水热法合成BiOI及在模拟太阳光下对双酚A的降解

双酚A是一种广泛存在于天然水体中的内分泌干扰物,其消除技术日益受到关注.利用水热法合成3D结构的碘氧化铋(BiOI)催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见光漫反射谱仪(UV-vis DRS)等对其进行表征,并在模拟太阳光下降解环境内分泌干扰物双酚A(BPA).实验结果表明,140℃,24 h,pH 7水热条件下制备的BiOI为片状堆砌而成的花瓣球结构,呈现最好的降解效果,在模拟太阳光下反应3 h,BPA(20 mg/L)的去除率和矿化率分别为99.6%和77.6%.三次循环实验结果显示,BiOI具有良好的抗光腐蚀性和催化稳定性.降解过程可能包含光生空穴的氧化作用.水热合成法制备BiOI简单可靠,条件可控,所制备的BiOI具有良好的应用前景.     

分子印迹膜修饰TiO_2纳米管及其光催化降解盐酸四环素

以盐酸四环素为模板分子,采用液相沉积方法制备分子印迹膜修饰TiO2纳米管(MIP-TiO2),实现了高效光催化降解盐酸四环素的目的.利用扫描电子显微镜(ESEM)和X射线衍射(XRD)等测试技术对MIP-TiO2的结构与性能进行了表征.与TiO2纳米管相比,由于特异性结合位点的存在,印迹膜修饰的二氧化钛催化剂对盐酸四环素的吸附能力提高了1.6倍.在紫外光催化降解盐酸四环素的实验中,分子印迹膜修饰的TiO2纳米管表现出较高的光催化能力,一级动力学常数是TiO2纳米管的1.9倍.通过该方法可以提高对模板分子的吸附能力,增强TiO2纳米管的光催化能力,对光催化技术处理低浓度的废水提供了重要的指导意义.     

有机农药和含铜、锌等无机农药协同毒性作用机理

目前我们对环境污染物毒性的认识主要来源于对某单一化学物质在相对高浓度情况下的研究. 然而, 人们在其一生中很少只暴露于单独某一种化学物质, 而是同时暴露于多种低浓度的化学物质. 从公众健康的角度讲, 大家主要担心的是当两种和两种以上化学物质相互作用时, 两者能否产生不同寻常的协同毒性. 五氯酚、威百亩等有机农药和含铜、锌等无机农药皆被用作通用杀虫剂或木材保护剂, 两者在许多农田和木材保护处理场所附近的土壤和水体以及在普通人群的体液和组织中, 均发现同时共存. 我们最近的研究表明, 这两类物质共存时可以对大肠杆菌产生协同毒性效应, 其协同毒性作用机制可能是由于两者形成了亲脂性络合物, 促进了细胞对金属离子的吸收和累积. 此类有机和无机污染物之间的相互作用以及亲脂性络合物形成而导致的协同毒性作用, 可能是普遍存在于有机和无机污染物之间的一种共同毒性作用机制. 这一假设是否成立, 尚有待进一步的实验和理论研究.     

基于自由态浓度测量研究烷基酚和双酚 A 的活性污泥降解动力学

建立了测定活性污泥中两种烷基酚(叔辛基酚、壬基酚)和双酚A自由态浓度的“损耗可忽略”固相微萃取(nd-SPME)方法, 利用该方法研究了在实际污水处理厂浓度水平下, 活性污泥好氧生物降解烷基酚和双酚A的降解动力学. 结果表明, 叔辛基酚、壬基酚和双酚A基于总浓度的表观降解速率常数分别为0.02, 0.01和0.03 h^−1, 半衰期分别为34.9, 54.3和22.3 h; 而3种污染物基于nd-SPME测得的自由态浓度的降解速率常数则分别为0.74, 0.60和1.03 h^−1, 半衰期分别为0.9, 1.2和0.7 h. 两者之间的差异表明, 尽管自由态的烷基酚和双酚A可以很快被活性污泥好氧生物降解, 但由于污染物不能从活性污泥上快速脱附而导致整体的表观降解速率大大减缓, 从污泥上的脱附是活性污泥去除烷基酚和双酚A的限速步骤.     

双酚A类化合物雌激素活性的QSAR研究

应用分子电性距离矢量描述子(MEDV)表征双酚A类化合物的分子结构, 并对其雌激素活性建立相关QSAR 预测模型. 研究结果表明, 该类描述子能全面反映化合物的分子结构信息, 所建立的模型不仅具有良好的拟合与预测能力, 同时能揭示影响双酚A 类化合物分子活性的分子结构基元.     

完整糖蛋白为准模板的有机相中聚糖的硼亲和可控定向表面印迹

糖蛋白具有十分重要的生理功能和临床价值,对于糖蛋白的特异性识别具有重要的科学意义和应用价值.分子印迹技术是制备具有特异性分子识别的功能聚合物的重要方法,已经用于糖蛋白的识别.但是,在有机相中以蛋白质为模板的印迹方法容易导致模板蛋白质的变性,不易获得良好的分子识别性能,而以糖链为模板的印迹方法需要比较复杂的糖链制备过程.本文提出了直接以完整糖蛋白为准模板,在乙醇相中可控地印迹其糖链,用于制备能识别糖蛋白的分子印迹聚合物的方法.本文以碱性磷酸酶为目标蛋白,以硼亲和磁性纳米颗粒作为基础材料,通过硼亲和作用固定目标糖蛋白,利用原硅酸四乙酯-无水乙醇印迹体系,根据糖蛋白糖链的结构,无须优化,直接控制印迹时间,仅印迹糖链部分,得到磁性分子印迹纳米颗粒.所得磁性分子印迹纳米颗粒对目标糖蛋白具有良好的特异性识别能力,即使在复杂的实际样品中,也可以保持这种特性.本方法直接使用完整糖蛋白作为模板,无须通过酶切等烦琐步骤获得模板,方法效率高.本文方法在一定程度上克服了传统印迹方法中无法在有机相中印迹完整蛋白的局限,拓展了分子印迹技术的应用范围,在亲和分离与疾病诊断等重要领域中具有重要的应用潜力.     

分子印迹材料的先进制备技术与策略

分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymers, MIPs)是采用分子印迹技术(molecular imprinting technology, MIT)制备的,具有与模板分子在形状、大小及官能团方面完全匹配的特异识别位点的高分子聚合物,能选择性识别和富集目标分析物(模板分子),已广泛用于样品前处理、化学/生物传感等领域.然而,在MIPs制备和使用过程中,仍存在模板分子洗脱困难、有效识别位点少、结合容量低、传质速率慢、水相识别差等问题.通过借鉴融合其他领域的先进技术和策略, MIT发展迅速,各种新型的印迹技术和策略不断涌现,不仅有效解决了上述问题,而且推动了新型MIPs的发展并拓展了其应用范围.本文以MIPs在样品前处理、传感和刺激响应中的应用为导向,梳理了MIPs材料的先进制备技术(表面印迹和纳米印迹技术、可控/活性聚合技术、点击化学、固相合成技术等)、策略(多模板、多功能单体、虚拟模板、片段印迹、硼亲和印迹策略等)与刺激响应印迹(磁、温度、光和pH响应等),并对印迹技术和材料的发展进行了展望.     

碳纳米管阵列及其增强高分子复合材料在真空和高温环境下的黏附性能

掌握空间环境下的干黏附技术将极大增强我国载人航天、在轨服务、对非合作目标的作业能力.空间环境众多复杂的影响因素对黏附材料在航天器件上的应用提出更加严格的性能要求.通过模拟空间环境中的两种影响因素:真空及高温,并对碳纳米管阵列(CNT)及其增强聚二甲基硅氧烷(PDMS/CNT)在此环境下的摩擦黏附-脱附规律、黏附强度进行研究和验证,为CNT作为空间用干黏附材料的进一步修饰和改性提供试验和理论依据.试验结果表明在真空环境下,CNT,PDMS/CNT的摩擦黏附-脱附规律与大气环境中保持一致,PDMS/CNT的摩擦黏附力有所提升,CNT的摩擦黏附力则不受影响,在真空环境下两种材料都具有良好的黏附可重复性.在热真空环境下CNT,PDMS/CNT都能维持在大气中法向和切向黏附强度.该研究表明在真空及热真空环境下,CNT及其增强高分子复合材料能够保持其原有的黏附规律及黏附强度,为CNT干黏附材料在空间环境下的应用奠定了试验基础.     

基于Con A门控分子的甘露糖响应型介孔二氧化硅纳米控制释放体系

选择凝集素伴刀豆球蛋白A(Con A)作为门控分子,利用甘露糖和葡萄糖与Con A竞争性结合的特性,构建了一种新型的Con A封堵介孔二氧化硅(MSN)的甘露糖刺激响应型控制释放体系.在该体系中,氨基葡萄糖首先与氰酰基修饰的MSN交联合成表面葡萄糖功能化的MSN,然后通过葡萄糖与Con A的多价结合作用使Con A固定到MSN表面,封堵介孔,形成Con A封堵MSN的甘露糖刺激响应型控制释放体系(MSN-Glc-Con A).利用电子显微镜、热重分析、X射线衍射、红外光谱和比表面积分析等手段表征了该纳米控制释放体系的制备过程,并且以联钌吡啶染料分子作为模式客体分子,研究了模式客体分子在该体系中的包裹及甘露糖调控下的刺激响应释放行为.实验结果表明,该体系具有较高的包载量(89.90±7.73μmol/g SiO2)和良好的甘露糖刺激响应释放行为.在没有甘露糖存在时,Con A能有效封堵介孔,使包载的染料分子几乎无释放;在甘露糖存在的条件下,甘露糖与Con A发生竞争性结合,Con A从MSN表面脱离,介孔打开,染料分子释放.染料分子的释放率呈浓度依赖性和时间依赖性,在40 mmol/L甘露糖的条件下,340 min内染料分子释放率超过90%.该体系是一种理想的糖刺激响应控制释放载体,有望实现在药物运输领域的应用.     

水环境中农药类内分泌干扰物的研究进展

康和生存环境的影响值得重视农药类内分泌干扰物是一类能使人类和生物的内分泌系统发生紊乱的特殊外来物质, 它对人类和生物的荷尔蒙分泌机能有极大的破坏性, 并可能给生态环境造成威胁. 本文以与人类生活密切相关的水环境中农药类内分泌干扰物为重点, 对水环境中农药类内分泌干扰物问题产生的背景、农药类内分泌干扰物的特点、农药类内分泌干扰物对人和野生生物的有害影响及其影响机理, 以及水环境中农药类内分泌干扰物迁移降解途径和监测方法等作了评述. 认为农药类内分泌干扰物对水环境以及对人类健康和生存环境的影响值得重视。     

我国室内灰尘四溴双酚A及其类似物的污染特征及暴露评估

室内灰尘是人们暴露污染物的潜在来源之一.四溴双酚A(tetrabromobisphenol A, TBBPA)、四溴双酚S(tetrabromobisphenol S, TBBPS)和四氯双酚A(tetrachlorobisphenol A, TCBPA)作为阻燃剂被大量应用于日常用品.尤其是TBBPA,已被广泛使用并导致在多种环境介质及人体中检出.本研究检测了中国25个省和直辖市共计94个室内灰尘样品中TBBPA, TBBPS和TCBPA的含量, TBBPA为主要检出物质(对总浓度贡献率:≥88.3%),其浓度范围在未检出(nd)～1840 ng/g之间,平均值为43.3 ng/g.在我国华东地区采集的室内灰尘中, 3种目标化合物总浓度的平均值最高(178 ng/g),其范围为6.84～1850 ng/g.进一步评估了人体通过直接摄入、呼吸和皮肤接触室内灰尘引起的TBBPA, TBBPS和TCBPA的每日暴露量,发现直接摄入是暴露的主要途径.儿童通过直接摄入灰尘的∑3TBBPAs(TBBPA, TBBPS和TCBPA浓度的总和)日暴露量为3300 pg (kg bw)~(-1)d~(-1),是成人日暴露量(422 pg (kg bw)-1d-1)的7～8倍.本研究为进一步了解常用溴代阻燃剂TBBPA及其类似物在我国室内环境的污染状况以及如何针对这些污染采取管控措施提供了数据支持.     

二(口恶)英、有机磷和直链脂肪醇的毒性与分子体积的关系

用B3LYP/6-311G**方法计算了二(口恶)英、有机磷、直链脂肪醇的分子体积,与它们的毒性参数比较发现:在每一系列中都存在"临界毒性体积",即随着体积增大毒性首先增强,当分子体积超过"临界毒性体积"后,毒性随体积增加而减小.三类化合物具有相接近的"临界毒性体积",约为309～320A3,建议对线性溶解能关系方程进行修正.根据醇类毒性与分子体积的关系,预测了部分氟代直链脂肪醇麻醉能力的变化趋势和数值.     

污水和污泥中两类酚类内分泌干扰物的分析方法

对污水和污泥中烷基酚聚氧乙烯醚降解产物和双酚A的分析方法进行了研究. 优化了加速溶剂萃取参数, 用C18固相萃取柱作为水样萃取净化以及污泥净化的核心步骤, 通过对质谱检测器透镜电压的调整提高GC/MS的灵敏度, 获得令人满意的结果. 仪器检出限为3.2~17.8 pg; 对于污水的分析, 方法检出限为2.5~11.4 ng/L, 回收率79.2%~111.4%, 相对标准偏差6.9%~12.6%; 对于污泥的分析, 方法检出限为0.3 ~ 2.1 ng/g(干重), 回收率68.5%~114.0%, 相对标准偏差8.9%~16.0%.     

CNT-C_f/SiC多级增强复合材料微区力学性能

利用催化化学气相沉积工艺在炭纤维(Cf)表面原位生长碳纳米管(CNT),经聚合物浸渍-热解(PIP)致密化后制备了CNT强化的Cf/Si C复合材料.结合微米压痕和纳米压痕测试方法在微米、纳米尺度研究了CNT强化的Cf/SiC复合材料界面、微区基体以及纤维-CNT-基体组元区域的力学响应机制.结果表明,CNT生长点具有较高的结合强度,界面脱黏出现在纤维/热解碳界面处,原位生长的CNT显著强化了纤维-基体界面结合强度.PIP工艺对CNT造成损伤,致使CNT强化的微区基体的模量和硬度下降,而CNT的拔出、裂纹桥连等行为阻碍了微区基体的裂纹扩展,进而提高了微区基体的破坏容忍度.理论计算结果显示,由CNT带来的韧性贡献约为310.8 J/m2.界面强化效应和微区基体裂纹扩展阻碍效应使纤维-CNT-基体组元的抗损伤能力得到了提高.利用微纳米测试连用手段可深入了解多级增强复合材料的纳米效应.此外,理论计算表明,CNT/基体的界面修饰及对CNT的有效保护会进一步提高CNT对微区基体的韧化效果.     

二英、有机磷和直链脂肪醇的毒性与分子体积的关系

用B3LYP/6-311G**方法计算了二(口恶)英、有机磷、直链脂肪醇的分子体积,与它们的毒性参数比较发现在每一系列中都存在"临界毒性体积",即随着体积增大毒性首先增强,当分子体积超过"临界毒性体积"后,毒性随体积增加而减小.三类化合物具有相接近的"临界毒性体积",约为309～320A3,建议对线性溶解能关系方程进行修正.根据醇类毒性与分子体积的关系,预测了部分氟代直链脂肪醇麻醉能力的变化趋势和数值.     

火焰光谱法的三维研究(Ⅲ)——测定ⅠA元素时ⅡA氯化物的干扰

文献[1]报道过ⅠA族和ⅡA族元素原子化的特点,并分类为:典型热解原子化型元素K、Rb和Cs,典型还原原子化型元素Ca、Sr和Ba,以及过渡型元素L_i、Na和Mg。文献[2]命名了新术语以特征化和数值化研究获得的干扰三维表;研究了热解原子化型元素间交互干扰,除获得完整的电离干扰规律外,还发现了共存物有阻塞干扰和测锂时有解离干扰,为     

全氟和多氟烷基物质与微生物相互作用的研究进展

近年来,全氟和多氟烷基物质(per-and polyfluoroalkyl substances, PFASs)污染已成为全球性环境问题. PFASs的生产和使用导致其通过多种途径进入并持久存在于环境中.一方面, PFASs会对环境中的微生物产生毒性效应,主要毒性机制包括:增加膜透性、引起氧化应激和诱导DNA损伤,从而使得对PFASs较为敏感的微生物活性降低甚至生长受到抑制.长期作用下, PFASs可以改变微生物群落的组成和结构,并且还有基于微生物的食物链传递风险.另一方面,微生物及其胞外分泌物所形成的生物被膜可以吸附环境中的PFASs,并利用自身分泌的胞外酶(如CSO₃^-键裂解酶、磷酸酯酶和聚氨酯酶),通过铁氨氧化、脱硫和水解等反应转化或降解PFASs.因此,本文系统阐述PFASs与环境微生物的相互作用,重点总结PFASs对细菌的细胞毒性;分析PFASs对环境(土壤、淡水、海洋)微生物群落组成、结构及生态系统物质循环的影响;深入讨论PFASs的微生物转化/降解途径;并结合存在的问题及挑战(如PFASs通过细菌进入食物链、PFASs对微生物群...     

环境友好离子液体双水相研究进展

离子液体双水相体系以其优越的性能在萃取、分离等领域得到了广泛的应用.然而,对于传统的咪唑/吡啶离子液体-无机盐双水相体系,离子液体的毒性和高浓度无机盐废水的产生在一定程度上弱化了它们的工业应用.发展环境友好的离子液体双水相体系是从根本上解决这些问题的关键.本文结合本课题组的研究工作,综述了近年来环境友好离子液体双水相体系的研究进展,主要内容包括阴离子功能化离子液体双水相、氨基酸离子液体双水相、离子液体-糖双水相、离子液体-聚合物双水相、二氧化碳诱导离子液体双水相体系的开发,及其在萃取/分离氨基酸、药物分子、蛋白质和生物酶等方面的应用.同时,对目前该领域的发展所面临的主要问题和进一步的研究工作提出了建议.     

降解非离子表面活性剂--嗜冷菌的筛选及其降解性能

从洗涤剂生产车间曝气池活性污泥中分离出1株降解AEO型非离子表面活性剂C_(12)E_7的高效嗜冷菌株,该菌株在5℃的低温下48h内对20 mg·L~(-1)C_(12)E_7,的降解率可达70％以上;弱碱性、低浓度底物的初始环境有利于菌株生长及底物降解;低温条件(5～10℃)同样获得较高降解率;对氮源无特殊要求;细菌利用添加的低浓度葡萄糖(0.1％)与C_(12)E_7进行共代谢,可增强降解效果,本菌株将会在特殊条件下的废水处理中得到应用。     

基于分子印迹的蛋白质识别及应用研究进展

分子印迹是制备具有模拟抗体分子识别特性材料的技术,其制备方法简单、成本低、材料稳定性好,已广泛应用于固相萃取、色谱分离、模拟酶催化、生物化学传感器、药物递送等领域.分子印迹发展至今,小分子印迹技术发展迅速,而蛋白质分子印迹研究发展相对缓慢,这主要和蛋白质复杂的自然属性有关.虽然蛋白质分子印迹挑战巨大,但是在国内外科研工作者的不懈努力下,近年来蛋白质分子印迹已取得一定的研究进展,其中不乏一些成功的新型蛋白质印迹策略.这些性能优异、功能独特的新型蛋白质印迹材料,已成功应用于蛋白组学、疾病诊断/治疗、生物成像等领域,并表现出巨大的潜在应用价值.本文总结了近10年以来蛋白质分子印迹的新方法、新策略和潜在应用前景,分析了蛋白质分子印迹领域的发展现状及存在的挑战,并展望了该领域的机遇和前景.