磁性载体MBBR系统对纳米ZnO颗粒的胁迫响应

为探究磁性载体移动床生物膜反应器(MBBR)系统对不同浓度纳米ZnO胁迫的响应,构建2组MBBR开展纳米ZnO胁迫实验,通过对比普通与磁性载体MBBR中COD、NH_(4)^(+)-N去除性能、生物膜形貌、微生物群落及功能基因,分析磁性载体对纳米ZnO胁迫下MBBR中污染物去除性能及微生物的影响.结果表明:低浓度(5,10mg/L)纳米ZnO对COD、NH_(4)^(+)-N去除无显著影响;高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫后,磁性载体MBBR的NH_(4)^(+)-N去除率分别降低10.57%和12.91%,低于普通载体的14.48%和16.94%.相比于NH_(4)^(+)-N,纳米ZnO胁迫对COD去除影响较小.此外,高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫导致更多纳米ZnO颗粒团聚并吸附于磁性载体生物膜表面,继而改变了生物膜群落结构.在10mg/L的纳米ZnO胁迫下,磁性与普通载体生物膜中微单胞菌属(Micropruina)的相对丰度均有所提高,对该菌属生长起到促进作用.50mg/L纳米ZnO对Micropruina的生长产生明显的抑制,普通及磁性载体生物膜中其相对丰度分别降至0.20%和1.28%.KEGG代谢通路预测表明,高浓度的纳米ZnO改善了细胞膜转运蛋白和细胞活性等功能,降低了碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素代谢、异种生物降解与代谢的功能.在纳米ZnO胁迫下,磁性载体较普通载体表现出更好的污染物去除性能,削弱了纳米ZnO对微生物的胁迫效应.

不同种类微塑料与纳米ZnO对锦鲫复合生物效应

为探究微塑料(MPs)种类对其与颗粒态污染物复合效应影响,选取1 mg/L相同粒径(500 nm)球状聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)MPs和纳米ZnO为目标污染物,以锦鲫(Carassius auratus)为受试生物,进行材料表征、水合粒径、Zeta电位、Zn^(2+)释放、Zn在锦鲫体内累积分布及锦鲫肝脏氧化损伤测定,探究MPs与纳米ZnO复合前后赋存状态及生物效应。结果表明:MPs表面元素含量和比例不同,主要为C和O。PMMA MPs单一与复合溶液体系不稳定,颗粒水合粒径最大。纳米ZnO溶液Zeta电位绝对值最小,颗粒物更易团聚,与MPs复合后Zeta电位绝对值显著增大,溶液稳定性增强。MPs复合促进纳米ZnO释放Zn^(2+),PS MPs复合体系中Zn^(2+)含量最高,锦鲫的眼部、鳃部、鱼肉中Zn富集相应增加。复合暴露增强对锦鲫氧化损伤。PS MPs分子极性大、表面静电作用强、体系稳定性差,与纳米ZnO复合易促进Zn^(2+)释放、增强复合毒性效应。

纳米ZnO/SBR复合改性乳化沥青及其微表处混合料性能

为了研究纳米ZnO与SBR对乳化沥青的复合改性效果和路用性能,开展了纳米ZnO/SBR复合改性乳化沥青的性能表征与评价工作,研究纳米ZnO掺量对乳化沥青以及微表处混合料路用性能的影响。研究表明,纳米ZnO对乳化沥青的流体特征(粒度、模量等)产生了明显影响,纳米ZnO掺量为2%、3%时提高了残留物的软化点、不可回复柔量和SPG等级等高温性能;纳米ZnO掺量为0~3%时,乳化沥青的高温等级均能达到SPG70。纳米ZnO改性乳化沥青应用于微表处混合料时,表现出破乳速度快、混合料早期强度高的特点;当纳米ZnO掺量大于2%后,乳化沥青稀浆料的工作性下降,破乳无法控制。

壳聚糖和纳米ZnO复合涂膜对冬枣黑斑病抗病性的影响

为了研究不同粒径的纳米ZnO与壳聚糖(Chitosan,CTS)复合涂膜对采后冬枣黑斑病的抗病作用及机理,分别对新鲜冬枣进行涂膜处理,再接种链格孢菌,测定冬枣的果实品质指标、抗病物质含量、抗氧化能力以及抗病相关酶活性的变化。结果表明,0.2%≤100 nm纳米ZnO复合1%CTS处理组实验效果最佳,可延缓冬枣果实病斑直径的扩展,抑制呼吸强度上升,降低失重率和转红率;抑制总酚、黄酮等抗氧化物质含量的降低,提高冬枣的还原力和DPPH自由基清除能力,而且超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性也得到了提高。因此,纳米ZnO与CTS复合涂膜处理通过诱导抗病相关酶活性,维持果实细胞膜结构的稳定,进而增强冬枣采后抗病性,从而延缓黑斑病的发生。

纳米ZnO/TiO_(2)对玄武岩纤维改性沥青性能影响

为提升沥青结合料的路用性能,采用玄武岩纤维、纳米ZnO和纳米TiO_(2)复配复合改性沥青。通过三大指标、布氏旋转黏度和温度扫描试验对复合改性沥青基础性能及流变性能进行研究,采用薄膜烘箱老化试验(TFOT)和压力容器老化试验(PAV)模拟沥青不同老化状态,分析复合改性沥青抗老化性能。结果表明,随着纳米ZnO和纳米TiO_(2)掺量增加,改性沥青针入度、软化点及黏度均增大,其高温性能得到改善;复合改性沥青的车辙因子G^(*)/sinδ和疲劳因子G^(*)•sinδ均有明显提高,其抗车辙性能提升,抗疲劳性能下降;对比不同老化状态下沥青的复数模量、疲劳因子-温度关系曲线,其抗老化性能随纳米复合改性剂掺量的增加而提高;通过综合比选,推荐纳米复合改性剂最佳掺量为4%。

纳米ZnO和盐霉素对幼兔小肠黏膜结构的影响

为了解纳米ZnO和盐霉素对幼兔血清AKP和蛋白浓度以及小肠黏膜上皮的形态、结构的影响。该试验选用40日龄健康、体重接近的新西兰幼兔48只,公母各半,随机分为4组,每组3个重复,每个重复4只幼兔。对照组饲喂基础日粮,试验组在饲喂基础日粮的基础上分别添加纳米ZnO组、25mg/kg纳米ZnO、25mg/kg盐霉素、25mg/kg纳米ZnO+25mg/kg盐霉素。试验期42d。研究结果表明:(1)在在第42天时,纳米ZnO+盐霉素组、纳米ZnO组碱性磷酸酶、总蛋白、白蛋白浓度显著高于对照组(P<0.05)。(2)由各组幼兔空肠和回肠黏膜上皮的结构特征可知,盐霉素组的肠绒毛最为粗壮,纳米ZnO+盐霉素组和纳米ZnO组的肠绒毛次之,对照组的肠绒毛最细且排列零乱,部分绒毛顶端脱落。(3)纳米ZnO+盐霉素组空肠、回肠的绒毛长度显著高于对照组和盐霉素组(P<0.05)。纳米ZnO+盐霉素组空肠、回肠的绒毛长度/腺窝深度比值显著高于对照组和盐霉素组(P<0.05),但与纳米ZnO组差异不显著(P<0.05)。可见,纳米ZnO具有改善小肠上皮细胞形态结构,提高血液碱性磷酸酶、总蛋白、白蛋白含量的作用,与盐霉素混合使用,有利于提高幼兔的生长性能。

纳米ZnO/纤维素纳米晶/聚乙烯醇复合膜的制备及性能

采用球磨法制备的纤维素纳米晶(CNC)及市售纳米ZnO对聚乙烯醇(PVA)进行改性,改善了PVA膜的力学性能,并且,赋予其抗菌性,测试复合膜的力学性能、水蒸气透过性能及抗菌性能。结果表明,加入CNC后,提高了PVA膜的力学性能和阻湿性能,加入纳米ZnO后,复合膜对金黄色葡萄球菌具有一定的抗菌性能,并且,能进一步提高复合膜的拉伸强度,但是,降低了复合膜的阻湿性能。当CNC的添加量为3%、纳米ZnO∶CNC=2∶1(摩尔比)时,复合膜综合性能较好,拉伸强度为73.7 MPa,与纯PVA膜相比,提高了77.2%;断裂伸长率为3.8%,与纯PVA膜相比,提高了46.1%;水蒸气透过系数为3.44×10^(-13)g·cm/(cm^(2)·s·Pa),与纯PVA膜相比,提高了11.7%。

三唑环含氟芳香烃改性纳米ZnO的制备及其在防污涂层中的应用

以Cu^(+)催化叠氮炔环偶极加成点击化学反应,在不同催化剂(CuBr/五甲基二乙烯三胺或CuSO_(4)·5H_(2)O/抗坏血酸钠)和反应温度(55,65,75℃)下制备三唑环基含氟芳香烃改性纳米氧化锌(ZnO-sTRF),研究了不同ZnO-sTRF的化学结构和元素组成;将表面接枝量最高的ZnOsTRF与聚氨酯(PU)复合制备ZnO-sTRF/PU涂层,研究了该涂层的疏水性能、抗菌性能以及防污性能。结果表明:当催化剂为CuSO_(4)·5H_(2)O/抗坏血酸钠,反应温度为75℃时,改性纳米ZnO表面接枝量最高,制备的ZnO-sTRF/PU涂层表面水接触角可达105.4°,表面大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和假交替单胞菌的死菌面积覆盖率是ZnO/PU涂层和3-氨丙基三乙氧基硅烷改性ZnO/PU涂层的10倍以上;在实际海洋环境中浸没120d后,涂层表面无明显硬质生物的附着。

基于正交试验的纳米ZnO/SEBS复合改性沥青性能

为使改性沥青混合料具有良好的性能,能够在一些极端环境下正常使用,选择纳米ZnO和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrene-ethylene-butadiene-styrene,SEBS)两类改性剂复合对70号沥青进行改性。利用正交试验对复合改性沥青的制备方案进行优化,并通过布氏旋转黏度、针入度、延度、软化点和高低温流变等实验,对纳米ZnO、SEBS、纳米ZnO/SEBS改性沥青以及基质沥青的黏滞性、温度敏感性、高低温流变性能以及性能分级(performance grading,PG)进行比较分析,以此确定最优配方。试验结果表明,纳米ZnO/SEBS复合改性沥青最优制备改性剂掺量为3%纳米ZnO+5%SEBS,最优制备方案为先加SEBS后加纳米ZnO;此掺量复合改性沥青的温度敏感性显著降低,低温抗裂性能以及PG连续分级的高低温服务温度范围均有明显改善,对沥青高温性能提升最为显著。

纳米ZnO掺量对沥青及混合料性能的影响

为研究纳米ZnO在路面材料的应用前景,将掺量分别为0、3.5%、4.5%、5.5%的纳米ZnO掺入基质沥青中,通过沥青三大指标试验、DSR试验和沥青混合料车辙试验、浸水马歇尔试验分析了纳米ZnO对沥青及其混合料性能影响的变化规律,并结合红外光谱探索了共混机理。研究结果表明:沥青的针入度随纳米ZnO掺量的增大而降低,而软化点、延度、车辙因子混合料的高温性能、水稳定性随掺量的增加出现先增大后降低的变化规律,拟推荐试验最优掺量为4.5%;从红外光谱可看出,加入4.5%的纳米ZnO后出现吸收减弱的现象,表明纳米ZnO有与基质沥青发生反应的可能。

纳米ZnO-SBR硫化复合改性沥青流变性能研究

针对冷热交替型天气,应用复合丁苯橡胶(SBR)与纳米ZnO对沥青进行改性,并在此基础上对改性沥青加以硫化,以减少极端天气导致的路面损害,达到延长沥青路面使用寿命的目的。掺入不同比例的SBR改性剂和纳米ZnO,按照与SBR质量比1%的标准加入DTDM进行硫化,借助三大指标试验等试验,协同综合表征沥青性能的改进效果。研究发现:改性沥青高温和低温性能均有增强,当SBR与纳米级ZnO掺量均为4%时,沥青综合性能在比照组中最为合理。

纳米ZnO共混改性PVDF膜的制备及性能试验

聚偏氟乙烯(PVDF)膜由于机械强度高、分离通量大等优点被广泛应用于污水处理领域,但由于其强疏水性易产生膜污染。研究采用无机纳米ZnO与铸膜液共混的方法对PVDF滤膜进行基体改性,以提高膜的亲水性能与耐污染性能。研究结果表明,当铸膜液中ZnO添加量为0.50%时,改性膜的纯水通量最大可提高22%;相对于原始膜,无机纳米粒子的加入有效提高了膜的机械性能与亲水性,且当ZnO添加量为1.00%时,改性膜的抗污染性能最强;纳米粒子对膜性能的影响有一定的限度,当纳米粒子含量超过1.00%时,纳米粒子间的团聚现象、铸膜液稳定性改变等原因,使得改性膜的抗污染性能降低。文中提出的纳米ZnO共混改性PVDF膜方法,能够有效提高膜的亲水与抗污染性能,为膜在污水处理领域应用提供技术支持。

纳米有机蒙脱土和纳米ZnO对沥青性能的影响研究

纳米有机蒙脱土和纳米ZnO与沥青具有较好的黏附性,因此被广泛地用作沥青改性剂。为对比研究纳米有机蒙脱土和纳米ZnO对70#沥青性能的影响,开展针入度、软化点、布式旋转黏度及流变性能试验,得出如下结论:纳米蒙脱土和纳米ZnO的掺加,提升了70#沥青的布式旋转黏度,不利于70#沥青的施工性能;纳米蒙脱土和纳米ZnO均能改善70#沥青的高温性能、疲劳性能和低温性能,并且随着2种改性剂的掺量增加,改善程度越明显;8%~12%掺量(占70#沥青质量的百分比)的纳米蒙脱土改性沥青与1%~3%掺量的纳米ZnO改性沥青性能相当;评价指标方面,软化点评价指标与车辙因子评价指标在评价纳米有机蒙脱土和纳米ZnO改性沥青的高温性能具有一致性。研究结果表明:较低掺量(1%~3%)的纳米ZnO与较高掺量(8%~12%)的纳米蒙脱土改性的70#沥青具有相似的性能水平。

高压对纳米ZnO和ZnO/SnO_2复合材料的结构和发光性能的影响

利用溶胶-凝胶法制备出了纳米晶ZnO与含有3%摩尔分数SnO2的ZnO/SnO2复合材料,在六面顶压机上对制备出的两种样品进行了室温下6、GPa的高压处理。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和光致荧光谱(PL)等方法,对高压处理前后样品的结构和发光性质进行了表征。结果表明:高压处理后回收到的纳米晶ZnO和ZnO/SnO2复合材料的平均粒径分别减小5.9%和26.3%;高压处理后ZnO和ZnO/SnO2复合材料光致发光谱的发光带强度都有所降低,但ZnO/SnO2复合材料发光带强度降低幅度比纯ZnO小,对产生这些现象的原因进行了讨论。

微波在纳米和亚纳米ZnO材料制备中的应用

综述了近年来微波在纳米和亚纳米ZnO材料制备中的应用和研究进展,并展望了其发展趋势和前景。微波不仅在制备时间和能源利用效率等方面明显优于常规方法,还可以得到特殊形态和性能的ZnO材料。

纳米ZnO对不同沥青长期老化的延缓作用研究

为研究纳米ZnO对不同沥青长期老化的延缓作用,选择2种基质沥青(70#和SK-70)和1种聚合物改性沥青(SBS改性沥青)进行试验,采用压力老化箱老化和紫外光加速老化试验模拟沥青的长期老化作用,测试了不同沥青老化前后的物理、流变性能。首先研究了不同掺量(1%、2%、3%)纳米ZnO对70#基质沥青长期老化性能的影响,然后进一步分析了2%掺量下纳米ZnO对上述3种不同沥青长期老化的延缓作用。结果表明:不同掺量纳米ZnO均能够延缓长期热氧、紫外光对70#基质沥青的老化作用,其中3%掺量纳米ZnO的延缓效果最佳;此外,纳米ZnO不仅能够改善70#、SK-702种基质沥青的长期耐老化性能,而且对SBS改性沥青长期老化同样具有很好的延缓效果。

纳米ZnO改性沥青及混合料路用性能研究

为掌握纳米ZnO颗粒对基质沥青及混合料路用性能的影响,文章基于DSR、BBR、高温车辙等试验,对纳米材料改性效果进行验证。结果表明:纳米ZnO可增强沥青弹性特征,提高沥青抵抗剪切变形能力,抑制热氧老化过程;掺入纳米ZnO能提高沥青混合料高温抗车辙能力,增强基质沥青和矿料之间的附着力,提高基质沥青混合料的水稳定性与抗裂性能;建议纳米ZnO最佳掺量为6%。

纳米ZnO/PPA复合改性沥青流变性能和抗老化性能评估

为了完善PPA改性沥青的抗紫外老化性能,研究采用纳米ZnO进一步改性1%的PPA改性沥青。通过温度扫描、多重应力蠕变(MSCR)、线性扫描(LAS)、弯曲梁流变试验(BBR)等方法探讨了纳米ZnO/PPA复合改性沥青的高低温流变性能和抗疲劳性能,结果表明掺入纳米ZnO可以显著提高PPA改性沥青的流变性能,使其能承受更高的交通荷载。抗老化试验结果表明,纳米ZnO弥补了PPA改性沥青抗紫外老化性能较差的局限性,并对其热氧老化性能也有一定程度的提升效果。综合来看,纳米ZnO/PPA能减缓沥青在复杂条件下的性能衰退,使其保持长时间高效服役。

纳米ZnO/SBS改性沥青混合料路用性能评价

为了研究纳米ZnO/SBS改性沥青混合料的路用性能,以AC-13为例,通过基质沥青、纳米ZnO改性沥青、SBS改性沥青与其做对比。通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验以及冻融劈裂试验,得到纳米ZnO/SBS改性沥青混合料的高温稳定性能和抗水损害性能有所提升,而低温抗裂性能表现平平,但仍能满足路面使用性能要求。

纳米ZnO的合成及其PVB复合材料光学性能研究

用均相沉淀法制备了粒径约为30 nm的ZnO纳米粒子,经DB-570改性后加入到PVB(聚乙烯醇缩丁醛)中,制备出均匀分散的纳米ZnO/PVB汽车挡风玻璃用复合材料.紫外-可见及可见-近红外光谱分析表明,相对于PVB原片,当复合膜片中ZnO的含量为0.5%时,在保证可见光透过率70%以上的情况下,ZnO/PVB复合膜片对紫外线的吸收提高了40%左右,而对可见光和近红外线阻隔很小.