2025, 42(7).
摘要:近年来随着工业、医疗、化工等领域的快速发展,大量污染物的产生排放,已经逐渐影响生态环境和人类的健康。光催化过程由于其“绿色”特性,一直处于环境/催化的前沿,在未来的碳中和中可能会发挥重要作用。异质结压电光催化材料因其高效利用太阳能而成为一种有前途的光催化剂,为解决环境污染危机已开发了多种异质结压电光催化材料。然而,目前研究还需要进一步深化、拓展和创新。本文综述了异质结相关材料的制备及其水环境应用的最新进展。重点研究了,重点研究了异质结压电材料的合成方法、异质结构构建,以及它们在降解水中污染物的降解效果以及机理,此外,还讨论了pH 值、无机阴离子和材料吸附性等参数对反应的影响,为开发更好的异质结压电光催化剂用于环境催化提供参考和借鉴,并对催化剂催的应用前景进行了讨论。
周腾 , 占晓 , 杨人元 , 徐余欢 , 王宏伟 , 张道海 , 秦舒浩
2025, 42(7).
摘要:本文详细阐述了改善纤维与聚合物界面相互作用的研究进展。纤维增强聚合物复合材料在众多领域具有广泛应用前景,但纤维与聚合物基体(如环氧树脂、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯等)界面相容性差影响其应用。通过等离子处理、硅烷处理和化学接枝等方法改性纤维可改善界面相容性,提高复合材料性能。文章介绍了碳纤维、苎麻纤维和玄武岩纤维等增强聚合物复合材料界面相容性的改善方法,如竹纤维可通过等离子体处理和胶囊工艺提高界面相容性;苎麻纤维经硅烷偶联剂改性后力学性能提升,但改性后对高温成型过程的影响需进一步研究;玄武岩纤维可通过双重改性等方法提高其与聚合物的界面相容性。此外,还讨论了碳纤维和芳纶纤维增强聚合物复合材料的相关研究。未来需实现复合材料多功能化,采用新的制作技术和改性方法以满足不同领域的应用需求。
2025, 42(7).
摘要:聚酰胺热塑性弹性体(TPAEs)具有优异的力学性能、熵弹性和可加工性,已成为一种重要的弹性体材料。但传统的TPAEs原料主要来自于石化资源,造成了高能耗和环境污染等问题。因此,生物基TPAEs符合现代绿色环保、“双碳”目标的发展诉求,利用生物基平台化学品制备弹性体具有实际应用价值和现实意义。本文系统概括了制备TPAEs的生物质平台化学品原料,包括生物基的二胺、二羧酸、氨基酸和内酰胺等。详细介绍各类生物基化学品的来源、合成路线以及相应的生物基TPAEs的性能,对生物基化学品的国内发展现状和未来方向进行了展望;总结了合成生物基TPAEs软段化合物的种类、制备机理和性能差异,并简要展望了生物基TPAEs的功能特性与应用前景。此外还提出了生物基平台化学品及TPAEs的机遇和挑战,从而推动生物基弹性体材料进一步扩大未来的实际应用。
2025, 42(7).
摘要:硫醇是一类含有机硫原子的关键化合物,在生物体内扮演着重要的生理角色。它可以通过多种途径被摄入生物体内,包括主动转运和被动扩散等机制。硫醇参与调节生物体内的抗氧化、解毒和蛋白质合成等多种生命活动。近年来,硫醇介导的摄取(TMU)作为一种细胞摄取的机制,主要通过底物与细胞表面蛋白巯基间形成二硫键,然后经由融合、内吞或直接跨膜转运等不同方式进入细胞。一旦进入细胞,底物可通过由活性小分子如GSH介导的二硫键动态交换而释放,从而实现对一些蛋白质、小分子探针和纳米材料等的递送。同时,此种摄取途径也可被一些硫醇抑制剂从而阻碍硫醇类化合物的摄取。最新的研究进展表明,硫醇介导摄取在预防和治疗多种疾病方面具有潜在的应用前景。
匡代洪 , 张佳睿 , 杨佳东 , 阿瓦拜克力.肉苏里 , 谢瑜
2025, 42(7).
摘要:半导体光催化技术作为人工光合作用,可以缓解当前全球面临的环境污染和能源短缺危机,已成为近年热门的研究方向。石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种二维层状结构半导体材料,制备方法简单,具有良好的可见光响应能力,是当前光催化材料的研究热点。直接聚合含氮前驱体制备的g-C3N4光催化性能较差,因此需要对g-C3N4进行性能调控。本文首先简单介绍了当前几种主流的g-C3N4制备方法;然后重点阐述了g-C3N4的改性方法,包括提升结晶度、构建异质结、调控形貌、缺陷工程,总结g-C3N4在光催化领域的应用,包括降解有机污染物、分解水制氢、生产H2O2、还原CO2;最后,对g-C3N4的未来发展进行了展望,建议持续提升g-C3N4光催化性能的同时,应该更多考虑实际工业化生产面临的相关设计问题,并将熔融盐法制备高结晶g-C3N4深入探究、g-C3N4基异质结体系的搭建、g-C3N4中光生载流子的分离机制明确、反应物在g-C3N4表面的吸脱附和氧化还原(REDOX)反应的作用机制分析、可回收g-C3N4基光催化剂研究等五个方面作为重点发展方向。g-C3N4的改性研究深化了我们对光催化机理的理解,更为环境净化与能源转换等实际应用提供了高效、稳定的光催化剂候选材料,展现了广阔的应用前景。
沈芳 , 杨建军 , 吴庆云 , 吴明元 , 张建安 , 刘久逸
2025, 42(7).
摘要:石油基邻苯二甲酸酯类增塑剂凭借其较高的性价比和良好的增塑性能,已成功占据了聚氯乙烯(PVC)增塑剂市场超过八成的份额。然而,由于石油基增塑剂对人体健康和环境的负面影响,在欧美发达国家已被限制使用,所以采用环保可再生的生物基增塑剂代替石油基增塑剂势在必行。生物可再生资源因其广泛来源、低成本和丰富的化学结构,为研发新型生物基PVC增塑剂提供了广阔市场。本文综述了近年来不同类型的生物基PVC增塑剂的研究进展,主要介绍了植物油类(大豆油类、蓖麻油类、腰果油类)、柠檬酸酯类和其他类型的生物基增塑剂(香草酸、乳酸、腰果酚、酒石酸、异山梨酯、琥珀酸酯等)的研究与应用,并对生物基增塑剂的发展趋势进行了展望。
2025, 42(7).
摘要:光敏剂是光动力治疗中的核心,对于提高光动力治疗的效果和减少副作用有着至关重要的作用。然而,传统光敏剂在生物体内易发生聚集,这会导致聚集荧光淬灭(ACQ)效应,使得光敏剂的荧光强度和活性氧生成效率降低。同时,传统光敏剂的光吸收和发射波段也存在局限性。红光发射聚集诱导发光(AIE)光敏剂具有聚集态下活性氧产率高、激发/发射光组织穿透力强、背景干扰小、对正常细胞毒性低甚至无毒等优点,在光动力治疗领域有着广阔的应用前景。综述了基于氰基、苯并噻二唑、氟硼二吡咯等吸电子基团的AIE红光光敏剂分子设计原则和在光动力治疗领域的相关应用,以期为更高效、更安全的红光发射AIE光敏剂的分子设计和应用研究提供参考。
段广宇 , 胡凤英 , 王亚兵 , 梁莹浩 , 邵文轩 , 胡祖明
2025, 42(7).
摘要:为了制备宽温域内具有高介电击穿强度的聚合物材料,基于芳纶纳米纤维(Aramid Nanofiber,ANF)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),采用真空浸渍法构筑了具有“三明治”结构的PMMA-ANF-PMMA(P-A-P)复合薄膜。结果表明:P-A-P复合薄膜具有明显的三层结构,并且随着PMMA溶液浓度的增加,PMMA层的厚度逐渐增大;同时,P-A-P复合薄膜的介电常数和介电损耗也随着PMMA溶液浓度的增加而降低;由于P-A-P复合薄膜表面粗糙度的降低、杨氏模量的提升以及多层结构中特殊的空间电场分布机制,所构筑的P-A-P复合薄膜介电击穿强度随着PMMA溶液浓度的增加而增大,当PMMA溶液浓度为10 wt%时,P-A-P复合薄膜在25℃和120℃时的介电击穿强度分别为262.4 MV/m和232.8 MV/m,较单层P-A-P-0(ANF薄膜)分别提升了87.8%和134.0%,为制备宽温域内具有高介电击穿强度的聚合物材料提供了新思路。
李培枝 , 雷盼 , 张玉书 , 张康 , 鄢长灏 , 王晨
2025, 42(7).
摘要:硅基阳极因其高理论比容量(4200 mAh g-1)成为锂离子电池(LIBs)负极材料最佳的候选材料,但其固有的低导电率和循环过程中较大的体积膨胀问题限制了它的应用。本研究通过简单的球磨法和高温煅烧法成功制备了三维硅碳复合材料作为锂离子电池负极材料,该方法将纳米硅和石墨作为活性物质,粘土作为粘结剂,在高温下煅烧,得到三维硅碳负极材料,分别探究了不同硅掺杂量的三维硅碳负极材料的电化学性能,结果表明,当硅掺杂量为20%时,制备的三维硅碳负极材料在100 mA g-1电流密度下循环100圈后具有1757.5 mAh g-1的高可逆比容量,容量保持率为96.7%,对其进行了倍率测试,该电极的比容量可以恢复到初始倍率的91.6%,故20%硅掺杂量的三维硅碳负极材料性能最佳。
2025, 42(7).
摘要:以阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为改性剂,对4A沸石进行改性,制备了两种改性4A沸石(zeolite-SDBS和zeolite-KH550),然后以聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)为基体,通过溶液浇筑法制备了PBAT/改性4A沸石复合薄膜。采用FTIR、粒径、Zeta电位和TGA测试,分析了两种改性4A沸石的结构与物性;基于拉伸实验、TGA和DSC测试、水蒸气透过系数和水接触角测定,考察了两种改性4A沸石含量(以PBAT质量为基准,下同)对PBAT/改性4A沸石复合薄膜力学性能、热性能、水蒸气透过性和亲水性的影响。结果表明,相较于4A沸石(中值粒径4.7 μm,Zeta电位23.6 mV),zeolite-KH550和zeolite-SDBS的中值粒径(4.4和4.6 μm)降低,表面负电荷增加(Zeta电位-46.2和-45.8 mV)。相较于PBAT/4A沸石复合薄膜,PBAT/改性4A沸石复合薄膜的拉伸强度、断裂伸长率和初始分解温度均有所提高。当zeolite-KH550和zeolite-SDBS含量为20%时,PBAT/改性4A沸石复合薄膜的拉伸强度(15.4和13.5 MPa)较PBAT/4A沸石复合薄膜(12.6 MPa)分别提高了22.2%和7.1%;当zeolite-KH550和zeolite-SDBS含量为30%时,PBAT/改性4A沸石复合薄膜的断裂伸长率(331%和303%),较PBAT/4A沸石复合薄膜(266%)分别提高了24.4%和13.9%;当zeolite-KH550和zeolite-SDBS含量为40%时,PBAT/改性4A沸石复合薄膜的初始分解温度(370.9和370.7 ℃),较PBAT/4A沸石复合薄膜(366.1 ℃)都提高了1.3%。zeolite-SDBS更有利于诱导晶体成核,而不利于晶体生长;zeolite-KH550制备的PBAT/改性4A沸石复合薄膜的结晶温度相对较低,但结晶度相对较高。与zeolite-SDBS相比,zeolite-KH550制备的PBAT/改性4A沸石复合薄膜的力学性能、热降解性能和水蒸气阻隔性能更好。
刘阿满 , 张晓静 , 陈可欣 , 李坚 , 任强 , 汪称意
2025, 42(7).
摘要:以1-(6-溴己基)-1-甲基哌啶离子盐(Br-6-Pip)和1-溴十八烷为主要原料,采用Menshutkin反应,在聚(联苯哌啶)(PBP)分子结构中分别引入十八烷基侧链和柔性己基哌啶阳离子侧链,制备了同时含有长疏水侧链(十八烷基接枝度30%)和柔性亲水侧链〔己基哌 啶接枝度(x)〕的阴离子交换膜(xPip-30%18PBP膜)。通过1HNMR、SEM、TEM表征其化学组成和微观形貌,基于物性参数测定和TGA、力学性能、离子传导率、钒离子渗透率、钒液流电池性能等相关性能测试,考察了烷基哌啶接枝度对xPip-30%18PBP膜性能的影响。结果表明,xPip-30%18PBP膜具有良好的微相分离结构,随着烷基哌啶接枝度从40%增加至70%,膜内微相分离结构的显著性逐渐提高。随着烷基哌啶接枝度(40%~70%)的增加,xPip-30%18PBP膜的离子交换容量从2.26 mmol/g提升至2.88 mmol/g;20 ℃下,吸水率从53.8%提高到82.6%,溶胀率从 9.9%提高至23.4%;离子传导率从28.9 mS/cm增加至41.9 mS/cm,膜面电阻 从0.76 Ω·cm2降至0.39 Ω·cm2;拉伸强度从9.6 MPa逐渐降到5.7 MPa,而断裂伸长率从19.8%逐渐提高到35.5%;钒离子渗透率为1.32×10-6~2.16×10-6 cm2/min。当烷基哌啶接枝度为60%时,60%Pip-30%18PBP膜表现出最佳的综合性能,以其组装钒液流单电池并测试电池性能,在电流密度40 mA/cm2下,其能量效率高达80.0% ;电流密度100 mA/cm2的充放电循环200次测试中,库仑效率基本维持在91%~92%,而能量效率仅下降了4.2%。
2025, 42(7).
摘要:开展了高钙粉煤灰中钙资源提取及纳米CaCO3制备研究,以期实现高钙粉煤灰的高值化利用。以高钙粉煤灰为原料,以NH4Cl为提取剂,通过提钙反应获得高钙提取液并进行钙氨分离,脱除50%的氨以制备NH4HCO3溶液,然后以NH4HCO3和分离氨后的钙氨溶液为原料,利用微通道反应器和成核/晶化隔离技术制备纳米CaCO3,经硬脂酸钠改性后再与聚丙烯(PP)复合制备了改性纳米CaCO3/PP复合材料。基于FTIR、XRD和SEM对纳米CaCO3和复合材料的形貌、结构表征和力学性能测试,考察Ca2+浓度、形貌控制剂(柠檬酸铵)用量〔质量占CaCl2与(NH4)2CO3总质量的百分数)、成核温度和晶化时间对CaCO3晶型、颗粒尺寸和分散性的影响,探究改性纳米CaCO3添加量(质量占PP质量的百分数)对复合材料的拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率的影响。结果表明,在Ca2+浓度0.5 mol/L、柠檬酸铵用量15%、成核温度30 ℃和晶化时间5 min条件下制备的CaCO3分散性好、粒径较均一,平均粒径为45.0 nm。改性纳米CaCO3在复合材料中均匀分散,提升了复合材料的力学性能。当改性纳米CaCO3添加量6%时,制备的改性纳米CaCO3/PP复合材料的拉伸强度(35.6 MPa)、弹性模量(999.8 MPa)和断裂伸长率(10.26%)分别较PP(31.1 MPa、968.7 MPa和8.48%)提高了14.5%、3.2%和21.0%。改性纳米CaCO3颗粒与PP具有较强的相互作用,拉伸时改性纳米CaCO3颗粒容易在PP分子链上滑动,吸收断裂能,从而提高复合材料的韧性。
孙超凡 , 张兴天 , 侯丽伟 , 张永 , 唐万侠 , 马文辉
2025, 42(7).
摘要:利用2-氨基对苯二甲酸(BDC-NH2)和六水合硝酸锌在常温下制备了MOF-5-NH2。采用浸渍法将7-N,N′-二乙氨基香豆素-3-氨基硫脲亚氨(C)封装到MOF-5-NH2的孔道中制备了荧光复合材料MOF-5-NH2@C。利用SEM、XRD、FT-IR和XPS对MOF-5-NH2和MOF-5-NH2@C的结构和组成进行了表征。考察了MOF-5-NH2@ C对15种常见金属阳离子(K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Fe3+、Co2+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Cd2+、Pb2+、Cd2+、Hg2+、Ni2+、Al3+)的荧光识别性能。结果表明,在乙醇中,MOF-5-NH2@C可以专一识别Al3+,加入Al3+后引起体系荧光增强162倍,检测限为0.328 μmol/L,且具有良好的抗干扰和裸眼识别的能力,能够在实际水样中检测Al3+。
2025, 42(7).
摘要:采用生物提取物植酸(PA)和硝酸铈制备生物基防锈颜料纳米植酸铈(Ce-PA),将其添加入环氧树脂(EP)中,制备不同纳米Ce-PA质量分数(以EP的质量为基准,下同)的环氧涂层,以达到对铝合金进行有效保护的目的。此外,对涂层的微观结构、力学行能和耐腐蚀性能进行了系统研究以揭示Ce-PA在环氧涂层中的作用机理。研究结果表明,纳米Ce-PA平均粒径为185 nm,具有良好的单分散性和热稳定性,同时在环氧涂层中也具有较好的分散性且环氧涂层保持了良好的力学性能。Ce-PA的浸出液可有效保护铝合金免受外界腐蚀介质的侵蚀,其保护效率可达98.7%。环氧涂层中添加4%的纳米Ce-PA时,涂层在质量分数3.5%的NaCl溶液中浸泡50 d期间,涂层电阻始终保持在108 Ω·cm2级别,其缺陷涂层在质量分数3.5%的NaCl溶液中浸泡14 d后,涂层电阻为7.5×106 Ω·cm2。Ce-PA可在水中可释放出Ce4+和PAn?,进而在铝合金表面形成一层由植酸转化膜和Ce(OH)4组成的复合保护膜,有效提高环氧涂层的耐腐蚀性能。
2025, 42(7).
摘要:为制备基于多糖的自粘附、自愈合、可注射水凝胶生物材料,以没食子酸(GA)改性壳聚糖(CS),然后与氧化魔芋葡甘聚糖(OKGM)交联制备多糖水凝胶GA-CSx-OKGM。基于对多糖水凝胶SEM表征和凝胶化时间测定、频率振荡扫描测试、剪切强度测试和降解实验,考察了制备GA-CSx-OKGM过程中,V(CA-CS溶液)∶V(OKGM溶液)对其自愈合、可注射、力学性能和可生物降解性能的影响,并分析最佳力学性能的多糖水凝胶GA-CSx-OKGM的生物相容性,推测其自愈合机理。结果表明,以V(CA-CS溶液)∶V(OKGM溶液)=6∶1制备的GA-CS6-OKGM具有最短的成胶时间(17 s)、最高的储能模量(加载应变1%时为650 Pa)、最低的15 d降解率(68.5%);质量浓度1 mg/mL的GA-CS6-OKGM溶液对大鼠红细胞的溶血率为4.3%,NIH3T3细胞培养实验测得培养24和48 h后的细胞存活率为97%和90%,表现出良好的生物相容性;GA-CS6-OKGM对皮肤、丁腈手套、不锈钢和玻璃都有粘附性。GA-CS和OKGM大分子链上的官能团通过形成动态亚胺键、氢键和静电相互作用赋予水凝胶优异的可注射性、自愈合性和形状适应性,同时,GA中的多酚基团具有与贻贝邻苯二酚基团相似的结构,赋予水凝胶粘附性能。
包利宁 , 李健斌 , 王晓虹 , 董庆文 , 李旭 , 董晋湘
2025, 42(7).
摘要:以自制的十二烷基苯磺酸钠(SDDBS)、C6二聚烷基苯磺酸钠(SC6DBS)和双己基烷基苯磺酸钠(SDHBS)3种煤基同分异构型烷基苯磺酸盐为原料,与异构十三醇聚氧乙烯醚(9)(IC13EO9)进行复配,得到3种复配体系SDDBS/IC13EO9、SC6DBS/IC13EO9和SDHBS/IC13EO9,基于UV-Vis、表面张力仪、动态光散射仪、液滴形状分析仪、立式去污机等表征和测试,考察不同复配比例对3种复配体系的表面活性剂稳定性、表面张力、胶束聚集行为、润湿性能、泡沫性能、乳化性能以及去污性能的影响。结果表明,烷基苯磺酸盐和IC13EO9质量比为5∶5的复配体系表现出最佳的协同增效作用;SDHBS/IC13EO9表现出较好的润湿性能(30 s的水接触角为53.0°)、泡沫性能(泡沫半衰期为349.2 s)和乳化性能(乳化时间为1035 s),具有与商用十二烷基苯磺酸钠(LAS)/IC13EO9复配体系相当的去污性能。
2025, 42(7).
摘要:为研究磷酸化、羧甲基化修饰对准噶尔山楂多糖(Crataegus songarica polysaccharides,CSP)的理化性质及降糖活性影响,分别采用磷酸钠法、氯乙酸法制备磷酸化准噶尔山楂多糖(Phosphorylation Crataegus songarica polysaccharides,P-CSP)和羧甲基化准噶尔山楂多糖(Carboxymethylation Crataegus songarica polysaccharides,CM-CSP),并对其理化性质及降糖活性进行研究。红外光谱(IR)、核磁共振光谱(NMR)表明成功制备了P-CSP、CM-CSP;与未修饰前的CSP相比,黏度降低,溶解度、相对分子质量升高,并且表面形貌发生改变,热稳定性提高;但单糖组成、三股螺旋结构未发生变化;体外降血糖研究表明,6 mg/mL的CSP、P-CSP、CM-CSP对α-淀粉酶抑制率的IC50分别为3.78 mg/mL、1.94 mg/mL、3.82 mg/mL;对α-葡萄糖苷酶抑制率的IC50分别为3.82 mg/mL、1.98 mg/mL、2.12 mg/mL;对胰岛素抵抗的人源癌细胞(IR-HepG2)的葡萄糖消耗量及肝糖原结果表明,在2.0 mg/mL时,CSP、P-CSP、CM-CSP葡萄糖消耗量分别为6.61 mmol、8.23 mmol、7.62 mmol,肝糖原含量分别为6.31 mg/g、7.14 mg/g、6.52 mg/g。表明磷酸化、羧甲基化修饰能够提升准噶尔山楂多糖降糖活性,具有较好的应用潜力。
2025, 42(7).
摘要:为提高水相体系中催化乙酰丙酸(LA)加氢合成γ-戊内酯(GVL)催化剂的水热稳定性和耐酸稳定性,采用浸渍还原法制备Ru负载量为3%(以SiC质量为基准的质量分数)的Ru/SiC催化剂(Ru3/SiC),采用TEM、XRD、XPS、H2-TPR和H2-TPD对结构形貌、表面作用进行表征。将Ru3/SiC用于催化LA加氢反应,对比不同载体(石墨烯、TiO2,ZrO2、SiO2、Al2O3)制备的Ru负载催化剂(Ru3/石墨烯、Ru3/TiO2、Ru3/ZrO2、Ru3/SiO2和Ru3/Al2O3)与Ru3/SiC的催化性能,考察反应条件(反应温度、时间、氢气压力、溶剂)对Ru3/SiC催化LA加氢反应的影响和循环稳定性。结果表明,Ru3/SiC中的Ru纳米粒子(0.22 nm)主要以Ru0的形式均匀分散在SiC表面。与其他载体负载的Ru基催化剂相比,Ru3/SiC表现出更高的催化LA加氢反应活性,以LA(4 mmol)为反应物,水(10 mL)为溶剂,50 mg的Ru3/SiC为催化剂,H2压力0.2 MPa,反应温度50 ℃,反应时间2 h的条件下,LA转化率和GVL选择性均接近100%。Ru3/SiC循环5次后,活性无明显下降。Ru3/SiC的高催化活性主要是由于Ru与SiC之间的Mott-Schottky接触促进了载体与金属之间的电子转移,富电子的Ru纳米颗粒有利于H2的解离,从而提高了催化LA加氢反应的催化活性。
2025, 42(7).
摘要:本研究通过理论与实验相结合的方法研究了MgO(氧化镁)和CaO(氧化钙)在酯交换反应中催化活性的差异。系统地设计了一系列涉及环状碳酸酯、直链碳酸酯、羧酸酯或草酸酯的酯交换反应。结果表明,CaO和MgO在环状碳酸酯与醇的酯交换反应中均表现出催化活性,而CaO在与甲醇的酯交换反应中表现出更强的初始活性。此外,MgO的催化效率随着醇链的增加而相对提高,如乙醇和正丁醇。直链碳酸酯酯交换反应的催化效率一般低于环链碳酸酯酯交换反应。当碳酸酯与多元醇(如乙二醇)反应时,产物选择性随着时间的推移而降低,可能是由于形成的环状碳酸酯与过量的乙二醇之间的开环反应。关键词:氧化钙;氧化镁;差异催化;酯交换;反应机制中图分类号:TQ630 文献标识码: A 文章编号:1003-5214 (2020) 01-0000-00
皇甫林 , 尚波 , 李方园 , 罗中秋 , 祖运 , 周新涛 , 蔡秀楠
2025, 42(7).
摘要:LTA沸石吸附剂被认为是一种很有前途的二氧化碳(CO2)捕获材料,但其应用在经济和吸附能力上具有挑战。本文采用一种可持续的绿色合成策略:以工业固体废渣钛渣为原料构筑LTA(Na-LTA)沸石母体,通过常规液相离子交换法(LPIE)调变阳离子活性位制备系列阳离子交换型M-LTA(M:K、Ca、Ce)沸石分子筛吸附剂提升CO2吸附性能。通过动态吸附法和重量吸附法测定,所有M-LTA沸石分子筛的饱和吸附量均有所提高,但K-LTA的穿透吸附量显著减小,这与较低的吸附速率和孔容相关。而Ca-LTA型沸石显著提高了CO2捕集能力以及CO2/N2和CO2/CH4分离率,经5次循环吸附/脱附后仍保持优异的循环稳定性;加速了CO2吸附速率,是Na-LTA母体的4.95倍;根据Langmuir-Freundlich等温线模型预测,Ca-LTA最大吸附能力可达4.02 mmol/g。Na-LTA沸石吸附CO2过程由物理和化学吸附共同主导。本研究遵循“以废治废”的环保理念,为固废的资源化利用与改善环境污染协同捕集CO2提供了重要的参考价值。
2025, 42(7).
摘要:为实现对明胶溶液体系空间交联程度的调控,增强其凝胶作用,解决资源化利用明胶溶液过程中凝胶性能差、回收利用率低的问题,采用氯化胆碱基低共熔溶剂(DES)对明胶溶液体系中蛋白质构象进行调控。以明胶溶液为对照组,引入5组不同酸碱性的氯化胆碱基DES,通过透射比、粒径、Zeta电位测定,以及UV-Vis、FTIR、XPS、圆二色光谱仪表征和热性能测试,考察了DES酸碱性对明胶溶液凝胶作用的影响。结果表明,酸性DES(氯化胆碱+草酸、氯化胆碱+对甲苯磺酸)对明胶溶液的影响主要为pH效应,通过改变明胶的化学环境,使其化学结构强度降低,稳定性下降;中性DES(氯化胆碱+甘油、氯化胆碱+山梨醇)能够破坏明胶内部原有氢键,形成新的氢键网络,在氯化胆碱-甘油的低共熔溶剂作用下明胶溶液中蛋白质二级结构的α-螺旋与β-折叠结构含量总和由44.30%增加至70.86%,趋向更有序的刚性结构转变,间接增加了蛋白三级结构中折叠构象含量,改变空间交联网络,促进明胶溶液的凝胶作用。
曾凌聪 , 罗怡 , 李少清 , 程媛媛 , 康建林 , 龙焙
2025, 42(7).
摘要:为探究纳米零价铁(nZVI)对好氧颗粒污泥(AGS)常温储存和原位恢复效果的影响,以52.0 L的序批式反应器中的泥水混合物(混合液悬浮固体质量浓度7.5 g/L)为原AGS,在1 L的原AGS加入nZVI构建储存体系,基于60 d储存实验、6 d恢复实验和有机碳源(COD)批次实验测试,考察nZVI加入量对AGS储存和恢复过程中理化性质、脱氮性能的影响,分析硝化反应和反硝化反应的变化规律。结果表明,在60 d储存实验中,储存前后,nZVI加入量对AGS的颗粒形状影响不大,所有AGS颗粒颜色不同程度变黑,胞外聚合物含量、氨氧化速率及硝酸盐反硝化速率均明显减小;在6 d恢复实验中,恢复期结束后,大部分AGS颗粒恢复成黄色,nZVI加入量分别为1和10 g的S2和S3中AGS的比耗氧速率及胞外聚合物含量明显降低,nZVI的加入对颗粒的沉降性无明显影响,而对AGS的生物活性有明显的抑制效果,且抑制效果与nZVI的加入量呈正相关。nZVI加入量为0 g的S1的脱氮性能恢复最佳,氨态氮和总无机氮去除率分别在第1和第2 d达到95.1%和84.8%;S2则分别在第2和第3 d达到93%和81.3%;S3在第4 d分别达到90%和80.5%;在COD批次实验中,S2的硝化反应与S1差异不显著,但S2的亚硝态氮反硝化速率增加,硝态氮反硝化速率降低。COD为亚硝态氮反硝化过程主要的电子供体,nZVI亦提供了部分电子供给亚硝态氮反硝化,因此增强亚硝态氮反硝化速率;而在硝态氮反硝化过程中,nZVI与COD发生反应,缺少体系所需电子,因此降低了硝态氮反硝化速率。