本科实验教学中大型仪器设备的应用实践

如何充分发挥大型仪器设备在本科实验教学中的作用是高校本科实验教学工作的重要研究课题。结合华南师范大学环境科学与工程实验教学示范中心近年来的探索与实践,从提高大型仪器设备的教学比重、强化仪器操作培训、募集大型仪器设备的购置及维修资金和提高实验技术人员的综合素质等几个方面对提高大型仪器设备在本科实验教学中的应用进行了阐述。

椰壳基活性炭负载过渡金属催化臭氧氧化降解对氯苯甲酸

以椰壳基活性炭(AC)负载过渡金属制备催化剂,考察了该催化剂催化臭氧氧化对氯苯甲酸(p-CBA)的性能。当Ni(NO3)2浓度为0.050mol/L、臭氧加入量为50mg/h时,制备的Ni/AC催化剂催化臭氧氧化p-CBA的效果最佳,反应30min时,p-CBA被完全去除。Ni/AC催化剂重复使用6次后仍具有较好的活性,p-CBA去除率为99%,TOC去除率为90%～94%。这表明Ni/AC催化剂具有较高的稳定性。

环境科学与工程实验教学示范中心建设实践

华南师范大学环境科学与工程实验中心在省级实验教学示范中心的建设中,完善了实验教学体系,优化了师资队伍,对实验教学平台进行了优化升级、资源共享和共建,对实验中心的运行机制与管理制度建设进行了探索与实践。提出了实验教学示范中心在数字信息化建设、网络实验教学等方面建设的思路。

活性炭催化臭氧氧化水中诺氟沙星

以椰壳基活性炭为催化剂,采用催化臭氧氧化工艺降解诺氟沙星(NF),优化了工艺条件,评价了催化活性,并对反应机理进行了探讨。实验结果表明:活性炭催化臭氧氧化工艺的优化条件为臭氧通量80 mg/h、初始NF质量浓度15.0 mg/L、反应温度25℃、初始NF溶液p H 5.0;在该优化条件下反应60 min时,TOC去除率达51.5%,较单独臭氧氧化的32.5%和单独活性炭吸附的11.5%有明显改善;在活性炭催化臭氧氧化工艺中臭氧氧化与活性炭吸附之间存在一定的协同作用,活性炭具有较好的催化活性;活性炭催化臭氧氧化工艺对NF的去除主要是基于臭氧的直接氧化作用。

活性炭及其负载活性组分催化臭氧氧化机理

催化臭氧氧化技术是一种有前景的高级氧化技术,经过几十年的发展,该领域研究的热点已由催化剂的活性评价逐渐转为机理研究。文章对活性炭及其负载活性组分催化臭氧氧化的机理进行介绍,指出其存在的问题并展望了今后的研究方向。

环境学科实验室建设与管理的建议

文章从几个方面阐述了高等院校环境学科实验室的建设与管理,提出了在实验课程设置、实验室的管理、设备的管理、实验室的发展等方面的一些建议。

天然水体主要本底成分对催化臭氧氧化草酸的影响

采用浸渍法制备了Fe_2O_3负载活性炭(Fe_2O_3/AC)催化剂,考察了Fe_2O_3/AC催化臭氧氧化草酸的活性以及天然水体主要本底成分对Fe_2O_3/AC催化臭氧氧化草酸的影响.结果表明,臭氧氧化草酸过程中Fe_2O_3/AC显示了良好的催化活性,草酸的去除主要基于催化贡献.HCO_3^-、CO_3^(2-)及腐殖酸对Fe_2O_3/AC催化臭氧氧化草酸均有抑制作用.加入HCO_3^-和CO_3^(2-)使催化臭氧氧化草酸体系pH升高,进而降低Fe_2O_3/AC催化臭氧氧化草酸的活性.此外,HCO_3^-和CO_3^(2-)也是羟基自由基抑制剂,HCO_3^-、CO_3^(2-)对草酸去除的抑制作用从侧面验证了Fe_2O_3/AC催化臭氧氧化草酸遵循羟基自由基机理.腐殖酸加入体系后,与草酸形成竞争吸附和竞争氧化,从而抑制草酸的降解.

pep_pattern．Pl，搜索蛋白质序列模体的Perl脚本

用Perl语言编写了一个pep_pattern．pl脚本，可从一组相关序列中搜索非常相似的序列片段，通过匹配所有可能的氨基酸片段的排列，统计每个匹配模体在序列中的出现频率和位置，搜索蛋白质序列中的2～4个多肽的模体。

活性炭负载铈催化剂的制备及其催化性能

采用浸渍法以活性炭(AC)为载体负载CeO2制备了Ce/AC催化剂,考察了AC材质和Ce负载量(Ce与AC的质量比,下同)对Ce/AC催化剂催化臭氧氧化邻苯二甲酸二甲酯(DMP)效果的影响。实验结果表明,以椰壳AC为载体的催化剂催化性能好,Ce的最佳负载量为0.2%。Ce/AC催化剂催化臭氧氧化DMP60min后,DMP去除率达99%,TOC去除率达68%;Ce/AC催化剂催化臭氧氧化对氯苯甲酸(p-CBA)60min后,p-CBA去除率达94%,TOC去除率达64%,均明显好于以AC为催化剂催化臭氧氧化和单独臭氧氧化效果。吸附动态实验结果表明,Ce/AC催化剂具有较好的稳定性,反应780min后DMP去除率稳定在71%左右。

AC/O_3-BAC工艺处理珠江原水的初步研究

通过实验考察了活性炭(AC)催化臭氧氧化-生物活性炭(BAC)组合工艺处理珠江原水的净水效能,并与臭氧-活性炭工艺(O3-BAC)进行了比较.结果表明,AC/O3-BAC组合工艺对TOC、UV254、氨氮等指标均具有较好的去除效率,优化参数为:臭氧投加量50mg/h、曝气量200L/min、氧化时间15min.在试验条件下AC/O3-BAC对TOC和CODMn的平均去除率为28.5%和50.3%,较BAC工艺分别提高16.0%和34.8%,较O3-BAC工艺分别提高4.9%和5.9%.组合工艺对有机污染物的去除具有协同效应,有利于将大分子的有机物氧化为小分子的有机物,提高出水的可生化性,从而有利于后续的BAC对有机污染物的去除.

ChooseMaterials.pl,控制变量挑选实验材料的perl脚本

用Perl语言编写了一个脚本—ChooseMaterials.pl,通过计算两个材料特定某几列数据之间增加或减少的百分数水平,达到控制变量突出关键因子的作用,方便生物学工作者选取材料,做进一步的实验或分析。

环境监测综合设计性实验的探索与实践

环境监测实验是环境监测教学体系中相当重要的组成部分,介绍了环境监测综合设计性实验的教学内容和方式,在环境监测理论知识和实验课程的基础上,增加综合设计性实验,以开放式实践教学的形式,要求学生针对大学城周围珠江河道功能用水类型,运用《环境监测》课程理论知识,制定和实施水道径流污染物污染监测方案,开展研究工作。学生在教师的指导下独立完成实验设计及实验开展,激发学生参加实践的积极性,从而提高学生实践能力和创新能力。

铁路10kv供电系统接地短路故障分析和对策

文章主要分析铁路10kv供电系统接地短路故障发生成因,并根据工作实践,对这些故障的成因及防范措施作一系统分析。

石油焦制备活性炭并负载Ni催化臭氧氧化p-CBA

考察了石油焦、石油焦制备的活性炭(AC)及其负载Ni所制备的Ni/AC催化臭氧氧化对氯苯甲酸(p-CBA)的效果。结果表明,石油焦的加入对臭氧氧化降解p-CBA的效果没有明显改善,但有利于臭氧对p-CBA的矿化;采用水洗预处理石油焦制备的活性炭对TOC的去除效果比采用酸洗预处理方法的要好;采用石油焦制备活性炭后负载Ni所得的Ni/AC催化剂催化臭氧氧化p-CBA(初始浓度为10mg/L),反应60min后,对p-CBA的去除率达100%,对TOC的去除率达60%。

Fe-Mn-MCM-41分子筛催化臭氧氧化控制含溴水中溴酸盐的生成

采用水热法合成铁、锰双金属掺杂MCM-41(Fe-Mn-MCM-41),并将其用于控制催化臭氧氧化含溴水体中溴酸盐的生成,研究了初始pH、叔丁醇(TBA)、磷酸盐等对溴酸盐抑制效果的影响.结果表明:当溶液初始pH为5.0~9.0时,溴酸盐生成量随pH的升高而增加,pH=5.0时催化剂对溴酸盐的抑制率达到85.9%.TBA的加入使单独臭氧氧化与催化臭氧氧化体系中溴酸盐的生成量明显降低,当加入0.1mmol/LTBA后,溴酸盐分别减少67.7%和81.1%.磷酸盐的加入(1、5、10mg/L)会降低溴酸盐的生成量,当加入1mg/L磷酸盐时,单独臭氧氧化与催化臭氧氧化体系中溴酸盐的抑制率分别达到29.6%和82.5%.此外,还研究了体系中生成的HOBr与H2O2的浓度,结果表明:单独臭氧氧化体系中次溴酸的浓度高于催化臭氧氧化过程,说明催化臭氧氧化过程是通过阻止Br-氧化生成HOBr/OBr-抑制溴酸盐的生成;Fe-Mn-MCM-41/O3中的H2O2浓度高于O3过程,而H2O2是一种溴酸盐抑制物,证明了催化剂的加入可以提高对溴酸盐的抑制率.因此,Fe-Mn-MCM-41是一种可用于控制含溴水体中溴酸盐生成的臭氧氧化催化剂.

铈负载SBA-15分子筛催化臭氧氧化水中环丙沙星

通过水热法合成纯硅介孔分子筛SBA-15,并采用等体积浸渍法制备Ce负载SBA-15分子筛催化剂(Ce/SBA-15),将其应用于催化臭氧氧化环丙沙星(CIP).小角X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)表征结果表明,Ce/SBA-15保持了纯硅SBA-15有序的介孔结构.Ce/SBA-15催化臭氧氧化环丙沙星(CIP)结果显示,催化剂有良好的活性,对环丙沙星的矿化率为63.3%,比单独臭氧氧化高出22.9%;随着铈负载量增加,催化剂活性呈现先增大后减小趋势,负载量为2%时催化效果最佳;TOC去除率随着反应温度增加而提高;溶液初始pH对反应有显著的影响,pH=5.01时TOC去除率最大.以水杨酸作为羟基自由基(·OH)捕获剂,用比色法测定·OH产量为0.0072 mmol·L^(-1).溶液中投加1 mmol·L^(-1)磷酸根时,催化臭氧氧化中TOC去除率降低了25.8%,催化效果受到明显抑制,表明·OH的生成发生在Ce/SBA-15表面.

钴负载MCM-41分子筛催化臭氧氧化水中氯代苯甲酸

通过水热法合成介孔分子筛MCM-41,采用等体积浸渍法制备了Co负载MCM-41分子筛催化剂(Co/MCM-41).小角X-射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、N2吸附-脱附等温线及透射电镜(TEM)等对催化剂的成分、结构的表征结果显示,Co/MCM-41保持了纯硅MCM-41有序的介孔结构,钴元素以钴氧化物形式存在,比表面达到772 m.2g-1.将Co/MCM-41分子筛用于催化臭氧氧化水中对氯苯甲酸(p-CBA)的研究,结果表明,在优化条件下(2%负载量和25℃反应温度),催化剂的加入显著改善了TOC去除率,达到84.6%,是单独臭氧氧化的1.6倍.

Ce-MCM-41分子筛用于臭氧氧化对氯苯甲酸的活性评价

通过水热法合成了铈掺杂MCM-41(Ce-MCM-41)介孔分子筛,并将其用于臭氧氧化水中对氯苯甲酸(p-CBA).小角X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附(BET)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、透射电镜(TEM)表征结果表明,铈成功进入MCM-41分子筛骨架,以正四面体形式存在,且Ce-MCM-41保持了纯硅MCM-41有序的介孔结构,具有较高的比表面积;铈的掺杂显著提高MCM-41催化臭氧氧化对氯苯甲酸的活性,反应60 min后,TOC去除率由MCM-41的63%提高到86%(Si/Ce=60),而单独臭氧氧化仅为52%;铈的溶出仅为0.085 mg.L-1,较同样负载量的铈负载Ce/MCM-41的溶出(0.44 mg.L-1)有较大减少.催化剂重复使用3次后仍保持较高的活性,这表明Ce-MCM-41具有较好的活性和稳定性,是一种有前景的臭氧氧化催化剂.

基于WGCNA的谷子苗期冷胁迫应答基因网络构建与核心因子发掘

研究植物响应低温胁迫的分子基础及选育与种植耐冷作物品种对于保障粮食安全具有重要的现实意义,但目前谷子(Setaria italica)耐冷相关研究比较匮乏。为深入研究谷子苗期响应低温胁迫的分子机制,利用谷子33份不同发育阶段和不同冷处理时间的RNA-Seq数据,筛选获得32017个高表达基因并构建基因表达矩阵。利用R软件的WGCNA包构建共表达网络,进一步将网络划分为44个模块,发现谷子冷胁迫应答基因分布于多个模块中。选取包含冷胁迫基因数目排名前3的模块进一步分析,对预测到的靶基因进行GO富集分析,并对此3个模块进行基因调控网络的构建及核心基因注释,发现大多候选基因与非生物胁迫响应相关。以上结果为谷子抗逆研究提供了新思路,发掘的冷胁迫关键基因为谷子耐冷新品种选育提供了基因资源。

NiO-FeS纳米复合材料的电沉积与电催化水分解性能

采用电沉积法在镍网(NF)基底上原位合成了氧化镍/硫化铁(NiO-FeS@NF)纳米复合材料,用于提高电解水效率。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能量色散X射线谱(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)等分析NiO-FeS的表面形貌和化学组分。结果表明:NiO-FeS呈明显的二维片状结构,主要由FeS和NiO组成,两者形成了有效的异质结。直接采用NiO-FeS@NF工作电极进行电催化析氧反应(OER),可提升电催化析氧性能。二维片状结构能够提供较大的比表面积和较多的活性位点,NiO-FeS界面处的电子转移速度加快。该研究可为高效纳米催化剂的制备提供一条便利且廉价的途径。