不同官能团多壁碳纳米管对镉的吸附及细菌毒性

  目的  探讨不同官能团多壁碳纳米管对镉离子(Cd2+)的吸附作用,揭示多壁碳纳米管影响镉细菌毒性的机制。  方法  通过批量吸附平衡实验研究不同官能团(羟基化、羧基化、氨基化、未经修饰)多壁碳纳米管(MWCNTs)对Cd2+的吸附性能,通过细菌毒性实验评估不同官能团多壁碳纳米管和Cd2+对大肠埃希菌Escherichia coli的毒性效应。  结果  4种多壁碳纳米管对Cd2+的吸附能力从大到小依次为羧基化多壁碳纳米管、羟基化多壁碳纳米管、多壁碳纳米管、氨基化多壁碳纳米管,吸附性能与碳纳米管含氧量相关。多壁碳纳米管- Cd2+复合物细菌毒性低于游离Cd2+,随纳米管质量浓度增加(0~200 mg·L?1),羧基化多壁碳纳米管-Cd2+复合物作用下细菌存活率从67%提高到81%。  结论  不同官能团多壁碳纳米管对Cd2+的吸附量与碳纳米管含氧量呈正相关;多壁碳纳米管-Cd2+复合物细菌毒性低于游离Cd2+,认为多壁碳纳米管可降低游离Cd2+的细菌毒性。图4表2参26     

奥沙利铂-壳聚糖-海藻酸钠-多壁碳纳米管复合物的体外缓释行为

以奥沙利铂为模型药物研究多壁碳纳米管作为缓释载体的可行性,通过水溶性高分子修饰处理羧基化碳纳米管(MWCNT—COOH),改善其表面性质,利用透射电子显微镜表征修饰后的多壁碳纳米管的表面形貌,并且探讨了奥沙利铂-壳聚糖-海藻酸钠-多壁碳纳米管(OHP-CS-SAL-MWCNT)复合物在人工结肠液中的缓释行为。结果显示,多壁碳纳米管经过修饰后制备得到的奥沙利铂-壳聚糖-海藻酸钠-多壁碳纳米管复合物缓释效果良好,释放动力学基本符合Higuchi模型。说明多壁碳纳米管可作为药物缓释载体材料。     

碳纳米管的酸化处理对碳纳米管/聚氨酯复合材料微观结构及性能的影响

对多壁碳纳米管进行酸化处理,并采用原位聚合法制备了碳纳米管/聚氨酯复合材料。利用X射线光电子能谱分析(XPS)、电子扫描显微镜(SEM)、动态力学分析(DMA)研究了碳纳米管酸化与否对复合材料性能的影响。结果表明,碳纳米管经酸化处理后产生了羧基,碳纳米管的原位加入使得复合材料的储存模量和玻璃化转变温度都有所提高,而且经过酸化的碳纳米管对聚氨酯材料的改性要比未酸化碳纳米管对聚氨酯材料的改性效果更为显著。     

电化学DNA传感器制备及用于花椰菜花叶病毒35S启动子快速检测

[目的]构建一种新型DNA电化学传感器,并用于花椰菜花叶病毒35S启动子片段检测。[方法]通过使用氨基化多壁碳纳米管对玻碳电极进行修饰,利用氨基化多壁碳纳米管对硫堇-金纳米粒子-DNA纳米复合物的吸附固定得到用于识别目标DNA的捕获界面,并将亲和素-辣根过氧化物酶修饰的金纳米粒子作为结构末端的信号分子,完成夹心结构传感器组装。试验采用循环伏安法对辣根过氧化物酶催化过氧化氢得到的还原电流进行测试。[结果]该传感器可实现对目标DNA定量检测,线性范围为1×10-18~1×10~(-11)mol/L,检测限低至6.95×10~(-20)mol/L,可特异性识别错配序列,并且表现出良好的重现性和稳定性。[结论]该传感器在转基因食品的检测方面有良好的应用前景。     

Cu/CuO改性碳纳米管对亚甲基蓝的吸附特征

为探讨Cu/CuO改性碳纳米管对亚甲基蓝的吸附特征,采用Cu/CuO对碳纳米管进行了改性,通过SEM、XRD和比表面积-孔径分析仪对改性前后碳纳米管进行表征。以改性前后碳纳米管为吸附剂,研究了改性前后碳纳米管对亚甲基蓝的吸附动力学和吸附等温线,并且分析了环境因素包括温度、pH和离子强度对吸附的影响。结果表明:改性前后碳纳米管对亚甲基蓝的吸附过程符合准二级动力学方程,且在2 h左右达到吸附平衡,吸附等温线符合Freundlich模型,改性之后碳纳米管对亚甲基蓝的吸附能力增强。改性前后碳纳米管对亚甲基蓝的吸附量随温度的增加而降低,随pH和离子强度的增大而增大。研究表明,Cu/CuO改性碳纳米管对亚甲基蓝的吸附效果优于原始碳纳米管,Cu/CuO改性碳纳米管去除溶液中的亚甲基蓝主要通过疏水性相互作用、静电相互作用和铜与亚甲基蓝之间的络合作用。     

碳纳米管吸附特性的分子模拟研究

碳纳米管是一种重要的一维纳米材料,具有许多独特的力学、电学和化学性质。碳纳米管的吸附特性一直是碳纳米管领域研究的一个热点。碳纳米管特性的分子模拟研究主要有2种方法,一种是密度泛函理论方法,另一种是分子动力学模拟方法。该研究对碳纳米管的结构特征进行了介绍,重点对碳纳米管吸附特性的密度泛函理论研究和分子动力学模拟研究进展进行了综述,同时简要介绍了密度泛函理论和分子动力学模拟这2种分子模拟,展望了分子模拟研究方法在碳纳米管吸附特性研究方面的发展方向。     

碳纳米管吸附特性的分子模拟研究简

碳纳米管是一种重要的一维纳米材料,具有许多独特的力学、电学和化学性质。碳纳米管的吸附特性一直是碳纳米管领域研究的一个热点。碳纳米管特性的分子模拟研究主要有2种方法,一种是密度泛函理论方法,另一种是分子动力学模拟方法。该研究对碳纳米管的结构特征进行了介绍,重点对碳纳米管吸附特性的密度泛函理论研究和分子动力学模拟研究进展进行了综述,同时简要介绍了密度泛函理论和分子动力学模拟这2种分子模拟,展望了分子模拟研究方法在碳纳米管吸附特性研究方面的发展方向。     

碳纳米管对水稻种子萌发和根系生长的影响

将辽粳294水稻种子和不同浓度的碳纳米管共培养,对水稻种子萌发和幼苗生长情况进行观察,研究碳纳米管对水稻种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,适当浓度的碳纳米管(50~100μg/mL)促进了水稻种子发芽、根系生长和根系活力。当碳纳米管浓度增加到150μg/mL时,根系活力较100μg/mL时降低,但仍略高于对照。说明较低浓度的碳纳米管可以促进水稻种子发芽、根系生长和根系活力,而高浓度的碳纳米管则可能产生毒害作用。     

磁性碳纳米管对酸性品红的吸附性能研究

研究了磁性碳纳米管对酸性品红的吸附特性,考察了吸附剂用量、吸附时间、酸性品红浓度、温度、pH值等因素对脱色效果的影响,探究了其吸附动力学和吸附热力学。结果表明:磁性碳纳米管对酸性品红的吸附符合准二级动力学模型。不同温度下磁性碳纳米管对酸性品红的吸附等温线可以用Langmuir方程及D-R模型进行描述。     

单壁碳纳米管包层平面光波导分析

对单壁碳纳米管包层平面光波导TE模的模式特性进行了分析,研究波导结构对单壁碳纳米管包层平面波导模场的影响,讨论了波导的有效折射率、光强分布同波导介质层厚度和折射率之间的关系。结果表明,在碳纳米管包层厚度为1μm,波导区厚度在2μm,波导有效折射率为1.61时,碳纳米管包层内光强较大,有利于碳纳米管的非线性饱和吸收。研究结果为基于单壁碳纳米管可饱和吸收体的超短脉冲波导激光器的设计提供了理论指导。     

纳米氧化铜和纳米铜对肉仔鸡铜表观消化率的影响

[目的]为了研究在肉鸡饲料中添加纳米氧化铜和纳米铜对饲料中粗蛋白和微量元素铜、锌、铁、锰表观消化率的影响。[方法]选20羽20日龄AA商品肉仔鸡随机分为4组,1～4组在基础日粮中分别以硫酸铜、氧化铜、纳米氧化铜、纳米铜的形式添加铜8mg/kg,研究纳米氧化铜和纳米铜对肉仔鸡铜表观消化率的影响,试验期为9d。[结果]与硫酸铜、氧化铜相比,添加纳米氧化铜极显著提高铜的表观消化率(P<0.01),添加纳米铜显著提高铜表观消化率(P<0.05);添加纳米氧化铜能够显著提高锌、锰的表观消化率(P<0.05);添加纳米氧化铜和纳米铜对粗蛋白的表观消化率无显著影响(P>0.05)。[结论]纳米氧化铜和纳米铜的铜表观消化率极显著高于硫酸铜和氧化铜;添加纳米氧化铜可显著提高锌、锰的表观消化率。     

二氧化硅/木材复合材料的应力松弛

为弄清二氧化硅/木材复合材料中二氧化硅与木材的结合方式及粘弹性等性质,通过应力松弛方法研究该复合材料的应力松弛特性。结果表明:二氧化硅/木材复合材料的应力松弛量比未处理材小,并且随着增重率的增加,应力松弛量减小。加硅烷偶联剂法制备的二氧化硅/木材复合材料的应力松弛量比直接溶胶-凝胶法制备的小,表明加硅烷偶联剂法制备的二氧化硅/木材复合材料,二氧化硅无机体与木材有更多的结合,内部结合力更大。二氧化硅/木材复合材料的应力松弛过程中的表观活化能(ΔE)比未处理材大,并且随着增重率的增加,表观活化能增加。未处理材ΔE为19.50 kJ/mol,直接溶胶-凝胶法制备的增重率为12.63%、28.00%、90.29%的二氧化硅/木材复合材料的ΔE分别为22.95、25.31、29.06 kJ/mol;而加硅烷偶联剂法制备的增重率为8.08%、20.69%、89.27%的二氧化硅/木材复合材料的ΔE分别为23.21、26.01、29.82 kJ/mol。表明二氧化硅/木材复合材料在应力松弛过程中需要克服的能量增加。随着增重率增加,热力学量活化焓增大。      

Nonphytotoxic copper oxide nanoparticles are powerful “nanoweapons” that trigger resistance in tobacco against the soil-borne fungal pathogen Phytophthora nicotianae

Investigations into the potential application of nanoparticles acting as nanofungicides in sustainable agriculture are rapidly expanding due to the high antimicrobial properties of these compounds, which do not risk inducing pathogen resistance to fungicides.  A detailed understanding of the impact of copper oxide nanoparticles (CuO NPs) on soil-borne phytopathogenic fungi is yet to be obtained.  This study aimed to explore the in vitro antifungal activity and control efficacy of CuO NPs applied via irrigation with respect to tobacco black shank (TBS) disease caused by Phytophthora nicotianae.  The results revealed that CuO NPs greatly interfered with the reproductive growth process of this fungus, repressing hyphal growth, spore germination and sporangium production.  Additionally, morphological damage, intracellular ROS accumulation and increased SOD enzyme activity in hyphae were the antifungicidal mechanisms of these NPs.  In pot experiments, treatment with CuO NPs at 100 mg L^–1 significantly suppressed TBS development, compared with the effect on control plants, and the control efficacy reached 33.69% without inducing phytotoxicity.  Exposure to CuO NPs significantly activated a series of defense enzymes, and resistance genes in tobacco can further explain the mechanisms by which CuO NPs suppressed fungal infection.  The Cu content in both the leaves and roots of P. nicotianae-infested plants increased by 50.03 and 27.25%, respectively, after treatment with 100 mg L^–1 CuO NPs, compared with that of healthy plants.  In particular, a higher Cu content was observed in infected roots than in leaves.  Therefore, this study showed the potential of CuO NPs applied as nanofungicides and as nanoinducers of fungus resistance genes for the management of TBS through inhibition of pathogen infection and stimulation of plant defenses.     

耐铜细菌及其菌群对纳米CuO的淋滤作用研究

通过PCR-DGGE和测序等方法分析了铜累积性植物茵陈蒿(Artemisia capillaris Thunb.)根际的细菌群落, 并研究了耐铜细菌对纳米CuO(CuO NPs)的淋滤作用, 试图提高CuO NPs的生物有效性, 以加速修复进程。结果表明, 茵陈蒿根际细菌多样性很低, 主要由气球菌属、寡养单胞菌属和微球菌属组成, 其中气球菌属为优势属。低浓度CuO NPs处理对细菌S31的生长有一定促进作用, 但400 mg·L^-1的CuO NPs则会对其产生明显抑制;不同浓度下, 细菌S31对CuO NPs的淋滤作用有明显差异;驯化不仅明显改善了细菌的生长状况, 还进一步增强了CuO NPs的淋滤。通过微生物提高人工纳米材料生物有效性的方法能否实际用于环境修复还有待进一步的试验进行验证。     

铜尾矿库重金属元素的形态分布及生物有效性

[目的]研究德兴铜矿尾砂库周边农田土壤中重金属（Cd、Zn、Cu）的形态分布特征和生物有效性。[方法]采用HCl提取和Tessier连续提取法研究了土壤中的重金属形态分布及生物有效性。[结果]用0.1mol/LHCl提取重金法测得Cu、Zn和Cd含量分别为：3.55～131.80、7.25～44.10、0.06～0.38mg/kg,其平均值分别为40.25、13.22、0.19mg/kg。[结论]Cu主要以有机结合态形式存在,Zn主要以残渣态形式存在,2者均处于相对稳定状态,而Cd则主要以可交换态形式存在,易发生迁移,对环境潜在影响较大。     

紫皮洋葱和黄皮洋葱矿质元素的比较分析

为洋葱的药用和开发利用提供科学依据。采用ICP法测定了2种洋葱中的矿质元素。紫皮洋葱和黄皮洋葱中均含有Fe、Mn、Cu、Zn等7种人体必需的矿质元素,且Zn/Cu比值较小。洋葱的抗衰老及防治冠心病和高血压等作用可能与其含有多种矿质元素有关。     

峨眉山市和夹江县茶园土壤及茶叶重金属污染评价

[目的]研究峨眉山市和夹江县茶园土壤及茶叶Cu、Cr、Cd、Pb、As和Hg 6种重金属含量,并进行污染评价。[方法]采用原子吸收分光光度法测定重金属Cu、Cr、Cd、Pb的含量以及原子荧光分光光度法测定As、Hg的含量,以《土壤环境质量标准GB 15618—1995》为依据,采用单因子污染指数和综合污染指数对茶园土壤样品进行评价。[结果]Cu、Cr、Cd、Pb、As、Hg的平均含量分别为30.59、67.08、0.35、24.15、13.32、0.13 mg/kg,根据国家标准GB 15618—1995土壤环境质量二级标准值,Cd处于临界水平,而重金属Cu、Cr、Pb、As、Hg的单项污染指数均小于1.0,属于安全级别。以GB 2762—2012、NY 659—2003、NY/T 288—2012为依据,5个采样点茶园茶叶原料样品中的Cu、Cr、Cd、Pb、As、Hg的含量均远低于国标或部颁的最高含量限值。[结论]峨眉山市和夹江县区域茶叶中重金属是安全的,符合国家标准。     

石灰性土壤在不同利用方式下FeCu的形态研究

采用连续浸提的分析方法研究了石灰性土壤在不同利用方式下铁、铜的形态组成及其与有效量之间的关系。结果表明，土壤中铁主要以ＲＥＳ—Ｆｅ和Ｒ_２Ｏ_３—Ｆｅ形态存在；铜主要以ＲＥＳ—Ｃｕ形态存在，其次是ＦＸＣ—Ｃｕ和Ｒ_２Ｏ_３—Ｃｕ。土壤中ＲＥＳ—Ｆｅ的相对含量旱地土壤高于水旱轮作土壤，而水旱轮作土壤又高于冬水田，Ｒ_２Ｏ_３—Ｆｅ、ＣＡ—Ｆｅ、ＯＭ—Ｆｅ都是旱地土壤低，冬水田最高。土壤中ＷＳ—Ｃｕ、ＥＸＣ—Ｃｕ和ＥＲＭｎ—Ｃｕ三种形态含量：冬水田相对最高，水旱轮作次之，旱地最低。有效铁与ＣＡ－Ｆｅ和Ｒ_２Ｏ_３—Ｆｅ呈显著正相关，说明冬水田供铁较充足，而旱地土壤易于缺铁。有效铜与ＥＸＣ—Ｃｕ和ＥＲＭｎ—Ｃｕ呈极显著正相关，说明冬水田供铜较充足，旱土土壤则相对偏低。     

电感耦合等离子发射光谱法测定金银花中微量元素

采用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES法)测定了金银花不同器官中的微量元素,结果表明:当消解液为HNO3,HCIO4=5:1(V:V)时金银花中各种微量元素有均较高的检测灵敏度,其花中的Ca、Cd、Co、Cu、Fe、Mn、Ni、Sr、Zn含量分别为1.5154、0.0147、0.0056、0.0753、0.7471、0.0341、0.036、0.0293和0.2045 mg/g,枝中的含量分别为8.6776、0.0227、0.0011、0.0569、0.5881、0.0698、0.0344、0.1166和0.1145 mg/g,叶中的含量分别为3.7197、0.0202、0.0048、0.0767、1.7614、0.0546、0.0637、0.0512和0.102 mg/g;样品中9种元素的线性范围在0～8 mg/L,相对标准偏差均小于5.0%,回收率在97.40%～102.50%之间.说明ICP-AES法测定微量元素.具有快速、准确、线性范围宽等优点.     

金环胡蜂食用虫态矿质元素含量分析

以微波消解法处理金环胡蜂(Vespa mandarinia Smith)4种食用虫态即幼虫、初化蛹、老熟蛹和成虫,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)对这4种食用虫态样品中的K、P、S、Ca、Mg、Fe、Cu、Co、Mn、Se、Zn、Ba、Al、Cd等14种矿质元素成分进行了分析。结果表明:金环胡蜂各食用虫态中的K、P、S、Ca、Mg、Fe、Zn和Se等元素含量特别丰富,具有较高的食用价值;有害元素中Cd的含量为0.09～0.36μg/g,尚在国家食品污染物限量范围内,而Al的含量96.78～320.52μg/g,偏高。