石墨烯及其衍生物在小鼠体内的分布与毒性效应

石墨烯以其独特的二维结构具有的性质,吸引着世界科学家的高度关注.毫无疑问,石墨烯以及功能化石墨烯的潜在应用必然会被不断挖掘;即使是极少一部分性质被应用,也将导致其在环境中数量的急剧增长.本文介绍了石墨烯的化学性质、表征方法和应用前景;重点阐述了近几年关于石墨烯及其衍生物进入小鼠体内在各脏器中的分布和相应毒性效应的研究进展,阐明其进入环境后对环境生物可能引起的危害,为评价其生态和健康风险提供了基础信息.本文最后对石墨烯相关材料在医药应用研究需要关注的问题和未来研究方向进行了展望.     

铈钛氧化物介孔毫米球的制备及其催化臭氧氧化特性与机理

开发兼具高催化活性和优良流体力学与传质性能的催化剂对发展高效水处理臭氧氧化技术具有重要意义.本研究开发了以廉价无机金属盐为原料的前驱体溶胶预混-海藻酸水凝胶球模板法,实现了Ce-Ti双金属氧化物介孔毫米球催化剂的经济制备.通过N_2吸附-脱附、XRD、XPS、SEM-EDS、TEM-SAED、拉曼光谱、NH_3-TPD等手段对制备的催化剂进行系统表征,考察Ce/Ti摩尔比和煅烧温度对催化剂结构和催化活性的影响,探究其催化臭氧氧化的特性与机理.结果表明无定形材料催化活性高于晶型材料,催化活性与表面酸性位点密度呈正相关,阐明了羟基自由基为该材料催化臭氧氧化的主要活性物种.优选的Ce_(0.5)Ti_(0.5)O_2介孔毫米球具有高比表面积(199 m~2g~(–1))、适宜的介孔结构(平均孔径3.59 nm),富含Ce–O–Ti键活性位点,催化臭氧氧化活性高,可在90 min内将100 mg L~(–1)草酸几乎完全矿化(99%),连续5轮重复实验后催化活性无明显降低,呈现出优异的催化稳定性.另外, Ce_(0.5)Ti_(0.5)O_2介孔毫米球催化臭氧氧化降解双氯芬酸等四种污染物的矿化率相比无催化剂臭氧氧化提高18.7%～54.0%,展现出优良的应用前景.     

碳纳米管在水溶液中的聚集和沉降行为研究

作为一种新型的碳质纳米材料,碳纳米管因其独特的物理和化学性能被广泛应用于各种高性能材料或器件.碳纳米管一旦被排放到水体中,因其巨大的比表面积将导致水环境中共存物质形态的改变,碳纳米管自身的赋存状态也将因共存物质的吸附而改变,从而直接或间接影响所在水体的毒理学特性.因此,有关碳纳米管聚集和沉降行为的研究对预测和评价其在自然水体中的环境效应具有重要的意义.本文通过描述胶体稳定性的经典Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek(DLVO)作用力和非DLVO作用力,并借助时间分辨的动态光散射、石英晶体微天平和柱过滤测试,探讨了碳纳米管在水溶液中的聚集和沉降动力学,分析了碳纳米管的结构特性、电解质、溶液pH和天然有机质等因素对碳纳米管在水溶液中分散稳定性的影响及原因,阐明了控制碳纳米管颗粒在水溶液中聚集和沉降行为的作用机制,指出了在碳纳米管的聚集和沉降行为研究中存在的技术难点,并对未来碳纳米管的实验研究进行了展望.