[目的]本文旨在利用天然低共熔溶剂(NADES)高效去除大米粉中重金属镉,并对其机制进行探索。[方法]以加热法合成的15种NADES为洗脱剂,采用洗脱的方式,深入探讨NADES去除大米粉中重金属镉的效果及其机制,并以2种革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌和单增李斯特菌)和2种革兰氏阴性菌(沙门氏菌和大肠杆菌)为指示菌,研究NADES的毒性。同时,通过吸附动力学和吸附热力学的方法研究NADES去除重金属镉的机制。[结果]15种NADES对大米粉中镉表现出较好的去除效果,镉去除率达到51%~96%。NADES毒性试验表明,除3种有机酸基质NADES由于其过低p H值对细菌生长造成影响之外,其余12种NADES表现出良好的生物相容性。初步去除机制试验表明,Freundlich等温吸附模型和拟二级动力学模型能很好阐明NADES的吸附机制。[结论]NADES是一种能高效去除大米粉中重金属镉的新型绿色溶剂。本研究建立了一种绿色高效去除镉污染大米粉中重金属镉的方法,为其他农产品重金属去除提供了思路。

[目的]以天然低共熔溶剂(NADES)作为低温保护剂,研究其在冷冻干燥期间对嗜热链球菌活力的影响。[方法]通过透射电子显微镜观察嗜热链球菌冷冻期间的损伤机制,并利用平板计数法测定嗜热链球菌的存活率。采用控制变量法分析嗜热链球菌细胞的最优裂解条件,测定嗜热链球菌中乳酸脱氢酶(LDH)和β-半乳糖苷酶活性,同时通过低场核磁共振仪测定NADES中的水分活度。[结果]嗜热链球菌冷冻后细胞中的细胞膜部分消失,细胞内的细胞质聚集成团,细胞间的链状结构消失,细胞表面蛋白完整。当体系中含有50%NADES时,嗜热链球菌的存活率明显高于体系中含有80%NADES的。在冷冻干燥后,只有氯化胆碱与山梨糖醇形成的NADES显著提高了嗜热链球菌冷冻干燥后的存活率(88.28%)。最优的裂解条件为:在1.2 mg·m L-1溶菌酶和0.5%(体积分数)Triton X-100的溶液中37℃裂解30 min。NADES对胞内LDH和β-半乳糖苷酶没有显著的保护作用。嗜热链球菌在含有氯化胆碱类的NADES中冷冻干燥的存活率较高。[结论]在冷冻期间细胞内冰晶对细胞膜和细胞质的损伤是主要的损伤机制,使用氯化胆碱和山梨糖醇形成的天然低共熔溶剂能显著提高嗜热链球菌冷冻干燥后的活力,嗜热链球菌的存活率与NADES中的水分活度有关。

开设研究型综合实验是培养高素质技能型、创新型人才的有效途径。设计了"低温共熔溶剂[ChCl][Urea]n的合成及其性能研究实验"。采用红外光谱、核磁共振氢谱对其结构进行了确证,考查了低温共熔溶剂[ChCl][Urea]n的组成与黏度的关系。该实验集合成、波谱分析、性能测试于一体,可以作为大学低年级化学开放实验或准研究性实验,也可作为高年级的研究型综合实验。

[目的]研究氯化胆碱/乳酸(choline chloride/lactic acid,C hCl/Lac)低共熔溶剂(deep eutectic solvents,DESs)对杨木的预处理效果,及稀酸、稀碱和水在ChCl/Lac预处理杨木过程中的协同效果,为利用杨木制备可发酵糖提供依据。[方法]以粉碎的杨木原料为试验材料,采用ChCl/Lac(物质的量比为1:2)及质量分数1%H_2SO_4、质量分数1%Na_2CO_3和去离子水分别协同ChCl/Lac预处理杨木,每种预处理方式均设置120,150和170℃3个温度,分析不同预处理方法对杨木化学组成、结构形态及酶水解效率的影响。[结果] ChCl/Lac预处理及1%H_2SO_4、1%Na_2CO_3和去离子水分别协同ChCl/Lac预处理对杨木中的半纤维素和木质素均有比较好的脱除效果,其中在反应温度大于150℃时,1%H_2SO_4协同ChCl/Lac预处理可以使杨木中的半纤维素和木质素的脱除率分别达到96%和71%以上,效果最好;与ChCl/Lac预处理相比,去离子水协同ChCl/Lac预处理对木质素的脱除反而有抑制作用。与杨木原料相比,各种预处理方式均提高了杨木样品的结晶度和纤维素含量,并增强了杨木样品的热稳定性。1%H_2SO_4协同ChCl/Lac在150℃预处理后可使样品72 h酶水解的葡萄糖得率达96.3%,是杨木原料(16.8%)的5倍以上。与ChCl/Lac预处理相比,1%Na_2CO_3和去离子水协同处理对酶水解效率没有明显促进效果。[结论]1%H_2SO_4协同ChCl/Lac预处理可明显提高杨木中半纤维素和木质素的脱除率及杨木的结晶度、破坏杨木的纤维结构、降低结构强度、影响热稳定性,进而有效提高杨木酶水解效率。

【目的】为了解决木材矿化改性渗透难、矿化位点少等问题，本研究采用低共熔溶剂（DES）预处理速生杨木、打开木材渗透通道、构建活性位点，研究低共熔溶剂预处理对表面矿化木材性能的影响。【方法】本研究使用DES预处理杨木构建矿化位点，诱导SiO₂在木材表面实现原位矿化，再通过热压制备表面矿化木材，分析DES预处理对表面矿化木材物理力学性能的影响作用；以较优条件制备表面矿化木材，并分析其微观结构形貌和热性能。【结果】（1）表面矿化木材的密度、质量增长率和表面硬度均随DES预处理时间的增加呈先上升后下降的趋势；预处理为2 h时，较未处理材分别提高了35.25%、16.35%和51.53%；表面矿化木材的疏水性大幅提高，预处理0.5 h时初始接触角增大了74.08%。（2）DES预处理可以显著改善表面矿化木材力学性能；当DES预处理时间为2 h时，表面矿化木材的抗弯强度和弹性模量分别提升了20.53%和214.55%。（3）表面矿化处理向木材内引入SiO₂形成有机–无机杂化结构，提高木材阻燃性能；DES预处理2 h时，表面矿化木材的质量残余率相较于未处理材提高了70.81%，热释放速率降低了69.9 kW/m²，总热释放量降低了27.3 MJ/m²。【结论】速生杨木经DES预处理和表面矿化联合改性后物理力学性能提升，热稳定性和阻燃性能良好。

运用植物修复(phytoremediation)技术,选取金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)、伊乐藻(Elodea nuttallii)、苦草(Vallisnerianatans)3种沉水植物,比较研究不同pH与镉浓度对它们生长及去除镉效果的影响。结果表明,3种沉水植物均能耐受一定浓度范围的镉污染,并能不同程度地去除水体中的镉;在实验对照组中,金鱼藻与伊乐藻在pH为8.5、镉浓度为15μg/L的溶液中,去除镉的能力最强,苦草在pH为7.5、镉浓度为10μg/L的溶液中,去除镉的能力最强。在沉水植物活体中,伊乐藻对水体镉的抗性和去除率最大(达92%),金鱼藻次之(达90...

该文设计了利用氢键调控低共熔溶剂碳捕集性能的教学实验。实验以四乙基铵4-氟苯酚盐（[Et_(4)N][4-F-PhO]）为氢键受体，以乙二醇（EG）和4-氟苯酚（4-F-PhOH）为氢键供体，合成了多种低共熔溶剂，用于捕集CO_(2)；测定了低共熔溶剂的碳捕集量；利用核磁共振谱和红外光谱研究了低共熔溶剂的碳捕集机理。实验结果表明，阴离子[4-F-PhO]~(─)与氢键供体之间的氢键作用强度对捕集能力有重要影响。本实验与热点问题相结合，有助于激发学生的科研兴趣，提升实践操作能力。

【目的】马尾松松针富含多酚、黄酮类化合物,具有多种活性功能。通过对马尾松松针的低共熔溶剂(DES)提取物的制备及其抗氧化活性进行研究,深度开发林下资源,获得与传统提取方式相比更加绿色环保、活性优良并且高效的制备方法。【方法】采用超声波技术辅助低共熔溶剂提取马尾松松针中活性成分,首先通过对比提取效果对3种低共熔溶剂进行了筛选,进一步在选定的低共熔溶剂(氯化胆碱/葡萄糖)基础上,进行液料比、超声温度、超声时间、超声功率对提取效果影响的单因素试验。在单因素试验基础上,以多酚、黄酮得率为指标,响应面法优化主要工艺参数,对比提取物与传统醇提物对DPPH·、ABTS~+·的清除能力以及还原能力的差异。【结果】马尾松松针提取物的最佳提取工艺为:液料比为10 mL/g,超声温度为48℃,超声时间为60 min,超声功率为300 W。在此条件下,多酚得率为7.387%,黄酮得率为10.377%,回归模型拟合良好,与醇提物相比,低共熔溶剂提取物的抗氧化活性整体优于醇提物。【结论】采用超声波技术辅助低共熔溶剂提取的马尾松松针提取物的得率显著高于普通醇提法,通过显著性分析比较得出DES提取物抗氧化活性显著优于醇提物。该方法绿色环保,可实现高效提取马尾松松针成分,并充分保持其生物活性,在提升马尾松的资源利用方面具有一定的意义。

比较在低、中、高3种浓度水平下苦草(Vallisneria natans)对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)4种重金属离子的去除效果及其叶绿素荧光参数的响应，结果表明：(1)在4种重金属中苦草对Cu~(2+)的去除效果最好，对Zn~(2+)的吸收量最高。苦草对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)的最高吸收量分别为4.21、25.3、0.231、0.509μg/g, Cu~(2+)的中质量浓度组衰减比最高(47.33%),Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)均为低质量浓度组衰减比最高，分别为33.13%、29.2%、45.7%;(2)重金属胁迫下，Cu~(2+)、Zn~(2+)高质量浓度组中苦草叶绿素a含量比Cd~(2+)、Pb~(2+)高质量浓度组下降幅度小，叶绿素b含量下降幅度则为Zn~(2+)>Cu~(2+)>Cd~(2+)>Pb~(2+),高质量浓度组下降幅度大。(3)苦草最大光化学效率(F_v/F_m)、潜在光化学效率(F_v/F_0)在Cu~(2+)、Zn~(2+)胁迫下有不同程度的升高，而在Cd~(2+)、Pb~(2+)胁迫下均显著下降。光化学淬灭系数(Q_p)、非光化学淬灭效率(Q_n)和调节性能量耗散的量子产量(Y_(NPQ))均随重金属质量浓度升高而下降，其中Zn~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)各质量浓度组Q_p下降幅度依次减小，而有效量子产量(Y_Ⅱ)随重金属质量浓度升高而升高。总体而言，苦草更适合用于去除水体中的Cu~(2+)、Zn~(2+),研究结果为重金属污染河道生态修复奠定基础。

根据电化学方法基本原理,探讨不同电压降条件下污泥中主要重金属的动电去除效果,结果表明,在0-2.0 V.cm-1不同电压降条件下,阳极附近污泥的pH值降低,而阴极附近的pH值则有所升高.阳极附近污泥的电导率均低于处理前,并随着距阳极距离的增大而提高.除0.5 V.cm-1处理的污泥柱电流随时间变化不大外,其他电压降处理污泥柱的电流在0-28 h均呈上升趋势,之后则下降.污泥总Cr去除效果以1.0 V.cm-1电压降处理较为理想,去除率达43.02%,而总Pb和Cd去除效果则以2.0 V.cm-1电压降处理较为理想,去除率分别高达71.36%和92.89%.

【目的】探讨多壁碳纳米管和重金属的相互作用,对复合生态毒性评价具有重要意义。【方法】测定3种不同官能团多壁碳纳米管(短、短羟基和短羧基)与镉离子(Cd~(2+))对大肠埃希菌Escherichia coli的单独及复合毒性,并通过碳纳米管zeta电位测定、沉降和吸附实验揭示短多壁碳纳米管-Cd~(2+)混合物的细菌毒性及影响机制。【结果】3种多壁碳纳米管细菌毒性从强到弱依次为短多壁碳纳米管、短羧基多壁碳纳米管、短羟基多壁碳纳米管。100 mg·L~(-1)短多壁碳纳米管混合不同质量浓度(0、 1、 2、 4、 8、 10 mg·L~(-1))Cd~(2+),复合毒性从强到弱依次为短多壁碳纳米管-Cd~(2+)、短羧基多壁碳纳米管-Cd~(2+)、短羟基多壁碳纳米管-Cd~(2+),且复合毒性都小于两者叠加毒性。不同质量浓度(10、 20、50、 100、 200 mg·L~(-1))多壁碳纳米管混合1 mg·L~(-1)Cd~(2+),复合毒性从强到弱依次为短多壁碳纳米管-Cd~(2+)、短羧基多壁碳纳米管-Cd~(2+)、短羟基多壁碳纳米管-Cd~(2+)。【结论】多壁碳纳米管-Cd~(2+)混合物的细菌毒性主要取决于多壁碳纳米管对Cd~(2+)的吸附状况。图4表1参18

采集被重金属As、Cd、Pb和Zn污染的土壤,选用SiO_2、CaO、CaCO_3、FeSO_4和绿肥5种稳定剂对土壤重金属进行稳定化试验。结果表明:施用单种稳定剂时,FeSO_4对土壤中As的稳定效果最明显,CaO和CaCO_3对土壤Cd、Pb、Zn的稳定效果相对较好,绿肥的稳定效果最差,且5种稳定剂均是随着添加比例的增加对土壤中重金属的稳定效果越好;同时施用2种稳定剂时,FeSO_4和CaO与FeSO_4和CaCO_3均具有较高的稳定效率,3%FeSO_4和3%CaO能达到同时修复As、Cd、Pb、Zn的效果;先后施用FeSO_4和CaO 2种稳定剂时,先加入FeSO_4时,土壤中4种重金属As、Cd、Pb、Zn的稳定效率分别为92.07%、31.08%、27.35%、53.91%,而先加入CaO时,4种重金属As、Cd、Pb、Zn的稳定效率分别为88.21%、40.14%、29.81%、55.12%。可见,在稳定多种重金属时,除了考虑稳定剂的不同配方及比例外,还应考虑添加顺序等。

盆栽条件下,研究了铅与镉胁迫对富友1号玉米籽粒中蛋白质含量、脂肪含量和淀粉含量的影响。铅胁迫试验设0,250,400,550,700,850,1000μg·g-1(以纯铅计)7种浓度处理;镉胁迫试验设0,8,16,24,32,40,48μg·g-1(以纯镉计)7种浓度处理。结果表明:在重金属胁迫下,玉米籽粒蛋白质、脂肪含量变化均呈先升后降趋势,在铅胁迫下,700μg·g-1处理蛋白质含量最高,为100mg·g-1;在镉胁迫下,32μg·g-1处理的蛋白质含量最高,为115mg·g-1。淀粉含量变化趋势与此相反,其中铅胁迫下的淀粉含量分别是724,715,713,712,709,715,725m...

为了研究重金属Ｃｄ对玉米生理生化特性的影响及体内的转运规律，探索玉米应答Ｃｄ胁迫的品种差异和耐性机理。以低积累型品种郑单９５８和高积累型品种成单３０为材料，采用室内溶液培养方法，在不同浓度（０，５０，１００，２００，４００μｍｏｌ／ｌ）胁迫不同时间后测定玉米幼苗生长，部分生理生化特性以及植株叶片和根系的Ｃｄ含量，分析Ｃｄ对玉米苗期形态特征，生理生化特性及Ｃｄ在叶片的转运能力的影响。结果表明，随着Ｃｄ浓度的增加和胁迫时间的延长，总根长、株高、整株鲜质量以及叶绿素（ａ＋ｂ）含量，富集能力和转运能力均明显下降，叶片的相对电导率显著上升。相关性分析进一步证实，叶片Ｃｄ含量分别与叶片Ｓｏｄ、ＣａＴ活性、．．．

在野外条件下,采用盆栽方式,研究了川党参对土壤中重金属镉的积累特性。结果表明,川党参对土壤中的重金属镉具有富集作用,且随着土壤中添加镉浓度的增加,富集作用增强,但对川党参根长、根粗和根重的生长影响不显著。川党参茎叶对镉的富集作用强于根部,约为根部的1.5倍;而整株对镉的富集浓度约为土壤中的剩余镉浓度的6~12倍,具有显著的富集特性。不同采收月份,川党参根对镉的富集效果有差异,8月根中镉含量最低。不同地域试验中,巫山和武隆两地试验结果均显示,两地川党参对土壤中镉的吸收规律基本一致,但巫山川党参根和茎对土壤中镉的富集作用都强于武隆的。