膜法分离一/二价阳离子的研究进展

各类工业过程如水质软化、食用盐纯化、盐湖卤水提锂、酸和重金属资源回收等对一/二价阳离子高效分离的需求日益增长,近年来,针对上述分离体系的膜材料的研究取得了诸多进展。本文详细总结了针对一/二价阳离子分离的选择性阳离子交换膜、纳滤膜、支撑液膜和离子印迹膜的研究进展,重点梳理了相关膜材料的离子选择性优化思路和机理,对比分析了上述膜过程的特点和适用场景。基于此,作者认为,离子筛分精细化是膜分离技术的重要发展方向。在分子尺度明晰分离层的形成和演化机理,对于提高界面聚合反应可控度,实现在亚纳米尺度膜结构的精细调控至关重要。通过在膜基体内可控构建目标离子的特异性识别位点和传质通道,有望实现高选择性离子筛分。此外,具有本征规则孔道结构的新型分离膜材料,如MOFs、COFs、二维层状结构膜等,在精细筛分方面具有良好的发展潜力。

一价/二价阳离子浓度对蛋白质-核酸液液相分离的调控

蛋白质和核酸的液液相分离(liquid-liquid phase separation,LLPS)对无膜细胞器的形成起着重要作用.在病理研究中,LLPS也可以导致蛋白质的异常聚集从而引起某些神经退行性疾病的发生.因此研究蛋白质-核酸LLPS的有效调控,能够对理解生物结构功能以及相关疾病治疗提供一定的参考价值.主要利用光学显微镜、动态光散射仪以及紫外分光光度计,研究一价/二价阳离子对多聚赖氨酸(poly-L-lysine,PLL)-脱氧核糖核酸(DNA)LLPS的调控,并对其机制进行分析.试验中观察到PLL-DNA的LLPS会随着钠/钾离子浓度的升高而逐渐形成沉淀,从出现沉淀到沉淀最多时,钠/钾离子浓度大约为100 mmol/L到600 mmol/L.在钠离子浓度高于600 mmol/L时聚合物沉淀开始溶解,再次有LLPS发生.然而镁/钙离子对于PLL-DNA的聚合物的调控表现出更高的效率,形成沉淀的镁/钙离子临界浓度为50 mmol/L,重新发生LLPS的浓度大约为300 mmol/L.通过对该溶液的吸光度进行分析,得到的结论与显微镜观察一致,并且该溶液的电泳迁移率随着一价/二价阳离子浓度的升高出现了逆转现象,即电泳值由负变正,说明一价/二价阳离子对蛋白质-核酸LLPS的调控与电荷变化有关,二价阳离子对其调控效率高于一价阳离子.最后,绘制了一种聚合物的结构模型,并为这一相分离过程提供合理的解释.

不同浓度二价阳离子对全肠外营养液稳定性影响的探讨

目的:考察不同浓度二价阳离子对全肠外营养混合液稳定性影响,为临床提供处方中最佳浓度,确保体系稳定性、安全性。方法:按照全肠外营养液处方和配制原则,分别设定空白组(不含二价阳离子)和4个实验组(包含不同浓度二价阳离子)的5组处方,室温下观察和测定5组营养液0～48 h外观、pH、渗透压摩尔浓度、不溶性微粒和脂肪乳滴聚集情况,比较各组间差异并进行稳定性评价。结果:空白组和各实验组的pH和渗透压分别波动于6.21～6.38和784～813 m Osmol·Kg-1,各组测量值48 h基本稳定;5组处方在48 h内均未检测出≥25μm的微粒;空白组和4个实验组≥10μm的微粒数存在显著性差异(P <0.01),4个实验组随二价阳离子浓度的增高及放置时间的延长,微粒数显著增多,脂肪乳滴聚集明显;实验3组和4组分别在放置24 h和12 h≥10μm微粒数超出药典标准。结论:TPN混合液中二价阳离子的浓度对脂肪乳稳定性有显著影响;常用TPN处方二价阳离子的浓度应尽量控制在5.1 mmol/L内,常温下24 h可确保混合体系的物理稳定性。

二价阳离子对短梗霉多糖发酵的影响

就二价阳离子对短梗霉多糖和黑色素的影响进行了分析和研究。结果表明 ,二价阳离子对短梗霉多糖的合成和黑色素的形成均有较大的影响。通过对培养基中二价阳离子含量和种类的控制不仅可以抑制细胞黑色素的形成 ,而且还保持了很高的多糖发酵水平 ,在 30L生物反应器中短梗霉多糖的产量和转化率分别达到了 59 8g/L和 61 5%。

谷氨酸发酵中二价阳离子对噬菌体抑制作用初步观察

本文报道适当浓度的Ca^(2+)、Fe^(2+)在发酵液中能抑制噬菌体530对谷氨酸生产菌株T_6-13、B_(?)的裂解,谷氨酸发酵产量不低于对照菌株。

几种二价阳离子的交换对13X分子筛氮氩分离性能的影响

采用水溶液离子交换法分别制备了不同二价阳离子(Mg2+、Zn2+和Ca2+)交换的13X型分子筛,并在25℃下测定了各分子筛吸附剂的氮和氩的吸附等温线。研究发现,13X分子筛经Mg2+和Zn2+交换后,吸附剂的吸氮能力及氮氩分离能力降低;13X分子筛经Ca2+交换后,吸附剂的吸氮能力及氮氩分离能力随分子筛中钙离子交换度的增加而增大。对常压氮氩分离性能较好的CaNaX系列分子筛的穿透曲线的研究表明,不同交换度的CaNaX分子筛吸附分离氮和氩有一个适宜的压力,在本论文的研究范围,这个压力在0.6MPa附近。

不同的二价阳离子(Ca^(2+)、Mg^(2+)、Zn^(2+))对大豆蛋白分级效果的影响

向脱脂豆浆中加入不同的二价阳离子(Ca2+、Mg2+、Zn2+),考察它们在大豆蛋白分级过程中对去除亲脂性蛋白的效果。结果显示,三种离子的加入均降低了样品的蛋白提取率,同时总脂含量也有所减少,根据SDS-PAGE分析,在一定的浓度范围内,所减少的蛋白组分可能是与脂紧密结合的组分(仅限CaCl2及MgCl2的添加);同浓度的CaCl2处理所得样品总脂含量减少最多,且其蛋白提取率稍低于MgCl2处理所得样品,但高于ZnCl2处理所得样品,结合TLC分析,表明Ca2+去除亲脂性蛋白的作用效果最好,以此作为沉淀剂的最佳分级条件为:在pH7.0下添加10mmol/L的CaCl2,所得样品蛋白提取率降低了33%,但蛋白含量由88.45%增加到92.58%(干基),同时总脂含量由4.83%降低到2.01%。

二价阳离子选择性电极测定水的硬度——一种新的快速测定法

一、前言无论造纸用水还是锅炉用水,水的硬度均不应过高。对于造纸用水,过高的硬度会影响纸张的施胶效果,增加松香施胶沉淀剂(一般为硫酸铝)的用量,不但加大成本,而且过量的硫酸铝还会降低纸浆的pH值,促使水中所含碳酸盐的分解,析出二氧化碳气体易于纸机上产生泡沫。

螯合树脂去除丙烯酸丁酯废水中的二价阳离子

采用氨基膦酸螯合树脂C-900去除丙烯酸丁酯废水中的二价阳离子,考察了吸附温度和废水流量对树脂动态吸附性能的影响,并用Thomas模型进行动态吸附数据的拟合分析。实验结果表明,在吸附温度为35℃、废水流量为15 SV的条件下,处理后出水中3种二价阳离子总质量浓度为1.0 mg/L时的穿透体积为240 BV,达到穿透体积时树脂对Ca2+,Mg2+,Cu2+的去除率分别为100%,99.2%,99.8%。

纳米Fe^(3+)-TiO_2改性双极膜的制备、表征及其在海水中一、二价阳离子分离的应用

采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+掺杂TiO2光催化剂。分析表明,制备的Fe3+-TiO2为锐钛矿型,其禁带宽度低于TiO2。将Fe3+-TiO2添加到聚乙烯醇-壳聚糖(PVA-CS)阴离子交换膜中,制备了PVA-CMC/Fe3+-TiO2-PVA-CS双极膜(BPM),(CMC:羧甲基纤维素钠)。研究结果表明,Fe3+-TiO2较TiO2具有更强的光催化双极膜中间界面层水解离能力,在太阳光照射下能大大提高水解离效率,降低双极膜膜阻抗和跨膜电压降。当电流密度为60 mA·cm-2时,PVA-CMC/Fe3+-TiO2-PVA-CS双极膜槽电压下降了0.8 V。此外,通过Fe3+-TiO2改性,CS膜亲水性和双极膜机械性能均获得提高。将改性后的双极膜用于分离模拟海水中一、二价阳离子,在太阳光照射下,K+离子和Na+离子双极膜透过率较无光照时有明显提高,电渗析2 h,K+离子和Na+离子的透过率分别为90.31%和82.93%,而二价阳离子的透过率均小于1.0%。

二价阳离子掺入KDP晶体能力的研究

本文旨在寻找影响杂质阳离子进入KDP晶体能力的因素,我们使用分析纯的KH2PO4和超纯水(电阻率≥18.2MΩ.cm)为原料,分别加入BaCl2.2H2O,CuCl2.2H2O和MgCl2.6H2O,通过降温方式快速生长出KDP晶体。结果表明,Cu2+及Mg2+在晶体中的含量基本保持不变,不随其在生长溶液中量的增大而增大,Cu2+在晶体中的含量大于Mg2+在晶体中的含量;不同的是,Ba2+在晶体中的含量随着其在生长溶液中量增大而增大。从实验结果我们推断出离子半径和离子水合热是影响二价杂质阳离子在水溶液晶体生长过程中进入KDP晶体能力的重要因素。

二价阳离子在低盐水改变砂岩润湿性中的作用

根据岩心自渗吸实验及Zeta电位测试结果,在宏观上研究二价阳离子改变砂岩表面润湿性的机理;根据极性模拟油组分在砂岩表面吸/脱附实验和分子模拟结果,在微观上阐释二价阳离子改变砂岩表面润湿性的机理。结果表明:原油中的酸性组分和砂岩表面硅醇基团被电离而带负电,酸性组分主要通过二价阳离子架桥吸附于砂岩表面,并不能通过一价阳离子架桥吸附及范德华力吸附,砂岩表面亲水性减弱;盐水盐度降低使酸性组分、砂岩表面负电性增强,两者静电斥力增大,酸性组分脱附,导致砂岩表面亲水性增强。

二价阳离子取代的Ba_(2-x)R_xNdNb_5O_(16)瓷料结构与性能的研究

以Ba2NdNb5O16为基,通过二价阳离子的取代,探讨取代物对Ba2-xRxNdNb5O16瓷料介电性能与结构的影响。实验结果表明,Sr2+、Ca2+、Mg2+取代使瓷料的相对介电常数er随取代量显著增大,温度系数ae也发生明显变化,变化幅度与取代物离子半径密切相关。XRD、SEM微观结构分析可以推断,实验瓷料为四方晶系钨青铜结构,因取代物离子半径差异而占据五边形A2和四边形A1间隙的几率不同,引起介电性能明显变化。

二价阳离子对人SKOV3卵巢癌细胞株细胞黏附、细胞侵袭和细胞转移的影响

目的探讨二价阳离子对人SKOV3卵巢癌细胞株细胞黏附、细胞侵袭和细胞转移的影响。方法将人SKOV3卵巢癌细胞株按常规方法进行培养,待细胞长到80%~90%汇合时用0.25%胰蛋白酶-EDTA消化液消化、传代。取生长良好的P3或P4代细胞按是否加入二价阳离子分为对照组（不加入二价阳离子）和实验组[加入二价阳离子：Ca2＋（2.5、5.01、0.0 mmol·L-1）组和Zn2＋（1.01、0.0 mmol·L-1）组]。在光学显微镜下对各组黏附细胞进行计数。在570 nm波长的酶标仪下测定各组侵袭和转移细胞的OD值,以OD值代表细胞侵袭率和细胞转移率。结果 Ca2＋对人SKOV3卵巢癌细胞黏附具有抑制作用,作用随药物浓度增加而增强,呈剂量依赖性。Ca2＋细胞黏附抑制率范围为10.2%~62.2%,各Ca2＋浓度组人SKOV3卵巢癌细胞黏附率与对照组比较差异有统计学意义（P〈0.05）。Zn2＋浓度在1.0 mmol·L-1时,黏附细胞略有增多,与对照组比较差异无统计学意义（P〉0.05）;在10.0 mmol·L-1时,黏附细胞数量显著降低,与对照组比较差异有统计学意义（P〈0.05）。Ca2＋、Zn2＋对人SKOV3卵巢癌细胞侵袭和细胞转移的抑制作用随药物浓度增加而增强,呈剂量依赖性。细胞侵袭抑制率：Ca2＋范围为24.9%~63.2%,Zn2＋范围为66.1%~87.8%;细胞转移抑制率：Ca2＋范围为22.5%~55.6%,Zn2＋范围为73.1%~91.7%。各Ca2＋、Zn2＋浓度组人SKOV3卵巢癌细胞侵袭率和细胞转移率与对照组比较差异均有统计学意义（均P〈0.05）。结论人SKOV3卵巢癌细胞株细胞受到体外二价阳离子浓度的影响,提示配制适当的二价阳离子溶液进行术中冲洗可能会减少卵巢癌细胞的种植和转移。

二价阳离子对梭曼的水解作用

实验就4种不同浓度的二价阳离子，研究了它们对梭曼的水解作用和对梭曼水解酶的激活作用．结果表明随着二价钴离子浓度增高，对梭曼催化水解作用增强，其中0．6mmol／L Co^2＋价钴离子对人肝梭曼水解作用最强；18mmol／L Co^2＋对酶的催化水解激活作用最强．

二价阳离子掺杂优化铜锌锡硫(硒)薄膜太阳能电池性能的研究进展

阳离子掺杂措施被认为是调节优化铜锌锡硫硒薄膜(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),CZTS(Se))太阳能电池有效措施之一,其中,二价阳离子掺杂措施是研究最多、应用最广的。本文从阳离子取代和阳离子额外添加两个方面详细介绍了二价阳离子掺杂措施在优化CZTS(Se)薄膜太阳能电池性能方面的研究进展,二价阳离子取代措施,如Cd^(2+)取代Zn^(2+)等,主要是可以有效降低CZTS(Se)薄膜太阳能电池吸收层的缺陷密度,提高结晶质量,解决吸收层和缓冲层之间界面能带偏移值较大的问题,从而减少电池器件的开路电压亏损,提高器件效率;二价阳离子的额外添加,如Co、Mn的额外添加,主要是优化薄膜的结晶性、帮助载流子的输运,提高吸收层薄膜的电学性能;最后,也总结两类阳离子掺杂措施的优缺点及应用前景。

不同络合剂对二价阳离子络合的胞外聚合物的提取效果比较

胞外聚合物(EPS)是一种环境友好的净水剂,高效提取EPS可以为吸附重金属离子及抗生素提供更多的吸附位点。本研究采用不同的络合剂去除二价阳离子以提高EPS的提取量,对柠檬酸钠(SC)法、草酸钠(SO)法、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)法和酒石酸钾钠(SS)法提取的EPS特性进行对比。草酸钠法整体提取效率高,对EPS的组分和性质影响小,吸附效果好。柠檬酸钠和EDTA-2Na法对EPS的大分子成分造成不同程度的破坏,尤其是EDTA-2Na法明显改变了EPS的荧光特性。结合红外光谱和XPS分析证明EPS中各官能团与蛋白质、多糖等物质密切相关。研究为进一步发掘利用络合剂对二价阳离子络合提取胞外聚合物及后续应用提供理论依据和技术支持。

基于阳离子调控的ADN防吸湿技术

二硝酰胺铵(ADN)作为一种极具应用前景的氧化剂,其阳离子NH4+易与空气中的水分子形成氢键,因而存在强吸湿性缺点,无法实现大规模化工程应用。据此,研究提出一种阳离子调控策略,结合Schiff base反应和离子交换反应,以对苯二甲醛(TPA)、氨基胍盐酸盐(AGC)和ADN为原料,通过操作简单、安全高效的一锅法反应,成功合成出含二价阳离子的新型二硝酰胺类含能离子盐(DBDN)。采用元素分析、红外光谱和核磁光谱等对其化学结构进行表征,同时结合热分析、机械感度测试和理论计算对其理化性能进行分析,并采用干燥器平衡法对ADN和DBDN进行吸湿性研究。结果显示,DBDN的撞击感度(IS)、摩擦感度(FS)和热分解温度(Td)分别为>40 J、16%和225℃,其安定性要远优于ADN(5 J、76%和198℃)。此外,在25℃、相对湿度(RH)分别为66%和75%的条件下,静置9 d后,ADN的吸湿率高达24.1%和39.5%,而DBDN仅为0.26%和0.48%,表现出不吸湿特性。

二价金属阳离子对牙龈卟啉单胞菌FtsZ的GTPase活性的调控及意义

目的 :探讨二价金属阳离子对牙龈卟啉单胞菌FtsZ的GTPase活性的影响。方法 :将质粒 pEZ1(WtPgFt sZ ,野生型PgFtsZ)、pYW 1(ZΔC0 1,PgFtsZ的C末端缺失 73个氨基酸残基的变异型 )和pYW 2 (ZΔC0 2 ,PgFtsZ的C末端缺失 12 8个氨基酸残基的变异型 ,已去除了PgFtsZ的C末端非保守性的区域 )导入EscherichiacoliBL2 1(DE3)pLysS中表达 ,然后进行分离和纯化这些目的蛋白。使用Malachitegreenassay法 ,检测 10mM /L的各种二价金属阳离子对纯化的WtPgFtsZ、ZΔC0 1和ZΔC0 2的GTPase活性的作用。 结果 :二价金属阳离子对WtPgFtsZ、ZΔC0 1和ZΔC0 2的GTPase的活性作用的特性相似 ,既在 10mM /L的Mg2 + 存在下与没有Mg2 + 的情况下它们的GTPase的活性相似 ;然而 ,在 10mM /L的Ca2 + 、Mn2 + 、CO2 + 和Ni2 + 存在的情况下WtPgFtsZ、ZΔC0 1和ZΔC0 2的GTPase的活性表现出不同程度的减弱 (36 .7%～ 70 .8% )。结论 :10mM /L的Mg2 + 对WtPgFtsZ、ZΔC0 1和ZΔC0 2的GTPase的活性无影响 ,而 10mM /L的Ca2 + 、Mn2 + 、CO2 + 和Ni2 +

基于二价阳离子去除的胞外聚合物提取方法特性比较

胞外聚合物(EPS)在决定活性污泥机械稳定性及理化性质方面发挥着重要作用,对EPS的深入研究和理解有利于更好地认识活性污泥絮体的结构、功能和性质.对EPS高效低损的提取是EPS异位研究的重要前提,而基于二价阳离子去除的EPS提取方法是重要途径之一.本研究分别以实际污水厂和实验室生物反应器活性污泥为EPS提取对象,对阳离子交换树脂(CER)法、乙二胺四乙酸(EDTA)法和柠檬酸钠(SC)法的EPS提取特性进行比较,从而系统梳理基于二价阳离子去除的EPS提取法的不同特点.结果表明,SC法具有最高的EPS提取效率,其EPS提取总量是CER法的1.36~1.53倍,是EDTA法的1.98~2.39倍;蛋白质仍然是3种提取法所得EPS的主要组分,但CER法具有最高的蛋白/多糖比,SC法次之,而EDTA法最低,且高的EPS提取量伴随着高的DNA含量;CER法对EPS组分的扰动最小,可以最大限度地保持EPS组分的原有特性,而EDTA法和SC法会破坏EPS中大分子组分及芳香族蛋白质的分子结构,从而显著改变EPS分子量分布和荧光特性;EPS提取过程中外源提取剂的投加将显著影响EPS分子结构中的官能团分布特性,EDTA法和SC法显著增加了EPS分子结构中C=O(或O=C)的含量,且EDTA法还增加了EPS分子结构中质子化N的含量.本研究的开展将有助于深入理解基于二价阳离子去除的EPS提取效应,为相关方法的应用提供更广泛的理论和技术支持.