水中纳米零价铁在斑马鱼体内的生物富集和组织病理学研究

以斑马鱼为受试对象,研究纳米铁在鱼体内的富集状况与组织病理学变化。分别将斑马鱼(Danio rerio)暴露于5.00 mg/L、10.00mg/L、15.00 mg/L和20.00 mg/L的纳米铁悬浮液中饲养7 d,取样解剖,对鱼体的不同器官进行分析。结果表明,肠道内铁的富集量显著高于鳃、躯干等其他部位,且肠道和整体的富集量都在10.00 mg/L的处理下达到最大。切片结果显示,铁在肠道有富集,且肠和鳃部组织中出现了一定的病理和形态学变化。在富集-释放试验中,先将斑马鱼暴露于质量浓度为5.00 mg/L和10.00 mg/L的纳米铁悬浮液中进行为期7 d的富集试验,而后将受试鱼体取出,置于空白水体中进行7d释放试验,结果表明,纳米铁在鱼体内的富集量与暴露时间有关,第6 d时达到最大值;在清水释放体系中,鱼体内的铁质量比持续降低,直至未染毒水平。研究表明,铁可能是随斑马鱼的呼吸及吞食作用而进入体内,而且会对其直接接触器官和组织产生有害影响,在干扰消除后体内的铁会再次从体内释放出去。

绿色溶剂γ-戊内酯中果糖催化转化为5-羟甲基糠醛

通过生物质衍生糖的酸催化转化制备生物质基平台化合物5-羟甲基糠醛受到关注。常用又有效的溶剂包括离子液体和二甲基亚砜等,但这些溶剂黏度高,易造成空气污染。以γ-戊内酯作为溶剂,研究果糖催化转化为5-羟甲基糠醛的绿色过程,系统研究酸催化剂种类、反应温度、催化剂用量、果糖初始浓度及底物种类等对5-羟甲基糠醛产率的影响。通过反应条件的优化,以HCl溶液为催化剂,在果糖初始质量浓度2%、反应温度100℃和反应时间30 min条件下,5-羟甲基糠醛产率为93.5%。5-羟甲基糠醛产率随果糖初始添加量的增加而呈下降趋势,但果糖初始质量浓度为10%时,5-羟甲基糠醛产率仍保持约90%,表明γ-戊内酯是一种将果糖催化转化为5-羟甲基糠醛的优良绿色溶剂。

果糖一步水热合成碳微球固体酸催化纤维素水解

纤维素水解是生物质资源转化利用中最关键的一步.通过硫酸浸渍活性炭方法制备的磺酸基功能化活性炭是目前纤维素水解反应中应用最为广泛的固体酸之一,但这种方法存在严重的环境污染问题.我们利用果糖的水热碳化,在150℃的温和条件下合成了一种新型的富含羧基和羟基的碳微球固体酸,在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐[BMIM][Cl]溶剂体系中,该碳微球可以有效地将纤维素水解(130℃,反应3 h,还原糖产率45.6%).为了进一步提高碳微球固体酸的活性,以磺基水杨酸为共聚物,利用果糖的水热碳化反应,通过一步水热法合成了含有磺酸基的碳微球固体酸催化剂.系统研究了该催化剂作用下反应温度、反应时间、催化剂使用量、水的添加量以及纤维素起始浓度等因素对纤维素催化水解的影响.在[BMIM][Cl]溶剂中,纤维素水解的还原糖产率提高到了60.7%(130℃,反应90min),且催化剂循环5次后仍能保持良好催化活性.本工作利用果糖一步水热法制备碳微球固体酸,并将其应用于纤维素的高效水解,为生物质资源的高值化提供了一条新路径.

氨基功能化碳材料的水热制备及其对活性艳红K-2BP的吸附性能

以葡萄糖为前驱物,以氨水或谷氨酸为添加物,通过一步水热法制备出氨基功能化碳材料,并研究了这些碳材料对活性艳红K-2BP的吸附性能。结果表明,在葡萄糖水热过程中加入不同添加物可以得到不同形貌的碳材料(从微球到不规则形状)。当以只有葡萄糖为前驱物制备的碳微球作为K-2BP的吸附剂时,其对K-2BP的最大吸附量为6.28 mg/g。当在水热体系中加入氨水和谷氨酸作为共聚物后,两者会产生协同作用,使得到的碳材料对K-2BP的吸附性能大大提高,最大吸附量达到37.0 mg/g。单纯的葡萄糖水热体系得到的碳微球对K-2BP的吸附符合Langmuir吸附等温线,而氨基功能化的碳材料对K-2BP的吸附符合Freundlich吸附等温式,吸附过程符合准一级动力学模型。低的溶液pH有利于K-2BP的吸附。

纳米Fe^0粒子对产乙烯脱卤菌群脱氯性能和多样性影响研究

为探讨纳米Fe0粒子对产乙烯脱卤菌群脱氯性能和物种多样性的影响,采用纳米Fe0粒子与产乙烯脱卤菌群联合脱氯,并通过气相色谱、PCR-DGGE和TEM等技术手段进行相关表征.结果表明:当纳米Fe0粒子浓度为0~0.50 g·L-1时,体系的脱氯速率提高较小,低于40%,且菌种数量无明显变化;当其浓度为0.50~1.00 g·L-1时,体系的脱氯速率由0.31μmol·h-1提高到0.77μmol·h-1,体系的脱氯速率提高了60%,部分DGGE条带消失,多样性减少.TEM结果显示,产乙烯脱卤拟球菌在与纳米Fe0粒子接触部位有轻度破损,但细胞没有破裂.纳米Fe0粒子浓度较高时对产乙烯脱卤菌群的脱氯有明显的促进作用,但会使产乙烯脱卤菌群物种多样性减少.