氧化锌纳米颗粒和四环素复合胁迫对好氧颗粒污泥处理低碳源废水的影响

为明确新污染物氧化锌纳米颗粒(ZnO NP)和四环素抗生素(TCA)复合胁迫对好氧颗粒物污泥处理低C/N废水的影响,构建了小试规模的颗粒污泥反应器,探究了ZnO NP和TCA复合影响对AGS处理低C/N废水的影响,分析了出水水质、污泥特征及微生物群落特征的变化,揭示了ZnO NP和TCA复合胁迫对AGS的影响机制。结果表明,ZnO NP和TCA复合胁迫对AGS处理低C/N废水具有拮抗作用。ZnO NP和TCA复合暴露组别内,出水COD和溶解性磷酸盐(SOP)浓度分别为42.8~53.4 mg/L和1.95~2.36 mg/L,对应去除效率分别下降至75.1%~78.5%和70.3%~75.6%,远低于ZnO NP和TCA单一暴露组别。ZnO NP和TCA复合胁迫降低了AGS污泥浓度总固体(TS)至5.5~5.8 g/L,挥发性固体/TS至0.61~0.64,但刺激胞外聚合物(EPS)含量至91.6~93.4 mg/g。此外,ZnO NP和TCA复合胁迫提高了EPS内蛋白质(PN)和多糖(PS)含量,并提高PN/PS。酶活性分析表明ZnO NP和TCA复合胁迫降低了与污染物和营养盐去除相关的关键酶活性。微生物群落结构分析ZnO NP和TCA复合胁迫降低了属水平上与反硝化相关的Tsukamurella、unclassified f_Comamonadaceae、Micropruina和Microbacterium的相对丰度。ZnO NP和TCA复合胁迫产生的生态毒性对AGS具有严重影响。研究结果为理解新污染物ZnO NP和TCA复合胁迫的环境风险具有一定的理论意义。

二氧化硅包覆的荧光贵金属纳米团簇复合材料的形貌调控

超小金属纳米团簇已发展成为一类新型的功能纳米材料,但是其稳定性不足极大地限制了它们在应用领域的深入发展。基于此,通过改进Stöber方法开发了一种制备不同形貌的二氧化硅(SiO_(2))包覆的金属纳米团簇复合材料的简单策略。该策略通过调节SiO_(2)前驱体的水解速率,可制备表面粗糙且尺寸较小的Ag NCs@SiO_(2)实心球(Ag NCs指银纳米团簇)和表面光滑但尺寸较大的Ag NCs@SiO_(2)实心球,而通过调节溶剂极性可制备较大尺寸的Ag NCs@SiO_(2)空心球。本工作研究了3种Ag NCs@SiO_(2)纳米复合材料的形貌调控机制,并对Ag NCs@SiO_(2)空心球的形成过程进行了监测。研究结果表明,经SiO_(2)包覆后,Ag NCs的稳定性显著提高。另外,该策略被证实是一种通用的合成策略,可用于制造其他SiO_(2)包覆的金属纳米团簇复合材料。本研究为其它金属纳米材料/SiO_(2)纳米复合材料的设计和形貌调控提供了思路,并为金属团簇基复合纳米材料的应用奠定了道路。

SalenCo(Ⅲ)催化剂与金属纳米团簇协同催化二氧化碳环加成

二氧化碳(CO_(2))是一种新的可再生碳资源,可与环氧化合物开环共聚制备聚碳酸酯和环状碳酸盐。SalenCo(Ⅲ)能有效破坏环氧丙烷(PO)的碳氧键。锰-钙-氧团簇可以很好地破坏水分子的氢氧键,而CO_(2)与PO的共聚需要打开碳-氧键。从键能来看,氢氧键远大于碳氧键,因此锰-钙-氧团簇可以作为CO_(2)与PO共聚的催化剂。本文将SalenCo(Ⅲ)催化剂与Mn_(4)-Ca金属纳米团簇混合,并研究了协同催化CO_(2)和PO的催化共聚性能。结果表明,由于[C][(SalenCo(Ⅲ)催化剂]和[M][Mn_(4)-Ca金属纳米团簇]的协同作用,催化效率大大提高。对于[CM3],TON比[M](Mn_(4)-Ca金属纳米团簇)增加了近4倍,合成产物中CPC(环状碳酸盐)占97.5%。当引入波长为403nm和200W的外部光源时,共聚效率最高,TON达到1299.8,CPC(环碳酸盐)占99.3%。

金纳米团簇所发射荧光的稳定性及其表面的光催化氧化还原

金纳米团簇的荧光和光催化活性是其重要性质.本文合成了水溶性的卡托普利(Capt)和谷胱甘肽(GSH)覆盖的Au_(25)(Capt)_(18)和Au_(15)(GSH)_(13)纳米团簇,并研究了与其表面光氧化还原过程相关的荧光稳定性。发现Au_(25)(Capt)_(18)在氧气环境和近红外飞秒激光(810nm,300mW)照射下,出现了因表面氧化导致的双光子荧光效率衰减。而Au_(15)(GSH)_(13)的双光子荧光效率在相同的激发下保持稳定.两种金纳米团簇荧光稳定性不同的原因被归因于其不同的带隙,并使用光子能量高于两种金纳米团簇带隙的单光子激发证实了这一解释。通过添加不同试剂进行对比实验,对Au_(25)(Capt)_(18)表面金原子的光催化氧化还原活性进行了调控和理解.

氧化锌纳米颗粒对玉米储藏过程中霉菌区系及其品质的影响

目的探索氧化锌纳米颗粒对玉米储藏过程中霉菌区系及其品质的影响。方法将玉米分成3份,经过不同浓度氧化锌纳米颗粒悬浮液的处理,以不添加氧化锌纳米颗粒作为对照,置于30℃下模拟储藏35 d,对不同处理组的玉米霉菌区系和储藏品质变化进行监测与分析。结果储藏35 d后,处理组霉菌量为4.0×10^(4)CFU/mL,而对照组霉菌量为1.4×10^(6)CFU/mL,表明氧化锌纳米颗粒有效抑制了玉米储藏过程中霉菌的生长繁殖。玉米在整个储藏过程中优势霉菌主要为黄曲霉、黑曲霉、温特曲霉、桔青霉和查氏青霉等青霉属和曲霉属。随着储藏时间的增加,玉米中脂肪酸值、电导率、丙二醛显著上升,过氧化物酶活力显著下降,水分也呈下降趋势。揭示了低浓度氧化锌纳米颗粒对细胞膜有一定的保护作用,而高浓度氧化锌纳米颗粒会对细胞膜系统造成破坏。结论氧化锌纳米颗粒可以显著抑制玉米储藏过程中霉菌的生长繁殖,同时低浓度添加更有利于玉米的储藏。

纳米氧化锌液相法制备技术进展

纳米氧化锌是一种新型无机功能材料,广泛用于橡胶、涂料、催化等领域。其液相法制备技术具有产物粒径及形貌易控制、经济成本低、易于实现工业化的优点。重点综述了包括微乳液法、溶胶-凝胶法、水热/溶剂热法和化学沉淀法在内的纳米氧化锌液相法制备技术,阐释了各方法的基本原理、关键影响因素,强调了过程强化技术在制备过程中的重要作用。进一步介绍了“气泡液膜法”的新思路,其特征在于通过表面活性剂与反应液、空气的快速混合,形成具有高堆密度微气泡的纳米反应环境,成核晶体在气泡间10~100 nm的液膜内限域生长,通过控制气泡间液膜厚度调控纳米粒子大小,所得产物粒径均一、不易团聚,有望实现低成本纳米氧化锌的连续规模化生产。

纳米氧化锌预处理对盐碱胁迫下枸杞幼苗生理响应的影响

【目的】研究纳米氧化锌(ZnO NPs)对盐碱胁迫下枸杞幼苗的生理效应,评估其缓解盐碱胁迫的生理机制及其应用潜力、适宜浓度。【方法】用1年生‘宁杞10号’枸杞盆栽幼苗为材料,先根部浇灌不同浓度(50,100,150 mg/L)ZnO NPs悬浮液,再进行100 mmol/L盐碱胁迫处理,在胁迫15 d和30 d取样测定幼苗生物量,光合色素、渗透调节物质、Na^(+)、K^(+)、活性氧(ROS)含量和抗氧化酶活性,以及AsA-GSH循环相关指标等,并综合评价处理效应。【结果】ZnO NPs预处理可以显著促进盐碱胁迫下枸杞幼苗生物量积累,增加叶片叶绿素含量,提高AsA-GSH循环抗氧化物质含量和相关酶活性以及SOD、POD、CAT活性,显著降低细胞膜损伤和脂质过氧化程度,显著提高可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白积累和调节Na^(+)/K^(+)平衡,并以100 mg/L ZnO NPs处理的缓解效果最佳。【结论】根施ZnO NPs通过促进叶绿素积累,调控AsA-GSH循环和抗氧化酶活性高效清除过量ROS,提高渗透调节能力及维持Na^(+)/K^(+)平衡,有效减轻盐碱胁迫对枸杞幼苗的生长抑制。

生物合成氧化锌纳米颗粒材料及其抗菌应用

随着环境污染加剧与抗生素的广泛使用,各种威胁人类健康的疾病逐渐爆发,病原菌对抗生素的耐药性问题也愈发严重。这促使许多研究都集中在对绿色环保、抗菌活性强、不易产生耐药性的新型抗菌剂的探索上,并且纳米技术已被证明可作为对抗病原菌的有效手段。氧化锌纳米颗粒材料具有优异的抗菌抑菌性能,有望作为新型金属离子抗菌材料而被广泛应用。与传统物理化学方法相比,氧化锌纳米颗粒的生物方法具有操作简单、安全性高、对环境污染小等优势,已成为纳米合成技术发展的新趋势。本文首先综述了利用植物、藻类、微生物等提取物进行氧化锌纳米颗粒的生物合成方法与合成机理,总结了氧化锌纳米颗粒的抗菌机制,讨论了氧化锌纳米材料在医药行业、纺织工业、食品行业、农业等相关领域的抗菌应用,最后进一步展望了含有氧化锌的创新型多金属复合型纳米颗粒的相关研究与应用前景,为氧化锌纳米技术发展提供了新思路。

氧化锌纳米颗粒对生菜养分吸收及光合作用的影响

为评价氧化锌纳米颗粒(ZnO nanoparticles,ZnO NPs)对植物的毒性效应,以生菜为材料,以Zn^(2+)和ZnO微米颗粒作为对比,采用水培方法,研究不同质量浓度ZnO NPs(0、5、50、250 mg/L)对生菜养分吸收及光合作用的影响。结果表明:ZnO NPs抑制生菜的生长,随着ZnO NPs质量浓度的升高,生菜生物量明显降低。在5~250 mg/L ZnO NPs处理下,生菜地上部镁、铁、锰、铜含量分别减少18.0%~33.3%、19.0%~28.6%、17.2%~28.3%、17.4%~33.8%。50、250 mg/L ZnO NPs处理显著降低了生菜的叶绿素含量及叶绿体活性。在5~250 mg/L ZnO NPs处理下,生菜净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、胞间二氧化碳浓度(C_(i))、蒸腾速率(T_(r))分别下降33.7%~75.0%、21.3%~36.7%、11.2%~29.0%、30.7%~83.4%,最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、光化学猝灭系数(qP)、实际光化学量子产量(Φ_(PSⅡ))、电子传递效率等叶绿素荧光参数分别下降6.3%~18.8%、7.0%~14.0%、5.0%~20.0%、5.8%~20.7%。250 mg/L ZnO NPs对生菜光合作用的抑制远大于对应的Zn^(2+)释放量及相同质量浓度的ZnO微米颗粒。这些研究结果表明,ZnO NPs可以通过影响生菜矿质养分的吸收、阻碍叶绿素的合成和降低光系统Ⅱ的活性来抑制生菜的光合作用。

氧化锌纳米簇-金纳米颗粒-壳聚糖复合膜修饰电极用于示差脉冲伏安法测定吗啡

将制备的氧化锌纳米簇和金纳米颗粒分散在壳聚糖中并滴涂在玻碳电极表面,制备了氧化锌纳米簇-金纳米颗粒-壳聚糖复合膜修饰电极（Au-ZnO-CHIT/GCE）。采用循环伏安法研究了吗啡在修饰电极上的电化学行为。结果表明：吗啡在该修饰电极上出现了一个氧化峰,提出了用示差脉冲伏安法测定吗啡的方法。吗啡浓度在5.3×10-6-6.5×10^-4mol·L^-1范围内与氧化峰电流呈线性关系,检出限（3S/N）为1.8×10-6mol·L^-1。修饰电极用于尿液中吗啡的测定,回收率在80.0%-99.6%之间。

氧化锌纳米颗粒在体内和体外对角膜的毒性评估

目的:通过构建体内和体外染毒模型,观察氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)对角膜的毒性影响。方法:体外培养原代人角膜上皮细胞(HCEpiC),暴露于0.5、5、12.5、25、50、100、250μg/mL氧化锌纳米颗粒24h,设不含纳米溶液的细胞培养液为空白对照组。采用MTT比色法评估细胞的活性。三种不同浓度(25、50和100μg/mL)的氧化锌纳米颗粒分散液暴露于麻醉后小鼠结膜囊内,磷酸盐平衡缓冲液(PBS)点眼为PBS对照组,每天3次,连续7d,第1、3、5、7d观察角膜形态,第8d取出眼球,观察角膜病理改变和炎症因子(TNF-α,IL-6)表达水平情况。结果:不同浓度的氧化锌纳米颗粒处理原代人角膜上皮细胞24h后,MTT结果显示,与空白对照组相比,氧化锌纳米颗粒在0.5μg/mL即对细胞有损伤作用,细胞存活率约80%(P<0.05),5μg/mL剂量时可致半数细胞死亡,在5~250μg/mL浓度范围对细胞的损伤作用具有浓度依赖性(P<0.0001)。不同浓度的氧化锌纳米颗粒暴露小鼠结膜囊,点眼7d后,25μg/mL和50μg/mL氧化锌纳米颗粒组可见部分角膜上荧光素的点状着染,100μg/mL氧化锌纳米颗粒组角膜见局部圆形荧光素着染区。HE染色结果显示,25μg/mL和50μg/mL氧化锌纳米颗粒组的角膜上皮层、基质层厚度、基质层免疫细胞数目无明显改变(均P>0.05),而100μg/mL氧化锌纳米颗粒组角膜上皮层变薄、角膜基质层变厚、基质层免疫细胞明显增多(均P<0.05)。免疫组织化学染色结果显示,100μg/mL氧化锌纳米颗粒组产生TNF-α、IL-6的角膜基质免疫细胞数及TNF-α、IL-6的平均光密度(IOD)值均明显高于PBS对照组(P<0.05),且炎症反应程度具有浓度依赖性,25μg/mL氧化锌纳米颗粒和50μg/mL氧化锌纳米颗粒组免疫细胞数和IOD值与PBS对照组相比均无明显增高(P>0.05)。结论:氧化锌纳米颗粒在体外和体内均对角膜具有毒性损伤作用,为氧化锌纳米颗粒眼部安全性评价提供了一定的理论依据。

基于金纳米团簇/氧化石墨烯的高灵敏复合荧光纳米传感器检测水产品中重金属汞离子

目的基于金纳米团簇(aptamer@gold nanoclusters,Apt@AuNCs)/氧化石墨烯(graphene oxide,GO)的高灵敏复合荧光纳米传感器建立检测水产品中汞离子(Hg^(2+))的方法。方法以寡核苷酸序列为模板通过一步法快速合成具有直接特异性识别Hg^(2+)能力的Apt@AuNCs;Apt@AuNCs作为荧光能量供体,与GO纳米片结合,形成Apt@AuNCs/GO复合荧光纳米体系,此时,Apt@AuNCs荧光被GO猝灭;Hg^(2+)以T-Hg^(2+)-T结构与Apt@AuNCs结合,使得Apt@AuNCs脱离GO表面,体系荧光得到恢复,从而实现Hg^(2+)的快速荧光法检测。结果最佳检测条件为:选择适配体序列为CCCCCCCCCCCCTTCTTTCTTCCCCTTGTTTGTT、GO质量浓度为0.30 mg/mL、激发波长为345 nm、GO与Apt@Au NCs孵育时间为35 min。该方法的Hg^(2+)检出限为0.189 nmol/L,定量限为0.630 nmol/L,线性范围为0.5~10.0 nmol/L。选择小龙虾和鲢鱼作为实际检测样品,通过标准加入法进行测试,其加标回收率为87.18%~109.90%。结论该复合荧光纳米体系无需复杂预处理,实现了对实际样品中Hg^(2+)的现场、简单快速且高灵敏的测定,为水产品中Hg^(2+)的检测提供了一种新思路。

纳米氧化锌绿色合成及其体外抗PRRSV效果

本研究评估了水花生植物提取物绿色合成纳米氧化锌的可行性并评价了其对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的体外抗病毒效果。采用紫外-可见光谱、扫描电镜观察以及能谱扫描仪分析等多种方法交互验证纳米氧化锌颗粒的形成,并采用MTT比色法在预防、阻断、直接灭活三种药物作用方式下对其体外抗PRRSV的活性进行评估。结果表明纳米氧化锌颗粒在反应液中呈胶体状态,最大吸收峰在波长260 nm处;晶体颗粒呈六棱柱形,其粒径为34.8~314.2 nm,平均尺寸为43.8 nm。纳米氧化锌药物细胞安全质量浓度为0.125 mg/mL。纳米氧化锌针对PRRSV在预防、阻断以及直接杀灭三种作用方式下对细胞的最高平均保护率分别为35.1%、63.7%、73.9%。结果提示,纳米氧化锌在开发作为抗PRRSV的消毒剂以及阻断剂方面很有应用前景。该研究说明利用水花生植物提取液可以合成纳米氧化锌颗粒,而且显示了良好的体外抗病毒效果,这也为今后新兽药研发以及入侵植物资源化利用提供了借鉴。

纳米氧化铈颗粒对电沉积锌层耐蚀性的影响

研究了纳米氧化铈颗粒对电沉积锌层耐腐蚀性能的影响。结果表明 ,纳米氧化铈颗粒能显著提高锌镀层的耐蚀性 ;能促使锌镀层晶面产生择优取向 ,并使锌镀层更致密、更均匀 ;在一定范围内增加镀锌液中纳米氧化铈颗粒含量 ,锌镀层的耐蚀性可随之提高 ;此外 。

聚乙烯亚胺包覆氧化锌电子传输材料的制备及其对有机光伏电池空气和紫外稳定性的增强效应

活性层与电极之间的界面层材料对有机太阳能电池(OSCs)至关重要,它直接影响器件的性能和稳定运行。作为一种广泛应用的电子传输材料,氧化锌(ZnO)纳米颗粒(NPs)较高的表面缺陷态易在表面吸附水氧,严重影响OSCs的效率和稳定性。因此,本文设计了一种既能钝化表面缺陷又能调节能级的聚乙烯亚胺(PEI)包覆ZnO NPs的协同策略,采用水热法成功合成了ZnO@PEI NPs,并将其作为电子传输层(ETL)应用于基于PM6∶BO-4Cl∶PC61BM的OSCs中。结果表明,使用ZnO@PEINPs作为ETL制备的光伏器件的光电转换效率(PCE)略有下降,但由于包覆的PEI钝化了ZnO表面缺陷,ZnO@PEI NPs器件展现出更好的空气和紫外稳定性。本研究提出了一个构建多功能、高稳定性ETL的有效策略,为实现高稳定OSCs提供了一条适用的新途径。

氧化锌纳米颗粒缺陷能级发光特性研究

报道了在室温下用荧光光谱仪和飞秒脉冲激光激发诱导光致发光,获得氧化锌纳米颗粒(平均直径约为10nm)缺陷发光光谱的实验,验证了氧化锌纳米颗粒缺陷能级的位置。锌填隙缺陷在距离导带底0.4eV处产生浅施主能级,锌空位缺陷在价带顶0.3eV处产生浅受主能级,氧锌替位缺陷在价带顶1.08eV处产生深受主能级,在导带底1.56eV处有氧空位缺陷引起的深杂质能级产生,氧填隙缺陷在价带顶1.35eV处产生深受主能级。

基于氧化型谷胱甘肽保护的荧光金纳米团簇的制备及其对Fe^(3+)的检测

利用氧化型谷胱甘肽作为还原剂和稳定剂,通过绿色合成法制备了具有良好生物相容性的金纳米团簇(GSSG-Au NCs),其平均粒径大小为2.9 nm。以其为荧光探针实现了对Fe^(3+)的高灵敏检测,且对干扰离子具有高度选择性,线性范围宽(0.1~30μmol/L),检出限为0.03μmol/L。该方法用于实际水样(自来水、湖水和河水)中Fe^(3+)的测定,结果满意。

氧化锌纳米颗粒对污泥厌氧消化过程的影响研究

建立了污泥厌氧消化反应器,以氧化锌纳米颗粒(ZnO-NPs)为研究对象,研究了不同浓度ZnO-NPs(0,2,30,60,90,120,150mg/g-VSS)对污泥厌氧消化过程的影响,分析了可能存在的剂量-效应关系.低浓度(2mg/g-VSS)ZnO-NPs对污泥厌氧消化过程影响较小;较高浓度下,ZnO-NPs对污泥厌氧消化产气效率、有机物降解效率和污泥减量效果等具有显著影响,而对挥发酸产量及其组成无显著影响.ZnO-NPs暴露浓度为30,60,90,120mg/g-VSS时,平均日产气量直线下降,在120mg/g-VSS浓度后平均日产气量为对照组的10%左右.ZnO-NPs对有机物降解效和污泥减量存在明显抑制作用,且随着ZnO-NPs浓度的升高,SCOD去除率、TCOD去除率和R_(VSS/TSS)值降低.ZnO-NPs浓度升高到120mg/g-VSS时,SCOD去除率、TCOD去除率和R_(VSS/TSS)值分别减少到对照组的3%、36.5%和74%.此外,当ZnO-NPs暴露浓度从2mg/g-VSS升高到150mg/g-VSS时,污泥减量率从23%左右下降至4.8%左右.

氧化锌纳米颗粒的简便合成及其臭氧化降解苯酚的催化性质

采用一种可控的直接沉淀法制得纳米级ZnO材料。结果表明,在不同合成条件下得到的纳米ZnO颗粒具有不同的表面性质,并且对苯酚的降解表现出不同的催化效率。其中,在原料加料速度为3.0 mL/min,前驱物煅烧温度为400℃时所得产物具有最高的催化活性。与单独臭氧化相比,加入该产物后,苯酚的降解率提高了85.38%。在优化的纳米ZnO存在的条件下,分别评估了臭氧的分解,叔丁醇对苯酚的臭氧化影响,表明在纳米ZnO存在时,苯酚直接被臭氧分子氧化而降解。

氧化锌纳米颗粒抗菌活性在医学中的应用及研究进展

氧化锌纳米颗粒(Zinc oxide nanoparticles,Zn O-NPS)是一种多功能性的新型无机材料,其颗粒大小约在1~100 nm。由于晶粒的细微化,其表面电子结构和晶体结构发生变化,具有高透明度、高分散性等特点。近年来随着对Zn O-NPS抗菌作用的深入研究,其在医学领域的应用逐渐增加,该文针对Zn O-NPS的抗菌作用在医学中的应用作一综述与展望。