位等都会对CO/H2比例产生影响，其中Co/Ag对CO/H2比例的调控范围更大，可达0.43～1.73.机理分析表明，Ag的引入提高了CoAg(1∶1)-N-C-900的导电性和对CO2及中间体CO*的吸附能力，因而最终提高了材料的电催化还原CO2的活性.本研究表明，CoAg(a:b)-N-C是一种有潜力的电催化CO2转化为合成气的材料.

关键词：电催化 CO 还原金属负载的氮碳材料合成气

藻菌共生系统处理畜禽沼液的机制及影响因素研究进展

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农业工程学报 2023年第13期39卷 14-24页

作者：陈彪朱勇王锴瑜肖艳春黄婧张剑宇张旭钏陈晓晨福州大学环境与安全工程学院福建省农村废弃物绿色循环技术工程研究中心福州350108 福建省农业科学院农业工程技术研究所福州350003 江苏隆昌化工有限公司如皋226532 茂友木材(江苏)有限公司如皋226532

畜禽沼液不仅含有高浓度氨氮、总磷、难降解有机物以及重金属和抗生素等风险因子,同时也存在大量有效氮、磷、钾等营养成分,未经过适当处理的沼液直接排放极容易造成水体的富营养化、土壤酸化和污染物累积等生态环境问题,加上沼液极具... 详细信息

畜禽沼液不仅含有高浓度氨氮、总磷、难降解有机物以及重金属和抗生素等风险因子,同时也存在大量有效氮、磷、钾等营养成分,未经过适当处理的沼液直接排放极容易造成水体的富营养化、土壤酸化和污染物累积等生态环境问题,加上沼液极具资源化潜力,因此对其进行有效的处理与资源再利用对于促进可持续发展具有重要意义。微藻细菌共生系统(藻菌共生系统)作为一种新兴的沼液处理方式,得到了广泛关注与研究。相较于传统的沼液处理方法,藻菌共生系统具有低成本、高效率、环境友好等优点,其不仅可高效去除沼液中的氮、磷、重金属、抗生素等物质,而且能同步利用CO_(2)进行光合作用,产生具有生物燃料潜质的微藻生物质,应用前景广阔。该文分析总结了藻菌共生系统的共生机制,概括了其类型,系统解析了其去除沼液污染物的机理,并重点阐述了藻菌共生系统的影响因素,最后讨论和展望了该系统所面临的挑战与未来的发展方向,以期为基于藻菌共生系统的沼液规模化处理及利用提供理论指导。

关键词：沼液环境因素污染物藻菌共生共生机制光生物反应器脱氮除磷藻菌配比

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离子液体在纳米纤维素制备中的应用进展

化工学报 2020年第3期71卷 903-913页

作者：陈蓓秋林春香刘以凡吕源财刘明华福州大学环境与资源学院福建福州350116 齐鲁工业大学制浆造纸科学与技术教育部/山东省重点实验室山东济南250353 福建省农村废弃物绿色循环技术工程研究中心福建福州350116 福建省植物资源高值化利用工程技术研究中心福建福州350116

纳米纤维素因其优异的性能和独特的结构在很多领域都受到了关注,其制备和应用已成为相关领域的研究热点。目前纳米纤维素的制备方法众多,但依然面临着较大的挑战。离子液体因其对木质纤维素优良的溶解性能及可回收性,在纳米纤维素制备... 详细信息

纳米纤维素因其优异的性能和独特的结构在很多领域都受到了关注,其制备和应用已成为相关领域的研究热点。目前纳米纤维素的制备方法众多,但依然面临着较大的挑战。离子液体因其对木质纤维素优良的溶解性能及可回收性,在纳米纤维素制备中展现了较大的潜力。基于此,综述了离子液体在纳米纤维素制备方面的应用进展,重点介绍了离子液体作为预处理手段在纳米纤维素制备方面的应用现状,以及作为溶剂和催化剂直接水解制备纳米纤维素方面的研究进展,并对制备过程中离子液体的回收情况进行了简单概述。

关键词：纳米纤维素纤维素离子液体预处理水解回收

人工湿地去除水产养殖尾水中氮磷的影响因素识别

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生态与农村环境学报 2022年第7期38卷 925-932页

作者：李飞翔岳琛张超月张瑞瑞杨丽阳穆景利黄亚玲福州大学环境与安全工程学院福建福州350108 闽江学院海洋研究院福建福州350108 福建农林大学资源与环境学院福建福州350002

以水产养殖尾水中氮、磷为研究对象,基于4种流态3种类型人工湿地小试系统,探讨水力停留时间、草本盐生植物——海马齿、生物质炭、水流方式、季节和环境因子等因素对总磷、总氮和氨氮去除效果的影响。结果表明,水力停留时间为0~3 d时,... 详细信息

以水产养殖尾水中氮、磷为研究对象,基于4种流态3种类型人工湿地小试系统,探讨水力停留时间、草本盐生植物——海马齿、生物质炭、水流方式、季节和环境因子等因素对总磷、总氮和氨氮去除效果的影响。结果表明,水力停留时间为0~3 d时,水力停留时间越长,氮、磷去除效果越好,且出水电导率和pH逐渐增大;水力停留时间为3 d时,种植海马齿在一定程度上提高了总氮、总磷和氨氮去除率;在以沸石为主的系统中添加生物质炭,系统总氮和氨氮去除率显著提高,但出现磷析出现象;在4种流态中,上行垂直潜流人工湿地系统对氮、磷的去除效果最佳。电导率、溶解氧和pH均分别与总氮和总磷去除率呈显著正相关,且pH与氨氮去除率也呈显著正相关;对于不同季节而言,夏季总氮和总磷去除效率最高,春季氨氮去除效率最高,水温与总氮、总磷和氨氮去除率均呈显著正相关。

关键词：人工湿地养殖尾水氮磷氨氮

基于Gaussian、ECOSAR模型的紫外/次氯酸体系降解含卤阻燃剂的产物预测与毒性评估

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环境化学 2024年第1期43卷 82-91页

作者：卢志磊范勇杰陈洁洁杨婧吴春山孙启元福建师范大学环境科学与工程学院福州350007 福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福州350007 福建省高校城市废物资源化技术与管理工程研究中心福州350007

含卤阻燃剂广泛应用于各类电子产品的生产,难降解且具有生物毒性.在生产和使用过程中,部分含卤阻燃剂会残留在水体并排放到水环境造成累积污染,威胁水环境安全,亟需探寻有效的降解去毒方法.本研究通过Gaussian与ECOSAR模型预测了四氯双... 详细信息

含卤阻燃剂广泛应用于各类电子产品的生产,难降解且具有生物毒性.在生产和使用过程中,部分含卤阻燃剂会残留在水体并排放到水环境造成累积污染,威胁水环境安全,亟需探寻有效的降解去毒方法.本研究通过Gaussian与ECOSAR模型预测了四氯双酚A(TCBPA)、四溴双酚A(TBBPA)、十溴二苯乙烷(DBDPE)等3种典型含卤阻燃剂在紫外/次氯酸(UV/Cl)体系中的光催氧化降解路径与产物毒性.结果表明,UV/Cl体系中的含氯自由基(RCS)与羟基自由基(·OH)易攻击阻燃剂分子结构上键能较低、Fukui指数较高的位点,促使C—Cl键、C—Br键、C—C键等因为受到攻击而断裂,进而降解阻燃剂.同时,利用ECOSAR模型评估发现降解产物的急性毒性LC_(50)-96 h均低于100 mg·L^(-1),佐证了UV/Cl体系对含卤阻燃剂降解的有效性,并降低其环境危害.因此,采用Gaussian计算、ECOSAR模型相结合的分析方法,能够更加便捷地预测阻燃剂降解路径与产物毒性特征,为深入揭示UV/Cl体系光催氧化降解含卤阻燃剂机理提供新思路.

关键词： Gaussian Fukui指数 ECOSAR模型含卤阻燃剂紫外/次氯酸生物毒性

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给水管网生物稳定性研究:现状、挑战与未来

中国给水排水 2023年第10期39卷 1-9页

作者：陈晓晨肖亮陈之歆魏忠庆龚珑聪牛佳徐开钦福州大学环境与安全工程学院、福建省农村废弃物绿色循环技术工程研究中心福建福州350108 福建工程学院生态环境与城市建设学院城镇给排水系统安全与节能工程技术中心福建福州350118 福州水务集团有限公司福建福州350001 日本国立环境研究所资源循环与废弃物研究中心日本

给水管网生物稳定性是指管网中微生物的生长导致饮用水水质在输配过程中发生恶化的潜力。准确、合理地评价给水管网的生物稳定性是保障饮用水水质安全的前提,常用方法包括基于生物稳定性评价指标的预测性评价方法和基于微生物丰度、活... 详细信息

给水管网生物稳定性是指管网中微生物的生长导致饮用水水质在输配过程中发生恶化的潜力。准确、合理地评价给水管网的生物稳定性是保障饮用水水质安全的前提,常用方法包括基于生物稳定性评价指标的预测性评价方法和基于微生物丰度、活性及群落组成的直接评价方法。深入理解给水管网中水力条件、管道特征、营养基质、消毒剂和抗生素耐药性等因素对生物稳定性的影响有助于制定更有效的控制策略。然而,如何通过实际管网取样和生物膜培养反应器获得具有代表性的环境样品以及如何利用现代分子生物学技术获取有用信息是该研究领域面临的主要挑战。基于此,从给水管网生物稳定性研究的现状(评价方法、影响因素、控制策略)出发,对当前研究的主要瓶颈进行讨论,并展望该领域未来的发展趋势与可能的研究方向。

关键词：给水管网生物稳定性饮用水评价方法影响因素控制策略

秋茄和桐花树 HDACs基因家族鉴定及特征分析

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森林与环境学报 2022年第2期42卷 184-192页

作者：肖琳乐易迅孙维红张培兰邹双全福建农林大学林学院福建福州350002 自然生物资源保育利用福建省高校工程技术研究中心福建福州350002

组蛋白去乙酰化酶(HDACs)能积极响应多种非生物胁迫,为了解红树植物秋茄(Kandelia candel)和桐花树(Aegiceras corniculatum)HDACs基因是否参与非生物胁迫,对秋茄和桐花树进行了HDACs全基因组鉴定和进化分析。结果表明,秋茄和桐花树中... 详细信息

组蛋白去乙酰化酶(HDACs)能积极响应多种非生物胁迫,为了解红树植物秋茄(Kandelia candel)和桐花树(Aegiceras corniculatum)HDACs基因是否参与非生物胁迫,对秋茄和桐花树进行了HDACs全基因组鉴定和进化分析。结果表明,秋茄和桐花树中分别鉴定出13和11个HDACs家族成员,分为RPD3/HDA1、SIR2和HD2共3个亚家族,每个亚家族都具有相似的基因结构和保守的结构域。染色体定位分析发现,秋茄和桐花树HDACs进化均以纯化选择为主。启动子分析发现,秋茄和桐花树HDACs具有多种类型顺式作用元件,其中以激素和光响应相关的元件为主。对无规则卷曲占比高达65%的HD2亚家族进行序列比对发现,其序列N端都缺少保守五肽基序(MEFWG)保守区域,且多被酸性或碱性氨基酸包围。表达量分析结果表明,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)HD2亚家族聚类紧密的KcHDT2和AcoHDT1基因在根和果实中高表达,而HD2基因多是参与植物调控耐盐、缺氧及抗强光等胁迫过程的基因。综合分析可知,秋茄和桐花树HDACs家族成员在结构及功能上兼具保守性和特异性,HD2亚家族成员在响应非生物胁迫方面具有潜在功能。

关键词：红树植物秋茄桐花树组蛋白去乙酰化酶全基因组鉴定系统进化分析生物信息学

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废弃花生油制备塑料脱墨剂及其性能研究

中国粮油学报 2021年第10期36卷 104-109页

作者：王敏卢雅楠华洁林春香蒋四军刘以凡刘明华福州大学环境与资源学院福州350116 石狮市星港塑胶包装有限公司石狮362700 福建省农村废弃物绿色循环技术工程研究中心福州350116 福建省植物资源高值化利用工程技术研究中心福州350116

塑料表面上的印刷油墨会大大降低再生塑料制品的品质,以废弃油脂为原料制备塑料脱墨剂具有较大的经济效益及环境效益。以废弃花生油(DO)、环氧氯丙烷(EPIC)以及三甲胺水溶液(TMA)为原料,通过开环酯化以及季胺化反应合成氯化脂肪酸丙醇... 详细信息

塑料表面上的印刷油墨会大大降低再生塑料制品的品质,以废弃油脂为原料制备塑料脱墨剂具有较大的经济效益及环境效益。以废弃花生油(DO)、环氧氯丙烷(EPIC)以及三甲胺水溶液(TMA)为原料,通过开环酯化以及季胺化反应合成氯化脂肪酸丙醇三甲铵表面活性剂(DOAA),制备塑料脱墨剂;对制备DOAA的合成条件进行优化,并采用FTIR、Zeta电位对DOAA的结构和性能进行表征。将改性花生油脱墨剂DOAA用于塑料表面油墨的脱除,研究脱墨过程中外界条件对脱墨效果的影响;同时通过能谱分析(EDS)及原子力显微镜(AFM)考察脱墨前后塑料表面的变化。与常规油墨脱墨剂相比,DOAA显示出更好的脱墨效果及更宽的pH值适用范围。

关键词：废弃花生油表面活性剂塑料脱墨

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杉木不同形态特征对水力结构的影响

森林与环境学报 2023年第1期43卷 17-25页

作者：郑茹萍张马啸吴亚岚周丽丽林思祖李树斌福建农林大学林学院福建福州350002 国家林业和草原局杉木工程技术研究中心福建福州350002 福建农林大学资源与环境学院福建福州350002 福州大学环境与安全工程学院福建福州350108 闽江学院地理与海洋学院福建福州350108

水力结构是植物长期进化过程中所形成的不同形态结构和水分运输策略。以我国南方重要的商品林树种杉木为研究对象,开展不同分枝级、冠层高度及分枝方向的水力结构特征研究。结果表明:杉木水力结构参数变化具有明显的等级效应,导水率和... 详细信息

水力结构是植物长期进化过程中所形成的不同形态结构和水分运输策略。以我国南方重要的商品林树种杉木为研究对象,开展不同分枝级、冠层高度及分枝方向的水力结构特征研究。结果表明:杉木水力结构参数变化具有明显的等级效应,导水率和比导率表现为主茎>1级侧枝>2级侧枝,叶比导率和胡伯尔值表现为1级侧枝>2级侧枝。不同分枝级的水力结构参数受冠层高度的影响明显,主茎的导水率和比导率随冠层高度增加而显著下降,主茎的胡伯尔值则随冠层高度增加而显著升高,1、2级侧枝的导水率和比导率表现为中部冠层最高,1级侧枝的叶比导率随冠层高度的增加而显著下降,2级侧枝的叶比导率表现为中部冠层最高。在不同分枝方向中,1、2级侧枝的导水率、比导率和叶比导率总体表现为南向、西向高于北向和东向。相关分析表明,不同分枝级的导水率与总直径、边材横截面积、叶干重呈极显著正相关(P<0.01),主茎的比导率与上述指标显著正相关(P<0.05),1、2级侧枝的比导率与上述指标呈负相关关系。可见,杉木高级别的枝条直径越小、水分输导能力越差,这种水力等级效应有利于杉木在遭受干旱胁迫时牺牲劣势枝条而优先保障优势枝条的水分供给,是杉木长期进化过程中适应干旱逆境的重要生存策略。

关键词：杉木水力结构冠层高度分枝级分枝方向