海洋微塑料研究挑战与展望

海洋微塑料污染是全球共同面对的重要环境问题之一。过去10 a,海洋微塑料研究发展迅速,但也暴露出一些亟待解决的关键科学问题,包括突破小粒径微塑料和纳米塑料的检测技术瓶颈、建立标准化的微纳塑料分析检测方法、优化海洋微塑料输运模型以及完善生态风险评估方案等。本文简要概述了近海、大洋和极地微塑料污染的现状,总结了海洋微塑料研究在样品采集和检测分析方面存在的挑战、在海洋微塑料存量估算和海洋微塑料输运模拟及生态风险评估方面存在的不足等,并展望了海洋微塑料未来研究方向,旨在为海洋微塑料常规监测、科学研究、风险评估和治理管控等方面提供借鉴和参考。     

海洋多糖基微纳米药物控释载体制备技术及其产业化

近年来,作为生物活性物质理想的"储库",微纳米药物控释载体的研究已得到快速发展。其中,以海带、龙虾壳为原料的壳聚糖和以海藻酸钠为代表的海洋多糖基微胶囊由于价廉易得、安全无毒、理化性质稳定好而受到推崇,但海洋多糖基微纳米药物控     

隐伏矿床上方纳米铜颗粒存在形式与成因

在铜镍矿床覆盖层土壤颗粒中和其下伏原生矿石中同时采集到金属纳米颗粒,颗粒在其粒径大小、形貌、连接和簇聚形式、微粒元素组合等性质上相似,表明两者为同成因物质,是内生成矿作用元素存在形式,土壤颗粒中金属纳米颗粒来自深部矿体。在金矿上方土壤颗粒中采集的纳米金属颗粒,与在铜镍矿床覆盖层土壤颗粒中采集观测到的微粒,在微粒性质可以对比,表明元素的纳米微粒是稳定形式,在其源区形成后可借助多种营力,穿越后期地质作用覆盖层,在近地表被土壤地球化学障捕获滞留,是深部矿化的有效传递物质。深穿透地球化学技术可从土壤中分离富集采集到此纳米微粒,并通过其微粒性质,追踪其源区性质。此研究结果在实用意义上,可为以土壤作为采样介质的深穿透地球化学勘查探测覆盖区隐伏矿方法提供理论依据。     

金在气相中迁移与有机质演化生烃关系的实验研究

火山喷气沉积物中微米级金的发现、化探地气测量检测出金等现象表明 ,在自然界金可在气相内存在。但是金以何种形式存在及其迁移机理尚待探讨。本项研究选取并制备了有地质意义的含硫有机金属化合物———烷基硫醇衍生纳米金 ,将其添加至含有机物质的自然样品中 ,在专门设计的真空加热装置中用泡塑收集其在不同温度条件下的气相产物 ,分析对比实验中产生的气相带出金的含量和气体成分 ,并与金的氯金酸水溶液作用过的样品进行对比。模拟与有机质密切相关的金在气相中迁移的地质过程。实验结果表明 ,含十二烷基硫醇衍生纳米金样品及其纯物质在升高温度条件下的气相产物带出金高于同样条件下用氯金酸处理过的含金样品。金的迁移与升高温度时产生的烃类气体有关。该实验为与有机质演化生烃有关的金气相迁移成矿过程提供了实验依据 ,由于十二烷基硫醇衍生纳米金中纳米金团簇是稳定存在于烷基硫醇结构内 ,因而实验也说明了金的纳米簇团迁移与有机质之间的密切关联。与有机质及其气相演化产物密切相关的金的气相迁移 ,是金在自然界呈气相迁移的重要形式之一。     

自组装制备铁氢氧化物纳米薄膜

铁矿物是环境水体、土壤、沉积物和岩石的主要组分,其变化对环境的地球化学性质影响极大,如对土壤肥力、有机质降解、重金属元素的吸附与释放等.研究以石英粉(SiO2)为基底,在其上组装磺酸根(-SO3H)为外侧功能团的自组装单层,并以此自组装单层为模板,于Fe(NO3)3-HNO3低温液相反应体系中诱导生长铁的氢氧化物纳米薄膜.最佳的薄膜沉积条件为Fe(NO3)3浓度2.0 mM、pH为2.00、70℃水浴;薄膜的生长动力学曲线表明6 h的反应时间即完成薄膜沉积,而体系pH值对薄膜沉积有较大影响;用TEM和SEM表征该薄膜,在实验条件下生成的铁氧氢氧化物薄膜结晶良好,电子衍射分析表明结晶物相为针铁矿.     

生物质炭负载纳米零价铁对水中硝态氮的还原去除机理研究

采用液相还原法成功制备纳米零价铁,并组装出生物质炭负载纳米零价铁复合材料(NZVI/BC)。XRD图谱显示,NZVI/BC由生物质炭(BC)和纳米零价铁(NZVI)两种成分复合而成;SEM图像显示,加入生物质炭之后,NZVI颗粒在炭表面分散良好。研究考察溶液p H值、还原剂投加量、铁/炭比和NO-3初始浓度等因素对NZVI/BC还原性能的影响。结果表明,NZVI/BC显示出优良的还原性能。在相同条件下,反应2 h,NZVI对NO-3的去除率为75%,而NZVI/BC对NO-3的去除率为96%。NZVI/BC是一种具有应用前景的硝态氮净化材料。     

不同条件下Cu Pd TiO2多金属纳米电极去除地下水中硝酸盐氮的影响

以Pt为阳极,以Ti纳米管为基底修饰一薄层Pd和Cu构成的多金属纳米电极为阴极,搭建电化学反应器进行去除硝酸盐氮(NO3- N)研究,观察了在不同电流密度、初始浓度和pH值条件下该多金属纳米电极对NO3- N去除率的影响。结果表明,在电流密度为30 mA/cm2,添加050 g/L的 Na2SO4作为支持电解质的条件下,电解90 min后Cu Pd TiO2多金属纳米电极对硝酸盐的去除率可达81%,而相同条件下金属Ti做阴极时对硝酸盐的去除率仅为245%。溶液pH值的改变对 NO3- N的去除效果几乎没有影响;随着电流密度的增高,NO3- N的去除效率也随之提高;而随着溶液初始浓度的升高,NO3- N的去除率反而略有下降。     

纳米硅对冻结黏性砂土强度影响试验研究

对加入1%纳米硅的黏性砂土进行温度-2℃、围压0.3~18 MPa的常规三轴压缩试验。试验结果表明：掺入纳米硅的冻结黏性砂土强度明显提高,在σ₃=3 MPa时强度提高甚至达到130%。将强度随围压的变化分成三个阶段：强化阶段,压融阶段,残余阶段。试验应力-应变曲线具有应变软化特性,修正的Duncan-Chang双曲线模型与其吻合良好。通过对修正的Duncan-Chang双曲线模型进行微分,分析得到初始切线模量随围压的变化可分成强化、压融和残余三个阶段。     

A TEM Study on Fluid Inclusions in Coesite-bearing Jadeite Quartzite in Shuanghe in the Dabie Mountains

Fluid inclusions at a nano to sub-micron scale in quartz from jadeite quartzite at Shuanghe, Dabie Mountains, have been investigated by using the transmission electron microscopy (TEM). Most fluid inclusions are spherical or negative crystal shaped, forming wide swarm-like trails. The TEM reveals that the relationship between coesite and the host quartz is syntaxic and provides strong evidence of the occurrence of high-salty fluids at peak metamorphic conditions. The fluid inclusions are often connected to dislocations, which are undetected at the scale of optical microscopy. Non-decrepitation leakage of fluid inclusions may occur by pipe diffusion of molecule H2O or CO2 along dislocations from the inclusions into the host quartz, thus leading to original inclusion density and composition changes. It should be taken into full account for the correct petrological interpretation of micro-thermometric results.     

煤矸石提铝与溶胶凝胶法合成纳米α-Al2O3的研究

随着科学与技术的发展,我国的煤炭消费量逐年增加.在煤炭采掘的同时,伴随开采的煤矸石不仅占用了大量土地,而且污染了环境.煤矸石中含有约35%的Al2O3和45%的SiO2以及大量农作物生长必需的微量元素,而α-Al2O3是用于制作精细瓷器、耐火材料和其他纳米功能材料的主要原料.有文献报道用(NH4)2SO4提取煤矸石中的Al2O3,制备纳米α-Al2O3.