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光降解有机

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光降解有机相关的资讯

  • 溶解有机物影响抗生素光降解机理研究获进展
    近岸海域中,常常会产生抗生素的残留,这些残留对海洋生物甚至人类健康产生了威胁。光降解是抗生素在海洋环境中重要的非生物降解途径,包括直接光降解和间接光降解,其中,间接光降解是表层水体中抗生素的重要转化途径。溶解有机物可通过光照作用产生活性中间体参与间接光降解反应,是影响抗生素间接光降解的关键性因素。由于溶解有机物结构组成的复杂性,目前国际上关于溶解有机物对抗生素间接光降解的影响机制尚不明确。多年来,中国水产科学研究院黄海水产研究所渔业环境优化与循环水处理技术创新团队针对这一科学问题展开了深入研究,揭示了溶解有机物结构组成在磺胺类抗生素间接光降解过程中的关键作用,阐明了海水中关键环境因子对间接光降解的影响机理。近日,相关研究成果发表在环境科学与生态学领域期刊《整体环境科学》和《环境污染》上。溶解有机物的结构组成对磺胺类抗生素间接光降解的影响机制 黄海水产研究所供图据了解,该研究以溶解有机物的结构、性质以及环境中pH、盐度、硝酸根、碳酸氢根等关键因子为影响因素,首次系统阐明了近海海水中溶解有机物对磺胺类抗生素光降解的影响机制。研究发现,溶解有机物通过产生活性中间体,有效促进了磺胺类抗生素的间接光降解;溶解有机物中陆源类腐殖质组分对磺胺类抗生素间接光降解的影响要显著强于海源类腐殖质组分;pH、盐度、硝酸根和碳酸氢根均可通过改变活性中间体的稳态浓度影响磺胺类抗生素的间接光降解。团队进一步研究表明,由于具有高的芳香性,陆源类腐殖质组分能够较好促进磺胺类抗生素的间接光降解;低分子量的溶解有机物比高分子量的溶解有机物对磺胺类抗生素间接光降解的促进作用更显著;由于具有较高的芳香性和陆源类腐殖质物质,亲水性酸、亲水性碱和疏水性酸是影响磺胺类抗生素间接光降解的主要组分。这些研究结果揭示了磺胺类抗生素在我国近岸渔业水域光降解过程的反应动力学及降解机理,为准确掌握近岸海域环境中抗生素的归趋和评估其生态环境风险提供了理论依据。相关研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、崂山实验室项目和中国水产科学研究院创新团队等项目的支持。
  • 我国学者在有机污染物光催化降解及机理研究方面取得系列进展
    在国家自然科学基金委的持续支持下,中国科学院化学研究所赵进才课题组在光催化降解有机污染物及其机理方面进行了十几年的系统深入研究,取得一系列重要研究进展。   低浓度、高毒性、难降解有机污染物是一类普遍存在、具有长期危害性的环境污染物,用传统方法很难处理。TiO2光催化可利用洁净的太阳光驱动反应,利用环境友好的分子氧为氧化剂,是消除这类污染物最有应用前景的方法之一。TiO2耐腐蚀,光、热和化学稳定性好,是目前最好的光催化体系。但TiO2只能利用紫外光(约占太阳光5%),由于占太阳光主要部分的可见光的激发能较低,从传统半导体光催化的带-带激发原理上很难实现同时满足导带电子活化氧和价带空穴氧化水或污染物两个必需条件的可见光反应。因此,如何实现可见光反应是对TiO2光催化原理和应用提出的一个极大挑战。   赵进才课题组从1995年开始致力于染料污染物可见光光催化降解及其机理的研究。发现染料分子吸收可见光被激发后可以向TiO2导带注入电子实现电荷分离,通过半导体导带的媒介作用实现可见光照射下染料分子和空气中氧分子的同时活化,成功地将有机染料污染物氧化降解。揭示了一个与传统光催化有着本质区别的可见光光降解机理,该机理不涉及半导体的带-带吸收以及空穴的生成和反应,而是利用染料污染物分子吸收可见光诱发的活性自由基和分子氧的共同作用导致污染物降解。   通过对几十种染料污染物降解的研究,发现只要染料的电子激发态电位比TiO2导带电位更负,都能实现有效的电子注入进而降解,证明了该原理的有效性和普适性。该原理还在共存无色小分子污染物的氧化降解、卤代污染物的还原脱卤以及可见光光催化合成化学品等方面有着广泛的应用前景。相关研究成果先后在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Environ. Sci. Technol.等刊物上发表系列论文。   最近应英国皇家化学会综述期刊Chemical Society Reviews的邀请,撰写了题为“Semiconductor-mediated photodegradation of pollutants under visible-light irradiation”的综述论文 (Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 4206-4219),系统地介绍了该课题组取得的相关研究成果。   最近,他们在光催化活化分子氧机理研究方面取得新进展。光催化反应过程中分子氧如何活化一直是该研究领域的一个关键科学问题。他们利用同位素标记等实验研究TiO2 光催化氧化醇类分子时,发现在反应过程中醇分子中的氧原子完全被氧分子中的一个氧原子所置换(置换率99%)生成相应的羰基化合物。基于顺磁共振、氧同位素标记拉曼光谱、动力学同位素效应等实验结果,揭示了与以往贵金属等催化氧化机理完全不同的TiO2光催化氧原子转移机理(Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 6081-6084,被选为Highly Important Paper (HIP),并作为封面论文发表)。   在这一机理的指导下,他们进一步实现了通过TiO2表面吸附Bronsted酸来加速醇类分子的光催化转化,同时发现由于掺杂SiO2能增加酸的吸附位点,当用Bronsted酸对TiO2/SiO2复合光催化剂进行表面修饰后加速作用进一步加强。表面光谱滴定实验证实了质子能够有效促进TiO2表面形成的Ti-过氧化物中间物种的分解,进而使得表面光催化活性位点再生,因此加速了光催化循环和反应。该研究有助于深入理解TiO2光催化活化分子氧的微观机理,为今后制备新型光催化剂和调控光催化反应提供了重要的科学依据。相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. (2010, 49, 7976-7979),被选为VIP论文并作为内封面(Inside Cover)做了专门介绍,Nature China对此研究成果也做了评述 (Highlight)。
  • 海南持续提升全生物降解材料及制品检测能力 推动降解产业高质量发展
    全生物降解塑料制品到底能否降解?在海南,只需7天就能揭晓答案。“可在过去,通常需要3到6个月。”近日,省市场监管局相关负责人在接受海南日报记者采访时透露,目前我省全生物降解材料及制品检测能力在全国处于领先地位,为海南禁塑工作提供了有力技术支撑。在海南大胜达纸浆模塑环保餐具智能研发生产基地,工作人员正在检查环保餐具质量。海南日报记者 袁琛 摄让这一检测时间实现大提速的,是海南省产品质量监督检验所(以下简称省质监所)联合中国科学院理化技术研究所打造的国家市场监管重点实验室(降解材料质量安全评价与研究)。成立仅两年,该重点实验室便在技术攻关等方面取得多项突破。目前,该重点实验室已开发堆肥生物降解专用材料5种,设计和合成海水降解材料2种,研制降解制品3种,开发生物降解塑料制品检测新方法6项,获CMA(检验检测机构资质认定)或CNAS(中国合格评定国家认可委员会)检验参数578项,获CNAS认可的国际标准33项。全生物降解材料及制品检测能力的提升,一方面助力“禁塑”监管执法,一方面也正通过科技成果转化服务企业发展,推动海南降解塑料制品产业高质量发展。“随着我省‘禁塑’工作的开展,降解塑料制品企业逐渐增多,急需检验检测机构提供技术帮扶。”省质监所相关负责人介绍,目前该所已为我省一批降解塑料生产企业提供准确、高效的检测服务,帮助企业打通从生产到销售的产品质量关。为服务海南降解材料产业发展,我省还成立了降解材料产业质量基础设施一站式服务平台,通过有机融合计量、标准、认证认可、检验监测、质量管理等要素资源,持续满足降解材料产业高质量发展需求。“近年来,海南生物降解产业发展迅猛,全省降解材料生产能力年产量达2.5万吨。”该负责人表示,今后,该所将依托不断提升的检验、科研、技术实力,进一步帮助降解材料企业引进技术、改进工艺、提高质量、开发新品,打造一批拥有自主知识产权的高新技术产品、绿色环保产品。
  • 技术讨论:工业污水中COD去除方法及降解剂介绍
    废水处理厂出水和受污染的水中,能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量。在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中,它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数,常以符号COD表示。那危险有哪些呢?使水体发黑,发臭,甚至危害到人体的健康。1、常见的是生化法。生化法常用SBR法,A/O之类的,根据不同情况选择。经过生化法处理之后,基本上COD的浓度可以降至中低浓度。 2、物理法常用的可以用格栅,筛网之类的,根据情况不同来选择。 3、化学法可以选择合适的COD降解剂,这种COD降解剂药剂是针对于生物法处理过后的中低浓度的COD而研发的。COD降解剂的简单介绍: 1、使用范围:适用于中低浓度的COD废水,在500ppm以内COD废水的效果佳。 2、使用原理:集合了氧化、反应沉降、吸附等处理技术,能将污水中的COD等污染物从水体中快速去除。 3、药剂特点: 1)反应速度快,大大缩短了处理流程 2)处理效果优,真正解决了COD的超标问题 3)环保无污染,添加后不会带来新的污染
  • 利用传统光刻设备制备柔性可降解电子器件!
    光刻技术是在硅基工业中的一种关键且成熟的技术,它可以精密地定义与制备小尺度的微电子器件。然而,要将光刻技术应用于柔性电子器件的实现,柔性可降解基底对光刻过程中要用到的有机溶剂、高温以及紫外光的敏感性是它面临的核心挑战。很多时候,由于柔性层表面的粗糙性、剥落、不均匀性以及气泡等问题,器件难以实现预期性能。因此,为了保护光刻过程中脆弱的柔性可降解基底,来自土耳其伊斯坦布尔的科克大学的研究人员提出可以利用一层额外的无机薄膜层来隔绝柔性基底与表面光刻工艺的各种操作。相关论文以题为“Photolithography-Based Microfabrication of Biodegradable Flexible and Stretchable Sensors”发表在Advanced Materials上。研究人员通过优化的微纳加工工艺流程实现了具有高性能、一致性、可拉伸性以及稳定性的柔性生物可降解的电子器件。图1a和1b展示了在一个指尖大小(1 cm2)的柔性PLA贴片上包含了1600个IDE电容器,它们的器件均一性达到了3.08±3.89*10-3 pF。同时,多种其他类型的电子器件如电极、电阻、电感以及平行板电容器也可以实现小型化与可拉伸性(图1c)。图1d展示了在一个已经发生部分降解的PGS基底上制备的IDE电容器。制备这种柔性可降解电子器件工艺的关键策略在于隔离在硅衬底上的柔性可降解基底。基本的制备步骤为(图1e):i)在硅衬底上增加牺牲层图层;ii)依次沉积柔性可降解聚合物基底层、保护层、黏附层以及金属层;iii)金属层图案化。其中,值得关注的是:(1)牺牲层采用水溶性的右旋糖苷(Dextran),以确保在工艺完成后整块薄膜可以从硅衬底上剥离;(2)利用旋涂15 %(w/w)的PLA溶液(氯仿作为溶剂)加软烘脱气泡形成PLA柔心可降解基底;(3)锗(Ge)则利用物理气相沉积(PVD)在PLA表面被形成保护层,CVD不被选用的原因是会对PLA薄膜基底表面产生明显损伤。图1. 基于光刻工艺,在柔性可降解基底上制备可拉伸与小型化图案。(a) 在1cm2面积上包含有1600个器件的柔性贴片 (b) IDE电容阵列的共聚焦显微镜图像。插图:放大后的IDE电容器显微图像。比例尺:500 um(右)和200 um(左);(c) 在硅衬底上的聚乳酸基底上制备的各种器件照片。比例尺:1 cm; (d)放在PBS中,已经发生部分降解的PGS基底上的IDE器件 (e) 基于剥离法和反应离子刻蚀法(RIE)进行的工艺流程图。基于所提出的光刻制备柔性可降解器件的工艺,研究人员展示了器件良好的柔性(图2a)、优良的可降解性(图2b)以及使用其他材料的可拓展性(图2c-2d)。同时,对器件的均一性控制(图3a - 3c)以及器件不同尺寸的可定制性(图3d-3f)也做了响应的制备实验与表征。最后,为了展示该工艺在柔性可降解传感器制备中的应用潜力,该工作为我们展示了利用光刻工艺制作的电容式压力传感器以及葡萄糖电化学传感器并分别进行了测试。图2. 在柔性可拉伸基底上微纳制造可降解器件。(a) 带有电阻器件的柔性PLA贴片被环绕在一个直径1cm的玻璃棒上 (b) 在PDB溶液中浸泡时(1 M,室温下PH≈12),PLA基底上的钼(Mo)器件图案逐渐消失 (c) PGS柔性基底上的螺旋Mo器件 (d) 可拉伸器件在PBS溶液中降解的光学图像。图3. PLA基底上IDE电容阵列的表征。 (a) 8*8阵列的光学图像 (b) 每个IDE电容器在不同频率下的测试表现,插图显示了该阵列电容的数值分布 (c) 电容均一性展示图;(d) 4个不同宽度和间隙的微加工IDE电容器器件显微图像 (e) 高度小型化的IDE电容器件的SEM表征 (f) 不同尺寸IED电容器件在不同频率下的测试表现。图4. 可拉伸柔性基底上的微纳制备的可降解应变与化学传感器。 (a)光学和SEM图像 (b) 器件结构示意图 (c) 器件在不同频率下的响应特性测试 (d) 化学传感器的光学图像 (e) 化学传感器的性能测试 (f) 不同浓度被测物与传感器的电流响应。总的来说,该研究为我们展示了一种基于传统光刻工艺的制造柔性可降解电子器件的新方法。它尝试解决了光刻工艺中有机溶剂、紫外光和高温等操作对柔性可降解基底的损伤问题,并取得了较好的器件均一性。由于利用了硅基工业上已经很成熟且普及的光刻设备,它在批量制造上具有明显优势。同时,光刻工艺的小尺度加工的优点也被带入柔性电子器件的制备中,实现了小尺度器件的精细制造。但是,目前该研究工作中的电子器件还未涉及半导体材料,因此还有待进一步的发展与思考。
  • 托摩根—AO1000模拟生物降解仪新品上线!
    模拟生物降解仪AO1000适用于生物降解性实验, 符合DIN/DEV38412-L24和OECD 303A实验要求,可用于实验室小规模污水处理。 AO1000AO1000模拟生物降解仪利用活性污泥对有机废物的分解消化作用,通过厌氧发酵,好氧生物降解,沉淀分离等流程,来达到对污水的模拟生物降解。托摩根将一如既往,将产品质量放在第一位,加大研发投入,为用户带去更优质的仪器、更完善的服务,为中国的科研事业添砖加瓦!Thmorgan产品咨询热线:4000-688-151. 市场部2017年4月26日
  • 《化学品 降解筛选试验 化学需氧量》等化学品国标预审
    全国危险化学品管理标准化技术委员会化学品毒性检测分技术委会(SAC/TC251/SC1)在广州召开了对2008年制定的《化学品 降解筛选试验 化学需氧量》等13项化学品国家标准的预审会议。来自全国危标委、中国人民解放军军事医学科学院毒物药物研究所、中国科学院华南植物园、中山大学、暨南大学、中科院广州地球化学研究所、中国检科院多位专家到会出席了此次会议。   与会专家听取了标准编制单位的汇报,审议了提交的标准初稿,对标准预审稿进行了认真地讨论,并按照GB/T1.1-2009有关规定,就标准编制中的有关问题提出了修改意见和建议。请各标准起草单位按照预审专家组提出的要求和建议进行修改,提交技术委员会正式审定。标准分别是:   一、20080040-T-469化学品危险性分类试验方法 鱼类急性毒性试验   二、20080444-T-469化学品 降解筛选试验 化学需氧量   三、20080446-T-469化学品 生物降解筛选试验 生化需氧量   四、20080451-T-469土壤/污泥吸附常数估测试验 高效液相色谱法(HPLC)   五、20080453-T-469土壤中好氧厌氧转化试验   六、20080890-T-469水 沉积物系统中好氧厌氧转化试验   七、20081305-T-469化学品 快速生物降解性通则   八、20080448-T-469化学品 土壤微生物 碳转化试验   九、20081303-T-469 沉积物-水系统中摇蚊毒性试验 加毒于沉积物的方法   十、20081304-T-469沉积物-水系统中摇蚊毒性试验 加毒于水的方法   十一、20080445-T-469化学品 陆生植物测试 生长活性试验   十二、20080447-T-469化学品 土壤微生物 氮转化试验   十三、20080449-T-469化学品 有机化合物在消化污泥中的厌氧生物降解性 气体产量测定法
  • 食品包装含氟化物 人体降解需四年
    新知客2月9日报道 应用了半个多世纪的全氟化合物,由于可能损害人体健康,即将要被终结。   2009年5月9日,联合国环境规划署重新审订《持久性有机污染物名录》,全氟辛烷酸及其盐类(PFOS)和胺类(PFOA)化合物被列入黑名单,成为继滴滴涕之后的又一位上榜者。曾经一度被隐瞒20多年、几年前还在欧美等国就其去留问题引发争吵的全氟辛烷酸,终于被终结了。   北极熊和新生儿之劫   2008年,科学家在格陵兰岛的北极熊肚子里,检测出一种只有在人类化学工业里才使用的致癌物质:全氟辛酸胺(PFOA)。   科学家很快将这消息和之前进行的调查结果联系起来。2007年,约翰霍普金斯医学中心对在该院出生的300名婴儿的血液进行了抽样调查,发现100%的血液样本中含有PFOA,99%含有PFOS。PFOS和PFOA几乎普遍存在于母体子宫中。   这种人工合成的化学物质,在1997至2002这30年间,总产量在10万吨左右,主要用于生产杀虫剂、防护剂以及材料的表面改性。   无论PFOS还是PFOA都属于含氟化合物的一种。但和众所周知的氟利昂不同,这类化合物中的氢被氟全部代替,在碳链的末端形成一层致密的“氟壳”,不仅普通的酸碱对它根本不起任何作用,油、水和高温均奈何不了它,化学性能极其稳定。   但这同样也导致它很难降解。“PFOA在雌鼠体内的降解速度是几个小时,在雄鼠体内几天,在猴子体内是几个月,而在人体内则几乎是4年。”美国环保署污染预防和有毒品办公室的Jennifer Steed指出。动物和人身上表现出毒理实验的差异令科学家困惑。   “我们确实不清楚是什么样的生物学作用造成了这些差异。”美国环保署国家健康和环境影响实验室的首席生物学家Lau说。   更困难的是确定这些化合物的来源。因为这些化合物通常不作为商品出售,它们只是降解产物或制造其他商业化学品过程中的加工助剂,难以追踪。   这种只有化工里使用的成分,究竟是怎样进入人体,并最终漂洋过海袭击北极熊的?   氟从口入?   霍普金斯大学的研究指出,PFOS和PFOA应该是从消费产品渗透并污染整个生态环境,它们普遍存在于家庭用品中。PFOS常用于纺织品、皮革的防污防水涂层,而PFOA则广泛用于各种家具、金属、防火泡沫、包装材料的表面。   最著名的全氟化合物当属杜邦的“特氟龙”系列,这是杜邦公司对其研发的各种碳氢树脂的总称。其中最广泛的是聚四氟乙烯,它被称作“塑料之王”,作为一种最常用的表面涂料,在工业生产和日常生活中几乎无所不在。它由杜邦公司化学师Roy Plunkett在1938年偶然发明,并投入商业化生产。   然而近半个世纪后,这款曾经造福于人类的化工产品却遭到美国环境署的投诉。2006年,该署对杜邦公司提出抗议,称特氟龙的生产过程中添加了PFOA作为助剂,并被广泛用于全世界使用特氟龙涂料的不粘锅上,抗议还称,杜邦公司早在20多年前就已知道PFOA对人有害,却将这一秘密守口如瓶。   全球第一款采用杜邦特富龙不粘涂料的炊具诞生于1962年。除了不粘锅,很多快餐店也在铝质蛋盘上使用这种不粘涂料来降低成本,使得重复涂覆频率大大降低。玉米片制造商则用它涂在切马铃薯的刀面上,降低残渣的集积,使停工时间缩短。   继不粘锅之后,越来越多的线索将焦点指向了食物。科学家发现,一个重要入口就是食品包装。不仅美国人最喜欢的爆米花和比萨的防油包装纸上使用了聚四氟乙烯涂层,而且面包、奶酪以及方糖,从生产过程中的模具,到专卖店里的托盘,到家庭用的包装袋,几乎都离不开这种涂料。   全球狙击   杜邦事件并非孤例。早在2000年,美国3M公司就宣布全球召回PFOS。它曾是该公司著名的斯科奇加德防油防水剂的主要组分。3M的研究人员 .现,PFOS不仅会造成工作人员中毒,还会向环境释放。2 0 0 3年,3M宣布停止生产PFOS。   尽管对其危害性评估和每一个中间环节的整体论证仍需时日,一些国家已经坐不住了。   继美、加、英、挪等国之后,2006年12月27日,欧盟理事会发布限令,禁止PFOS在欧洲范围内生产、销售和使用,并出台了严格剂量标准和检测方法。   杜邦坚称,聚四氟乙烯本身是对人体无毒的,而作为生产助剂的PFOA即使对人体有毒,含量也很微小。在经过380度高温的烧结时,“不到两秒钟就消失了”。   真的如此吗?就算成品完全不含PFOA,在高温下特氟龙仍有可能会分解,释放出PFOA。为此,美国环境署特别对特富龙在高温焚化时大气环境中PFOS和PFOA的含量展开了测试。但目前的实验研究显示,特富龙涂料只会长链降解形成短链聚合物,而不会分解成PFOA或PFOS。   “理论上说很难完全清除”。中科院上海有机化学所的氟化学专家陈庆云院士说。他表示,国内这方面的研究还开展得很少。   据了解,环保部国际合作司正委托中国印染行业协会进行行业调查,至于相关研究,主要还停留在对检测方法的摸索上。这在很大程度上来自于履行国际公约的承诺,及欧盟限令对中国出口贸易的影响。卫生部门则尚未将其纳入近期工作计划。
  • 我国学者在聚乙烯废塑料降解研究方面取得重大进展
    p   近日,中国科学院上海有机化学研究所的黄正课题组和加州大学尔湾分校管治斌课题组合作,在聚乙烯废塑料降解研究方面取得重大进展,相关成果于6月17日以“Efficient and selective degradation of polyethylenes into liquid fuels and waxes under mild conditions”(温和条件下高效选择性降解聚乙烯制备液体燃料和石蜡)为题在Science Advances杂志上在线发表(Sci. Adv., 2016, 2, e1501591)。该研究工作得到优秀青年科学基金(21422209)和重点项目(21432011)等的支持。 /p p   烃类物质(烷烃、烯烃、芳烃等)是化石能源的重要组成体,也是重要的基础化工原料。为应对绿色、可持续发展的挑战,一方面需要从自然界丰富的烃类物质出发,发展高效、原子经济性的合成技术,直接制备高价值化学品,实现“分子价值的增量” 另一方面也需要发展温和、实用的催化降解技术,将废弃的高分子量、稳定的烃类化学化工产品转化成可再次利用的小分子物质,避免对环境造成污染,实现“污染物质的减量”。黄正课题组发展了高效的金属有机催化方法和技术,在这两方面取得了重要突破。 /p p   烷烃由高键能、非极性C-C单键和Csp sup 3 /sup -H键组成,是最惰性的有机分子之一,其在合成化学中的应用价值较低。黄正课题组一直致力于烷烃催化转化方面的研究。该课题组先前发展了一类新型的PSCOP螯钳型铱金属有机配合物,其在烷烃脱氢反应中表现出非常高的催化活性,但是在直链烷烃脱氢过程中,由于催化剂具有烯烃异构活性,在反应后期阶段不可避免地生成内烯烃混合物作为主要产物。为解决该问题,他们巧妙地利用双金属催化一锅两步法进行烷烃末端高区域选择性硅基化,实现烷烃至直链烷基硅的高效催化转化(图1a)。催化体系包括由该课题组发展的PSCOP螯钳型铱金属有机络合物作为烷烃脱氢催化剂,将烷烃脱氢生成内烯烃混合物,吡啶二亚胺铁络合物作为串联烯烃异构和端烯烃硅氢化催化剂。该转化的关键在于:烷烃脱氢所生成的烯烃中间体快速异构,并通过铁催化剂对端烯烃选择性硅氢化促使内烯烃向端烯烃转化。该工作为烷烃选择性官能团化提供了新思路,相关成果发表在Nature Chemistry上(Nat. Chem.,2016, 8, 157 Conversion of alkanes to linear alkylsilanes using an iridium–iron-catalysed tandem dehydrogenation–isomerization–hydrosilylation 利用铑-铁催化的脱氢-异构化-硅氢化串联反应实现烷烃到直链烷基硅的转化)。 /p p   聚乙烯和烷烃结构单元相似,均由C-C单键和Csp sup 3 /sup -H键组成。聚乙烯是年产量 大的塑料产品(年产超过上亿吨),由于其化学惰性,被弃置后难以降解构成“白色垃圾”主要成分。研究人员利用双金属催化交叉烷烃复分解策略,使用价廉量大的低碳烷烃作为反应试剂和溶剂,与聚乙烯发生重组反应,可有效降低聚乙烯的分子量。由于在反应体系中低碳烷烃过量存在,可多次参与和聚乙烯的重组反应,直至把分子量高至上百万的聚乙烯降解为适用于运输系统燃油的烷烃产品。该反应适用于 HDPE、 LDPE和 LLDPE的降解,且催化剂可以兼容商业级聚乙烯中包含的各类添加剂,并进一步被证明可应用于实际生活中所产生的聚乙烯废塑料瓶、废塑料膜和废塑料袋的降解(图1b)。相比较传统高温裂解方法,该方法具有反应条件相对温和,产物选择性高的优点。高温裂解方法往往需要超过400度反应温度,产生包括气、油、蜡、焦等非常复杂的混合物 产物包括直链烷烃、支链烷烃、烯烃、芳烃等,产品利用价值低。而且黄正等发展的降解方法温度较低(150-200度),生成的产物以直链烷烃为主,且可以通过催化剂结构调控或反应时间控制,选择性生成可作为柴油的C9-C22烷烃或者聚乙烯蜡。这项研究成果得到了Nature、Science、Chemical & amp Engineering News等学术杂志的正面评论,并被《洛杉矶时报》、《华盛顿邮报》和新华网等国内外新闻媒体报道。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" tpxw2016-06-27-01.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201606/insimg/0b7ccaeb-e75f-4906-95ec-5a09ef3bc04a.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 图1. a) 烷烃选择性硅基化 b) 聚乙烯降解。 /strong /p p /p
  • 核酸降解知多少
    导语在实验过程中,最心累的莫过于好不容易提取的核酸却降解了。那么核酸为什么会发生降解呢,我们又该如何预防呢?关于核酸降解,你了解多少呢?让我们一起对核酸降解一探究竟吧。 什么是核酸 核酸是一种高分子化合物,核苷酸是构成核酸的基本单位。核酸水解后得到许多核苷酸,核苷酸是组成核酸的基本单位,即组成核酸分子的单体。一个核苷酸分子是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。根据五碳糖的不同可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。如果5-碳糖是核糖,则形成的聚合物是RNA;如果5-碳糖是脱氧核糖,则形成的聚合物是DNA。 核酸降解本质 核酸降解是DNA/RNA分子中的碱基和戊糖间的氮糖苷键,或磷酸二酯键在物理因素、化学因素和生物因素等作用下发生水解,使DNA/RNA链发生断裂。核苷磷酸化酶:能分解核苷生成含氨碱基和戊糖的磷酸酯酶。广泛存在于生物体内,催化的反应可逆。可在核苷水解酶作用下继续分解核苷成嘌呤碱、嘧啶碱和戊糖。核苷水解酶:主要存在于植物和微生物体内,只水解核糖核苷。 核酸降解原因 DNA降解的因素很多,主要分为物理因素,化学因素和生物因素。一、物理因素:温度,机械剪切力、核酸的反复冻融、高温煮沸及辐射等。二、化学因素:PH值,水解反应,氧化反应等。三、生物因素:酶解及微生物侵染等作用。一、物理因素的影响★ 温度:高温条件下,RNA不稳定,易加速磷酸二酯键的水解,使核酸降解;★ 机械剪切力:包括剧烈震荡、搅拌、细胞突然至于低渗溶液中,以及让溶液快速通过狭长的孔道;★ 核酸的反复冻融、高温煮沸及辐射等,均会导致核酸的降解。二、化学因素影响水解★ PH值:氢离子参与催化磷酸二酯键、糖苷键的水解,但糖苷键比磷酸二酯键更易被酸水解。过高或过低的PH值都易破坏复键。核酸(特别是RNA)在碱性溶液中十分容易降解;★ 氧化反应:会氧化碱基中的含氨杂环,使其变性,从而改变一级与二级的核酸构象;★ 苯酚在空气中被氧化生成醌,它能够产生自由基,直接用于DNA的分离,会使磷酸酯键断裂,造成DNA的降解。三、生物因素影响★ 酶解:核酸酶可以催化水解多聚核苷酸链中的磷酸二酯键,直接破坏核酸的一级结构,使其降解。1.核酸酶(磷酸二酯酶)核酸内切酶:在环境或生物体内具有识别双链DNA分子中特定核苷酸序列,并由此切割DNA双链的核酸内切酶统称为限制性核酸内切酶。作用方式从多聚核苷酸链中间开始,在某一个位点切断磷酸二酯键。如DNase,RNase等。核酸外切酶:核酸外切酶的作用方式是从多聚核苷酸链的一端(3' -端或5' -端)开始,逐个水解切除核苷酸。如蛇毒磷酸二酯酶,牛脾磷酸二酯酶等。2.核苷酸酶(磷酸单酯酶)专一性的磷酸单酯酶:3' -核苷酸酶,5' -核苷酸酶非专一性磷酸单酯酶。★ 微生物侵染:微生物会将DNA作为营养物质或是其分泌的化学物质含酶。 预防降解的方法 预防RNA降解的方法:★ 去除环境中RNase酶的污染或强有力地抑制其活性。★ 获取样品后最好立即提取RNA,若无条件立即实验,应于-80℃液氮中保存样品,提取时取出样品后立即在低温下研磨裂解细胞,以防RNA降解。★ 在总RNA提取分离的最初阶段,联合使用Rnase的特异抑制剂,尽可能的灭活胞内的Rnase的活性。★ 避免样品的反复冻融。★ 保证裂解液的质量,裂解液的用量不足,也会导致RNA降解。★ RNA提取后,放入-80℃保存,防止降解。预防DNA降解的方法:★ 简化操作步骤,缩短提取过程,以减少各种有害因素对核酸的破坏;★ 减少化学物质对DNA的降解,为避免过酸、过碱对DNA双链中磷酸二酯键的破坏;★ 防止基因组DNA的生物降解,主要是DNase降解基因组DNA,Dnase需要二价金属阳离子Mg2+等的激活,可用EDTA等金属离子整合剂整合Mg2+以抑制Dnase的活性;★ 减少物理因素对DNA的降解,物理降解因素主要包括机械剪切力(如剧烈震荡、搅拌等);★ 避免样品的反复冻融,可将DNA分装保存于缓存液中;★ 所有试剂应用无菌水配制,耗材经高温灭菌;★ 避免DNA的过高温处理等。
  • 傅里叶变换离子回旋共振质谱仪揭示高硫原油的生物降解机理
    p & nbsp & nbsp 全球已探明的油藏中很大一部分是含硫原油,有不少高硫原油经历了生物降解。此外,全球供给的原油含硫量呈逐年上升趋势,高硫原油泄露引发的环境问题也相当突出,微生物修复技术已被成功地应用于漏油事件的处理中。已有研究表明,无论是在有氧还是在厌氧条件下,微生物都可以将一些结构简单的模型有机硫化物(二苯并噻吩等)作为碳源和/或硫源,但对原油中结构复杂的有机硫化物的降解机理的研究仍不够深入。这是因为原油中的大多数有机硫化物不仅分子结构和组成都非常复杂,极性弱且不稳定难以离子化,其降解产物的浓度也非常低,因此很难对有机硫化物的降解机理进行深入的研究。近期,中国科学院广州地球化学研究所研究员廖玉宏课题组通过原油好氧生物降解模拟实验的方法,结合中国石油大学(北京)教授史权课题组研发的加入HCOONH4的方法来增强弱极性的硫化物的电离效率,采用广州地化所最新引进的傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR MS,型号为SolariX XR 9.4T),研究了高硫原油的有氧生物降解过程。型号为SolariX XR 9.4T的傅里叶变换离子回旋共振质谱仪能够提供极高的分辨率和灵敏度,比常规的GC-MS都要高几个数量级,因而能很好地分辨出原油中各种浓度悬殊的有机硫化物及其降解产物。 /p p & nbsp & nbsp 模拟实验中使用的含硫原油来自江汉盆地潜江组,所用的降解菌富集培养自内蒙古扎赉特旗露头油砂矿的油浸土壤,培养的时间最长达到了17周,从0周(Z-0)到17周(Z-17)每隔1到数周取出一个油样进行分析。随着降解时间增加,原油中的正构烷烃逐渐减少(图2),最终正构烷烃几乎消耗殆尽,异构烷烃也部分损失,因此这些降解油处于轻微-中度生物降解阶段。与烷烃的减少相对应的是,原油中羧酸的含量随着生物降解的加剧而呈上升趋势。这与研究人员之前对一高蜡原油的好氧生物降解模拟实验结果一致(Pan & amp Liao*等, 2017,& nbsp Energy & amp Fuels)。这是因为烷烃发生末端氧化生成了羧酸。有趣的是,原油中的长链有机硫化物的降解似乎有着与烷烃降解类似的降解机理:随着降解时间增加,正构烷烃迅速减少直至基本被消耗完毕,随后发生降解的主要对象变成了只含有一个五元或六元硫环、与正构烷烃结构具有较高相似性的长链有机硫化物,说明长链有机硫化物在降解过程中也发生末端氧化形成了相应的有机酸类,这可以从原油中的含硫羧酸类化合物的快速增加得到印证。 /p p & nbsp & nbsp 此外,研究人员并没有发现原油中的亚砜和砜类化合物与对照组相比有明显增加,这也从另一侧面证实了长链有机硫化物的降解产物主要为含硫羧酸而不是亚砜和砜类,即降解优先从烷基侧链开始。此外,研究还发现有机硫化物的环数增加可以提高其抗生物降解性能(图3)。这与Oldenburg等(2017)在储层中观察到的含硫原油的降解规律类似。这样的相似性可能表明储层中含硫原油的生物降解是好氧和厌氧微生物共同作用的结果。 /p p & nbsp & nbsp 该项成果得到中科院先导科技专项B和A、国家自然科学基金面上项目以及有机地球化学国家重点实验室自主课题资助。论文近期发表在国际期刊Organic Geochemistry上,论文的第一作者为博士生刘卫民,通讯作者为廖玉宏,共同作者还包括广州地化所助理研究员潘银华、工程师蒋彬、实验员曾清,以及中国石油大学(北京)教授史权和佛罗里达州立大学教授许强。 br/ /p p 论文信息:Liu, W., Liao, Y.*, Pan, Y., Jiang, B., Zeng, Q., Shi, Q. and Hsu, C.S., 2018.& nbsp Use of ESI FT–ICR MS to investigate molecular transformation in simulated aerobic biodegradation of a sulfur-rich crude oil. Organic Geochemistry, Vol.123, pp.17-26. /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/c1f069a2-8da7-4870-adef-700bb0ae57ba.jpg" title=" 1.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-align: center " 图1 广州地化所2016年引入的傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR MS,型号为SolariX XR 9.4T) /p p br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/cbee4a85-50c8-4a5b-b2cd-c36bebd20f5f.jpg" title=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图2 降解油饱和烃的总离子流图 /p p br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/10c5643b-0356-4533-901b-38e1db1209b5.jpg" title=" 3.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图3 含有1、2、3个硫原子的有机硫化物的相对丰度 /p p br/ /p
  • 美科学家研制硅制可降解电路 可用于医疗和环境监测
    有些科学家想制造出能存世几百年甚至上千年的东西,有些科学家却想让他们制造出的东西快速消亡。日前,来自美国的一个科研团队就想方设法地要让看似经久耐用的硅制电路在几天甚至十几个小时之内化为乌有。   他们将这种能够在水或者生物质液体中存留一定时间而后发生分解的电路称为&ldquo 瞬时电路&rdquo 。该技术将有望在生物医学植入、可降解传感器以及许多其他半导体设备领域获得应用。   物理学家组织网1月16日报道称,这项研究由美国伊利诺伊大学厄巴纳&mdash 香槟分校的约翰· 罗杰斯和塔夫斯大学的洛伦左· 奥姆内托领衔,相关论文发表在《物理评论快报》上,他们对各种可溶性半导体材料的性能和溶解时间进行了分析。研究表明,硅这种在今天的电子元件中最常见的半导体也能溶于水。   研究人员发现,虽然大块的硅需要上百年甚至几个世纪才能溶解,但硅薄片却能在一个看似缓慢但仍能被人接受的时间内完成分解,这个速度大概是每天5&mdash 90纳米。硅在水中溶解,会与水反应形成硅酸。而硅酸具有生物相容性和环境友好的特征,因此完全可以在生物医学植入和环境监测中进行应用。   在这项新的研究中,研究人员对二氧化硅和钨的溶解特性进行了分析,这是他们用来制造场效应晶体管和环形振荡器的材料。在生物相容的条件下&mdash &mdash 温度37摄氏度,pH值7.4,用钨制成的部件溶解速度大约是1周的时间,二氧化硅组件的溶解速度从3个月到3年不等。   研究人员发现电子设备的溶解速度与材料的厚度、溶液中离子的类型、浓度,以及制造二氧化硅原始基板的沉积方法相关。通过显微镜观察,他们发现,电路的溶解并不是按照一层一层的方式来进行的,而是有些地方的溶解速度更快。这是由于一些电路的机械结构更为脆弱,溶液更容易渗入其中。   虽然有机电子材料也能够实现可生物降解,但基于硅的电子器件具有性能更好以及使用互补金属氧化物半导体(CMOS)制造工艺能够实现大规模生产的特征。   罗杰斯称,他们在此项研究中最大的一个发现是,制造传统芯片的工厂完全能够通过选材、设计以及加工工艺顺序的改变生产瞬时电路。这将在很大程度上降低瞬时电路制造成本,缩短其技术转化过程。   瞬时电子设备具有非常广泛的应用领域,特别是在医疗领域当中。例如,它们可以被用来制造可以溶解的导管 用来监测肾脏、心脏或肺的可生物降解的传感器 术后用于监测细菌感染的水溶性电子设备等。在用于环境监测时,瞬时电路可以从远程位置发送数据,任务完成后可降解到土壤当中,减少对环境带来的污染。   罗杰斯说:&ldquo 我们正在与一些工厂进行接触,希望能一起制造出更先进的可降解电路和传感器,让具备水溶性的聚合物电路基底成为可能,相信在不久的将来上述设想都能够成为现实。&rdquo
  • 科学岛团队在单原子负载氮化碳高效降解抗生素研究方面取得新进展
    近期,中科院合肥研究院固体所环境材料与污染控制研究部孔令涛研究员团队提出了一种在氮化碳纳米片上锚定单原子的预组装策略,制备出系列单原子负载氮化碳类芬顿催化剂并用于水中四环素污染物的降解,将催化活性提升了1-2个数量级。相关研究成果发表在Separation and Purification Technology 上。   类芬顿是一种以自由基为主要活性物种的反应,H2O2和PMS(过硫酸盐)是两种常用的类芬顿氧化剂,由于两者产生的自由基的半衰期短,利用效率低,因此可通过缩短自由基向污染物分子的迁移距离提高催化效率。目前,单原子材料已被证明对氧化剂具有较好的活化作用。氮化碳是一种二维富氮材料,其具有纳米片结构、可调节的比表面和较高的稳定性,是一种很好的单原子催化剂支撑材料;同时,其丰富的氮元素可以为金属离子的嵌入提供理想位点,形成独特的配位结构和电子构型。因此,将金属原子固定在氮化碳纳米片上,可将自由基限制在污染物附近,从而有效提高类芬顿催化效率。   鉴于此,研究人员提出了一种具有广谱通用的热解配位聚合预组装策略,将单原子(如Cu、Fe、Co、Mn等)锚定在氮化碳纳米片上,并证明了它们在类芬顿催化中的通用性。作为概念性验证,研究选择单原子铜催化剂(SA-Cu-CN)作为四环素(TC)降解和机理阐述的模型材料。SA-Cu-CN的类芬顿催化活性相比于研究中使用的其他材料提高了1-2个数量级。EPR分析和淬灭实验表明该催化体系中?OH和SO4?-的生成对降解TC起着至关重要的作用。结合超高液相色谱-质谱分析与DFT理论计算,对TC的降解路径及产物毒性进行了分析鉴定,SA-Cu-CN类芬顿催化剂显示出对有机污染物的深度处理能力。此外,通过相同的制备方法合成了SA-Fe-CN、SA-Co-CN和SA-Mn-CN等系列单原子催化剂,均表现出较好的类芬顿催化活性。该研究对发展类芬顿催化剂及其在水处理领域的应用具有十分重要意义。   上述工作得到了国家重点研究开发计划、国家自然科学基金、安徽省自然科学基金及合肥研究院院长基金等项目的资助。图1. CN和SA-Cu-CN的形貌和结构表征。图2. SA-Cu-CN的类芬顿催化性能探究。图3. 四环素降解的路径分析以及其产物的鉴定和毒性评估。
  • advanced science | 研究发现新型可降解耐高温和低温粘合剂
    作者:李晨 来源:中国科学报可同时耐高温和耐低温的粘合剂的制备及应用。中国农科院供图聚硫辛酸3D打印新材料。中国农科院供图近日,中国农业科学院麻类研究所可降解材料开发与利用团队联合湖南大学、中南大学在环保型可降解粘合剂开发与利用方面取得重要进展。他们利用超分子聚合的方法从小分子出发制备出了一系列粘附性能好,使用范围大的粘合材料,并利用其粘性效果,将其作为3D打印材料。这些超分子聚合物基可降解粘合材料不仅粘附效果高于同类型材料,而且在应用上提供了一种新思路。相关研究成果在线发表于《化学工程杂志》(chemical engineering journal )和《先进科学》 (advanced science ),并获得国家发明专利授权。粘合剂在日常生活、医疗卫生、汽车工业、航天航空等领域有着普遍应用,随着环保意识的提升,开发环保型可生物降解粘附材料已成为一项重要的研究课题。现有粘合剂存在粘附效果不佳,特别是在极端环境下效果更差。更重要的是这些粘附材料无法进行增材制造,无法使其应用更广泛。研究人员利用分子识别和超分子聚合的策略合成一系列具有同时耐高低温的粘合剂,这些粘合剂在高温150°C达到了5.18MPa ,在低温-196°C达到了9.52MPa。在较宽的温度范围内(-80℃至150°C) 成功实现了对粘附行为的实时和定量监测,使用定制设备,可轻松监测粘附持续时间、衰减和失效。这项工作制备了一系列可同时耐高低温的、粘附效果好的粘附材料,同时也为粘附效果的监测提供了新思路。针对以往的粘附材料缺乏进一步增材使用的问题,研究人员进一步利用天然小分子硫辛酸的热响应开环聚合形成聚硫辛酸,制备了新型粘合剂。基于此粘合剂的时间依赖自增强效应,将其应用在增材制造的热熔沉积3D打印中。通过聚硫辛酸的3D打印,完全实现了不同尺度上的模型形成。3D打印后,聚硫辛酸打印的模型随着时间的推移表现出机械增强的特征。这是由聚硫辛酸和硫辛酸的微观自组装引起的。这项工作实现了微观层面的自组装和宏观层面的自组装有机结合。该研究也为粘合材料的可控制造和机械增强提供了一种可行的方法,为下一代功能粘合材料的应用开辟了道路。相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138674https://doi.org/10.1002/advs.202203630授权发明专利:可同时耐高温和耐低温的粘合剂的制备方法ZL202011312658.8
  • 可自然降解传感器问世
    p style=" text-indent: 2em " 在英国《自然· 电子学》杂志14日在线发表的一篇动物研究论文中,美国科学家介绍了一种可移植、可伸展的应变及压力传感器,可以在有效使用期结束后自然降解。该装置将用于实时监测受损软组织所受的微弱应力和压力变化,有助于为患者设计个性化的康复方案。 /p p style=" text-indent: 2em " 传感器技术早已“轻松”应用于多种不同的环境,它们能集成到小型化的发射器或接收器系统中,也能与人体直接接触服务于医疗应用。这其中,可降解传感器是一种新兴技术,它们在预定的使用期限结束后会自然降解,因此不需要通过二次手术取出来。 /p p style=" text-indent: 2em " 但是,生物相容性微传感器的生产目前还是一个非常耗时和昂贵的过程,现有的这类传感器的感应性能十分有限,或是其生物相容性还未经证明。 /p p style=" text-indent: 2em " 此次,美国退伍军人事务部研究人员佩吉· 福克斯、斯坦福大学鲍哲南及他们的同事,报告了一种由完全生物可相容材料构成的、可伸展、可生物降解的应变及压力传感器。这一可移植传感器具有高灵敏度,能够区分小到0.4%的应变和12Pa的压力(一粒盐产生的压力)变化。 /p p style=" text-indent: 2em " 为了测试该传感器的生物相容性,研究团队将其移植进一只大鼠的背部。在移植手术8周后,未观察到负面炎症反应(除了第1周出现初期炎症反应)。 /p p style=" text-indent: 2em " 研究人员表示,他们能够控制传感器的降解,使其寿命与组织愈合所需的时长一致。此外,经过一定的设计,在降解过程中,该传感器的灵敏度也不会有明显下降。 /p p style=" text-indent: 2em " 针管有一次性的,医疗电子仪器也可以有一次性的。可降解的生物传感器一旦进入实用,我们就可以将很多临床定性描述转为量化指标,病人的恢复快慢可显示在屏幕上,痛觉程度也不再模糊。医生的工作将因此大大便利。 /p
  • ACP 陕科大陈庆彩课题组:太阳光照射条件下大气PM2.5的光化学反应特征和机理研究 | 前沿用户报道
    供稿:陈庆彩成果简介近日,陕西科技大学陈庆彩教授课题组,以关中地区大气污染治理中的不确定性环境因素为背景,探讨了西安市大气pm2.5在太阳光照射条件下的光化学反应特征和机理,确认太阳光光照可以增加大气pm2.5中的发色团的氧化状态,并影响它们的光化学反应活性。相关成果以《photodegradationof atmospheric chromophores: changes in oxidation state and photochemicalreactivity》为题发表在atmospheric chemistry and physics上。背景介绍大气气溶胶中存在具有吸光能力且可以促进光化学反应的发色团有机物质(棕碳,brc),从而对全球气候和大气环境质量具有潜在重大影响。目前对于大气颗粒物中brc的研究主要集中在光学特征的研究,对于其光化学反应特征研究则相对较少。发色团有机物质光化学反应特征表现在,在太阳光照射下,发色团发生光激发反应,驱动一系列活性氧物质(ros)的产生,进而对气溶胶中多相化学反应产生潜在影响。本研究试图探明com光降解对气溶胶中碳质组成、光学性质、荧光团组成和光化学反应的潜在影响。图文导读太阳光光照可以增加大气pm2.5中的发色团的氧化状态,并影响它们的光化学反应活性。具体如下:(1)光降解对气溶胶样品碳组分产生了显著影响。在poa中,水溶性和甲醇可溶性有机碳(wsoc和msoc)分别下降了22.1%和3.5%。结果表明, wsoc比msoc更容易被光降解。在环境pm中,wsoc几乎没有变化,msoc下降18.2%,与poa形成对比。poa是新鲜的,但环境pm经历了长期的气溶胶老化。结果表明,在环境pm中wsom发生光降解和矿化后,有机物(om)得到了充分的光降解,而高分子量的msoc不能被充分的光降解,因此在实验室中仍在进行光降解。不同阶段的oc比例下降趋势相似表明环境pm中不同分子量的om可能具有相似的光降解能力且光降解后om的分子量基本不变。图:光降解前后碳含量和组成的变化,∗和∗∗分别表示在0.1和0.01水平上的显著差异。(2)光降解对气溶胶样品光学性质产生了显著影响。光降解后,com的吸收系数和总荧光体积(tfv)均显著降低,说明com发生了光漂白。在poa中,tfv平均下降75%,wsom和msom的tfv的下降有显著的相似之处。燃烧木材的com的tfv仅下降了9%,而燃烧木材样品的msom的荧光体积几乎没有变化。这主要有两个原因:一方面,在燃烧木材的样品中,只产生少量的甲醇溶性om。另一方面,甲醇溶性木材燃烧com难以光降解。此外,荧光团的光降解还取决于光化学环境,如溶液ph、盐度、温度。因此,我们认为燃烧木材的com的光降解在很大程度上取决于光降解环境。在环境pm中tfv的衰减速率常数低于在poa中的衰减速率常数。在环境pm中,msom的tfv下降了79%,而wsom下降了27%。结果表明,在环境pm中,msom比wsom更容易被光降解。图:光降解过程中光吸收和荧光强度的变化。图(a)光吸收,散射图显示了350nm处的吸收系数;图(b)和图(c)分别显示了在poa和环境pm样品中荧光体积的衰减曲线。(3)光解改变了气溶胶样品中发色团含量和组成。结合水溶性和甲醇溶性样品建立parafac模型,以说明荧光团在wsom和msom中的分布。我们发现了四个荧光团,c1和c2的荧光峰出现在(ex./em.= 224/434 nm)和(ex./em. = 245/402 nm),分别与高氧化和低氧化的hulis相似。c3和c4的峰出现在(ex./em. = 220/354 nm)和(ex./em = 277/329 nm),这两个荧光团是蛋白质类有机物(plom-1和plom-2)。在光降解过程中,荧光团的含量发生显著变化。在poa的wsom中,高氧化的hulis(c1)相对含量增加了63.0%,低氧化的hulis (c2)相对含量减少了88.0%。比例变化表明,由于光氧化作用,低氧化的hulis (c2)可能转化为高氧化的hulis (c1)。plom(c3和c4)下降19.7%,表明c3和c4可被光降解。在poa的msom中,高氧化态hulis(c1)的含量增加了17.5%,这是由于光诱导的二次反应。在环境pm的wsom中,高氧化的hulis(c1)含量增加了6.9倍,低氧化的hulis (c2)含量减少了40.2%,其变化与poa相似。因此,高氧化hulis可用于跟踪气溶胶光老化程度。图:样品光降解前后生成1o2的变化:(a) poa和(b)环境pm。(4)光降解对气溶胶光化学反应活性有显著影响。通过3com∗和1o2的产率定量分析了光降解对光化学反应的影响。在环境pm中,光解样品对tmp的消耗速率常数(ktmp)比原始样品平均下降11%,相反,在poa中,光降解后ktmp平均增加75%。在光降解后,不同气溶胶中的三线态生成保持不变或增加。com可以产生三线态,并进一步产生1o2。1o2的产率在环境pm和poa中都下降表明com的光降解对光化学反应有抑制作用。在poa中,在光激发前,原始样品和光解样品中都很少有1o2;在黑暗60min后,原始样品和光解样品都产生了1o2,说明在poa中没有光激发也可以产生1o2,原始样品中1o2含量高于光解样品;经过60min的光激发后,与未经过光激发的样品相比,原始样品和光解样品中1o2的含量都增加了3倍。原始样品中1o2的含量也高于光解样品(高出42%),证明了com光降解对1o2的生成有抑制作用。当三线态被山梨酸淬灭时,1o2的含量几乎没有变化,表明低能量的3com∗可能是poa中1o2的主要前体且com光降解并不改变poa中低能量3com∗产生1o2的机制。在环境pm中,与poa中相似,在光激发前,原始样品和光解样品中1o2的含量非常低。而黑暗60 min后与poa不同1o2含量几乎没有变化表明如果没有光激发,在环境pm中不可能产生1o2。当三线态被山梨酸淬灭时不生成1o2,表明1o2的前体被淬灭,环境pm中1o2主要由高能3com∗产生。horiba aqualog 同步吸收-三维荧光光谱仪大气颗粒物中的发色团物质组分复杂,基于horiba aqualog 同步吸收-三维荧光光谱仪,使用a-teem方法可以有效鉴定和识别多种简单发色团类型,并能够提供构建光化学反应活性之间的结构-活性之间的关系,对于揭示具体种类发色团产生了光化学反应提供了重要方法途径。如果您对上述产品感兴趣,欢迎扫描二维码留言,我们的工程师将会及时为您答疑解惑。 研究总结研究发现,经过7天的光降解,com的荧光强度和吸收系数分别降低了71%和32%。光降解对发色团的化学成分和气溶胶老化程度有影响,低氧化的腐殖质类物质(hulis)通过光氧化转化为高氧化的hulis。光降解也会改变光化学反应能力,在一次有机气溶胶(poa)和环境颗粒物(pm)中,光降解对光化学反应的影响是相反的,在环境pm中,光降解后三线态com (3com∗)的生成略有减少,但在poa中,3com∗的生成增加。然而,在poa和环境pm中,单线态氧(1o2)的生成都明显减少,这可能与1o2前体的光降解有关。关于气溶胶中com光降解的新认识,增加了研究与光化学和气溶胶老化相关的溶解性有机物(dom)的重要性。这项研究将有助于更好地了解com光解特性以及com光降解对气溶胶老化的影响。文献信息photodegradation of atmospheric chromophores: changes inoxidation state and photochemical reactivity文章署名作者:牟臻、陈庆彩*、张立欣、关东杰、李豪文章链接:https://doi.org/10.5194/acp-21-11581-2021扫码查看文献陈庆彩教授基本简介陈庆彩,教授、博导,陕西科技大学大气污染与控制研究团队负责人。毕业于名古屋大学,主要从事区域大气污染与控制、大气pm2.5健康效应等相关科研工作。入选陕西省“百人计划”、获陕西省青年科技新星称号、陕西省高校自然科学奖、日本大气化学学会奖、bruker和horiba企业科技奖、政府生态建设专家、名古屋大学特邀教员,担任environmental advances/research等期刊编辑/编委。主持国家和省部级课题6项,以第一或通讯作者发表学术论文40余篇,包括领域顶级期刊es&t论文8篇,授权国家专利和软著12项。
  • 把一滴水做到极致:张新星团队揭示百草枯在小水滴中的自发超快降解
    夺命百草枯——好用的除草剂,危险的杀人药百草枯、敌草快等紫菁类农药由于其毒性高、无解药、难以降解(在水中半衰期23周,在土壤中半衰期6年)的特性,涉及到的自杀、误食、投毒事件数不胜数,近年来在媒体和社交网络上臭名昭著。从中毒机制来看,紫菁在人体内通过一系列电子传递反应生成大量具有高度氧化能力的活性氧物种,通过对人体脏器的快速氧化,导致服毒者在极大的痛苦中缓慢死亡。受害者遭遇惨痛,几乎无一幸免。有媒体将其形容为“给你后悔的时间,不给你活命的机会”(图1)。针对百草枯的极大危害,我国农业农村部已经停止了百草枯水剂在国内的销售和使用。然而,由于百草枯的除草效果极佳,很多不法商家将其经常冠以不同的商品名偷偷售卖,引发的案件造成了恶劣的社会影响。图1:左)曾经市面上常见的几种百草枯商品;右)2021年12月29日,央视网通报的又一起百草枯投毒案。鉴于此,近日,南开大学张新星研究员团队另辟蹊径,通过把紫菁化合物的水溶液喷雾成微米级大小的小水滴,并结合原位质谱检测手段,对紫菁降解产物进行了研究。实验中发现,在微液滴反应体系中,只需要几十微秒,就实现了紫菁降解的超快动力学,相关论文近期以“Spontaneous Reduction-Induced Degradation of Viologen Com-pounds in Water Microdroplets and its Inhibition by Host-Guest Complexation”为题发表在美国化学会会志JACS上。(论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12028)神奇的小水滴化学近几年来,以斯坦福大学的Richard Zare院士、普渡大学的Graham Cooks院士为代表的科学家,发现很多原本在液相中难以进行的化学反应,在通过载气喷雾或者超声雾化产生的微米级小液滴中(如图2中我们日常所用的加湿器产生的水雾)可以自发发生,甚至可以被加速到原本的一百万倍。而且液滴的尺寸越小,这些现象越明显。图2:家庭中常见的加湿器,产生的微液滴中可以是微小的反应容器。Zare认为,微液滴的表面自然带有高达109 V/m的电场(相比之下,在空气中生成闪电的击穿电压仅有106 V/m)。微液滴表面的电场是如此庞大,甚至可以撕裂水中的氢氧根(OH-),生成一个自由电子和一个羟基自由基(OH)。自由电子具有极高的还原性,而OH具有极高的氧化性,这看似完全矛盾的两个性质居然同时存在,使得微液滴成为了神奇的矛盾统一体(unity of opposites)。加州大学伯克利分校的Teresa Head-Gordon教授在近期发表的论文中,也从理论上为微液滴表面极高电场的存在提供了新的证据。张新星指出,本实验中紫菁化合物在微液滴中的自发降解现象,是通过微液滴表面自发生成的电子还原了正二价的紫菁化合物,生成了相对不稳定的紫菁正离子自由基,并以此为基础,通过Beta消除反应和霍夫曼消除反应进一步分解。而质谱为上述反应机理涉及的自由基和中间产物提供了有力的证据(图3)。图3:a) 微液滴喷雾装置的示意图;b) 乙基百草枯的降解产物的质谱解析图。把一滴水做到极致——小水滴化学的研究未来在记者的采访中,张新星表示,相比这项工作的应用价值——开发了一种新的十分简便的降解百草枯的方法,他更在意这项工作背后的科学意义。水对于很多化学体系来说都是极其稳定的、无污染的绿色溶剂,为什么体相的水被打散成小水滴之后就能促成原本无法发生的化学反应的进行?是由于微液滴表面的极高电场吗?那么微液滴表面自发生成的极高电场的物理来源是什么,是正负离子在微液滴表面自发生成的双电层吗?如果这是真的,这些离子都倾向于扩散到微液滴的表面的物理驱动是什么?微液滴表面极高电场解离氢氧根产生的电子是以自由电子还是以水合电子的形式存在?微液滴表面解离氢氧根同时产生了电子和羟基自由基,前者具有极高的还原性,而后者具有极高的氧化性,这对矛盾是如何共存的?几乎所有大气化学的模型研究都是在水的体相中进行的,而云彩和雾都是微液滴,那么此前所有体相中的大气化学研究是否需要重新审视?张新星表示,上述的问题,有的已经部分有了答案,有的还在探索之中。无论如何,这些问题的解答都必将推动分析化学和物理化学认知的进步。通讯作者简介张新星,复旦大学学士、美国约翰霍普金斯大学PhD,美国加州理工学院博士后,南开大学化学学院研究员,研究方向为分析化学、物理化学、科学仪器的智能制造等多学科综合交叉的科学技术问题,迄今已发表SCI论文75篇,含第一或通讯作者论文56篇。2017年入选国家第14批海外高层次人才引进计划,2021年入选了天津市杰出青年基金。2018年回国独立工作以来,以南开大学为通讯单位发表了论文32篇,其中包括PNAS 1篇,JACS 3篇,Angew. Chem. 7篇,Nat. Commun. 1篇,JPCL 2篇。在科研上,开发了多项国际上独特独有的新型(智能)装置用于多学科交叉的化学体系研究,并由此获得了2020年中国化学会第二届菁青化学新锐奖(本届全国共5名),2021年美国质谱学会ASMS新兴科学家称号(本届全球共11名,2015年该称号设立以来唯一中国大陆获得者),2021年中国物理学会质谱青年奖(全国唯一获奖人),以及2021年天津市科协优秀青年科技工作者等称号。原文信息:Spontaneous Reduction-Induced Degradation of Viologen Com-pounds in Water Microdroplets and its Inhibition by Host-Guest Complexation. 作者:宫矗、李丹阳、李熙来、张冬梅、邢栋、赵玲玲、苑旭、张新星* JACS
  • ECHO发布固体在生(回收)燃料生物降解呼吸仪(土壤/堆肥/塑料)新品
    固体在生(回收)燃料生物降解呼吸仪DRI技术使用真实动态呼吸指数(DRI)确定检测固体再生(回收)燃料的当前有氧微生物活动速率。 目前的好氧微生物活动率测量固体再生(回收)燃料的实际化学和物理性质下的生物稳定性。n 固体在生(回收)燃料固体在生(回收)燃料(SRF,也称为“垃圾衍生燃料”- RDF)是由非危险废物准备的固体燃料,用于焚烧或混合焚烧厂的能量再生(回收)。“准备好”在这里意味着加工,均质化和升级到可以在生产者和用户之间交易的质量。它们可以来自家庭垃圾,商业垃圾,工业垃圾和其他可燃垃圾。它们已被用于替代水泥窑,发电站和工业锅炉中的化石燃料。 n 原理固体在生(回收)燃料生物降解呼吸仪DRI测量O2来确定在确定的连续气流和绝热条件下可降解有机物质中微生物的活性。样品在密封的容器(绝热)中测量,产生由欧盟和其他标准确定的受控条件。 n 测试过程和控制该测试包括根据滞后的持续时间将样品保持在动态测试系统中观察1天至4天阶段(如果存在),以小时间隔(RDRI h)获取指数值。此外,如果在第四天结束时,RDRI趋势是恒定的或增长的,则通过获得至少其他24个值(RDRI h)来延长呼吸测量测试。连续气流式有氧装置,包括:l 气密密封的绝热反应器,最小操作体积以升表示,等于或小于以毫米表示且不大于30毫米的平均样品尺寸(例如,对于平均尺寸小于10毫米的样品,反应器体积是10升),反应器结构必须在离开反应器之前迫使输入空气穿过整个样品,避免混入输入空气和排出空气;l 反应堆气密性验证系统;l 曝气系统配有流量调节器和容量计;l 用于抽取废气中氧浓度的系统(%/v);l 数据采集系统以1小时间隔连续记忆测量参数,记忆的数据必须是在所考虑的间隔期间读取的所有值的平均值(至少60)。 n 符合国际/欧洲标准和用途l UNI 11184 - 通过DRI确定生物稳定性,生物稳定性决定了易于生物降解的有机物质分解 的程度。l EN 15590 - 通过DRI确定目前的好氧微生物活动速率,该方法估计了气味产生的潜力,载体吸引等。目前的生物降解速率可以用毫克O2 kg-1 dm h -1表示。l 固体废物降解的其他应用。 n 优点l 多通道系统:3, 或6或12通道, 测量三个相似的不同样本进行统计评估; l 即插即用设计(易于安装,使用和维护);l -每个容器中包含温度传感器;l 自动冷凝水去除系统;l 温度,流量,压力和湿度测量;l 传感器O2:范围0-25%,精度:2%;l 各种尺寸的容器:2l,10l,20l,30l;l 用户友好软件与excel导出文件;l 远程电脑控制;l 气泵;l 无需特殊连接;l 适用于不同领域的各种应用;l 选配传感器,如二氧化碳或甲烷,用于详细过程分析和监控;l 用于容器,控制器和PC的机架(支架); n 技术规格l 尺寸 - 控制器:48 x 40 x 28 cm;重量:17kg;l 尺寸 - 容器支架:140 x 60 x 150 cm;重量:50kg;l 尺寸 - 10升容器:42 x 42 x 45 cm;重量:9kg;l 尺寸 - 2升容器:33 x 33 x 28 cm;重量:5.5kg。 n 亿斯埃欧呼吸仪DRI软件创新点:检测固体再生(回收)燃料的当前有氧微生物活动速率 多通道系统:3, 或6或12通道 固体在生(回收)燃料生物降解呼吸仪(土壤/堆肥/塑料)
  • Thmorgan生物降解分析仪再次中标
    近日,Thmorgan生物降解分析仪OM7000A在中国科学院宁波材料技术与工程研究所中标。OM7000AThmorgan生物降解分析仪适用于固有生物降解试验、快速生物降解试验、模拟生物降解等实验。Thmorgan生物降解分析仪凭借一流的品质、优质的售后服务,陆续在各科研院所、环保局等安家落户,获得了用户的肯定。产品免费咨询热线:4000-688-151.欢迎您的来电咨询!Thmorgan市场部2016年3月25日
  • 塑料生物降解测试用样品该如何制备
    在塑料生物降解测试中,对于塑料材料原料或制品的前处理制样是一个非常重要的步骤,但也一直是广大测试人员最头疼的问题之一。由于塑料材料普遍具有较低的软化温度、较高的粘度,对于样品的研磨、剪切都造成了极大的障碍。塑料材料原料或制品通常主要以粉末、颗粒、薄膜、片材、空心管状、块状等几种形态呈现。在降解测试中,为了确保样品能够以最大的接触面积充分接触接种物底物,使微生物和所分泌的各种不同解聚酶容易进攻塑料材料,我们一般都会将塑料样品处理成更细小的颗粒或更薄的片材。常见生物降解标准所要求样品形态(参考GB/T 38787-2020《塑料 材料生物分解试验用样品制备方法》)其中:(1)对于吸管类制品,一般需将其剖开,并剪成不大于2 cm的片状材料。(2)对于非薄膜、非粉末状样品,一般参考GB/T 38787-2020《塑料 材料生物分解试验用样品制备方法》,采用干冰或液氮冷却并机械研磨制成粉料。(3)对于要求采用薄膜样品的方法,需采用平板硫化机将塑料颗粒热压成约几十μm的薄膜,再按照要求进行裁片。湖北洛克泰克是国内少有的通过完全自主研发,提供材料生物降解测试仪器和服务全解决方案的供应商。我们为广大不同需求的客户提供RTK PBDA塑料生物降解分析仪、RTK PBD 全自动塑料崩解分析仪、RTK CRM密闭呼吸计、RTK BMP全自动甲烷潜力测试系统、RTK-BRE微生物降解呼吸仪等产品,可适用于各类塑料生物降解性能评估标准方法的测试。湖北洛克泰克仪器股份有限公司成立于2013年,是国家级高新技术企业(证书编号GR202042003741),拥有包括生物降解领域的近30余项专利证书(含发明专利)。为中国农业大学厌氧发酵联合实验室、华中农业大学产学研合作基地。作为中国科学测试仪器研究型制造商,洛克泰克努力为全球客户提供专业的科学测试仪器、测试方法、培训及技术服务。洛克泰克秉承“技术推动科学进步”的使命,致力于我国的“碳达峰、碳中和”目标,为政府、大学、研究机构及企业提供服务,实现更健康、更安全、更环保的高质量发展。欢迎垂询!
  • 中国水产院携手清华大学推出首台基于微填充床反应器降解废水处理系统
    随着我国经济水平的不断提高,水产养殖业迎来了快速发展,淡水水产养殖业也日益趋向集约化高密度水产养殖。然而,高密度繁殖环境下,水污染已经成为一个突出的问题。水环境状况的优劣不但是养殖成败和水产品质量是否安全关键的所在,而且水产养殖中过量的杀菌剂和抗生素等危害物长期积累将对环境、生物和人类健康构成潜在的风险。目前,对于养殖废水处理技术,常用的传统方法有物理处理技术、化学处理技术、理化综合处理技术等。其中,物理处理技术主要去除污水中的漂浮物、悬浮物和少量的油,由于具有较强的可操作性,被广泛使用。化学处理方法主要针对无法通过物理方法解决的污染问题。理化综合处理技术又包括膜分离技术、生物处理技术、活性污泥处理技术、生物膜处理技术等。由于传统的处理方法处理时间长(60 min以上)、处理效果差(50%及以下),因此开发新的高效降解方法意义重大。近日,中国水产科学研究院研究团队在Chemosphere杂志在线发表了题目为“Rapid Degradation of Refractory Organic Pollutants by Continuous Ozonation in a Micro-packed Bed Reactor”的研究论文。为突破传统方法降解效率低、耗时长的技术瓶颈,该团队与清华大学化工系张吉松副教授合作,开发了一种微填充床反应器和臭氧氧化相结合的连续处理系统,对水产养殖废水中孔雀石绿及沙星类抗生素等有机危害物进行了快速、连续、高效的降解。连续液流微反应器原理图由于微填充床反应器可以提高气液传质速率,增加臭氧在液相中的溶解度,因此可以显著提高降解水产养殖废水的效率。在连续反应71 s后,孔雀石绿和沙星类抗生素的去除率即可达到95%-100%,COD去除率高达80%-85%。此外,本系统中未反应完的臭氧可99.9%转化为氧气,这不仅消除了臭氧对水生生物的危害而且增加了水中的溶解氧,保障了渔业生态系统的健康可持续发展。据了解,这是一套国际上首次提出基于微填充床反应器降解废水的处理技术,也是中国水产科学研究院研究自主知识产权研发仪器的核心技术。该处理系统成本约为5万元左右,污染物去除率约为99.9%,COD去除率约为80%,对高浓度和低浓度的水产养殖废水都能进行有效的降解。 微反应处理系统连续降解鱼缸中孔雀石绿的过程
  • ECHO发布亿斯埃欧生物降解呼吸仪(土壤/堆肥/塑料呼吸仪)新品
    亿斯埃欧生物降解呼吸仪精确检测各种固体或液体样品的耗氧或厌氧的生物降解性。 n 原理l 在控制和气流样品的情况下检测样品的O2和CO2浓度;l 同时也可以检测另外需要的气体,如CH4 和H2S等; n 应用l 固体状态塑料的生物降解性,符合ISO 14855-1,ASTM D 5338; l 在水溶液中塑料的生物降解性,符合ISO 14852;l 符合ASTM D6691和OECD301B等;l 有机废物(固体或液体样品);l 食品生产;l 堆肥生物活性;l 废水;l 生物技术,生物学,生态学和药学方面的研发。 n 优势l 模块化设计(可升级);l 即插即用设计(易于安装,使用和维护);l 实验室或工业用途;l 适用于固体和液体样品;l 耗氧和厌氧测量;l 6,12,24,48或更多通道;l MFC(质量流量控制器)控制每个通道;l 可以选择不同的流量配置(0-200 ml/min,0-1 l/min或更多);l 分别可以为每个通道设置流量;l 可以选配传感器:如CH4, H2S, H2和VOC等;l 温度范围:5°C —70°C;l 自动加湿和冷凝水去除系统;l 温度,流量,压力和湿度测量;l 流量泄漏报警;l 允许各种尺寸的反应器;l 用户友好软件和excel导出文件;l 远程电脑控制;l 实验室空气泵;l 可连接实验室供气系统;l 无需特殊连接;l 12通道系统仅2个多管电缆连接;l 适用于不同领域的各种应用。 n 技术参数l 尺寸 - 控制器:60 x 60 x 60 cm,重量:50 kg;l 尺寸 - 恒温室:60 x 60 x 105 cm,重量:70 kg;l O2和CO2 光学传感器(可根据要求提供选配传感器);l MFC +/- 1.5%,FS:0-200ml/min或0-1l/min;l 2个连接多管电缆;l 用于固体测量的容器 - 2.8l;l 液体测量容器 - 125ml-1000ml;l 带有过程控制的AIO计算机。 n 气体传感器系列l 光学传感器O2:量程0-25%,精度:2%;l 光学传感器CO2:量程0-2000ppm,精度:2%; 量程0-5000ppm,准确度:2%; 量程0-1%,准确度:2%; 量程0-5%,0-10%,0-30%,0-100%,精度:2%;l 光学传感器CH4: 量程0-5%,精度:2%; 量程:0-10%,0-30%,0-100%,100%,精度:2%;l 光学传感器H2S: 量程:0-100ppm至0-1000ppm,精度5%。 n 亿斯埃欧呼吸仪软件ERS12创新点:精确检测各种固体状态塑料的生物降解性 6,12,24,48或更多通道 亿斯埃欧生物降解呼吸仪(土壤/堆肥/塑料呼吸仪)
  • 浅谈限塑令下的生物降解标准和仪器设备
    一、政策背景2020年1月16日,《国家发展改革委、生态环境部关于进一步加强塑料污染治理的意见》正式公布,塑料是重要的基础材料,在社会生产和居民生活中应用广泛。不规范生产、使用、处置塑料会造成资源能源浪费,带来生态环境污染,甚至会影响群众健康安全。中国党中央、国务院高度重视塑料污染问题,将塑料污染治理作为生态文明建设和实现高质量发展的重要内容加以推动;中央全面深化改革委员会将制定“白色污染”综合治理方案列为重点改革任务。随后,北京、上海、浙江、海南、广东、山东等各省市都出台了相关的政策法规,进一步加强塑料污染治理的意见。 二、塑料降解的标准:塑料的降解,一般从4个方面进行评估:(1)分解能力:最终的碎片化堆肥-这是通过以下方式进行的试验堆肥测试(EN 14045标准):测试材料的标本与生物废物堆肥了3个月。 在这段时间之后,测试材料残留物的质量必须小于原始质量的10%。(2)生物降解性:即可堆肥材料的能力在微生物的作用下被转化为二氧化碳。该标准包含必须在不到6个月时间内达到至少90%的生物降解的强制性阈值(实验室测试方法EN14046)。(3)生物相容性:堆肥残留物不能对生物成长过程造成负面影响。(4)重金属含量:在规定范围内,且不得对生物产生毒理作用。 三、生物降解性标准:围绕塑料降解的第2个要点,也就是生物降解性,目前常用于塑料生物降解的相关标准有:(1) GB/T 19277.1-2011(等同ISO 14855-1:2005)受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解和崩解能力的测定 采用测定释放的二氧化碳的方法 第1部分 通用方法(2) GB/T 19277.2-2013(等同ISO 14855-2:2007)受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定释放的二氧化碳的方法 第2部分:用重量分析法测定实验室条件下二氧化碳的释放量 通用方法(3) ASTM D 5338 堆肥条件下塑料材料的好氧性生物降解试验方法(4) EN 13432 包装.通过合成及生物降解评定包装可回收性的要求 四、RTK-PBD塑料生物降解仪RTK公司推出满足GB/T 19277.1-2011和GB/T 19277.2-2013标准的塑料生物降解仪,二者区别如下:标准GB/T 19277.1(2011)GB/T 19277.2(2013)反应器数目每组3个每组2个反应器容积至少2 L,建议3 L500 mLCO2测量原理气相色谱或气体分析仪连续测量;碱液吸收固定后,手动滴定或者TOC测定天平称重 RTK公司是国家高新技术企业。RTK公司自主研发生产RTK-PBD塑料生物降解仪可用于塑料的生物降解性评估,另提供各类实验室生物发酵反应器(如CSTR反应器、UASB反应器、IC反应器、干法车库式反应器等)及其它定制服务。欢迎大家垂询!
  • 气质百川丨GCMS为材料寿命评价加速
    近年来各种新型材料蓬勃发展,生活的各个领域都能看到新材料带来的便利。材料的用途越来越广,人们对于材料性能要求越来越高,使用的环境要求也越来越苛刻。比如太阳能电池板上使用的材料,需要耐受高温,紫外线照射等恶劣的使用环境,同时要保证几十年的长寿命。这对材料的加工制造提出了高要求,同时也对材料的寿命检测提出了高要求。本文以乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为例介绍采用UV-Py/GC-MS经UV降解后,材料溢出气体以及材料结构的变化。如图所示为Py-GCMS搭载微型UV发射器,相比于传统的测试方法,此系统可以快速地对EVA薄膜进行紫外线降解。一、UV-Py/GC-MS分析EVA膜UV降解过程中产生的挥发性有机物分析步骤如下图所示设置裂解炉温度为60℃,紫外照射时间(0,1,2,5小时)获得气体产物变化。从下图可以推测出,随着UV照射时间的增加,挥发性气体物质的种类和含量都有增加。由于EVA一般很少含添加剂,所以认为挥发性气体来自于EVA材料本身,从而可以推导出EVA的光降解反应过程。二、通过溢出气体分析(EGA-MS)检测不同UV照射时间 EVA的变化设置裂解炉升温程序40.0℃(2min)→20℃/min→750.0℃(2.5min)检测不同照射时间EGA谱图变化。从上图可以看出,随着UV照射时间的延长,热分解温度有所降低(峰2),这意味着分子量减小了,说明EVA膜的主链结果发生光降解。此外,不同UV照射时间的主链(峰2)热分解的绝对强度差异不大,说明光降解只发生在EVA膜的表面,而不是整个薄膜。通过UV-Py/GC-MS可以揭示紫外照射下材料挥发性降解产物的信息。通过溢出气体EGA-MS可以获得材料主链、子链的分解行为。通过这些实验数据可以对材料的光分解行为进行阐释,也为材料寿命的快速评价提出可能。本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 地沟油能用于制造可降解生物塑料
    据物理学家组织网9月4日(北京时间)报道,英国伍尔弗汉普顿大学科学家9月3日在普通微生物学会秋季会议上报告的一项研究结果称,借助一种细菌,用俗称地沟油的废弃食用油作为原材料就能以较高效率合成可降解生物塑料,一旦实现规模化生产,不仅可减少环境污染,还可为医疗植入物提供合适的高品质塑料。   不可降解的塑料在废弃后处置过程中会造成重大的环境问题。过去二十年来,在英国海滩上的废塑料只增不减,现已占到海洋垃圾约60%。而由多种细菌合成的聚羟基脂肪酸酯(PHA)家族是可降解生物塑料,其中的聚3-羟基丁酸酯(PHB)最常用,推广这种可生物降解塑料将有助于减少环境污染。   目前,细菌在大型发酵罐中生成这种高质量生物塑料所用的原料是葡萄糖,成本较高,严重制约了生物塑料的商业化。而新研究表明,使用废食用油作为原料可以降低塑料的生产成本。   研究人员解释说:“我们生产生物塑料的细菌——罗尔斯通氏菌菌株H16,在油中超过48小时时间里比在葡萄糖中产生3倍之多的PHB。与英国伯明翰大学研究合作的电纺丝法实验结果表明,产生于油中的塑料纳米纤维,具有很低的结晶,这意味着该塑料更适合于医疗应用。”以前的研究表明,PHB因生物降解性和无毒特性,可在肿瘤治疗中用作传输药物的微胶囊,也可作为医用植入物。   采用地沟油制造生物塑料,对环境的好处可谓一举两得。因为它不仅可以产生可以降解的生物塑料,也减少了地沟油对环境的污染。该研究团队的下一个挑战是,适当扩大试验规模,以在工业领域实现生物塑料的规模化生产。   总编辑圈点   地沟油回流餐桌着实让人伤透脑筋,在地沟油人人喊打的今天,如何将其合理利用,成为新一轮的热点。不论是将其生产出生物柴油,还是制造出生物塑料,最好的解决办法就是进行循环利用,变废为宝。随着国家打击力度的加大,地沟油渐渐地无处遁形,而相较于德国每桶泔水有身份证、英国专设废油垃圾桶,我国的地沟油“战争”还有很艰巨的任务要完成。
  • 俄罗斯研制出生物降解复合材料
    p   俄罗斯普列汉诺夫经济大学与俄罗斯科学院伊曼纽尔生化物理研究所的科研人员经过联合研究,研制出聚乙烯和各种植物填充物基生物分解复合材料。这项新技术有助于制造生态无害包装材料,其成分包括各种工业天然废料。研究成果刊登在近期荷兰《聚合物和环境杂志》(Journal of Polymers and the Environment)上。 /p p   俄罗斯普列汉诺夫经济大学化学和物理教研室“远景合成材料和技术”实验室的研究人员在混有各种植物填充物的聚乙烯基础上,对生物成分进行了生物分解试验,确定了填充物微粒大小影响聚合物的物理性能及其生物分解速度的合理性,从而生产出聚乙烯及植物填充物基生物分解复合材料。 /p p   研究人员将葵花子的外壳、小麦谷糠、木材的锯末制成木质纤维粉颗粒,用亚麻和小麦茎秆的纤维制成颗粒,并将每种颗粒分别与聚乙烯等化学聚合物按一定比例混合,并加入含EVA树脂的添加剂,以促使混合物中各种材料更好地融合。研究组检测了制成的两类复合材料的物理特性、吸水性、高温下降解速度与生物材料颗粒尺寸之间的关系。 /p p   实验结果表明,颗粒大的木质纤维粉与聚乙烯等混合制成的复合材料在土壤中自然降解的速度越快,但农作物茎秆纤维制成的颗粒大小与其制成的复合材料降解速度并无明显联系。专家指出,这种复合材料可大大减少环境污染,使用的廉价工业废料重量占成品复合材料总重量的30%到70%,成品复合材料的价格与传统聚合物持平,甚至更低。 /p p   全世界目前正在积极开展制造此类复合材料的研究工作。美国研究人员尝试利用洋麻、棉花、香蕉纤维、咖啡壳用作填充物,中国利用竹子,印度利用黄麻,巴西利用甘蔗杆。研究人员面临的主要任务是要把这些填充物与聚合基体有效结合在一起,确保成品复合材料具有高的机械性能,在此条件下生物分解性能得以保持下来,俄罗斯研究人员成功做到了。 /p
  • 2020年限塑令空降 禁止外卖酒店等使用非降解塑料
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 塑料在生产生活中应用广泛,是重要的基础材料。不规范生产、使用塑料制品和回收处置塑料废弃物,会造成能源资源浪费和环境污染,加大资源环境压力。积极应对塑料污染,事关人民群众健康,事关我国生态文明建设和高质量发展。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1月19日,国家发改委、生态环境部印发《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,明确了未来一段时间内塑料污染治理的具体时间表和路线图。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 603px height: 320px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/ba5f5dc8-c040-40ee-ae88-587d0c783558.jpg" title=" 限塑令.png" alt=" 限塑令.png" width=" 603" height=" 320" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这一政策是对2007年12月发布的《国务院办公厅关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》(限塑令)的重大升级,因此被市场称为“新版限塑令”。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 主要目标 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 到2020年,率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用。到2022年,一次性塑料制品消费量明显减少,替代产品得到推广,塑料废弃物资源化能源化利用比例大幅提升;在塑料污染问题突出领域和电商、快递、外卖等新兴领域,形成一批可复制、可推广的塑料减量和绿色物流模式。到2025年,塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度基本建立,多元共治体系基本形成,替代产品开发应用水平进一步提升,重点城市塑料垃圾填埋量大幅降低,塑料污染得到有效控制。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 这些和你我息息相关的领域禁止、限制使用的塑料制品。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.不可降解塑料袋。(商场、超市、药店、书店等) /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" background-color: rgb(255, 192, 0) " 到2020年底,直辖市、省会城市、计划单列市城市建成区的商场、超市、药店、书店等场所以及餐饮打包外卖服务和各类展会活动,禁止使用不可降解塑料袋,集贸市场规范和限制使用不可降解塑料袋。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2.一次性塑料餐具。(外卖领域、旅游景区等) /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" background-color: rgb(255, 192, 0) " 到2025年,地级以上城市餐饮 strong 外卖 /strong 领域不可降解一次性塑料餐具消耗强度下降30%。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 3.宾馆、酒店一次性塑料用品。(宾馆、酒店、民宿) /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 0, 0) background-color: rgb(255, 192, 0) " 到2022年底,全国范围星级宾馆、酒店等场所不再主动提供一次性塑料用品;到2025年底,实施范围扩大至所有宾馆、酒店、民宿。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 4.快递塑料包装。(快递) /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" background-color: rgb(255, 192, 0) " 到2022年底,北京、上海、江苏、浙江、福建、广东等省市的邮政快递网点,先行禁止使用不可降解的塑料包装袋、一次性塑料编织袋等,降低不可降解的塑料胶带使用量。到2025年底,全国范围邮政快递网点禁止使用不可降解的塑料包装袋、塑料胶带、一次性塑料编织袋等。 /span /p
  • 我国科学家成功研发治污新材料 光照2周可改善水质
    左图:在中科院上海硅酸盐研究所实验室内,课题组研究人员将治污新材料倒入富含大量油污的污水量杯,开始吸附效果时长测试。右图:吸附效果测试结果显示,3分4秒后,量杯中的污水由明黄色变清澈,刺激气味随之消失(拼版照片,4月24日摄)。中科院上海硅酸盐研究所首席研究员黄富强带领的团队近日成功研发出治污新材料,光照2周内,可明显改善水质,帮助污水变清。 近日,中科院上海硅酸盐研究所首席研究员黄富强带领的团队近日成功研发出治污新材料,光照2周内,可明显改善水质,帮助污水变清。相关成果今年初获“国家自然科学奖”二等奖,现已在上海、安徽、江苏等地成功示范。 黄富强介绍,新材料由三维石墨烯管和黑色二氧化钛混合而成,其原理是“物理吸附+光化学催化降解”。三维石墨烯管负责牢牢“抓住”有毒有机物,黑色二氧化钛作为光催化剂,可吸收高达95%的全太阳光谱,把有毒有机物降解为二氧化碳和水。 过去一个月,团队在上海、安徽、江苏等地共铺设新材料光降解吸附网3000多张,覆盖水域近4万平方米。 在上海天山公园和中山公园,周围居民反映,湖底淤泥深厚,气味腥臭,湖面常有死鱼漂浮。将涂覆有新材料的光降解吸附网铺在湖面后,不动水底淤泥,吸附网就能将有机物分解为二氧化碳和水,进而提高水体含氧量,增强水体自净化和生态修复能力。上海轻工业环境保护技术研究所检测中心和江苏省环境科学研究院环境工程重点实验室的检测结果显示,治理仅7天后,化学需氧量、氨氮、总磷等代表性指标均从劣五类水改善至五类水以上。 在安徽省合肥市肥东县,团队对定光河污染较严重的中上游河段进行了治理。肥东县环保局水环境管理科主任薛铁成说,定光河是典型的复合污染河道,这次治理后,各项水质指标提升60%以上。 据介绍,新材料还可降解印染废水、制革废水等工业污水,高效吸附其中有毒重金属,添加1克多孔新材料可吸附1.476克铅离子,简单酸化处理后,可被加工成高附加值材料。目前该成果已走出实验室,实现规模化制备,获得发明专利50多项。
  • 中科院研发石墨烯治污新材料 光照2周改善水质
    p style=" text-indent: 2em " 中科院上海硅酸盐研究所首席研究员黄富强带领的团队近日成功研发出治污新材料,光照2周内,可明显改善水质,帮助污水变清。相关成果今年初获“国家自然科学奖”二等奖,现已在上海、安徽、江苏等地成功示范。 /p p style=" text-indent: 2em " 黄富强介绍,新材料由三维石墨烯管和黑色二氧化钛混合而成,其原理是“物理吸附+光化学催化降解”。三维石墨烯管负责牢牢“抓住”有毒有机物,黑色二氧化钛作为光催化剂,可吸收高达95%的全太阳光谱,把有毒有机物降解为二氧化碳和水。 /p p style=" text-indent: 2em " 过去一个月,团队在上海、安徽、江苏等地共铺设新材料光降解吸附网3000多张,覆盖水域近4万平方米。 /p p style=" text-indent: 2em " 在上海天山公园和中山公园,周围居民反映,湖底淤泥深厚,气味腥臭,湖面常有死鱼漂浮。将涂覆有新材料的光降解吸附网铺在湖面后,不动水底淤泥,吸附网就能将有机物分解为二氧化碳和水,进而提高水体含氧量,增强水体自净化和生态修复能力。上海轻工业环境保护技术研究所检测中心和江苏省环境科学研究院环境工程重点实验室的检测结果显示,治理仅7天后,化学需氧量、氨氮、总磷等代表性指标均从劣五类水改善至五类水以上。 /p p style=" text-indent: 2em " 在安徽省合肥市肥东县,团队对定光河污染较严重的中上游河段进行了治理。肥东县环保局水环境管理科主任薛铁成说,定光河是典型的复合污染河道,这次治理后,各项水质指标提升60%以上。 /p p style=" text-indent: 2em " 据介绍,新材料还可降解印染废水、制革废水等工业污水,高效吸附其中有毒重金属,添加1克多孔新材料可吸附1.476克铅离子,简单酸化处理后,可被加工成高附加值材料。目前该成果已走出实验室,实现规模化制备,获得发明专利50多项。 /p
  • 河北省市场监督管理局发布《可降解塑料袋中可降解成分快速鉴别 和定量方法》河北省地方标准公开征求意见稿
    根据市场监管总局第26号令《地方标准管理办法》规定,现将《可降解塑料袋中可降解成分快速鉴别和定量方法》河北省地方标准网上征求意见稿予以公示,面向社会广泛征求意见,期限为2024年1月15日至2024年2月15日。公开征求意见期间,相关单位和个人若对标准有修改意见建议,可以通过电话、电子邮件、信函等形式反馈。省市场监管局将在公开征求意见期满后组织专家对上述地方标准开展技术审查。单位名称:河北省标准化研究院联系人:李小英电话:13931177969传真:0311-83015014电子邮箱:xiaojunhby@163.com附件:《可降解塑料袋中可降解成分快速鉴别和定量方法》网上征求意见稿.doc地方标准网上征求意见反馈表.docx河北省市场监督管理局2024年1月15日
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