茶渣基生物质炭的制备及其对双草醚的吸附

生物质炭是一类具有较高孔隙率、较大比表面积的高度芳香化富碳固体,其表面含有丰富的化学官能团,因具有较强的吸附能力而在众多领域得到广泛应用。双草醚是一种常用于稻田杂草防治的高效嘧啶水杨酸类除草剂,因水溶性较大而易造成水体污染,进而影响生态环境。本研究选用废弃茶渣为原材料,分别通过500℃和700℃高温热解制备生物质炭(BC-500和BC-700),进一步将BC-500与氢氧化钾水溶液混合,并于700℃下高温热解,得到活化生物质炭(TBC-700)。通过X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积测定(BET)对其结构进行表征,并通过Zeta电位测定探究其吸附机理;比较了BC-700及TBC-700对双草醚吸附效果的差异,并采用TBC-700对双草醚的吸附过程进行动力学及吸附等温线拟合。结果表明:TBC-700材料表面有丰富的孔状结构,比表面积为768.07 m^(2)/g,与BC-700相比,其比表面积提高了约143倍。BC-700对双草醚的去除率最大为0.95%,吸附量仅为0.66 mg/g;而TBC-700对双草醚的去除率最大可达98.67%,吸附量为65.97 mg/g,其吸附效果提高了近100倍。拟合结果表明,TBC-700对双草醚的吸附过程更符合准一级动力学模型和Langmuir吸附等温线。本研究结果可为环境中残留的双草醚除草剂的高效去除及茶渣的可持续性利用提供研究思路和理论基础。

茶渣制备的生物质炭对重金属镍的吸附研究

为了寻找有效治理重金属镍污染的方法,明确茶渣基生物质炭的吸附能力和机理,本研究通过扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪和Zeta电位对茶渣基生物质炭(TBC-700)进行表征及机理探究,用紫外分光光度计对吸附过程进行测定。结果表明:合成的TBC-700具有较疏松的孔状结构,其对镍的吸附过程更符合准二级动力学模型(R^(2)>0.99)和Freundlich吸附等温线模型(R^(2)>0.95)。TBC-700对镍的吸附存在多分子层吸附,去除率达42.91%,平衡时最大吸附量可达584.58 mg/g;TBC-700吸附重金属镍后在500 mg/L KH_(2)PO_(4)溶液中解吸率达62.33%,具有一定的循环吸附能力。

茶叶浸取液制备的纳米银对土壤微生物的影响

为探究茶叶浸取液制备的纳米银对土壤微生物的生物安全性的影响,本研究利用植物还原法制备纳米银抗菌材料,并将其制成1000 mg/L的纳米银喷雾,分析其对土壤微生物多样性及丰富度的影响。结果表明:空白对照组(CK)与实验组(Nano-Ag)的样本土壤中,所具有的微生物类别基本一致,但是不同类别微生物的丰度具有一定差异。实验组和对照组的Coverage数值均较高(Coverage>99.71%),香农指数均较大(Shannon>5.46),辛普森指数均较小(Simpson<0.02),两组间ACE指数和Chao指数差异均较小(ACE<2,Chao<6);同时,纳米银可抑制变形菌门下的α-变形菌纲和放线菌门下的嗜热油菌纲的生长,而能够促进绿弯菌门下纤线杆菌纲的生长。本文验证了纳米银具有一定程度的生物安全性,拓宽了纳米银材料的潜在应用范围,为纳米材料在环境及医疗等领域的深入应用奠定了基础。

纳米氢氧化镁对抗菌类药物的增效作用

以纳米氢氧化镁为载体,研究了纳米氢氧化镁载体对诺氟沙星药物的负载情况以及对大肠杆菌的抗菌效果的影响。研究表明,利用共沉淀法合成的纳米颗粒为较规则的片状结构,分散性较好,且纳米颗粒在101面的尺寸约为14.0 nm。通过傅里叶红外光谱分析发现氢氧化镁与诺氟沙星负载后并没有出现新的特征峰,它们之间主要是以物理包埋的方式结合。以不同含量的纳米氢氧化镁载体与诺氟沙星进行结合,根据上清液中诺氟沙星的量可计算载药量和包封率。当氢氧化镁的含量从1 mg增加到2 mg时,载药量从40.58%提高到59.00%,包封率从81.15%增加到88.50%,这表明氢氧化镁的用量可以影响其对诺氟沙星的载药量和包封率。此外,诺氟沙星、纳米氢氧化镁载体和诺氟沙星-纳米氢氧化镁载体与大肠杆菌共培养,测定OD600与涂平板实验检测24 h后细菌的致死情况,诺氟沙星对大肠杆菌仅有23%的抑制率,而经氢氧化镁负载后抑制率提高至62%,这说明诺氟沙星在氢氧化镁的协同作用下,能够明显提高药物对大肠杆菌的抗菌效果。