生物炭基固体酸的制备及其对合成2-叔丁基对苯二酚的催化性能

以黑液固形物和松木粉为原料,经炭化、磺化制备得到黑液固形物磺化固体酸(BLSBC)和松木粉磺化固体酸(WMBC),采用扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、红外光谱(FT-IR)及元素分析对2种生物质炭基固体酸进行表征,并将BLSBC和WMBC催化对苯二酚(HQ)烷基化合成2-叔丁基对苯二酚(2-TBHQ),考察了原料种类和炭化温度对生物基固体酸催化性能的影响。研究结果表明:生物炭固体酸催化剂200℃以内的热稳定性良好,功能基团—SO_3H被成功接枝;催化剂C元素含量的增加及H~+交换容量的降低则归结于温度的影响,同温度条件下WMBC的H~+交换容量高于BLSBC。HQ转化率随着催化剂的H~+交换容量的降低而不断降低,而2-TBHQ选择性则取决于H~+交换容量与羟基含量的协同效应;与商业催化剂Amberlyst-15树脂、732树脂相比,450℃制备得到的WMBC(WMBC-450)表现出更高的催化活性,2-TBHQ有最高的选择性(83.8%)和产率(57.6%)。     

碎砖和陶粒配制的拓展型屋顶绿化基材栽种景天植物对比试验

[目的]对比建筑垃圾和陶粒配制的拓展型屋顶绿化基材栽种景天植物的效果,为相关的研究提供参考。[方法]采用酒糟(5%)、表土(10%)、河沙(25%)、复合肥(4kg/m3)以及60%陶粒或55%碎砖、5%碎石灰石配制的2种屋顶绿化基材,现场栽种2种流行的景天植物垂盆草(Sedum Sarmentosum)和佛甲草(Sedum Linare);在18个月内考察植物盖度、植物干重、基材养分含量的变化。[结果]建筑垃圾基材栽种的植物的盖度和干重大于或等于陶粒基材;建筑垃圾基材的磷、钾养分含量减少与陶粒基材无显著差异,氮养分含量减少量小于陶粒基材;佛甲草的盖度和干重显著高于垂盆草。[结论]建筑垃圾配制的拓展型屋顶绿化基材能取得比陶粒配制的基材更好的绿化效果,可以取代陶粒用于配制屋顶绿化基材。     

分子印迹-基质固相分散萃取-高效液相色谱法测定土壤中4种硫代磷酸酯类农药残留量

建立了一种高效、选择性强的分子印迹-基质固相分散萃取结合高效液相色谱测定土壤中4种硫代磷酸酯类农药(毒死蜱、甲基立枯磷、甲基毒死蜱、甲基对硫磷)残留量的方法;并以甲基立枯磷为模板分子,以甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,且n(模板分子)∶n(功能单体)=1∶4,以乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,以偶氮二异丁腈为引发剂,采用沉淀印迹聚合方法,合成了甲基立枯磷高分子印迹聚合微球(MIPs);以MIPs作为土壤样品提取液的基质固相分散吸附剂,采用HPLC检测处理后的样品,流动相为V(乙睛)∶V(0.1%乙酸水溶液)=3∶1,流速0.8 m L/min,进样量20μL,检测波长210 nm,采用Agilent Eclipse XDB-C8色谱柱(150 mm×4.6 mm,5μm),柱温25℃。结果显示:MIPs对甲基立枯磷有特异性吸附,对其结构相似物毒死蜱、甲基对硫磷和甲基毒死蜱也具有一定的吸附性能;在0.01~5.0 mg/kg范围内,各药剂的质量浓度与相应的峰面积间呈良好的线性关系,相关系数r为0.997 5~0.999 8;4种硫代磷酸酯类有机磷杀虫剂的检出限(LOD)为0.452~1.226μg/kg;添加回收率为76%~96%,相对标准偏差(RSD)为2.8%~7.3%。该方法可用于土壤中硫代磷酸酯类有机磷杀虫剂残留量的测定。     

加利利链霉菌AF1产孢条件的优化

【目的】筛选加利利链霉菌(Streptommyces galilaeus)AF1菌株孢子的最佳培养条件。【方法】利用固体发酵法,首先采用单因素试验对培养加利利链霉菌(Streptommyces galilaeus)AF1菌株的固体产孢基质大米、玉米粉、木薯渣、黄豆粉、麸皮、麦片进行筛选,然后研究培养时间、温度、料液比、接种量、外加碳源、外加氮源对加利利链霉菌AF1产孢量的影响。在单因素试验的基础上,采用正交试验对AF1菌株的产孢条件进行优化。【结果】筛选的最佳固体产孢基质为大米。优化得到的最佳培养条件为培养温度28℃,培养时间6d,接种量10%(每20g大米接种2mL孢子悬液),初始料(g)液(mL)比为1∶1,葡萄糖添加量1.5%(质量分数),蛋白胨添加量1.5%(质量分数)。在最佳培养条件下,加利利链霉菌AF1产孢数可达3.87×109 g-1,比优化前提高了29%。【结论】在优化培养条件下得到的加利利链霉菌AF1产孢水平高,能适应大规模培养接种体的要求。     

发酵茶酒的制备及其挥发性成分分析

以小麦、大米和夏秋茶为原料,茶酒曲和母曲作为发酵剂,采用传统固态发酵技术发酵,酿造一种具有独特茶香、保留传统酒香特色且酒体清澈透明的白酒。探讨不同茶叶含量酒曲酒醅中游离氨基酸以及结合感官审评分析比较发酵茶酒之间挥发性成分的差异。结果表明,所酿造的茶香型白酒风味独特,酒醅中含有17种游离氨基酸,其中30%茶酒曲的酒醅中的游离氨基酸总量高于其他样品总量;其挥发性成分包括醇类、酯类、酮醛类、含氮化合物、芳香族、酸类等78种化合物,其中添加茶酒曲酿造的白酒中总酯含量高于母曲酿造的白酒中的含量。     

分散固相萃取法测定黄瓜中的喹啉铜残留量

建立了分散固相萃取（d-SPE）-高效液相色谱（HPLC）分析测定黄瓜中喹啉铜残留量的方法。样品采用乙腈和0.1 mol/L盐酸混合溶液提取,C₁₈填料净化,高效液相色谱仪分离,紫外检测器检测。其色谱条件为：色谱柱SunFireC₁₈（4.6×150 mm,5 μm）,流动相为十二烷基硫酸钠磷酸盐缓冲液-乙腈（65∶35）体系,流速0.6 mL/min,检测波长250 nm。结果表明：在0.02、0.2、2 mg/kg三个添加水平下,喹啉铜回收率在92.3%~107.7%之间,相对标准偏差（RSD）在2.0%~7.7%之间。该方法操作简单、灵敏度和准确度高,能够用于黄瓜中喹啉铜的残留分析。     

梯度提高进料浓度对鸡粪连续中温发酵产甲烷的影响

通过长期中温甲烷发酵试验,考察了不同进料总固体质量分数(total solid,TS)(5%、7.5%、10%和15%)和有机负荷(organic loading rate,OLR)(2.5、3.75、5和7.5 g/(L·d))下鸡粪中温甲烷发酵效果,采用批次试验测定了各阶段污泥利用乙酸的产甲烷活性。330 d的连续试验显示,TS由5%增至15%,出料氨氮质量浓度由(2 110±370)mg/L增至(6 890±220)mg/L,挥发性脂肪酸由(360±100)mg/L增至(8 800±500)mg/L,TS产甲烷率由(253±9)m L/g降至(173±22)m L/g。长期采用TS10%和15%的进料,氨氮质量浓度分别达到(6 510±300)和(6 890±220)mg/L,TS产甲烷率分别为(203±13)和(173±22)m L/g,比TS5%的降低了20%和32%。批次试验结果表明,氨氮累积导致微生物利用乙酸产甲烷的能力降低,当氨氮质量浓度达到6 500和7 000 mg/L时,乙酸产甲烷活性分别降低59%和98%。鸡粪中温甲烷发酵能够在进料TS为5%和7.5%下稳定运行;进料TS达到10%,甲烷发酵水解、酸化和产甲烷将受到抑制,造成有机物转化率的降低。该研究建议鸡粪中温甲烷发酵的TS不超过10%。     

海带渣与养殖固体废弃物混合发酵产沼气试验

废弃物的高效和资源化利用是现代渔业发展面临的重要课题。该文以海带渣和养殖固废为原料开展了两相发酵产沼气效果试验研究,探讨了中温条件下(35±1℃)料液TS浓度和接种率对混合水解酸化特性以及厌氧发酵产沼气效果的影响。结果表明,海带渣与养殖固废混合水解酸化过程启动很快,第2天乙酸浓度即达到峰值,5 d后丙酸和丁酸浓度增幅较快,水解酸化过程中甲酸产量相对较低。不同TS浓度(6%、8%和10%)和不同接种率(10%、20%和30%)的料液水解3 d,乙酸的酸化度分别为42.6%、50.0%、49.8%和50.7%、44.3%、40.3%;主要有机酸(乙酸+丁酸+甲酸)的酸化度分别达到61.7%、68.7%、62.2%和69.4%、57.5%、58.0%。料液TS浓度为8%~10%、接种率为10%~20%和p H值为6.0~7.0时,海带渣与养殖固废在中温条件下混合水解2~3 d,即可获得后期发酵产沼气所需的酸化料液。此外,发酵产沼气结果表明,每天按与产沼气接种污泥质量比为1:7~1:9的比例添加酸化料液,在p H值为7.0~8.0和35±1℃的条件下厌氧发酵产沼气,产气系统启动很快,而且8~13 d即进入稳定产气阶段,产气率保持在489.4~581.5 m L/g VS,所产沼气中的甲烷体积分数达到82.7%~84.9%,而且料液不会出现酸化现象。海带渣与养殖固废混合水解酸化、批量填料发酵产沼气工艺明显提高了产气效率和系统稳定性。     

香荚兰籽中挥发性成分分析

采用固相微萃取-气质色谱-质谱联用技术,以萃取挥发性成分种类数和萃取量Y值大小作为衡量萃取效果指标优化萃取条件,测定分析香荚兰籽中挥发性成分的组成,通过峰面积归一化法计算各挥发性成分的相对含量,并结合测定相关物质的保留指数(Retention index,RI)值进行定性分析。结果表明,利用75μm碳分子筛/聚二甲基硅氧烷萃取纤维头,样品量1.0 g,萃取温度80℃,萃取时间20 min,解析时间8 min时,萃取效果最佳,香荚兰籽中含有48种挥发性成分,相对含量为90.44%。其主要挥发性成分为香草醛、邻甲氧基苯酚、苯酚和呋喃甲醛,相对含量分别为80.22%、1.61%、1.23%和1.00%。     

驱导辅助充种气吸式精量排种器设计与试验

针对现有气吸式排种器充种环节工作压力要求高、高速作业时充种性能不佳,导致排种质量下降的问题,采用主动驱导种群、减少局部种间接触的方法,提高排种器高速条件下的充种率,并基于此设计了一种驱导辅助充种气吸式精量排种器。分析了排种器充种过程中种子的受力状态,阐述了排种盘导种槽辅助充种的工作原理,以及在充种过程各阶段提高种子充填率的设计思路;对导种槽外形曲线方程、斜面倾角进行了理论计算,确定了曲线的基本参数;利用气固耦合数值分析方法 CFD-DEM,以型孔处局部空隙率为指标,进行了单因素仿真试验,确定了导种槽曲线方程的基圆半径最优值。为了验证设计结果,在工作压力-5、-6 kPa条件下,分别与其他2种气吸式排种器进行速度单因素对比试验,试验结果表明,所设计的排种器在高速条件下的漏充率优于其他排种器。对所设计的排种器进行了前进速度、工作压力的双因素试验,通过多目标优化方法,确定了排种器的最佳工作参数。将所设计的排种器安装在气力式玉米免耕播种机上,在3个工作速度下进行了单因素田间试验,结果表明,当作业速度为9. 11 km/h时,粒距合格指数为95. 48%,高速条件下充种性能较为稳定。