Pseudomonas sp.J1生物合成纳米硒机制研究

为了探究Pseudomonas sp.J1生物合成纳米硒的机制,采用电镜技术、X射线能谱分析法(EDS)及X射线光电子能谱分析法(XPS)对Pseudomonas sp.J1合成纳米硒过程及产物进行表征;通过添加谷胱甘肽抑制剂、改变培养基中NO3-、亚硒酸钠浓度以及培养温度等条件研究各因素对生物合成纳米硒的影响.结果表...     

绿茶萃取液合成纳米铁颗粒及其对孔雀绿的降解性能

利用绿茶萃取液(GTE)既作还原剂又作掩蔽剂,通过绿色还原合成纳米铁粒子(GT-FeNPs).通过SEM、XRD、FT-IR、BET等手段对GTE合成的纳米铁粒子的微观结构进行了表征和分析,结果表明GTE合成的纳米铁是无定形的球形颗粒,颗粒粒径在70～80 nm左右.并以孔雀绿(MG)为目标降解物,探讨GT-Fe NPs对孔雀绿的降解性能.在孔雀绿初始质量浓度为50 mg.L-1和初始溶液的pH=5.78的条件下反应10 min,GT-Fe NPs对孔雀绿的去除率高达75.66%,降解过程符合一级反应动力学.根据GT-Fe NPs对孔雀绿反应前后的表征结果和孔雀绿降解动力学的研究结果,降解机理可能包括MG吸附在GTE和GT-Fe NPs表面上,同时纳米铁在水的侵蚀作用下产生自由电子,与发色基团发生还原作用,达到脱色效果,并在自由电子的进一步攻击下,使得MG中连接苯环的碳碳双键断裂.     

绿茶萃取液合成纳米铁颗粒及其对孔雀绿的降解性能

利用绿茶萃取液(GTE)既作还原剂又作掩蔽剂,通过绿色还原合成纳米铁粒子(GT-FeNPs).通过SEM、XRD、FT-IR、BET等手段对GTE合成的纳米铁粒子的微观结构进行了表征和分析,结果表明GTE合成的纳米铁是无定形的球形颗粒,颗粒粒径在70～ 80 nm左右.并以孔雀绿(MG)为目标降解物,探讨GT-Fe NPs对孔雀绿的降解性能.在孔雀绿初始质量浓度为50 mg·L-1和初始溶液的pH=5.78的条件下反应10 min,GT-Fe NPs对孔雀绿的去除率高达75.66％,降解过程符合一级反应动力学.根据GT-Fe NPs对孔雀绿反应前后的表征结果和孔雀绿降解动力学的研究结果,降解机理可能包括MG吸附在GTE和GT-Fe NPs表面上,同时纳米铁在水的侵蚀作用下产生自由电子,与发色基团发生还原作用,达到脱色效果,并在自由电子的进一步攻击下,使得MG中连接苯环的碳碳双键断裂.     

胶红酵母催化苯乙酮的不对称还原及吸附树脂的促进作用

以苯乙酮为模式底物,利用筛选的胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)YS6-2为手性催化剂,不对称还原合成具有光学活性的1-苯基乙醇.结果表明：反应的立体选择性极高,合成的产物以(S)-型为主,其对映体过量值达99.0 %. 在设立的水相系统中,酵母细胞在发酵培养36 h、转化反应36 h、pH 6.6、温度34 ℃、2 %葡萄糖作为辅助底物的优化条件下,0.12 g/mL菌体（湿重）催化还原70 mmol/L苯乙酮的转化率达49.1 %. 同时,向反应体系中添加1 g D-101吸附树脂,因其控制水相中与细胞接触的底物浓度并进行产物的原位吸附,底物的转化率提高到75.5 %.     

硫酸盐对粘红酵母X-20富硒能力的调控研究

为了探究硫酸盐对粘红酵母X-20(Rhodotorula glutinis X-20)富硒的影响，在恒定浓度亚硒酸钠和梯度浓度硫酸钠条件下培养R.glutinis X-20,研究硫酸盐对R.glutinis X-20生物量、总硒及硒纳米颗粒的影响，并使用RT-qPCR初步探索了硫酸盐调节R.glutinis X-20富硒的分子机制。研究发现，硫酸钠的添加使菌株的生物量提高了48.5%,总硒及硒纳米颗粒含量分别降低了36.7%和48.8%。RT-qPCR分析显示硫酸盐会抑制硒代谢关键基因CTH、metE、metB的表达，造成硫酸盐存在条件下总硒及硒纳米颗粒含量下降。硫酸盐的添加提高了R.glutinis X-20在亚硒酸钠环境中的生物量，这对富硒酵母产品的大规模生产具有重要意义。同时，RT-qPCR的结果也为R.glutinis X-20在分子生物学上的优化指明了方向。     

Bacillus sp. SL合成硒纳米颗粒吸附染料动力学研究

考察了由Bacillus sp. SL合成的硒纳米颗粒(SeNPs)吸附染料特性.菌株SL合成的SeNPs以球形为主，粒径为100～200 nm.选用阴离子染料刚果红和阳离子染料亚甲基蓝作为底物.亚甲基蓝在碱性条件下更易被吸附，酸性条件更适合刚果红的吸附.准二级动力学模型能更好地描述SeNPs对两种染料的吸附过程(R²>0.99).吸附等温线更符合Langmuir模型.318 K时，刚果红和亚甲基蓝的最大吸附量分别为1 158.30 mg/g和1 721.10 mg/g.该吸附过程自由能变化(ΔG)小于零，焓变(ΔH)及熵变(ΔS)均大于零.CaCl₂处理后的SeNPs在5次循环后，对刚果红的吸附率保持在80%以上，对亚甲基蓝的吸附率下降到38%.综上，菌株SL合成的SeNPs对刚果红和亚甲基蓝表现出良好的吸附性能和重复利用性能，是有潜力的微生物合成的染料吸附剂.     

NaYF_4:Yb,Er上转换荧光纳米颗粒的合成及表面修饰

以稀土硬脂酸盐为前驱体,利用热分解法在液体石蜡-油酸体系中合成出具有较高发光强度的NaYF4∶Yb,Er上转换荧光纳米颗粒.通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)以及荧光光谱对纳米颗粒进行了表征,推断出该合成反应的机理为固-液两相反应.详细探讨了反应时间、温度以及溶剂组成对纳米颗粒荧光性能的影响.通过Lemieux-von Rudloff试剂将包覆有油酸分子的纳米颗粒表面羧基化修饰,使纳米颗粒具有良好的水溶性.     

氧化还原介体催化强化Shewanellaoneidensis MR-1还原亚硒酸盐的研究

针对微生物还原亚硒酸盐过程普遍存在的时间较长的问题,考察了4种水溶性醌类介体(α-AQS,AQS,1,5-AQDS和AQDS)对奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis MR-1)还原亚硒酸盐过程的加速作用,通过单因素试验优化了培养条件,对硒纳米颗粒的Zeta电位和粒径进行了表征。结果表明,4种醌类介体都加速了亚硒酸盐的还原,其中,AQDS的加速效果最显著;在pH值为8.0,温度为30℃,AQDS浓度为0.2mmol/L条件下,48h时亚硒酸盐的转化率达到100%;加入AQDS后会生成更大尺寸的硒纳米颗粒,并可能使硒纳米颗粒表面包裹的有机物质成分及含量发生改变。研究结果为Shewanella oneidensis MR-1修复亚硒酸盐污染的实际应用提供了理论依据。     

束状Co0.85Se/Cu(OH)2纳米复合物的制备及其吸附刚果红的研究

有机染料在生活和工业生产中被广泛使用,由于染料的过度使用而带来的污染日益严重,对人类的健康产生重大威胁.笔者通过一步水热法合成由多个纳米片组成的束状Co0.85Se/Cu(OH)2纳米复合物.室温下该复合物对废水中的刚果红(CR)具有较高的吸附能力,对CR最大吸附容量为1450.0 mg·g-1.对CR的吸附动力学方程和吸附等温线模型进行探究,结果表明:纳米复合物对CR的吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型.该复合物还具有优异的稳定性和可回收性.     

PVA软模板法制备纳米硒

采用维生素C还原亚硒酸的方法,在聚乙烯醇(PVA)作软模板的水溶液中制备出不同形貌的纳米硒.分别讨论纳米硒制备过程中的主要影响因素,如还原剂浓度、模板剂用量、超声作用等条件对纳米硒形貌的影响.室温条件下,无超声作用产物的主要形貌是球形;而在超声条件下,产物的形貌是棒形.温度稍高时,一般反应条件下就可以得到棒状的纳米硒.实验研究表明,制备稳定的纳米硒的条件为:溶液中亚硒酸与还原剂的物质的量之比为1∶5;控制不同的反应温度可制得不同形貌的纳米硒.     

轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)干粉对重金属吸附特征的研究

研究了不同pH值、反应时间、反应温度以及重金属质量浓度条件下,轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)植物干粉对重金属(Cu、Cd、Pb、Zn)的吸附影响,阐述了其对重金属的吸附特征及机理.结果表明,不同pH值、反应时间和反应温度条件下,轮叶黑藻植物干粉对重金属的去除率依次为Pb(Ⅱ)Cd(Ⅱ)Zn(Ⅱ)Cu(Ⅱ),吸附的Langmuir模型中R2变化范围非常大,而Freundlich模型中R2多大于0.9.该吸附过程很好地符合Lagergren二级动力学方程,而一级方程的R2基本小于0.5,表明吸附过程不是简单的单分子层吸附,整个吸附过程中颗粒内扩散机理在起着支配作用.FTIR图谱显示,植物干粉各组分吸附重金属前后的基本峰形没有改变,只有羟基(3 300～3 400 cm-1处强宽吸收峰)、羧基(1 400～1 440 cm-1)、酰胺基(1 620～1 645 cm-1)等吸收峰发生了不同程度的位移.     

Pd@Pt核壳型纳米粒子的制备及其在de-No_x加氢反应中的催化性能研究

以PVP、油胺作为稳定剂,采用溶胶法成功合成了不同尺寸的Pt纳米颗粒,以及具有核壳结构的Pd@Pt纳米颗粒.采用TEM,EDS,IR-CO对合成的纳米粒子进行了表征,并考察了Pt/Al_2O-3以及Pd@Pt/Al_2O_3在de-NO_x加氢反应中的催化性能.实验结果表明:溶胶法可以有效控制所合成的Pt纳米颗粒的尺寸,且在deNO_x加氢反应中,小尺寸的Pt纳米颗粒显示出了更高的反应活性.此外当反应条件为H_2/NO=4/1时,de-NO_x反应主产物为氨;在反应条件为H_2/NO=1/1时,该反应更倾向于生成N_2.在相同的反应条件下,与小尺寸的Pt纳米颗粒相比,核壳型Pd@Pt/Al_2O_3纳米颗粒在de-NO_x反应中具有最高的催化性能,显著提升了N_2的选择性,在150℃时N_2含量达到最大值62%,是单金属Pt_(4.5)/Al_2O_3催化剂的两倍以上.这可能是由于核层的Pd与壳层的Pt之间的相互作用改变了金属Pt的核外电子性质而引起的.     

水热法可控合成的高径向比金红石型纳米TiO_2颗粒

以异丙醇钛为原料,采用水热法在浓酸条件下低温合成高径向比金红石型TiO2纳米颗粒.研究了酸浓度、聚乙二醇4000(PEG4000)、十六烷基溴化铵(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)对产物形貌和大小的影响.首次采用Zeta电位仪测试了金红石型和锐钛矿型纳米TiO2颗粒对H+的吸附能力,从而揭示了金红石型纳米TiO2颗粒呈针状的原因.经透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析,得到的样品为金红石型,其颗粒为棒状,通过控制条件可以制得不同粒径分散均匀的纳米TiO2颗粒.     

纳米TiO_2对痕量Pb(Ⅱ)的吸附研究

利用TiO2纳米颗粒的表面吸附活性,应用火焰原子吸收光谱检测方法,高效分离了水中痕量的Pb(Ⅱ).系统研究了纳米TiO2的晶体结构、溶液的pH值、吸附时间、Pb(Ⅱ)的起始质量浓度对Pb(Ⅱ)吸附率的影响,得到纳米TiO2对Pb(Ⅱ)的最佳吸附条件为:pH=6.5,m(TiO2)=20 mg,ρ0(Pb(Ⅱ))=18 mg.L-1,t=90 min.测定了纳米TiO2对Pb(Ⅱ)的吸附等温线,应用Freundlich公式得到了吸附等温方程.     

纳米氧化铜对水中三价砷的吸附特性及机理研究

研究纳米氧化铜对三价砷(As(Ⅲ))的吸附性能。采用水热法合成制备纳米氧化铜(CuO-NPs),并将其应用于水中砷离子的吸附脱除,通过透射电子显微镜、X-射线衍射(XRD)对CuO-NPs进行表征。制备的CuO-NPs形态稳定,平均直径在20～50nm,且其零电荷点为7. 8。同时,通过批处理吸附试验探究了吸附时间、溶液p H、初始浓度等因素对水中As(Ⅲ)去除率的影响。结果表明:弱碱性条件有利于CuO-NPs对As(Ⅲ)的去除,且p H为8时,CuO-NPs对As(Ⅲ)去除率最高,为97. 05%; As(OH)3和As(OH)2O-与氧化铜水合物之间的配位交换,是As(Ⅲ)被吸附去除的主要途径; As(Ⅲ)对CuO-NPs的等温吸附符合Langmuir方程,最大吸附容量可达1 085. 040 3μg/g,且该过程是自发吸热反应、符合准二级动力学方程。     

ZnSe纳米棒的一步水热法制备及其表征

采用一步水热法,由氢氧化钠、单质硒粉与乙酸锌反应,在EDTA存在的条件下,成功制备了立方相ZnSe纳米棒.对所得样品分别通过X射线衍射和透射电子显微镜进行了物相鉴定与形貌观察.在190 ℃,1.2 MPa条件下得到的纳米棒直径约为40～70 nm,长度为360～460 nm.温度超过200 ℃时,形成的为ZnSe纳米颗粒.讨论认为在纳米棒的形成过程中,EDTA起络合剂的作用,并形成了胶束状软模板.该方法为ZeSe及其它半导体纳米棒的合成提供了一种简单易行的方法.     

纳米MCM-41分子筛微球的制备及结构表征

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸四乙酯为硅源合成MCM-41分子筛.利用XRD、SEM、FT-IR、TEM和N2吸附-脱附等表征手段探究不同的反应温度及老化时间对MCM-41分子筛形貌、粒径及结构的影响.结果显示:当反应温度在2080℃时,合成的纳米MCM-41分子筛的颗粒形貌呈球形,随着温度的升高,球形颗粒的直径逐渐增大,当温度升高到110℃时,MCM-41分子筛呈现出不规则的颗粒形貌;当老化时间为015h时,纳米MCM-41分子筛的单分散度较好,但随着老化时间的增加,粒径也在增加,同时颗粒团聚也比较严重.通过对纳米球形MCM-41分子筛形成机理的分析,得出合成纳米MCM-41分子筛微球的最优条件.     

合成纳米锰钾矿去除废水中Cd2+的实验研究

利用合成纳米锰钾矿去除模拟废水中Cd(Ⅱ),研究不同去除反应条件对废水中镉离子去除率的影响.结果表明:合成纳米锰钾矿对水溶液中Cd2+的去除平衡时间约为2h;在Cd2+质量浓度为50mg·L-1、溶液初始pH=6.50、反应温度25℃、处理剂粒径96～120μm、每升模拟废水中投加2g合成纳米锰钾矿时,平衡后Cd2+去除率为90.6%.当Cd2+质量浓度不高于300 mg·L-1时,吸附等温线近似符合Langmuir模型,合成纳米锰钾矿最大理论吸附量为120.5mg·g-1.纳米锰钾矿对于Cd2+的去除是表面配位吸附、静电吸附、离子交换三种模式共同作用的结果.     

纳米氧化铝吸附溶液中Cr（Ⅵ）的研究

采用共沉淀法制备了纳米氧化铝,所制备的氧化铝为γ型纳米氧化铝,颗粒直径在7~10nm,比表面积为117.986m2/g.以纳米氧化铝作为吸附剂,研究了纳米氧化铝对溶液中的Cr（Ⅵ）吸附特性,结果表明,纳米氧化铝的投加量为2g/L, Cr（Ⅵ）的初始质量浓度为15mg/l,初始pH2时吸附效果最好,在4h左右达到吸附平衡,去除率达96.1%.纳米氧化铝对溶液中的Cr（Ⅵ）的吸附动力学符合拟二级动力学模型,相关系数达0.945以上.吸附过程符合Freundlich等温方程,相关系数接近1.吸附过程是自发的放热过程,在低温条件下更有利于纳米氧化铝吸附溶液中的六价铬.     

Fe_3O_4纳米颗粒的制备及其催化性能

采用水热法制备Fe3O4纳米颗粒,并进行脱水催化性能研究.考察催化剂Fe3O4纳米颗粒的用量及循环利用次数对苹果酸二乙酯的酯化率和转换数的影响.通过不同催化过程后的Fe3O4纳米颗粒的形貌的变化,研究Fe3O4纳米颗粒在催化中的脱水性与酸性敏感性,进而利用Fe3O4纳米颗粒的成环反应合成1,4-二噻烷.实验结果表明:水热法制备的Fe3O4纳米颗粒可以作为催化剂合成苹果酸二乙酯,最佳的催化剂条件为第1次催化循环0.1mmol Fe3O4纳米颗粒,Fe3O4纳米颗粒的催化活性随循环利用次数的增加而降低.