60Co-g辐照改性银掺杂纳米TiO2及光催化降解乙烯

为了解60Co-射线辐照且以活性炭纤维(ACF)为载体所负载TiO2的半导体材料(TiO2/ACF)对光催化降解冷藏环境中乙烯的影响,该文拟采用60Co-辐照制备纳米Ag沉积的TiO2/ACF(Ag-TiO2/ACF)光催化材料,在模拟园艺产品的冷藏环境中,进行了3种不同膜的光催化降解乙烯效果的研究,并利用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)对所制备的光催化材料进行相关的表征分析。结果表明:在加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮后,60Co-辐照能使Ag颗粒较好地负载在TiO2上,TiO2均匀分散在ACF膜上而不发生团聚,且TiO2颗粒晶相改变、尺寸变小,有助于提高Ag-TiO2/ACF的催化效率。Ag-TiO2/ACF光催化降解乙烯的效果用一级动力学速率方程描述;经辐照制备的Ag-TiO2/ACF薄膜比未辐照的TiO2/ACF和辐照的TiO2/ACF薄膜光催化降解乙烯的反应速率常数分别提高了44%和37%。研究结果为TiO2光催化技术的进一步的应用提供了参考。     

利用60Co-?射线辐照使TiO2改性后对乙烯的催化降解效果

为了解60Co-γ射线辐照且以活性炭纤维（activated carbon fiber,ACF）为载体所负载Ag沉积的TiO2的半导体材料（Ag-TiO2/ACF）对光催化降解冷藏环境中乙烯的影响,在模拟园艺产品的冷藏环境中,研究了不同辐照剂量下的TiO2对乙烯的降解,并利用X射线衍射仪（XRD）及X-射线光电子能谱（XPS）对所制备的光催化材料进行相关的表征分析。表征结果表明：随着辐照剂量的增加,总体上锐钛矿的含量及尺寸减小,Ti3+及羟基氧含量提高,这些变化能使TiO2的催化活性增强。乙烯降解试验结果表明,当辐照剂量小于25 kGy时,乙烯降解速率随辐照剂量的提升而提高;当辐照剂量大于25 kGy时,乙烯降解速率随辐照剂量的提升而下降,可能是辐照能量过高导致TiO2粒子聚集沉淀,催化能力下降。研究结果为 TiO2光催化技术的进一步应用提供了参考。     

正电晕放电耦合Ag-TiO_2降解乙烯的动力学及参数优化

为了解直流正电晕-纳米银沉积纳米TiO2光电催化耦合反应系统降解乙烯及调控臭氧的机理及其动力学规律,该文采用多针对圆筒内壁式电晕放电反应器为对象,在模拟园艺产品的冷藏环境中,进行了纳米TiO2的掺银量、放电功率和气流量等因素对乙烯降解和臭氧控制效果的影响研究。结果表明:建立了正电晕放电耦合活性炭纤维(activated carbon fiber,ACF)负载掺银的纳米TiO2(Ag-TiO2/ACF、Ag-TiO2*/ACF)降解乙烯的动力学模型,通过龙格库塔法数值求解微分方程组和最小二乘法得到动力学模型的反应常数,通过对反应常数比较,正电晕放电耦合Ag-TiO2*/ACF催化膜对乙烯降解和控制臭氧浓度具有较优的性能。采用二次旋转组合试验和回归拟合,建立了正电晕放电耦合Ag-TiO2*/ACF催化膜的乙烯降解反应常数、臭氧浓度上限的预测值与影响因素关系的二次多项数学模型,验证了模型的有效性,并优化出反应体系参数。研究结果为正直流电晕放电耦合纳米二氧化钛技术在园艺产品贮运保鲜设备中的应用提供了依据。     

辐照改性银掺杂TiO2纳米管催化紫外光降解乙烯效果

为了解辐照改性银掺杂二氧化钛纳米管阵列(titanium dioxide nanotube arrays,TNTAs)半导体材料对光催化降解冷藏环境中乙烯的影响,该文首先通过阳极氧化法制备TNTAs,后用60Co-γ射线对TNTAs进行辐照改性,再用辐照还原技术制备纳米银颗粒,最后用纳米银掺杂制备TNTAs-Ag光催化材料。利用场发射扫描电镜(field emission scanning electron microscope)、X-射线衍射(X-ray diffraction)、X-射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy)对半导体材料表征,结果表明:辐照能把无定型TNTAs转化为锐钛矿晶型,随辐照剂量提高,锐钛矿晶型衍射峰越来越尖锐,晶粒尺寸渐趋减小;TNTAs表面掺银后,银粒子以团簇形式沉积于TNTAs管口处,并未进入管壁内部。在模拟园艺产品冷藏环境中,进行紫外光催化降解乙烯研究,结果表明:辐照剂量为20 k Gy时,降解效果达最优,速率常数K′为2.03×10?4 min?1;纳米Ag引入后,TNTAs-Ag速率常数K′可达5.88×10?4 min?1,与未掺杂仅辐照的TNTAs相比提高了189.66%。     

离子溅射Pt对光催化降解冷藏环境中乙烯的影响

为了了解纳米铂（Pt）对以活性碳纤维（ACF）为载体所负载TiO₂的复合材料（TiO₂/ACF）光催化降解冷藏环境中乙烯的影响。该文采用真空离子溅射仪制备纳米Pt沉积的TiO₂/ACF光催化材料（TiO₂/ACF-Pt）,在模拟园艺产品冷藏环境中,进行了两种不同溅射方案制备TiO₂/ACF-Pt的光催化降解乙烯反应速率影响研究,并利用环境扫描电镜（ESEM）、场发射扫描电镜（FESEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）对制备材料进行观察与分析。结果表明：在模拟园艺产品冷藏环境中,TiO₂ /ACF-Pt光催化降解乙烯的动力学可用表观一级速率方程来描述;ACF表面先溅射沉积Pt,再进行TiO₂附着方案,能提高降解乙烯的能力,当溅射时间为60 s（Pt/Ti原子浓度比为0.112）时,表观一级速率常数是未溅射Pt的1.16倍;TiO₂/ACF-Pt的制备方法,对ACF形貌结构没有破坏,并能得到有利于对微量乙烯的吸附的多孔结构。     

方波脉冲电压提高光催化降解乙烯反应器性能

为了解以活性炭纤维(activated carbon fiber,ACF)为载体负载Ag沉积TiO2的光电极膜材料((Ag+TiO2)/ACF)在方波脉冲电压(pulsed direct current DC square-wave,PDCSW)下光催化降解冷藏环境中乙烯的效率,该文以自行研制的乙烯反应器为研究对象,该反应器的电压源以数字信号处理器(digital signal processor,DSP)为核心,控制输出方波的幅值、占空比和频率等高精确参数值。试验对催化后的光电极膜材料进行X射线能谱分析(energy dispersive x-ray spectroscopy,EDS)表征,结果表明,方波脉冲作用后对光电极破坏较小,Ag的脱落情况不明显。试验展开直流电压源(direct-current power,DC)和方波脉冲电压源下光电催化降解乙烯效率的比较。结果表明,方波脉冲下乙烯降解速率常数K值2.296×10-4 min-1较直流下K值1.715×10-4 min-1更大,有较高的催化效率。研究了方波电压、占空比和频率对降解乙烯效率的影响,采用二次旋转组合试验和回归拟合,建立了乙烯降解速率常数(K)与参数关系的二次多项式数学模型,验证了模型的有效性,结果表明,随着方波电压不断增大,乙烯的降解速率呈现先增大后减小的趋势,占空比和频率对降解乙烯的影响呈现出与电压同样的变化趋势。利用数学模型找出最优参数组合,电压25.5 V,占空比23%,频率310 Hz,最优K值为0.0002783 min-1。该研究为方波脉冲电压辅助光催化技术的应用和进一步的研究提供科学依据。     

热塑性辐照玉米淀粉薄膜的制备及表征

为了提高热塑性淀粉基薄膜的力学性能,采用0、10、20、30、40、50 kGy 6个剂量的~(60)Co-γ射线对玉米淀粉进行辐照处理,研究辐照对玉米淀粉结构、颗粒尺寸的影响;并以辐照玉米淀粉为原材料,采用挤出造粒、熔融吹塑法制备热塑性辐照玉米淀粉薄膜,研究辐照剂量对热塑性薄膜力学性能、表面形貌的影响。结果表明,~(60)Co-γ射线能够有效破坏玉米淀粉分子内、分子间氢键,降低玉米淀粉的刚性;能够有效减小玉米淀粉的颗粒尺寸,增加玉米淀粉的加工流动性。随着辐照剂量的增加,热塑性辐照玉米淀粉薄膜的力学性能不断增加;未熔融颗粒不断减少,表面形貌更加均匀、平整。综合考虑热塑性辐照玉米淀粉薄膜的力学性能和钴源能耗,40kGy剂量辐照的玉米淀粉制备的热塑性淀粉基降解薄膜更具有实用价值。本研究结果为辐照玉米淀粉制造热塑性降解薄膜提供了理论依据和实际参考。     

Ag掺杂APS改性的TiO_2颗粒的制备及其光催化降解作用

为提高Ag/TiO2纳米颗粒的光催化降解作用,采用聚合凝胶工艺路线,以钛酸四丁酯为前驱体,硝酸银为银源,通过向反应体系引入鳌合剂醋酸、表面改性剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APS）以及还原剂甲醛等添加剂,制备出TiO2粉体及Ag/TiO2纳米复合粉体。利用FT-IR、XRD、TG-DTA、TEM和UV-Vis-NIR等手段对样品进行表征。结果表明,经γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的TiO2颗粒掺Ag后分散性得到改善,粒径约1 nm的Ag颗粒较均匀地分布在10～15 nm TiO2颗粒上;可见光的利用和锐钛矿热稳定性都得到提高;Ag/TiO2纳米颗粒在光照下对甲基橙具有良好的光催化降解效果。     

离子溅射银对光电协同灭青霉菌的影响

为解决果蔬采后易受微生物作用而腐败变质的问题,该文进行了纳米二氧化钛(TiO_2)光催化技术灭活园艺产品冷藏环境中青霉菌的研究:以活性炭纤维(activated carbon fiber,ACF)为载体,以粉末浸渍-提拉法制备TiO_2-ACF薄膜,采用离子溅射法在ACF薄膜上作贵重金属银沉积处理,研究表面溅射与底层溅射纳米Ag粒子及施以外加电压处理对TiO_2-ACF薄膜光催化灭活青霉菌的影响及机理。结果显示,不同的溅射方式对试验结果有不同的影响,其中底层溅射效果较好,120 s时光催化灭活青霉菌速率最高;外加电压可提高TiO_2-ACF薄膜光催化速率,75 V是最优值,且光电催化作用效果优于单独光催化和电催化的总和。对负载的ACF薄膜表征分析,发现离子溅射较均匀地实现了纳米Ag-TiO_2混合粒子在ACF薄膜的表面及内部负载。研究结果为纳米TiO_2光催化技术在灭活园艺产品冷藏环境中青霉菌的实际应用提供参考。     

TiO2纳米粒子气固相光催化降解乙烯初探

该文对TiO2纳米粒子气固光催化降解果蔬贮藏环境乙烯技术进行了初步研究.采用溶胶-凝胶法制备的纳米TiO2薄膜作光催化剂,利用自行设计的气固光催化实验系统,研究了乙烯浓度、紫外光作用时间对光催化降解反应的影响,探讨了乙烯的光催化降解的动力学.结果显示:该研究所制备的TiO2锐钛矿型含量为48.766%,比表面积为47.186 m2/g,具有良好的光催化性能;光催化降解乙烯比直接紫外线光降解效果显著,光照10 min时光催化乙烯降解率比直接紫外线光降解提高23.76%;乙烯的降解率随着其浓度的增加而降低;乙烯的光催化降解的动力学可以用Langmuir-Hinshelwood动力学方程加以描述.     

~(60)Co-γ射线辐照对蕨类植物绿色球状体成苗的影响

为开创蕨类植物新的育种方法,以鸟巢蕨、扇蕨和凤尾蕨等3种蕨类植物的绿色球状体为材料,在附加0.2mg·L~(-1)IBA的改良1/2MS培养基上,研究不同剂量的~(60)Co-γ射线辐照对绿色球状体成苗的影响。结果显示,~(60)Co-γ射线辐照剂量在60Gy时,辐照处理的鸟巢蕨绿色球状体成苗率从0Gy(CK)的98%降至33%;剂量在80Gy时,辐照处理的扇蕨和凤尾蕨绿色球状体成苗率分别从CK的100%降至38%和26%,因此60~80 Gy的~(60)Co-γ射线为辐照处理蕨类植物绿色球状体的适宜剂量。SSR分子标记测定结果表明,鸟巢蕨绿色球状体经Gy 60和80 Gy的~(60)Co-γ射线辐照诱变获得的植株与对照植株在DNA水平上存在显著差异,其中SSR-23和SSR-76可作为筛选鸟巢蕨突变体的适宜引物。本研究建立的蕨类植物绿色球状体~(60)Co-γ射线辐照诱变技术,为在离体器官水平上开展蕨类植物辐照诱变育种提供了条件。     

红外光谱法研究~(60)Co-γ射线辐照对天麻粉成分的影响

为了研究60Co-γ射线辐照对天麻粉成分的影响,测试了经不同剂量辐照的天麻粉样品的红外光谱,采用傅立叶变换红外光谱(二阶导数谱)法对经不同剂量60Co-γ射线辐照的天麻粉进行了对比研究。结果表明,天麻多糖对60Co-γ射线辐照较为敏感,剂量为1.5kGy辐照对天麻多糖分子结构的影响较小,剂量为3、6、9、12、15、16.5、18、和19.5kGy的60Co-γ射线辐照对天麻多糖的分子结构影响较大;各种辐照剂量对C—O—H基团影响较大,从而可能会破坏天麻粉中有效成分(如天麻素及多糖),因此应慎重采用60Co-γ射线对天麻粉进行杀菌消毒处理。     

60Co-γ射线辐照德国鸢尾杂交种子的生物效应

为探索60Co-γ射线辐照对德国鸢尾杂交种子的影响,用0(对照)、20、40、60、80 Gy剂量的60Co-γ射线辐照德国鸢尾杂交种子,研究不同辐照剂量对其萌发率、成苗率的影响及其M1部分表型变异的诱变效应.结果表明,20和40 Gy60Co-γ射线辐照后,种子萌发率分别为68.33％和87.91％,显著高于对照(41.25％);60和80 Gy 60Co-γ射线辐照后,种子萌发后的成苗率分别为70.72％和68.37％,显著低于对照(96.29％),且存在显著的致死效应;60和80 Gy辐照剂量可显著缩短M1的叶长和叶宽,其中60Gy还可显著降低M1旗瓣宽度,提高旗瓣长宽比.综上,20 ～40 Gy辐照剂量可以改善德国鸢尾种子萌发率,60～ 80 Gy可以作为德国鸢尾杂交种子的诱变剂量.本研究结果为利用60Co-γ射线改善德国鸢尾杂交种子萌发率和开展辐照诱变育种提供了一定参考.     

~(60)Co-γ射线和电子束辐照对冷鲜鸡保鲜效果的异同性研究

为研究~(60)Co-γ射线和电子束辐照对冷鲜鸡微生物含量的影响及肉品品质的异同性,采用2.5k Gy剂量的~(60)Co-γ射线和电子束辐照处理真空包装冷鲜鸡,对其贮藏期内菌落总数、大肠菌群、丙二醛含量、pH值、嫩度、系水力值、挥发性盐基氮(TVB-N)值、色度进行测定。结果表明,γ射线和电子束辐照处理均能显著降低冷鲜鸡菌落总数,大肠菌群均未检出;2种辐照处理组冷鲜鸡的丙二醛含量、pH值、TVB-N值在整个贮藏期内均呈上升趋势;与对照组相比,2种辐照处理组均显著提高了冷鲜鸡的L*值和a*值,且电子束处理组显著高于γ射线组,对照组b*值在同一贮藏期显著高于2种辐照处理组。由此可知,~(60)Co-γ射线和电子束辐照均对冷鲜鸡的微生物含量和肉品品质产生了显著影响,这为辐照技术应用于冷鲜鸡保藏提供了理论依据。     

60Co-γ辐照对苹果汁中有机磷农药降解及品质影响

为了寻求一种能最大限度保持苹果汁品质又能有效降解有机磷农药残留的技术方法,该文采用0～9kCy的60Co-γ射线辐照方法,对苹果汁中国家标准规定必检的9种有机磷农药进行了系统的降解试验.结果表明:60Co-γ射线辐照处理对苹果汁中杀螟硫磷、对硫磷、甲基对硫磷、甲拌磷、毒死蜱降解效果最为显著,最高降解率均在85%以上;对苹果汁中甲胺磷、乙酰甲胺磷、马拉硫磷和乐果的降解效果不显著,最高降解率仅为35%;在0～9 kGy辐照剂量范围内降解苹果汁中有机磷农药的同时,会使苹果汁中的可溶性固形物、葡萄糖、果糖、蔗糖及总糖含量轻微降低,苹果汁的总酸度有所增加,苹果汁的色值及透光率提高:综合分析60Co-γ射线辐照对苹果汁中有机磷农药的实际降解效果及对苹果汁主要理化指标的影响,选用5kCy的辐照剂量已完全使苹果汁中的有机磷农药残留降低到一个很低的水平,又不会对苹果汁出口主要理化指标造成影响.     

~(60)Co-γ射线辐照澳洲坚果种子后的苗期辐射效应

为探明~(60)Co-γ射线辐照对不同澳洲坚果品种种子的辐射效应,以经~(60)Co-γ射线辐照的4个澳洲坚果品种的种子萌发生长而成的苗木为试验材料,研究不同辐照剂量(0、40、100、200 Gy)对澳洲坚果不同品种辐照处理群体的辐射效应。结果表明,随着辐照剂量的增加,云澳57、云澳51、云澳58 3个品种的地径年均增长量均受到抑制,云澳41群体的地径年均增长量呈上升趋势;与对照群体(CK)相比,辐照处理增大了辐照群体地径的变异系数,增大了辐照群体内地径的最大值和最小值及其极差,使株间变异更加丰富;通过比较澳洲坚果不同品种辐照群体与CK开花株数百分率和结实株数百分率,从云澳58和云澳41的辐照群体中筛选出4株性状优良的突变单株。本研究结果为今后利用~(60)Co-γ射线辐照诱变技术培育高产优质的澳洲坚果新品种提供了理论依据。     

~(60)Co-γ射线对不同陆地棉品种辐照效应和耐旱突变体筛选

为研究~(60)Co-γ射线对不同棉花品种的辐照效应,并筛选耐旱突变体,本试验利用~(60)Co-γ射线对棉花品种鲁棉532、K638和K836的种子进行辐照(250 Gy)处理。结果表明,~(60)Co-γ射线辐照处理显著降低了鲁棉532、K638和K836种子的发芽率、发芽势和出苗率,与未经辐照处理(CK)相比,K836发芽率、发芽势和出苗率分别下降了38.9%、45.9%和48.5%,降幅最大,且~(60)Co-γ射线辐照处理显著降低了K836棉苗叶片的光合速率、叶绿素含量、棉苗生长和籽棉产量,但对鲁棉532和K638影响不显著;在经辐射诱变K836的M1群体中发现了大量生长发育异常的棉株,但在鲁棉532和K638的辐射M1群体中极少有发育异常突变体,说明250 Gy是诱变K836的适宜剂量,而鲁棉532和K638的适宜剂量应提高。将经辐射诱变的中熟品种K836的M2和M3种子分别播种于临清旱棚内和敦煌大田,共筛选出了3个耐旱突变体(DT-1、DT-2和DT-3)。本研究结果为利用~(60)Co-γ射线诱变选育耐旱棉花品种奠定了一定的理论基础。     

~(60)Co-γ辐照燕山早丰接穗生物效应研究

为探讨不同剂量~(60)Co-γ辐照对板栗花、叶形态以及果实品质的影响,并筛选适宜诱变剂量,以当地主栽板栗品种燕山早丰接穗为试验材料,分别使用0、15、20、25、30、35、40 Gy进行辐照处理,通过调查嫁接成活率、叶形指数、花形态,并测定叶片光合特性、果实品质、单粒重等指标,探究~(60)Co-γ射线辐照对板栗的生物效应。结果表明,随着辐照剂量的增加,嫁接成活率呈下降趋势,当辐照剂量高于30Gy时,板栗接穗嫁接成活率几乎为0。根据辐照剂量和成活率的拟合方程得出,~(60)Co-γ辐照板栗接穗的半致死剂量为20.26 Gy,经~(60)Co-γ射线辐照处理的板栗雄花数量增多,叶片面积增大,叶片卷曲,叶片光合速率增高,果实单粒重增大,且影响果实的品质,表现为脂肪、可溶性糖、蛋白质及直链淀粉含量增加。本研究结果为辐照诱变育种培育高光效和高品质板栗品种提供了一定的理论依据。     

~(60)Co-γ辐照对花生过敏原Ara h 2蛋白构象及致敏活性的影响

为探讨辐照处理对花生Ara h 2蛋白结构与致敏活性的影响,采用不同剂量~(60)Co-γ辐照处理分离纯化所得到的花生过敏原Ara h 2蛋白,结合紫外扫描光谱、圆二色谱(CD)和聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)评估辐照处理后Ara h 2蛋白的结构变化,并用免疫印迹法和间接酶联免疫吸附法检测辐照处理后Ara h 2的抗原性变化。结果表明,~(60)Co-γ辐照处理可以显著改变花生Ara h 2蛋白的构象,使其降解、发生交联。随着辐照剂量的增大,Ara h 2蛋白与抗体的结合能力呈逐渐下降趋势,且与蛋白紫外吸光度的增强和α-螺旋含量的降低呈现良好的相关性。当辐照剂量为10 kGy时,可基本破坏Ara h 2蛋白的结构和免疫活性。~(60)Co-γ辐照处理可以有效降低花生过敏原Ara h 2蛋白的致敏性,这为花生脱敏技术的研究提供了新思路。     

γ射线辐照降解水中磺胺甲恶唑的效应及降解机理研究

为了探究γ射线辐照降解含抗生素废水的效应,选取磺胺甲恶唑(SMX)这种难以在废水中分解的磺胺类抗生素,研究不同溶剂对γ射线辐照降解废水中SMX效果的影响,以及羟基自由基(·OH)、水合电子(e_(aq)~-)和氢自由基(H·)在SMX降解过程中的作用及数量关系。结果表明,γ射线辐照可有效降解水中的SMX,低浓度与酸性条件更有利于SMXγ射线辐照降解;γ射线辐照联合1、10和100mmol·L~(-1)H_2O_2均会促进SMX降解;自由基清除剂(叔丁醇和异丙醇)会抑制SMXγ射线辐照降解效果。SMX辐照降解过程中·OH、e_(aq)~-和H·的降解速率常数比例为14.6∶1.0∶3.0,表明SMX降解主要是以·OH氧化的途径完成。当辐照剂量达到6 000 Gy时,100 mg·L~(-1)SMX的降解率达88.88%,而总有机碳(TOC)的降解率仅为15.30%,表明SMX经γ射线辐照降解后矿化效果不佳。本研究结果为γ射线辐照降解含抗生素废水提供了理论依据。