钙基废弃物对生物质吸附增强式气化制氢特性的影响研究

为了提高生物质气化制氢效率,综合利用工业固废资源,利用钙基废弃物——电石渣作为CO_(2)吸附剂,在两段式固定床上探究了钙基废弃物的添加量、反应温度对生物质气化制氢特性的影响,着重研究了吸附剂在实际应用中的循环吸附性能,并以此探讨了电石渣对生物质吸附增强气化的影响机制。结果表明,随着电石渣添加量的逐渐增加,H_(2)产量和含量都呈现出增加的趋势。而随着温度的升高,H_(2)产量和含量先增加后减小。当CaO/C物质的量比为1,重整段温度为700℃时,气体产物中的H_(2)产量和含量为154.34 mL/g(生物质)和26.76%,获得最大值。当电石渣循环次数小于5时,H_(2)的含量和产量相较于初次反应都有所增加。

基于碳材料电增强吸附全氟化合物和抗生素的研究进展

新污染物以其持久性和生物富集性在环境中积累和迁移,对自然生态系统和人类健康造成巨大风险。电增强吸附可以通过控制外部施加不同电压有效吸附去除水体中的新污染物,并且再生简单、无二次污染,因此在去除新污染物等领域,电增强吸附技术有巨大的应用前景。碳材料具有比表面积大、导电性好、成本低等优点,是良好的电增强吸附电极材料。文章综述了近些年碳电极在电增强吸附部分重要新污染物(全氟化合物和抗生素)的研究进展,并探讨水环境条件对电增强吸附性能的影响。

电增强活性炭纤维吸附有机污染物的动力学研究

研究了在电极化条件下,几种具有代表性污染物质在活性炭纤维上的电吸附动力学特性.结果表明,各种污染物的电吸附动力学比较好地符合Lagergren一级吸附动力学,其平衡吸附量在电极化下的增加量各不相同.在400mV的极化电位下,苯酚钠的吸附量从开路时的0.008 3mmol.g-1增加到0.18 mmol.g-1,增加了17倍;而对硝基苯酚的吸附量从开路时的2.93mmol.g-1降到2.65 mmol.g-1.在-400mV的极化电位下,苯胺的吸附量从开路时的3.60 mmol.g-1增加到3.88 mmol.g-1;而十二烷基苯磺酸钠的吸附量从开路时的2.20 mmol.g-1降到1.59 mmol.g-1.说明不同取代基的苯衍生物,电吸附改变量不相同,供电子基团的单取代苯,正极化都能明显增强其吸附量;但是吸电子基团的单取代,正负极化对吸附量的影响都很小;供体-共轭桥键-受体型结构的苯衍生物,正负极化都使其吸附减弱但吸附速率加快.静电作用在离子型污染物的电吸附中表现明显.

水中氯仿的活性炭电增强吸附特性

讨论了活性炭在电场作用下对水中微量的三氯甲烷的吸附 ,测定不同控制电位下活性炭的吸附量 ,并讨论了吸附动力学与吸附等温方程 .实验结果表明 :活性炭的吸附量与活性炭上所加的控制电位相关 .在阳极极化时 ,活性炭的吸附量增大 ;在阴极极化时 ,活性炭吸附量减少 .吸附起始浓度为 10 0 μg L的氯仿溶液 ,同样数量的活性炭在阳极极化下可得到最大吸附量 ,其值为无电场时的 1 6倍 .分析了电场影响活性炭吸附的机理 .

应用表面增强激光解吸附离子化飞行时间质谱技术筛检博莱霉素肺纤维化大鼠血清蛋白标志物

目的鉴定博莱霉素肺纤维化大鼠模型血清差异表达蛋白,寻找肺纤维化疾病早期诊断标志物。方法48只雄性大鼠随机分为博莱霉素组和对照组,每组24只,分别于建模后7、14、28 d各取8只动物处死,取肺组织制作石蜡切片,苏木精-伊红和天狼星红染色,普通光学显微镜和偏振光显微镜观察肺纤维化反应;表面增强激光解吸附离子化飞行时间质谱和弱阳离子蛋白芯片检测血清样本,生物信息学软件分析获得的蛋白指纹图谱,鉴定差异蛋白表达。结果在博莱霉素组大鼠血清中找到4个差异表达的蛋白质,用生物信息学分析软件产生1个肺纤维化动物诊断模型,由质荷比分别为3 530.7、7 043.5、8 332.6和9 068.0的蛋白质组成,与对照组比较,其峰强度均显著升高。结论博莱霉素诱导的肺纤维化血清蛋白表达谱发现的4个差异表达蛋白有可能成为早期诊断博莱霉素肺纤维化大鼠模型的特异血清生物标志物。

ZnO/ZnS异质结构改性生物炭自然光增强吸附水中亚甲基蓝

以玉米秸秆为原料,硫酸锌为改性剂,采用一步热解法制备了ZnO/ZnS异质结构改性生物炭(MBC),并将其用于自然光增强吸附水中亚甲基蓝。表征结果显示:与未改性生物炭相比,MBC的比表面积显著增大,ZnO/ZnS异质结构颗粒均匀分布在其表面。实验结果表明:自然光可增强MBC对亚甲基蓝的吸附能力,600℃热解制备的MBC(MBC600)性能最佳;自然光下,初始质量浓度为10 mg/L、pH约为7的亚甲基蓝水溶液经MBC600处理240 min后,COD和色度均降为0;吸附过程更符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型;重复使用5次后,MBC600对亚甲基蓝的去除率仍保持在95%以上。

电增强氮掺杂石墨烯吸附亚甲基蓝

用改进的Hummers法制备氧化石墨,以氧化石墨和三聚氰胺为前驱体用退火法制备不同掺氮量的氮掺杂石墨烯,通过电泳沉积技术制备NG/Ti电极,并用XRD、SEM、FT-IR对样品进行表征;以亚甲基蓝为目标污染物进行电增强吸附性能测试,探究了样品的掺氮量、施加电位对电增强吸附效果的影响。结果表明,三聚氰胺与氧化石墨质量比为1∶1时制备的NG1.0/Ti电极具有最佳的吸附效果;施加-0.6 V的电位,NG1.0/Ti电极对亚甲基蓝(5 mg/L)的最大平衡吸附量为117.33 mg/g,为不施加电压下的1.78倍;NG1.0/Ti电极的褶皱结构和较大的比电容有利于电增强吸附。

Ce-Li-LSX制氧分子筛增强吸附机理的DFT研究

基于密度泛函理论(DFT),对N_(2)和O_(2)在构建的Ce-Li-LSX和Li-LSX2种分子筛模型上的吸附行为进行研究。研究结果表明:用Ce^(3+)替换Li-LSX分子筛SI’位置的Li^(+)后,N_(2)和O_(2)在Ce-Li-LSX上的吸附能较在Li-LSX上的吸附能分别提高了40.8%和12.8%,且Li^(+)有向超笼中心移动趋势。通过吸附剂-吸附质模型的电子性质研究发现,由于SI’位置Ce^(3+)的加入,Ce^(3+)与相邻沸石框架上氧原子之间形成配位键,改变了沸石框架原子中的电荷分布,原子间电荷通过Ce^(3+)-O_(40)-Al_(11)-(O_(39)和O_(41))和Ce^(3+)-O_(40)-Si_(11)-(O_(18)和O_(37))影响路径传递至超笼中Li^(+)周围的沸石框架氧原子,使得沸石框架氧原子对Li^(+)屏蔽作用减弱。在2种作用的耦合条件下,Ce-Li-LSX对N_(2)和O_(2)具有增强吸附效果。

电增强吸附水中典型离子态抗生素的研究

针对矿山水环境中离子态抗生素污染物的潜在生态风险和特有毒性的问题,采用电增强吸附的方法提高离子态抗生素在活性炭纤维上的吸附去除效率。研究结果表明:吸附过程中在活性炭纤维上施加偏压(1.0 V或-1.0V),磺胺二甲氧嘧啶、环丙沙星和克拉霉素的吸附容量比开路条件下分别提高2.5倍、2.7倍和3.6倍,吸附初始速率分别提高2.1倍、5.0倍和4.9倍。吸附容量和吸附初始速率的提高得益于静电相互作用的增强。研究结论为电增强吸附应用于抗生素污染物去除提供了理论依据。

Li_(4)SiO_(4)基CO_(2)吸附材料研究进展与趋势

随着人类社会工业化进程的加快,温室气体排放量随之增加,导致温室效应加剧。在所有温室气体中,CO_(2)占比最多、贡献最大,被认为是引起全球变暖的主要因素。人为排放的CO_(2)主要来自工业生产过程中化石燃料的燃烧,为实现碳中和目标,除了推广清洁能源、提高能源利用效率和增加植物碳汇等措施外,对工业排放的CO_(2)进行捕集封存必不可少。目前限制CO_(2)捕集和分离工艺应用的主要因素是成本过高,为解决该问题,开发第2代低能耗固体CO_(2)吸附材料对推动工业源CO_(2)减排具有重要意义。Li_(4)SiO_(4)凭借较高的吸附容量、较低的再生能耗和成本在高温CO_(2)捕集领域具有良好的应用前景。为推进Li_(4)SiO_(4)材料在碳捕集、利用和封存(CCUS)工艺中的应用,综述了Li_(4)SiO_(4)基吸附材料的研究进展,介绍了不同合成方法及合成条件对Li_(4)SiO_(4)材料的影响,论述了材料的性能改性方法及其影响机制,归纳了近年来Li_(4)SiO_(4)材料的成型及应用技术,最后总结了目前Li_(4)SiO_(4)基吸附材料发展过程中面临的挑战并提出该领域的发展趋势。Li_(4)SiO_(4)吸附CO_(2)的过程可分为化学吸附和孔内扩散,其中扩散过程是Li_(4)SiO_(4)吸附CO_(2)的决速步骤,通过调控合成工艺可获得具有更小粒径及多孔结构的吸附剂材料,从而促进CO_(2)扩散过程。此外,利用碱金属盐负载也可改善吸附剂表面活性点位,从而提高其吸附动力学。对于材料成型应用,传统挤压造粒易造成Li_(4)SiO_(4)颗粒孔道结构破坏和比表面积降低,一般可通过模板支撑和造孔剂添加进行改善,对于成型材料还需合适的反应器及吸脱附工艺匹配,目前这些研究有待进一步优化。Li_(4)SiO_(4)基材料处于从基础研究向工程应用过渡的阶段,除了对吸附材料有更高活性及稳定性需求外,其规模化生产及成型、合成成本、吸脱附能耗、应用场景及捕集后CO_(2)的处理处置等也是亟待研究的重点方向。

表面增强激光解析电离光谱技术分析人卵泡发育过程中蛋白质组学变化

目的应用蛋白质芯片和质谱技术,建立人成熟卵泡液及窦卵泡液的蛋白质表达指纹图谱,寻找在卵泡生长发育过程中起关键作用的蛋白质。方法采用表面增强激光解析电离飞行时间质谱技术和弱阳离子交换蛋白质芯片检测48例人成熟卵泡液、21例窦卵泡液中的蛋白质变化,使用PBSⅡ-C型蛋白质芯片阅读机读取数据,获得的结果采用Ciphergen公司的Biomarker wizard和Biomarker Patterns System软件进行分析。结果成熟卵泡液组与窦卵泡液组蛋白质谱相比,有4种蛋白质在含量上有显著差异,2种蛋白质在成熟卵泡液组表达上调,2种蛋白质表达下降。结论成熟卵泡液与窦卵泡液蛋白质谱存在显著差异,差异蛋白可能与卵泡发育、卵子受精密切相关。

壳聚糖吸附酸性大红及Cu^2＋对吸附的增强作用

采用壳聚糖去除水中酸性大红,对壳聚糖吸附酸性大红的动力学、热力学以及溶液pH、盐浓度、外来Cu2+对吸附的影响进行了研究.准二级吸附动力模型、Langmuir、Freundlich及Dubinin-Radushkevich (D-R)方程分别用来对吸附动力学和等温线进行分析.结果表明,酸性大红在壳聚糖上的吸附是一个化学吸附控制的准二级动力学过程.Langmuir、Freundlich和D-R方程都能较好地描述吸附等温线.溶液pH和温度对吸附有较大影响,而氯化钠浓度对吸附的影响较小.对吸附热力函数的计算结果显示ΔH0<0,表明吸附是一个放热过程.由D-R方程计算的吸附自由能E为9.5~10.7 kJ.mol-1,表明吸附过程为离子交换化学吸附.Cu2+对吸附的影响结果显示Cu2+能显著提高壳聚糖对酸性大红的吸附容量,另外建立了Cu2+浓度与吸附量增加之间的数学模型.

电增强载铝活性炭纤维吸附氟离子性能

以载铝活性炭纤维毡为电极,在电场作用条件下对模拟含氟水进行静态吸附实验。结果表明,该载铝活性炭纤维毡正极化可以强化吸附除氟效果,吸附动力学数据很好地符合Lagergren二级速率方程,加电场时二级反应速率常数为4.50 g/(mg·h);其对高浓度含氟饮用水也有较高去除率,Freundlich吸附等温方程能很好地描述吸附平衡数据。加电场情况下,该载铝炭毡对氟离子的最大吸附量为16.584 mg/g,去除氟离子的最佳pH范围是5.5~8.9。共存阴离子Cl-、SO2-4和NO-3对炭毡吸附除氟没有抑制作用,但CO2-3的存在会导致除氟吸附量显著下降。

烷基膦酸促进负载磷钨酸催化异丁烷/丁烯烷基化反应

异丁烷/丁烯烷基化是生产高辛烷值汽油的重要反应,目前主要采用液体强酸为催化剂,而固体催化剂用于该反应的性能均不理想。我们设计合成出十六烷基膦酸(HDPA)修饰的氧化硅负载型磷钨酸纳米多级结构催化剂(HDPA-HPW/SiO2),其结构与悬铃木果实相似。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜镜(TEM)、氮气吸附-脱附、异丁烷吸附-脱附等对该催化剂进行了表征,并使用固定床微型反应器评价了其对异丁烷/丁烯烷基化反应的催化性能。结果表明,HDPA的外围修饰增强了催化剂对烃类反应物的吸附,减少了烯烃聚合副反应和催化剂表面积碳的产生,提高了高辛烷值产物的选择性,延长了催化剂的寿命。

缺陷型Def-Mn3O4电化学检测水中Pb(Ⅱ)的研究

采用水热法合成了形貌一致且大小均匀的正八面体Mn3O4,并于氩气条件下煅烧处理后得到具有表面缺陷的Def-Mn3O4,采用SEM、TEM、XRD、XPS等表征了材料的相貌和结构。将Def-Mn3O4修饰玻碳电极(GCE),采用方波伏安法(SWASV)检测水中的Pb(Ⅱ),检测灵敏度为76.37μA/μM,最低检出限为0.09μM,检测效果远远优于未煅烧之前的Mn3O4。结合吸附实验,发现Def-Mn3O4对铅离子的高灵敏检测是基于缺陷处理的Mn3O4增强了对铅离子的吸附。此外,还做了材料的抗干扰测试,实际水样测试以及重复性和稳定性测试,结果表明该材料具有实际应用的潜力。

电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的效果与影响因素

以含氟地下水为研究对象,采用自制电促吸附除氟反应器,开展电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的动态实验,研究了不同电压、极板间距、地下水碱度和流速对吸附除氟效果的影响。实验结果表明,在负载炭纤维毡的电极一端加正电,可以提高除氟效果。当电压为1.6 V时除氟效果较好,单位面积炭毡处理达标水量为56.7 L/m2;极板间距设置为4mm时电吸附反应器除氟效果最佳;通过调节pH改变地下水碱度,当地下水pH调节为5.5时,电吸附反应器除氟效果较未调节前提高50%;当采用3对电极板,流速为1.88 m/h时,达到最高表面处理负荷2 073.6 L/(m2.d);探究了反应器的反洗再生方式,并连续进行了吸附再生的动态实验;穿透的反应器以Al2(SO4)3溶液为再生液并采用反向加电1.6 V的方式,可以达到较好的再生效果,实现连续动态运行。

阳离子表面活性剂预处理地层延长防垢剂挤注返排寿命

海上油田注海水开发,注入水与地层水的不配伍常导致油井硫酸盐结垢现象严重。为有效延长防垢剂挤注寿命,在前置液中添加吸附增强剂,以提高防垢剂在地层中的吸附量和降低防垢剂解吸速度。选择季铵盐表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)和阳离子Gemini表面活性剂酰胺基双子季铵盐(GS-A6)为吸附增强剂、聚丙烯酸钠(PAAS)为防垢剂,开展了吸附增强剂与防垢剂的配伍性实验、静态吸附实验和动态吸附-解吸实验。结果表明,在120℃下,两种吸附增强剂与防垢剂的配伍性良好,可提高防垢剂在地层中的吸附量至3倍以上。当含油饱和度从0增至80%时,DTAC预处理岩心后,PAAS的返排寿命从1500 PV降至约1300 PV;而GS-A6在不同浓度、不同含油饱和度情况下,返排寿命均超过1500 PV,适用于不同开发阶段的油井防垢。与DTAC相比,GS-A6具有临界胶束浓度低、表面活性高的优点,延长防垢剂挤注寿命和驱油效果更好。

胃癌患者血清比较蛋白质组学研究

目的应用蛋白质质谱分析方法寻找胃癌鉴定的生物标志物.方法应用美国CipherGen公司金属亲和表面(IMAC3)芯片和蛋白芯片仪检测38例胃癌患者、82例正常人血清中的蛋白质相对含量.结果 38例胃癌患者与82例正常人在质荷比为1 723～14 048Da间有18种血清蛋白质含量有显著差异.在学习模式下38例胃癌患者及82例正常人均被正确分组,准确率为100%(120/120),灵敏度和特异性分别为100%(38/38)、100%(82/82);在检测模式下38例胃癌患者中有31例被正确论断,82例正常人中有81例被正确分组,灵敏度和特异性分别为81.6% (31/38)、98.8%(81/82).结论该方法可快速、准确检测胃癌,灵敏度、特异性高.

急性心肌梗死病程不同时期患者血清蛋白质组学分析

目的 探讨蛋白质质谱分析对急性心肌梗死病程不同时期的鉴别意义。方法 应用美国CipherGen公司金属亲和表面(IMAC3)芯片和蛋白芯片仪检测153例心肌梗死患者血清标本(其中刚入院45例,3h标本12例,6h标本22例,9h标本24例,12h标本24例,24h标本16例,48h标本10例)中的蛋白质相对含量。结果 不同时期急性心肌梗死患者在质荷比为4kD^12kD间有10种血清蛋白质含量有显著差异。不同时期的患者均被正确判断,准确率为100%(153/153),灵敏度和特异性分别为100%(45/45)和100%(108/108)。结论 该方法可快速、准确检测各期急性心肌梗死,灵敏度、特异性高。

SELDI蛋白质芯片技术检测膝骨性关节炎患者黏附关节液中蛋白质的差异改变

目的运用表面增强激光解吸附离子化飞行时间质谱(SELDI-TOF-MS)技术检测膝骨性关节炎患者关节液中蛋白质的差异改变,寻找骨性关节炎特异的生物标志,以期用于骨性关节炎的早期诊断。方法使用WCX2芯片,SELDI-TOF-MS技术检测20例膝骨性关节炎患者和8例正常对照关节液中蛋白质谱的改变。结果膝骨性关节炎患者与正常人比较,关节液中的蛋白质存在差异表达,共有6个蛋白表达水平发生变化,其中5754Da和15522Da蛋白峰仅在患者中表达,在正常人中不表达,13412.3Da蛋白符合Cys-tatin-c。结论SELDI蛋白芯片技术可以检测关节液标本,检测膝骨性关节炎患者关节液蛋白质的差异表达敏感性高,从而为骨性关节炎的早期诊断提供了一种新的方法。