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纳米纤维素-聚乙烯亚胺-聚吡咯复合气凝胶对Cr(VI)的光催化还原及循环吸附

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复合材料学报 2024年第6期41卷 3032-3041页

作者：杨明琰蔡晓丹陈欣玥安琳玉邢建宇长安大学水利与环境学院西安710054 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室西安710054 水利部旱区生态水文与水安全重点实验室西安710054

吸附与光催化还原相结合可以在光照条件下将Cr(VI)还原成低毒性的Cr(III)并固定在吸附材料中,是一种很有前景的铬污染治理方法。本文以纳米纤维素-聚乙烯亚胺气凝胶(CPA)为骨架,通过吡咯原位氧化聚合制得纳米纤维素-聚乙烯亚胺-聚吡咯(C... 详细信息

吸附与光催化还原相结合可以在光照条件下将Cr(VI)还原成低毒性的Cr(III)并固定在吸附材料中,是一种很有前景的铬污染治理方法。本文以纳米纤维素-聚乙烯亚胺气凝胶(CPA)为骨架,通过吡咯原位氧化聚合制得纳米纤维素-聚乙烯亚胺-聚吡咯(CPP-F)光敏感复合气凝胶。采用SEM、FTIR、UV-vis、XPS对气凝胶进行表征。通过黑暗及光照条件的对比,研究了CPP-F复合气凝胶对Cr(VI)的吸附、光催化原位还原及循环吸附性能,并对其循环吸附机制进行了分析。结果表明:CPP-F为黑色、结构均匀稳定的多孔气凝胶,在紫外、可见光和近红外区域均有较强的光吸收。负载Cr(VI)的CPP-F经光照处理后,Cr(III)含量由黑暗条件下29.76wt%上升至72.33wt%,其还原率是黑暗条件下的2.43倍,表明聚吡咯(PPy)具有优异的光催化性能,光照处理可促进Cr(VI)的原位还原。经过6次循环吸附,光照处理下CPP-F对Cr(VI)的循环吸附量比黑暗处理高64.97%,其原因可能是光催化还原产生的Cr(III)为Cr(VI)提供了新的吸附位点,促进了Cr(VI)的循环吸附。吸附-光催化还原-循环吸附相结合的方法比单一吸附法更具优势,在Cr(VI)污染治理方面有很大的应用潜力。

关键词：光催化纳米纤维素气凝胶聚吡咯 Cr(VI) 光还原循环吸附

冬季积雪变化背景下AM真菌对荒漠土壤胞外酶活性的影响(9)

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土壤学报 2024年

作者：薛晖杨榕秦文昊董倩倩计占权贾阳阳新疆大学生态与环境学院绿洲生态教育部重点实验室

土壤胞外酶作为土壤生物化学反应的催化剂，直接驱动了土壤物质循环和能量流动过程，土壤胞外酶活性对冬季积雪变化响应敏感，对于缺水且养分贫瘠的荒漠生态系统养分循环过程影响显著。为研究暖湿趋势下古尔班通古特沙漠冬季积雪变化和... 详细信息

土壤胞外酶作为土壤生物化学反应的催化剂，直接驱动了土壤物质循环和能量流动过程，土壤胞外酶活性对冬季积雪变化响应敏感，对于缺水且养分贫瘠的荒漠生态系统养分循环过程影响显著。为研究暖湿趋势下古尔班通古特沙漠冬季积雪变化和丛枝菌根（Arbuscular mycorrhiza, AM）真菌对土壤酶活性的影响，设置冬季积雪变化和原位抑制AM真菌活性的双因素长期定位试验，采用裂区随机区组试验设计，主区为对照（增水40 mm,W）和AM抑制处理（增水40 mm同时添加苯菌灵，BW），副区为积雪增加100%(+S)、自然降雪（CK）和积雪减少100%(-S)。分土层采集土壤样品，测定不同处理下土壤理化性质及土壤碳、氮和磷循环相关酶活性，分析冬季积雪变化背景下AM真菌对荒漠土壤酶活性和微生物代谢限制的影响。结果表明:（1）AM真菌提高了植物地上部净初级生产力；降低土壤中速效磷和铵态氮含量，增加有机碳含量；在积雪增加和自然降雪基础上，AM真菌降低了土壤中与碳、氮和磷循环相关的酶活性；积雪减少基础上，AM真菌增加了碳和氮循环相关酶活性。（2）通过矢量分析得出，荒漠土壤微生物活性受土壤碳和磷的限制，在积雪增加和自然降雪基础上，AM真菌降低了土壤中微生物碳限制，在积雪减少基础上，AM真菌对土壤微生物碳和磷限制影响无一致性规律。综上所述，冬季积雪变化背景下，AM真菌对促进荒漠土壤速效磷和铵态氮吸收，提高土壤碳和氮循环相关酶活性，缓解土壤微生物碳限制等方面均起到重要作用。

关键词：冬季积雪变化丛植菌根真菌土壤胞外酶酶化学计量学

电纺BiOCl@UiO-66-NH_(2)@TSPAN纳米纤维可见光催化还原Cr(Ⅵ)

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中国环境科学 2024年第3期44卷 1366-1375页

作者：周美梅向婉婷王鹏博朱雪梅邹伟何家慧罗平平长安大学水利与环境学院陕西西安710054 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室水利部旱区生态水文与水安全重点实验室陕西西安710054

为改善UiO-66-NH_(2)的光催化活性,以热氧化稳定处理的电纺聚丙烯腈(TSPAN)纳米纤维为载体,通过溶剂热法原位负载UiO-66-NH_(2)和Bi OCl晶体,设计构筑了柔性BiOCl@UiO-66-NH_(2)@TSPAN复合纳米纤维,并考察了其可见光催化还原Cr(VI)的性... 详细信息

为改善UiO-66-NH_(2)的光催化活性,以热氧化稳定处理的电纺聚丙烯腈(TSPAN)纳米纤维为载体,通过溶剂热法原位负载UiO-66-NH_(2)和Bi OCl晶体,设计构筑了柔性BiOCl@UiO-66-NH_(2)@TSPAN复合纳米纤维,并考察了其可见光催化还原Cr(VI)的性能.结果表明,UiO-66-NH_(2)和BiOCl可先后均匀负载于TSPAN纤维表面,且由于BiOCl的引入,形成了BiOCl/UiO-66-NH_(2)异质结构,提高了材料的可见光响应性,降低了光生电子空穴对的复合率,对Cr(VI)表现出增强的可见光驱动光催化还原活性,在120min内还原率达到100%,5次循环后,保持良好的稳定性,对Cr(VI)的光催化还原效率仍在90%以上.此外,该复合材料具有柔韧性,可以快速方便地从反应溶液中分离.

关键词：静电纺丝光催化六价铬金属有机框架物氯氧化铋

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东天山北坡雪岭云杉种群结构动态的海拔格局

生态学报 2024年第12期44卷 5389-5398页

作者：何佳宁宁才文张闻涛玉米提·哈力克沈泽昊新疆大学生态与环境学院绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830017 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

雪岭云杉(Picea schrenkiana)是天山特有树种,也是天山森林优势种;研究其种群结构动态的海拔梯度变化有助于保护、管理这一重要的森林资源。本研究以东天山北坡江布拉克景区的雪岭云杉种群为研究对象,利用便携式背包雷达(LiBackpack)扫... 详细信息

雪岭云杉(Picea schrenkiana)是天山特有树种,也是天山森林优势种;研究其种群结构动态的海拔梯度变化有助于保护、管理这一重要的森林资源。本研究以东天山北坡江布拉克景区的雪岭云杉种群为研究对象,利用便携式背包雷达(LiBackpack)扫描与手测验证相结合的方法,在1800—2600 m的海拔梯度上设置了27个30 m×30 m(共24300 m^(2))的样方进行调查测量,基于树木胸径数据,制作了雪岭云杉的静态生命表和存活曲线,计算其种群数量动态变化指数和时间序列预测模型,分析不同海拔高度雪岭云杉种群结构动态特征。结果表明:1)整体来看,江布拉克景区雪岭云杉种群结构现状良好,但幼苗(DBH<5 cm)储备明显不足。低、高海拔雪岭云杉种群径级结构表现为“倒J型”,中海拔段为“稳定型”。雪岭云杉种群在不同海拔高度存在幼龄树死亡率高的共性。2)中海拔雪岭云杉种群动态变化指数最低;低海拔种群危险率最低;表明中海拔树木存活能力最强,雪岭云杉种群在中海拔生长状况最好。3)时间序列预测模型表明,研究区雪岭云杉种群未来动态更新趋势良好,未来2、4、6、8径级时,低海拔段Ⅱ—Ⅶ径级、高海拔段Ⅱ、Ⅳ—Ⅷ径级个体数量呈现增加的趋势;中海拔不同径级个体数量变化较小。建议对低、高海拔雪岭云杉种群个体采取抚育、间伐措施,中海拔砍伐过多的区域应移栽原生苗而促进雪岭云杉种群发育更新;同时加大管理力度,减少人为干扰。

关键词：雪岭云杉海拔梯度径级结构便携式背包雷达保护策略

聚吡咯/壳聚糖-海藻酸钠复合微球的制备及其药物缓释性能

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复合材料学报 2024年第7期41卷 3756-3763页

作者：李莎张新浩贾睿罗钰邢建宇长安大学水利与环境学院西安710054 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室西安710054 长安大学水利部旱区生态水文与水安全重点实验室西安710054

开发新型药物控释复合材料在医药、农业等领域具有重要意义。以壳聚糖和海藻酸钠(CS-Alg)凝胶网络为载体,使用原位氧化法将聚吡咯(PPy)引入其中,制备出PPy/CS-Alg复合缓释材料。通过SEM、FTIR、XPS、UV-vis-NIR对其微观结构、结构组成... 详细信息

开发新型药物控释复合材料在医药、农业等领域具有重要意义。以壳聚糖和海藻酸钠(CS-Alg)凝胶网络为载体,使用原位氧化法将聚吡咯(PPy)引入其中,制备出PPy/CS-Alg复合缓释材料。通过SEM、FTIR、XPS、UV-vis-NIR对其微观结构、结构组成、光热转换性能进行了研究,并以吲哚丁酸(IBA)为模型药物分子,研究了其缓释性能。结果表明:PPy/CS-Alg微球的多孔微观形貌有利于IBA的装载和释放,原位氧化形成的氧化态PPy在CS-Alg凝胶网络可缓慢还原,并从带正电状态变为不带电状态,该种带电状态的改变,可促使IBA从PPy/CS-Alg微球的凝胶网络中缓慢释放,长效释放率可达到56.12%。另外基于PPy的光热效应,模拟太阳光照射下PPy/CS-Alg微球的温度可从26℃最高上升到39℃,这有利于在微球内部到外部形成温度梯度,进一步增强IBA的缓释能力。以PPy的缓慢还原和光热效应开发的植物生长素IBA控释材料在农业领域具有广阔的应用前景。

关键词：复合凝胶微球聚吡咯吲哚丁酸光热效应药物释放

改性羟基磷灰石/混酸氧化多壁碳纳米管的制备及应用

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复合材料学报 2024年第2期41卷 735-747页

作者：何迎迎王瑞雪周渊樊林奎窦妍长安大学水利与环境学院西安710054 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室西安710054 长安大学水利部旱区生态水文与水安全重点实验室西安710054

开发高分散性及吸附性能良好的纳米复合材料对水体中重金属离子的去除具有重要的意义。以混酸氧化多壁碳纳米管(AO-MWCNTs)为基体,引入羟基磷灰石(HAP),通过微波/光波组合加热辅助化学沉淀法分步制备氟碳掺杂的羟基磷灰石(FCHAP),并将... 详细信息

开发高分散性及吸附性能良好的纳米复合材料对水体中重金属离子的去除具有重要的意义。以混酸氧化多壁碳纳米管(AO-MWCNTs)为基体,引入羟基磷灰石(HAP),通过微波/光波组合加热辅助化学沉淀法分步制备氟碳掺杂的羟基磷灰石(FCHAP),并将其负载到AO-MWCNTs上,合成FCH/AO-MWCNTs复合材料。将制备材料在含Mn(Ⅱ)废水中进行去除效果实验,结果表明,FCH/AO-MWCNTs对Mn(Ⅱ)的理论最大吸附量为317.5 mg/g,高于AO-MWCNTs及各制备中间体。结合材料的SEM-EDS、FTIR、XPS、Zeta、BET等表征结果推测,新材料FCH/AO-MWCNTs形成更丰富的孔隙结构及吸附位点,且其分散性及稳定性能表现优异,同时新材料在去除其他重金属及再生利用方面也具有一定的应用前景。

关键词：多壁碳纳米管羟基磷灰石复合纳米材料含Mn(Ⅱ)废水吸附性能

关中平原城市群土地利用变化对碳储量时空格局的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第4期32卷 592-604页

作者：温芮高燕燕吴志豪钱会长安大学水利与环境学院/旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室/水利部旱区生态水文与水安全重点实验室西安710064

生态系统碳储量的变化与土地利用的格局关系紧密,研究碳储量的变化对实现“双碳”目标具有重要意义。关中平原城市群是西部地区第二大城市群,国家战略的实施影响着土地利用类型,进而影响碳储量的时空分布。本文通过集成InVEST模型与PLU... 详细信息

生态系统碳储量的变化与土地利用的格局关系紧密,研究碳储量的变化对实现“双碳”目标具有重要意义。关中平原城市群是西部地区第二大城市群,国家战略的实施影响着土地利用类型,进而影响碳储量的时空分布。本文通过集成InVEST模型与PLUS模型,解析2000—2020年关中平原城市群土地利用类型和碳储量的时空演化特征,预测在自然增长、生态保护和经济发展3种情景下,2030年关中平原城市群土地利用和碳储量的变化。结果表明:1)2000—2020年关中平原城市群主要土地利用类型为耕地和林地,草地向耕地和林地转换以及耕地向建设用地转换是研究区土地利用类型转换的主要方式。2)2030年关中平原城市群在3种情景下,耕地面积均呈减少趋势。在自然增长、经济发展情景下,林地和草地面积呈减少趋势,建设用地存在显著式外延扩张;在生态保护情景下,林地和草地面积呈上升趋势,建设用地面积略有下降。3)2000—2020年,导致碳储量降低的主要原因是林地和草地面积的萎缩,碳储量累计减少7.02×10^(6)t。4)2030年在自然增长和经济发展情景下,关中平原地区建设用地和耕地扩张明显,碳储量明显降低;生态保护情景下建设用地扩张面积相对较小,在中部和东北部地区碳储量并无明显减小现象,总体碳储量呈散落增加。研究结果可为关中平原城市群未来的城市规划、国土空间管理提供科学依据。未来关中平原城市群可在生态保护情景的基础上进一步发展,在保护生态的同时限制建设用地的扩张。

关键词：土地利用变化碳储量关中平原城市群 InVEST模型 PLUS模型

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增温对长白山苔原三种植物群落组成的影响

生态学杂志 2024年

作者：古永凤韩莹莹靳英华许嘉巍张慧慧长白山地理过程与生态安全教育部重点实验室东北师范大学地理科学学院

苔原是全球气候变化的敏感和脆弱区。在长白山苔原采用开顶式增温箱模拟增温，研究小叶章不同入侵程度植物群落对增温的响应差异，探究在全球增温背景下苔原植物群落组成的变化。研究表明：（1）增温箱内生长季气温平均增高2.1 ℃，可... 详细信息

苔原是全球气候变化的敏感和脆弱区。在长白山苔原采用开顶式增温箱模拟增温，研究小叶章不同入侵程度植物群落对增温的响应差异，探究在全球增温背景下苔原植物群落组成的变化。研究表明：（1）增温箱内生长季气温平均增高2.1 ℃，可模拟未来百年的增温幅度；不同植物群落土壤增温不同，在生长季，牛皮杜鹃-笃斯越橘群落、牛皮杜鹃-小叶章群落和小叶章-牛皮杜鹃群落土壤表层温度分别增高了2.13、1.00和1.06 ℃，原生植物群落土壤增温显著，群落组成变化能有效抑制土壤增温、降低增温的生态作用。（2）经过3年增温实验，植物群落组成发生变化，在3种群落中小叶章的重要值均增加，其中牛皮杜鹃-小叶章群落和小叶章-牛皮杜鹃群落显著增加；牛皮杜鹃的重要值均降低，其中牛皮杜鹃-小叶章群落和牛皮杜鹃-笃斯越橘群落中显著降低；增温抑制了原生植被，有利于且强化小叶章的入侵。增温对小叶章入侵定植作用小，对小叶章的生长和扩张促进作用大。在发生生物入侵的条件下，增温对植被变化作用更为显著。（3）3种植物群落的Simpson指数、Shannon指数、Pielou指数均降低，物种多样性下降，其中小叶章-牛皮杜鹃群落降低幅度最大，增温将导致高山苔原群落生物多样性下降。

关键词：模拟增温长白山苔原植物群落组成生物多样性

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沙漠腹地达里雅布依绿洲胡杨林健康评价

浙江农林大学学报 2024年

作者：崔传登师庆东李想史浩伯万彦博李鼎浩新疆大学生态与环境学院新疆大学绿洲生态教育部省部共建重点实验室

【目的】胡杨Populus euphratica林的普遍退化严重威胁着干旱区绿洲的生态安全，因此，摸清胡杨林的健康状况，对胡杨林的可持续经营具有重要意义。【方法】以沙漠腹地达里雅布依绿洲胡杨林为研究对象，在对区域内68个典型样地进行野外... 详细信息

【目的】胡杨Populus euphratica林的普遍退化严重威胁着干旱区绿洲的生态安全，因此，摸清胡杨林的健康状况，对胡杨林的可持续经营具有重要意义。【方法】以沙漠腹地达里雅布依绿洲胡杨林为研究对象，在对区域内68个典型样地进行野外调查的基础上，从森林生产力、森林群落结构和生境因子指标等方面选取了17项指标，运用主成分分析和聚类分析法，构建适用于该区域胡杨林的健康评价指标体系和模型，计算森林健康指数，综合评价该地区胡杨林的健康状况。【结果】(1)达里雅布依绿洲胡杨林整体森林健康状况较差，有29.4%处于不健康状态，33.8%处于中健康状态，30.9%处于亚健康状态，5.9%处于健康状态。地下水埋深、全氮、郁闭度、Simpson指数以及Shannon-Wiener指数是影响森林健康程度的主要因子。(2)达里雅布依绿洲胡杨林中，深地下水埋深森林健康指数显著低于浅地下水埋深和中地下水埋深(P中地下水埋深(0.45)>深地下水埋深(0)。(3)在达里雅布依绿洲不同区域胡杨林中，北部胡杨林的森林健康指数显著低于中部和南部，显示出较低的健康水平，南部森林健康水平相对较高。从北部、中部到南部，森林健康指数总体呈现逐渐上升的趋势，各区域森林健康指数：南部(0.61)>中部(0.58)>北部(-0.01)。【结论】达里雅布依绿洲整体胡杨林健康水平较差，地下水位越浅，胡杨健康指数就越高，不同区域中，从南部、中部到北部胡杨林健康指数呈现降低趋势。图2表3参29

关键词：森林健康评价胡杨林达里雅布依绿洲主成分分析