针对实验室进行藻毒素(MC)相关研究过程中MC样品昂贵且难以获取这一难题,以太湖水体中的蓝藻干藻粉为研究对象,分别以甲醇、乙醇、乙酸和丁醇-甲醇-水混合溶液为提取剂进行MC提取试验。考察了提取剂种类、干藻粉研磨时间、提取剂体积分数、搅拌时间、微波消解工艺条件对MC提取量的影响。结果表明:4种提取剂都可以提取MC-LR,提取量约为250~300μg/g。而以甲醇为提取剂,研磨90min,甲醇体积分数为60%,搅拌时间为2h,微波消解1min时,MC-LR提取量最多约为300μg/g左右。该方法可为实验室从事藻毒素毒性、化学或生物降解机制等研究工作提供便利,也可为藻泥的商品化提供参考。
以果聚糖(F)、丙烯酰胺(AM)为原料,硝酸铈铵(CAN)为引发剂,利用微波辅助溶液聚合法制备了一种果聚糖接枝丙烯酰胺(F-g-PAM)新型絮凝剂,并通过红外光谱仪、扫描电子显微镜、热重分析仪对F-g-PAM的结构和热稳定性进行了表征。系统考察了AM质量、CAN质量对F-g-PAM的接枝率、特性黏度的影响,综合分析得出最佳工艺条件为:m(F)∶m(AM)∶m(CAN)为1∶16∶0.2,对应F-g-PAM接枝率为1921.7%,特性黏度为2.48 dL/g。以质量分数为1%的煤粉悬浮液为模拟废水,通过絮凝和沉降实验探讨F-g-PAM的絮凝性能,结果表明,最佳絮凝质量浓度为1.0 mg/L,且接枝率越高,特性黏度越大,絮凝效果越好,絮凝体的沉降速度也越快。
以V(二氯甲烷)/V(N,N-二甲基甲酰胺)=4∶1为溶剂,通过电纺制备直径为(650±60)nm,孔径为96nm×72nm聚乳酸(PLLA)纳米孔纤维膜。利用氧等离子体处理将亲水性单体丙烯酸(AA)接枝到纤维表面制备聚乳酸接枝丙烯酸(PLLA-g-PAA)纳米孔纤维膜。与PLLA纳米孔纤维膜相比,PLLA-g-PAA纳米孔纤维膜的水接触角从(119.4±1.2)°降低到(42.3±0.6)°,拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率略有降低。将牙髓干细胞(DPSCs)在纤维膜支架上培养,细胞生长密度顺序为PLLA-g-PAA纳米孔纤维膜>PLLA纳米孔纤维膜>PLLA纤维膜。由于PLLA-g-PAA纳米孔纤维膜表面粗糙,比表面积大,孔隙率高和表面亲水性好,更有利于细胞的粘附、迁移、分化和繁殖。PLLA-g-PAA纳米孔纤维膜有望成为优良的组织工程支架材料。
以氢氧化钾、丙烯酸(AA)、尿素为原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NNMBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用溶液聚合法制备一种保水型高分子缓释氮钾肥(PSRNKF)。对PSRNKF进行傅里叶红外光谱测试,并推测其反应机理。研究了不同反应条件及不同盐溶液对PSRNKF吸水性能的影响。利用凯氏定氮法及火焰光度法对最佳工艺条件下制备的PSRNKF的全氮及速效钾含量进行了测试。结果表明,PSRNKF在去离子水中的吸水倍率最高可达919g/g。不同阳离子盐溶液对吸水倍率的影响顺序为二价>三价>一价。PSRNKF的全氮质量分数为21%,速效钾质量分数为11%。在静水中培养120d,氮元素的累计释放率可达75%。
以三聚氯氰、2,2,6,6-四甲基哌啶胺和对氨基苯磺酸为原料合成了一种反应型卤胺抗菌前驱体2-(苯磺酸钠-4-氨基)-4-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶氨基)-6-氯-1,3,5-三嗪(BTMPA),并利用核磁对产物进行表征;然后通过活性染料的整理工艺接枝到棉织物上,探讨了碱、中性盐、BTMPA的质量分数、反应温度和反应时间对氯化后织物上活性氯质量分数的影响,得到最佳的整理工艺条件:NaOH质量浓度为4g/L,Na2SO4质量浓度为100g/L,BTMPA质量分数为15%,反应温度为60℃,反应时间为2h;整理后的棉织物具有良好的抗菌性能和水洗稳定性能,能在30min内杀死10.5~10.6CFU的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。
采用原位聚合法制备了以三聚氰胺-脲甲醛为壁材,环氧E-51为芯材的微胶囊(MUF),并将其应用到碳纤维(CF)增强不饱和聚酯(UP)复合材料中,详细探讨了CF质量分数和MUF质量分数对碳纤维/不饱和聚酯(CF/UP)复合材料和微胶囊/碳纤维/不饱和聚酯(MUF/CF/UP)复合材料热稳定性、力学性能和自修复性能的影响。通过OM和SEM观察MUF的表面形貌,FTIR对MUF、CF/UP复合材料和MUF/CF/UP复合材料的化学结构进行表征,TGA、悬臂梁冲击仪和万能拉力试验机对复合材料的热稳定性、冲击性能、拉伸性能和自修复性能进行测试。结果表明,CF和MUF质量分数均为1%时,MUF/CF/UP复合材料的热稳定性较佳,力学性能及自修复性能较优;其拉伸强度为3.99 MPa,弹性模量为229.58 MPa,断裂伸长率为2.12%,冲击强度为86.75 kJ/m2,自修复效率为62.02%。
利用超声辅助液相离子交换法制备Cu(Ⅰ)Y、CeY、Cu(Ⅰ)CeY吸附剂,利用XRD、BET、ICP和FT-IR技术对吸附剂进行表征。考察了Cu(Ⅰ)CeY吸附剂的制备条件及其对吸附脱硫性能的影响。Cu(Ⅰ)CeY吸附剂的最佳制备条件为:离子交换6h,焙烧温度为500℃,Cu/Ce物质的量比为1∶1。常温常压下Cu(Ⅰ)CeY吸附剂与模拟油质量比为1∶30,吸附时间为6h,Cu(Ⅰ)CeY吸附剂对噻吩的脱硫率高达95.2%。通过考察芳烃存在下竞争吸附对脱硫性能的影响发现,Cu(Ⅰ)CeY吸附剂中Cu、Ce离子的协同作用使吸附剂兼具有高的吸附硫容和抗芳烃竞争吸附能力,且Cu(Ⅰ)CeY吸附剂具有良好的再生性能。
高吸收效率与低解吸能耗的化学吸收剂是降低CO2捕集成本的有效途径。从吸收剂的吸收速率、解吸速率、循环负载量、循环吸收量和循环效率等对不同组成的N,N-二甲基丁胺(DMBA)与N,N-二乙基乙醇胺(DEEA)水溶液的CO2吸收解吸特性进行了研究。结果表明,此吸收剂体系CO2吸收容量大,可达1.6033mol/kg,吸收CO2后溶液会分成CO2浓度相差较大的两相,其中富集相CO2的浓度可达2.6881mol/kg,贫相CO2的浓度为0.5119mol/kg。适宜的吸收剂组成为2mol/L DMBA+4mol/L DEEA,其循环负载量为0.1936,循环吸收量为1.2832mol/kg,循环效率为96.95%。
利用芦苇构建单室湿地阴极型升流式微生物燃料电池(microbial fuel cell-constructed wetland,MFC-CW),研究阴极基质材料的种类、粒径及进水COD浓度对MFC-CW的产电和污水净化性能的影响。结果表明,阳极基质材料为2~4mm颗粒活性炭,阴极基质材料为4~8mm颗粒石墨时,电池性能最佳,最大输出电压为318mV(外电阻为1000Ω),最大功率密度达到0.197W/m3,库伦效率为2.1%。阴极基质材料的种类和粒径对MFC-CW的污水净化性能的影响较小,COD去除率均在80%左右。进水COD浓度是影响MFC-CW运行性能的一项重要参数,系统输出功率密度及COD去除率均随进水COD浓度的增加呈现先上升后下降的趋势,当进水COD浓度在200~300mg/L时系统整体运行性能最佳。
针对曝气池中的实际充氧情况,提出新的曝气性能指标—充氧均匀性指数,并提出一种新型曝气器旋转曝气器。在长宽高尺寸为600 mm×800 mm×910 mm的有机玻璃曝气池内,以空气-清水为体系,对旋转曝气器的曝气充氧性能进行了研究。主要考察了充氧均匀性指数、氧总传质系数和曝气效率等曝气充氧性能,并与微孔曝气器进行对比。实验结果表明,当曝气流量为1.0~2.5m3/h,旋转曝气器和微孔曝气器的氧总传质系数、氧传质速率、氧传质效率和曝气效率很相近;旋转曝气器的充氧均匀性指数介于0.040 4~0.049 4,而微孔曝气器的充氧均匀性指数介于0.054 7~0.127 5。旋转曝气器产生的旋转流场能使气泡在水平面分布更均匀,提高了氧传质效果。
建立了快速、准确测定卡托普利的单波长、双波长吸收光谱法,并探讨了吸收光谱特征和共存物质的影响。在pH为7.93的Tris-盐酸缓冲溶液中,卡托普利与维多利亚蓝B反应生成具有1个明显正吸收峰和1个明显负吸收峰的蓝色离子缔合物,最大正吸收波长位于610nm,最大负吸收波长位于488nm,表观摩尔吸光系数分别为2.04×10.4 L/(mol·cm)(610nm)和2.03×10.4 L/(mol·cm)(488nm)。当采用双波长法测定时,表观摩尔吸光系数为4.07×10.4 L/(mol·cm),卡托普利的质量浓度在0~3.0mg/L范围内服从比尔定律。该方法简便、快速,有较高的准确度和选择性,可用于市售卡托普利药物中卡托普利的测定。