氧化亚铜基光催化剂的制备及降解性能研究进展

Cu_(2)O是一种p型半导体,在光催化领域有着广阔的应用前景。研究者通过调控Cu_(2)O形貌和尺寸、构建异质结结构、设计复合材料增大比表面积和导电性等手段,提高其光利用率,降低了光生电子-空穴对复合率,从而提高了Cu_(2)O的光催化活性和光稳定性,促进了其在光催化降解染料领域的应用。本文重点综述了通过元素掺杂、半导体异质结构建及与其他材料复合的途径增强Cu_(2)O光催化性能的方法,归纳了其在光催化降解有机污染物方面的应用及异质结增强机理,指出了目前研究存在的短板,并对氧化亚铜基复合光催化的发展及应用前景进行了展望。

邻苯二甲酸酯降解功能内生菌群的筛选及定殖效能

为降低邻苯二甲酸酯(PAEs)污染作物对人体健康的威胁,从PAEs污染蔬菜中富集驯化具有PAEs降解高效性和广谱性的功能内生菌群,解析菌群群落组成并优化其降解条件,借助水培体系研究了功能内生菌群在作物体内的定殖效能.高通量测序结果表明,从门的分类水平看,菌群主要由变形菌门(Proteobacteria,76.57%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,21.04%)和放线菌门(Actinobacteria,2.37%)组成;从属的分类水平看,菌群主要由鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium,33.03%)、代尔夫特菌属(Delftia,40.61%)、假单胞菌属(Pseudomonas,11.70%)、无色杆菌属(Achromobacter,3.04%)和根瘤菌属(Rhizobium,6.90%)组成.在无机盐纯培养体系中,该菌群在7d内对5mg/L的邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)降解率分别为97.08%、94.47%、98.02%和44.82%.单因素试验结果表明,菌群降解PAEs的最佳条件为:pH值7、25℃、盐度1%、底物浓度5mg/L.水稻水培试验表明,菌群可以定殖到水稻体内并有效促进PAEs的去除,与对照组相比,处理15d后水稻体内DMP、DEP、DBP和∑PAEs含量分别降低了41.09%、45.33%、63.06%和32.3%.菌群的定殖还能够提高水稻根长、株高和生物量,促进水稻的生长.该菌群在降低作物PAEs积累、保障PAEs污染地区农产品质量安全方面具有良好的应用前景,能有效降低作物PAEs污染对人体健康的威胁.

桉木化学机械浆废水好氧生物抑制特性分析及降解规律研究

采用GC-MS方法分析了桉木化学机械浆废水厌氧处理和好氧处理出水的有机物成分及含量,统计了好氧处理前后废水中碳原子数的分析情况,分析了废水中主要的生物难降解组分及降解规律。研究结果表明:经厌氧和好氧处理后残余的主要有机污染物为芳樟醇(C10,21.21%)、对叔丁基苯乙酸甲酯(C13,21.39%)、二氢月桂烯醇(C10,8.90%)、铃兰醛(C14,6.16%)和香茅醇(C10,4.76%)等,主要为含苯环有机物和抑菌成分,具有生物难降解性和抑菌性,宏观表现为生物处理去除率较低。好氧处理前后,废水中醇类物质质量分数从19.32%上升至51.71%,醛类物质质量分数从3.68%上升至13.35%,酯类物质质量分数从29.75%降至28.32%,含苯环有机物质量分数从32.70%上升至61.06%,说明其他有机物获得比含苯环有机物更大幅度的降解。建议通过解毒预处理和生物强化提高微生物活性等途径改善生物处理效果,减轻后续深度处理的难度,降低综合处理成本,实现低成本达标排放。

甲基苯丙胺的电化学催化降解及机理研究

甲基苯丙胺(Methamphetamine,METH)作为一种兴奋剂类毒品,正在全球范围内蔓延,研发高效、环保、低成本的销毁技术十分必要。本文设计了电化学催化降解METH的方法,通过扫描电镜(SEM)和元素分析对电极形貌结构及成分进行了分析,并利用气相色谱(GC)和循环伏安法(CV)对METH电化学降解过程和机制进行了探讨。结果表明,钛基钌铱电极(DSA电极)表面的裂纹结构,大大提高了电极活性面积,对METH的降解效果优于碳纤维电极和Pt电极。电解条件优化后,DSA电极对METH的电化学降解效果显著,METH基本完全降解。METH的降解以间接氧化为主,降解反应遵循一级反应动力学。电化学催化可以快速高效的降解METH,且环境友好,是对METH无害化处理的有效手段。

高温改性钢渣活化过硫酸盐降解甲基橙和苯酚的反应机制

采用高温改性钢渣活化过硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)降解甲基橙(methyl orange,MO)和苯酚(phenol,AR)。考察了改性钢渣投加量、PMS浓度、初始pH值、反应温度对MO和AR降解效果的影响。在改性钢渣质量浓度为9.0 g/L、PMS物质的量浓度为12.0 mmol/L、初始pH值为7.0、反应温度为25℃的条件下,反应90 min,30 mg/L MO和15 mg/L AR的降解率分别达到90.5%和100%。材料表征分析结果表明,高温改性钢渣比表面积增大、孔隙率高、催化氧化PMS性能好,且重复利用仍有较好的原位恢复性能。自由基淬灭和电子顺磁共振波谱实验说明,高温改性钢渣/PMS反应体系存在非自由基(1 O 2)和自由基(SO_(4)^(-)·和·OH),发挥了碱活化PMS和铁氧化物活化PMS的共同作用,最终将MO和AR降解为小分子物质。

不同形貌CaO_(2)的制备及其降解水中结晶紫的研究

为探究不同形貌过氧化钙对染料降解去除效果的差异性,采用钙盐法在不同条件下制备不同形貌的过氧化钙,并将其用于处理结晶紫模拟的染料废水。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱对制得的过氧化钙进行了形貌表征,证明合成了四方晶状过氧化钙和球状纳米过氧化钙,并考察了两种过氧化钙在不同条件下对模拟染料废水中结晶紫的去除效果。结果表明,在模拟染料废水初始pH为6.0,结晶紫初始浓度为10 mg/L,四方晶状过氧化钙投加量为18.0 mg,球型纳米过氧化钙投加量为30.0 mg时,结晶紫的去除率分别可以达到94.14%和85.49%。准一级动力学方程可以描述两种过氧化钙对结晶紫的降解机制,球状纳米过氧化钙对结晶紫的降解过程与准一级动力学模型的吻合度更高。

微纳米气泡强化臭氧氧化降解含酚废水

为了降解毒性强的含酚工业废水,本文将微纳米气泡与臭氧氧化法相结合,探究了处理温度、溶液pH、苯酚初始浓度和臭氧浓度对苯酚降解的影响。结果表明,相较于传统气泡,微纳米气泡破裂可诱导产生更多的·OH,弥补了臭氧传质效率低和氧化性不足等缺点,使反应体系的氧化还原电位明显提高,并在苯酚降解过程中起到主要作用;相比于臭氧氧化法,苯酚降解效果得到显著提升;提升臭氧浓度、溶液pH及降低苯酚初始浓度均可促进反应体系中生成更多的·OH,进而提升除酚率。通过气相色谱-质谱法(GC-MS)检测苯酚降解的中间产物,分析了苯酚降解的可能路径。总体而言,微纳米气泡结合臭氧氧化法是一种有潜力的除酚技术,研究结果对此技术在工业废水降解中的应用和推广具有指导意义。

全生物降解地膜对湖南不同地区果蔬生长的影响

针对塑料地膜使用造成土壤环境污染的问题,研究以白色/黑色全生物降解地膜和普通塑料地膜为参试材料,在湖南省长沙市、沅江市、汉寿县等地区开展了西瓜、莴苣、秋葵等作物的覆膜试验,探究全生物降解地膜对不同作物的生长、品质、产量及土壤性质等指标的影响,观察全生物降解地膜的降解情况。结果发现,两种全生物降解地膜对湖南各地区果蔬生产均起到提质增效的作用。沅江地区黑色降解地膜覆盖栽培西瓜,西瓜单瓜重增加25.8%,叶片数增加45.5%,显著高于未覆膜处理;覆盖白色降解地膜的秋葵叶片长度比对照高42.1%,叶片宽度比对照高55.9%,叶片数增加43.2%,产量增加55.5%。普通塑料地膜在作物收获后未能降解,白色和黑色全生物降解地膜的降解率分别为80.3%~90.7%和63.0%~80.3%。综合不同地区的试验结果,认为两种降解地膜均可作为普通塑料地膜的潜在替代品,具有较大的推广前景。

瘤胃源粪臭素降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

【目的】旨在从绵羊瘤胃中分离粪臭素降解菌,并评估其粪臭素降解能力和生长性能,以期开发适用于反刍动物降臭的直接饲喂微生物。【方法】以绵羊瘤胃液为分离来源,使用含有粪臭素的MSM培养基进行富集和分离,通过细菌菌落形态观察进行初步分类;应用16S rRNA基因扩增、测序及系统发育分析进行物种鉴定;绘制菌株生长曲线,通过HPLC技术测定粪臭素降解曲线。【结果】从绵羊瘤胃液中分离出25株粪臭素降解菌,经菌落形态鉴定选出11株代表菌株进行后续研究。物种鉴定结果显示,MSML2和MSML6属于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),MSML4、MSML5、MSML7和MSML10属于阿氏普里斯特氏菌(Priestia aryabhattai),MSML3和MSML11属于污染伯克霍尔德氏菌(Burkholderia contaminans),MSML1、MSML8和MSML9属于成都假单胞菌(Pseudomonas chengduensis)。其中,MSML5生长速度最快,在约12 h后进入稳定期,稳定期菌体浓度最高;MSML3和MSML8在前16 h生长缓慢,32 h后进入稳定期。在粪臭素降解方面,MSML2粪臭素降解效率最高,48 h内的降解率达到23.03%,其次是MSML7、MSML8和MSML10,降解率均超过20%。【结论】成功从绵羊瘤胃中分离获得25株粪臭素降解菌,涉及4个物种,首次报道了具备粪臭素降解能力的枯草芽孢杆菌、阿氏普里斯特氏菌和成都假单胞菌,为直接饲喂反刍动物的菌剂开发提供了宝贵的菌株资源。

ZnO的绿色合成及光催化降解模拟废水研究

以甘露醇为模板剂,通过绿色合成途径,分别采用化学沉淀法和水热合成法制备ZnO。使用X-射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结构和形貌进行表征,用亚甲基蓝模拟工业废水中的有机污染物,对ZnO样品光催化降解模拟废水的性能进行研究。实验结果表明,2种方法合成的样品均为分散程度较好的六方纤锌矿结构,ZnO样品微粒尺寸随甘露醇用量的增加而减小。通过化学沉淀法得到的ZnO样品表面呈蚕蛹状且内部中空,通过水热合成法得到的ZnO样品呈牡丹花状。以甘露醇为模板制得的ZnO样品均能有效降解亚甲基蓝,催化降解反应符合准一级反应动力学特征。

低温处理下青花菜衰老过程中叶绿素降解相关基因的表达

为研究不同低温处理对青花菜黄化衰老过程中叶绿素变化及叶绿素降解相关基因表达量的影响。以兰州高原特色蔬菜‘耐寒优秀’品种的青花菜为试验材料,设置近冰温(-0.7℃~-0.4℃)、4℃、10℃3个贮藏温度。结果表明,近冰温(-0.7℃~-0.4℃)处理组在整个贮藏期叶绿素含量显著高于4℃、10℃处理,且L^(*)、a^(*)和b^(*)显著低于4℃和10℃处理。在整个贮藏期,近冰温处理的青花菜BoCLH1(叶绿素酶1)和BoCLH2(叶绿素酶2)的表达量显著低于4℃、10℃处理,这说明近冰温处理抑制了青花菜贮藏期BoCLH1(叶绿素酶1)和BoCLH2(叶绿素酶2)的表达,而4℃、10℃处理诱导了青花菜贮藏期BoCLH1(叶绿素酶1)和BoCLH2(叶绿素酶2)的表达;近冰温处理的青花菜BoPPH(脱镁叶绿素酶)的表达量随着贮藏时间的延长不断下降,而在4℃和10℃处理组中在贮藏15 d时有显著上升,且始终高于近冰温处理组。近冰温处理的BoPaO(脱镁叶绿酸a加氧酶)表达量高峰出现明显滞后,而BoRCCR(红色叶绿素代谢产物还原酶)的表达量在贮藏过程中始终显著高于4℃和10℃处理组。可见,近冰温处理可有效抑制叶绿素的降解,延缓青花菜组织衰老。

双酚A在消落带土壤中的吸附/解吸及降解行为

为探究双酚A(BPA)在消落带的环境行为,于涪陵清溪消落带采集不同高程土壤样品(S_(L):155m,S_(M):160m,S_(H):165m),开展批量吸附/解吸和模拟降解实验,研究了BPA在消落带土壤中的吸附、解吸及降解行为.15℃、25℃、35℃条件下,各高程土壤对BPA的吸附等温线符合Freundlich模型,吸附能力均随温度升高而降低,并表现出一定吸附非线性.各实验温度下,消落带土壤对BPA的吸附能力均与土壤有机质含量趋势一致,随采样高程降低而增加(S_(L)>S_(M)>S_(H)).吸附热力学参数ΔG、ΔH和ΔS均小于0,BPA在消落带土壤中的吸附为自发、放热的熵减过程,受物理吸附主导.解吸迟滞系数HI(0.853-0.981)接近1,BPA在消落带土壤中的解吸迟滞性不明显,易于解吸释放.25℃实验条件下,BPA在消落带土壤中的降解半衰期为S_(L)(4.88d)<S_(M)(6.68d)<S_(H)(10.07d),落干期较长区域的土壤中BPA降解速率更低.10℃条件下,BPA在土壤S_(H)中的降解半衰期延长至12.01d,分别为25℃的1.19倍和35℃的1.20倍,低温条件抑制BPA的降解.

Fe@Cu-Ni材料降解罗丹明B的机理与途径

文章采用直接还原法制备了Fe@Cu-Ni微电解材料,并探究了其对罗丹明B(Rh B)的降解效果。采用SEM、XRD和XPS对Fe@Cu-Ni进行了表征,分析了Fe@Cu-Ni对Rh B的降解机理和降解路径。Fe@Cu-Ni的枝晶结构为电子传递和富集提供了发散路径,有利于电荷转移。电子转移通道末端的Cu_(2)O和Fe与Ni掺杂对氧还原反应生成H_(2)O_(2)起着重要作用。由原位产生的H_(2)O_(2)催化生成的·OH是降解Rh B的关键活性物质。通过LC-MS/MS对Rh B的降解中间体进行了鉴定,结果表明,Rh B的降解主要来自于·H和·OH的协同作用。当pH=2、Fe@Cu-Ni催化剂用量为0.5 g/L、Rh B初始浓度为20 mg/L时,Rh B的降解效率可达98.7%。该研究强调了Fe@Cu-Ni复合材料在消除染料残留方面的潜力。

LaCoO_(3)钙钛矿型催化剂的制备及其光催化降解酸性品红和碱性品红的研究

以硝酸钴、硝酸镧及柠檬酸为原料,在水热体系中采用水热合成法合成出一系列的钙钛矿型催化剂LaCoO_(3),考察当焙烧温度不同时,所合成催化剂的物化性质和降解酸性品红和碱性品红的光催化性能,并分析了催化剂降解品红的降解机理.实验结果表明,采用水热合成法能够成功合成出钙钛矿型催化剂LaCoO_(3),随着焙烧温度的升高,催化剂的颗粒尺寸逐渐增大,结晶度则呈现先升高后降低的趋势.与此同时,比表面积、孔径和孔体积则逐渐减小.另外通过光催化降解品红来测试催化剂的光催化性能,结果表明LaCoO_(3)对酸性品红和碱性品红都具有很好的光催化活性,但对酸性品红的降解率高于碱性品红,这可能与不同品红的结构或者溶液的酸碱性有关.

染料废水电催化降解研究进展

染料广泛用于食品、化妆品及染色工业,其特点是分子结构复杂、色度高、毒性大、可生化性差.大量的染料在生产和使用过程中产生的废水造成了严重的环境污染.本文介绍了目前处理染料废水的几种常用方法,如物理、化学和生物方法,其中重点介绍了电催化技术,包括其降解机理、电极材料研究进展以及处理染料废水的研究现状,然后对染料废水处理技术的研究现状进行了总结,并对相关处理技术的未来发展趋势进行展望.

胞质TGM2依赖GTP抑制TRIM21介导的STAT1泛素化降解促进胃癌恶性进展

背景与目的既往研究提示谷氨酰胺转胺酶2(transglutaminase 2,TGM2)是多种肿瘤的潜在治疗靶点,但其在胃癌中的作用及机制尚未明确。本研究中,我们试图揭示TGM2在胃癌中的作用和相关机制。方法分析TGM2在胃癌细胞和组织中的表达水平,并通过一系列体内外实验分析TGM2在胃癌中的功能,包括蛋白质印迹、免疫组化、CCK8、集落形成实验、transwell实验、异种移植瘤模型和转移瘤模型。通过基因富集分析、定量PCR和蛋白质印迹筛选TGM2在胃癌中潜在的作用靶标。通过功能损益实验和挽救实验验证TGM2对STAT1的调控作用。通过免疫共沉淀、质谱分析、定量PCR和蛋白质印迹筛选STAT1互作蛋白,并阐明其调控机制。最后,通过突变TGM2和使用TGM2的酶活性调节剂(ZM39923和A23187)以明确TGM2通过何种酶活性促进胃癌恶性进展,并阐明其潜在机制。结果研究结果表明TGM2在胃癌组织中高表达,与病理分级密切相关,其高表达预示患者不良预后。TGM2过表达/敲低能够促进/抑制胃癌细胞增殖、迁移和侵袭。而敲低/过表达STAT1能够逆转TGM2在胃癌细胞中的作用。进一步分析提示TGM2通过抑制STAT1泛素化/降解促进胃癌恶性进展。TRIM21被鉴定为胃癌中STAT1的E3泛素连接酶。TGM2通过与GTP结合的酶活性促进TRIM21和STAT1解离。A23187能够抑制TGM2对STAT1的作用,并在体外和体内实验中逆转TGM2的促肿瘤作用。结论本研究揭示了在胃癌中TGM2调控STAT1的作用和机制,提示TGM2可作为胃癌治疗的潜在靶点,了解TGM2与GTP结合的酶活性有助于开发靶向药物,优化现有治疗策略。

纤维素降解菌的分离筛选及其秸秆降解能力研究

通过筛选高效的秸秆纤维素降解菌,为进一步资源化利用农作物秸秆提供优质的微生物资源。采集奶牛粪样品,通过纤维素平板刚果红染色法初筛及发酵液纤维素酶和木聚糖酶活性测定法复筛菌种,探究选出菌株对秸秆的降解能力。结果表明,筛选获得9株产纤维素酶的菌株,其中菌株TX1的透明圈与菌落直径比值最大,为1.729。菌株TX7的纤维素酶活力和木聚糖酶活力最强,CMC-Na酶(CX)活力为0.2247 U/mL,滤纸酶(FPA)活力为0.2960 U/mL,木聚糖酶活力为8.84 U/mL。菌株TX3对小麦秸秆半纤维素和纤维素的降解能力最强,每1.000 g小麦秸秆的纤维素、半纤维素质量分别为0.185、0.190 g;菌株TX7对小麦秸秆木质素的降解能力最强,每1.000 g小麦秸秆的木质素质量只有0.037 g。由此可见,菌株TX3、TX7具有进一步研发成高效降解秸秆微生物菌剂的潜力,为秸秆纤维素的转化利用提供了优质的菌种资源。

金属有机框架MIL-101(Fe)用于增强光催化降解含油污水中的原油

利用溶剂热法合成了一种稳定的金属有机框架(MOF)MIL-101(Fe),并作为一种新型光催化剂提高了油田废水中原油的降解性能。通过对反应条件的优化,确定了以下最佳参数:暗反应时间为30 min,光反应时间为30 min,p H值为5.5,催化剂量为150 mg/L,反应温度为303.15 K。在这些反应条件下,去除率达到了94.73%。本研究是铁基MOFs在油田废水光催化降解中的应用。MIL-101(Fe)在温和的酸性条件下表现出良好的稳定性,并且可以有效地循环利用。这些发现为利用MIL-101(Fe)作为一种很有前途的工业应用材料,通过光催化降解从受油污染的水中去除原油提供了有价值的见解。

多羧酸镍配合物催化降解罗丹明B的活性与机理

由于纺织、印刷等工业规模的迅速扩张,生产过程中产生的染料废水对人类生存环境造成巨大压力。目前,在染料废水修复处理领域,基于SO_(4)^(·-)的高级氧化技术由于其氧化优势备受关注。通常,过一硫酸盐(PMS)可自分解产生SO_(4)^(·-),然而其生成效率很低,因此,探寻有效的PMS催化剂成为研究热点。本研究以5,5′-二苯醚间苯二甲酸(H 4odip)和Ni(NO_(3))_(2)·6H_(2)O为原料,采用溶剂热法制得一种三维结构配合物Ni 4(odip)2-(μ2-OH_(2))2(H_(2)O)8,该材料水稳定性较好且能够在弱酸弱碱环境下稳定存在。采用X射线单晶和粉末衍射、红外光谱、热重及元素分析对配合物的结构和组成进行了表征。利用紫外-可见分光光度计研究其催化降解罗丹明B的活性与机理,系统探讨了配合物和PMS用量、溶液反应温度和pH对罗丹明B降解性能的影响。与不加催化剂相比,配合物的加入可使罗丹明B的降解速率提高两倍。研究表明,在中性环境中,PMS/配合物催化体系具有更强的降解能力,降解率可达92.3%。活性氧物种(ROS)捕获实验和电子顺磁共振波谱结果表明该催化体系降解罗丹明B的ROS有SO_(4)^(·-)、·OH、1O_(2)和O_(2)^(·-),且此四种ROS在降解罗丹明B时的贡献作用相近。综合分析实验结果,该配合物在催化PMS用于染料废水修复处理领域可作为一种有效且能循环使用的新型多相催化剂。

黄河包头段冻融期水体荧蒽残留及光降解行为

作者分别于流凌期、封河期及开河期,采集黄河包头段干流水体样品,分析该河段荧蒽(Fla)的残留水平及时空变异特性,通过光降解实验探究Fla的降解过程及光敏化剂对降解行为的影响。结果表明,冻融过程中8个采样断面均有Fla检出,且未超过标准值。大部分采样点Fla含量在稳定封河期及开河期较高,各个采样点Fla含量在0.05水平上具有显著性差异,S2、S5断面浓度相对较高,S4、S6和S7点浓度较低。水中Fla可以发生直接光降解,且符合一级反应动力学方程,72 h后降解率几乎达到90%。在避光进行暗反应时,Fla浓度基本不发生变化。添加丙酮、泥沙及低浓度H2O2均可抑制Fla的降解,反应仍符合一级反应动力学方程,而较高浓度的H2O2会促进Fla的光降解,且降解反应不再符合一级反应动力学方程。