《用新发明的太阳能有机化合物解决空气和水体污染》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 金慧敏
  • 发布时间:2016-03-10
  • 西班牙阿利坎特大学的纳米科学家改进了常见化合物二氧化钛,使它们由白色变为黑色来提高其作为消毒剂的效率,来消除空气和水体中的有机污染,使它们应用在环境中成为可能。

    由于二氧化钛容易生产、无毒,应用广泛,可以作为色素起到增白作用,如肥皂、化妆品、油漆、纸张,甚至食物、牙膏和药物中等,用于它具有强烈的紫外线吸收能力,也被广泛应用在防晒霜中。也是一种高品质光催化剂,在紫外线下可起反应变成消毒剂。然而由于紫外线仅仅占太阳辐射的5%,白色二氧化钛这个作用变得无效。

    这项研究中,研究人员在二氧化钛中添加一种染发剂中的化合物,变成黑色二氧化钛。由于褐色可吸收更大范围的太阳光谱,黑色的二氧化钛在紫外线和可见光范围内都更加有效。这样,黑色二氧化钛可以在水中净化植物,可用作池水清洁中。也可用在道路和房屋上,黑色二氧化钛可以消除掉空气中的一氧化氮,改善空气质量。尽管存在相似的技术,但这项新发明成本较低、高效。

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  • 《Science Advances:球藻种群对溶解有机化合物的渗透》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2023-06-24
    • 球藻多为光能自养型生物,少数属栖息在光照不足的亚光环境中,这表明球藻可能存在其他碳获取策略。为了解此过程,研究者基于2018年西北大西洋航次,在球藻物种丰富的地区,对九个站点进行了采样,寻找包含丰富的球藻种群的位置和深度。随后将浮游植物的自然种群与14C-乙酸盐、14C-甘露醇、14C-甘油和14C-碳酸氢盐(后者用于估计光合碳固定)在独立容器中使用原位模拟条件在温度/光控制的培养箱中进行为期超过24小时的孵育。24小时后使用流式细胞术从这些群体中分选球藻,并测定其溶解有机碳(DOC)摄取率。 这项研究包含两个目标:(1)测量14C-乙酸酯、14C-甘露醇和14C-甘油作为碳源的混合营养吸收和同化,并通过球藻的天然组合将其与溶解无机碳DIC的自养摄取和同化进行比较。这些实验的设计使用放射化学和单细胞/流式细胞仪(FCM)方法来区分球藻的渗透营养与其他天然存在的微藻的渗透营养。(2)测试14C标记的有机物在球藻的自然种群中固定到颗粒有机碳(POC)和颗粒无机碳(PIC)部分,以检查球藻载体渗透营养在生物碳泵(BCP)和碱度碳泵(AP)中的潜在作用。 这些实验的总体结果表明,在西北大西洋的富营养化、中营养和低营养水域中,观察到DOC化合物、乙酸盐、甘露醇和甘油的环境浓度较低,DOC摄取率高达10-15 moles cell−1 day−1,相对于光合作用速率(10-12 moles cell−1 day−1)缓慢。有机化合物的生长速率很低,表明渗透营养在弱光情况下更多地是一种生存策略。在颗粒有机碳和颗粒无机碳中都发现了同化的DOC,这表明DOC对球藻方解石的渗透营养吸收是生物碳泵和碱度泵范式的虽然小,但是重要的一部分。(李亚清 编译)
  • 《美团队用锌及有机化合物打造出新型玻璃 柔韧性更高》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-03-20
    • 传统的石英玻璃是由二氧化硅(SiO2)所制成的,而工业化还带来了运用硼、聚合物和金属等材料制成的各式玻璃,近期国外团队开发出一种由金属和有机化合物制成的全新玻璃类型「 ZIF-62」,这种新材料不仅比旧有类型更容易形成玻璃,同时也具有更高的柔韧性。 除了组成原子的区别,ZIF-62 与二氧化硅玻璃的四面体结构大致相同,中心的锌(zinc)原子被两种有机化合物围绕,这两种有机化合物分别是imidazolate和 benzimidazolate。 不论是哪种类型的玻璃,为了保持表面光滑,生产过程中都得非常谨慎保持平衡,多数材料必须在加热至熔化后迅速冷却,才能呈现非晶(Amorphous)的形式,而这种材料在焠火时形成玻璃的能耐便被称为「 玻璃形成能力」(glass-forming ability,GFA)。 团队在研究过程发现,随着加入的 benzimidazolate 越多,玻璃形成能力也就越好,截至目前为止,二氧化硅玻璃是已知具有玻璃形成能力的组成,但团队认为,ZIF-62 将会改写这项纪录,它已经超过了 50 种现有的玻璃类型, 甚至比硅基玻璃更柔韧。 尽管如此,ZIF-62 目前仍有一些问题需要解决。 现有玻璃的制作过程受益于数千年的改良,相较之下 ZIF-62 还处于研究的早期阶段,还无法与之竞争。 为了制造这种新型态的玻璃,团队必须先合成有机化合物,然后将其与含水硝酸锌(hydrous zinc nitrate)和溶剂混合,接着加热到约 800°F(427°C)并维持一段时间才能完全熔化,但当温度达到 980°F(527°C)时,它则将会开始蒸发。 团队目前已经运用光谱学和 X 光观察了一些材料特性,也对 ZIF-62 的光学和机械性能进行了一些测量,其中一些测试还是在纽约康宁公司(Corning)完成,但目前仍有许多内容有待了解。 研究作者之一的 John C. Mauro 表示,这种材质的玻璃非常新颖,尽管他们已经确定了它的玻璃形成能力和一些能力,但我们还没有完全了解它所有的材料特性,“我们还需要研究如何将制作过程适用于量产。” 团队预计未来还将持续研究其他的金属有机玻璃配方,包括潜在的钴基玻璃(cobalt-based),这项研究目前已公布在《科学进展》(Science Advances)期刊中。