竹炭掺杂铋系光催化剂的制备及其对有机污染物的降解研究

本研究以竹浆备料废弃物为原料,通过磷酸活化法制得竹炭,再利用水热法制备了竹炭/BiOCl复合催化剂,并探究了竹炭添加量和水热温度对复合催化剂光催化性能的影响。结果表明,竹炭保留了竹子本身的孔道结构,改变竹炭的添加量可实现对竹炭/BiOCl复合催化剂形貌的调控,为吸附污染物提供了良好的条件。竹炭和BiOCl之间发生的强相互作用,显著改善了BiOCl的吸附-光催化性能和氧空位含量,提高了光生电子传输效率,从而优化了复合催化剂的光催化降解效果。在水热温度140℃和竹炭添加量5%的条件下所制复合催化剂5BC-140,其可见光催化性能最佳,对罗丹明B的去除率在30 min内即可达86.5%,一阶动力学常数k为BiOCl的4.2倍,且具有优异的稳定性和可循环性能。

甲酸木质素纳米颗粒的制备及疏水性能研究

本研究以玉米秸秆、杨木及松木为原料,利用不同液比的甲酸与原料(1∶10,1∶9,1∶8和1∶7)制浆,从制浆黑液中分离得到甲酸木质素,进一步制得甲酸木质素纳米颗粒,探究了不同甲酸木质素的酚羟基含量差异。结果表明,3种原料甲酸木质素具有木质素的基本结构特征,液比1∶9时制得3种原料甲酸木质素酚羟基含量分别为2.69、2.82、3.09 mmol/g。水接触角实验结果表明,3种原料甲酸木质素压片具有较强的亲水性。将甲酸木质素纳米颗粒用于制备甲酸木质素纳米颗粒/淀粉复合膜,复合膜的水接触角显著增加,其疏水性能与甲酸木质素的原料种类和制浆液比有关。经4个月老化后,复合膜的疏水性能进一步增强,3种原料甲酸木质素纳米颗粒/淀粉复合膜的水接触角最高分别可达127.2°、125.1°和123.5°。研究结果对增强木质素的疏水性能及扩展疏水性膜材料的应用具有积极意义。

低共熔溶剂耦合机械打浆制备微纳米纤维素的研究

本研究选取“绿色”低共熔溶剂(DES,乳酸/盐酸甜菜碱)添加不同体积分数去离子水,对桉木片进行预处理,并结合打浆和氧化处理方式,对木质纤维素进行微纳米纤维化研究。结果表明,该DES在添加体积分数5%去离子水时,具有最佳的预处理效果,即纤维素的保留率为62.9%、半纤维素和木质素的去除率分别为91.8%和82.9%,且纤维素保持Ⅰ型结晶结构。经过打浆和氧化处理后木质纤维素细纤维化作用明显,纤维质均长度和质均宽度分别减小了47.7%和49.9%,使得纤维表面电荷明显增强,Zeta电位绝对值最大达到51.65 mV。

多巴胺接枝双醛纤维素纳米纤丝增强聚丙烯酰胺水凝胶性能的研究

本研究采用多巴胺(DA)接枝的双醛纤维素纳米纤丝(DA-OCNF)和丙烯酰胺(AM)制备复合水凝胶(DOCA),并对水凝胶在空气中和水下的黏附性能进行了分析。结果表明,DA的引入有效提升了水凝胶的水下黏附强度,双醛改性后的OCNF改善了DA对水凝胶机械性能的影响。该策略充分发挥了双组分的优势,制备出内聚力和黏附力相平衡的高机械强度和黏附强度的复合水凝胶。当DA-OCNF的含量为1.0%时,DOC_(1.0)A的断裂伸长率、断裂强度相比DOC_(0)A分别提高了27.2个百分点和54.82 kPa,其在空气中和水中对钢铁的黏附强度分别达42.70和30.65 kPa。

典型气田的指示微生物异常分子诊断:以杭锦旗气田为例

【目的】油气微生物勘探技术因其多解性小、信噪比高、受环境影响小和经济快速的特点,日益受到勘探者的重视。然而,多数微生物勘探应用是基于非原位的实验室培养分析,不能准确而全面反映漫长地质历史过程中油气资源微生物的原位动态变化规律。本研究以杭锦旗气田为例,分析气区上方和背景区的微生物群落结构和发育特征差异,识别地表油气微生物异常。【方法】对采集自杭锦旗的新召和什股壕大营圈闭土壤样本中细菌16S rRNA基因进行测序,结合理化参数,比较微生物多样性差异,分析理化参数对微生物分布的影响,识别微生物异常。通过共生网络分析,探索气藏上方地表土壤中微生物群落构建过程和功能组成。【结果】群落组成分析发现在杭锦旗地区,放线菌门和变形菌门是主要的微生物类群,占菌落总体丰度的72.47%,理化参数相关性分析表明该地区的微生物分布与理化参数无明显相关关系。群落多样性分析显示,气区和背景区的群落结构存在显著差异。共生网络分析发现气区微生物群落呈现出非随机性和连通性,表明确定性因素在微生物群落构建中占主导作用。模块化的共发生网络揭示微生物群落形成了特定的功能模块,不同模块的节点可能具有不同的功能。【结论】通过对杭锦旗气区和背景区的微生物多样性分析发现了新召和什股壕气区的指示菌属。根据对杭锦旗气区的共生网络分析,发现关键指示类群为出芽单胞菌属、土壤红色杆形菌属、假诺卡氏菌属、短芽孢杆菌属、气微菌属和类诺卡氏菌属,主要的功能模块包括碳氮循环和有机物质降解模块,共同参与气田上方土壤中烃类物质的降解。