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中美科学家合作，联手破解“白色污染”难题: 热度 3 zhpd55 2016-6-21 17:00; 中美科学家合作，联手破解“白色污染”难题降解塑料使其转化为燃料的一种新方法诸平（点击图片可以链接到原文）触目惊心的白色污染（ White Pollution ）塑料污染有目共睹，无处不见，无处不有，这场“白色革命”带来的“白色污染 (White Pollution) ”让人左右为难，全面禁止使用塑料又不大可能，任其发展带来的污染有令人头痛。白色污染是人们对难降解的塑料垃圾 ( 多指塑料袋 ) 污染环境现象的一种形象化称谓。它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物，由于随意乱丢乱扔，难于降解处理，以致破坏环境，造成严重污染的现象。白色污染的主要来源有食品包装、泡沫塑料填充包装、快餐盒、农用地膜等。白色污染是不仅我国城市特有的环境污染，世界各地都有不同程度污染，甚至河流、海滩都可以看见污染迹象。在各种公共场所到处都能看见大量废弃的塑料制品，它们从工业而来，由人类制造，最终归结于大自然时却不易被自然所消纳，从而影响了大自然的生态环境。从节约资源的角度出发，由于塑料制品主要来源是面临枯竭的石油资源，应尽可能回收，但由于现阶段再回收的生产成本远高于直接生产成本，在现行市场经济条件下难以做到。面对日益严重的白色污染问题，人们希望寻找一种能替代现行塑料性能 , 又不造成白色污染的塑料替代品 , 可降解塑料应运而生，这种新型功能的塑料，其特点是在达到一定使用寿命废弃后，在特定的环境条件下，由于其化学结构发生明显变化，引起某些性能损失及外观变化而发生降解，对自然环境无害或少害。例如淀粉填充塑料，首先其所含淀粉在短时间内被土壤中的微生物分泌的淀粉酶迅速分解而生成空洞，导致薄膜力学性能下降，同时配方中添加的自氧剂与土壤中的金属盐反应生成过氧化物，使聚乙烯的链断裂而降解成易被微生物吞噬的小碎片被自然环境所消纳，同时起到改良土壤的作用。塑料制品作为一种新型材料，具有质轻、防水、耐用、生产技术成熟、成本低的优点，在全世界被广泛应用且呈逐年增长趋势。塑料包装材料在世界市场中的增长率高于其它包装材料， 1990-1995 年塑料包装材料的年平均增长率为 8.9% 。就其塑料产量而言， 1964-2014 年全球塑料产量翻了 20 倍（见图 1 ）， 2014 年已经达到 311 MT 。我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。 1995 年，我国塑料产量为 519 万吨，进口塑料近 600 万吨，当年全国塑料消费总量约 1100 万吨，其中包装用塑料达 211 万吨。包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式，被丢弃在环境中。这些废旧塑料包装物散落在市区、风景旅游区、水体、道路两侧，不仅影响景观，造成 “ 视觉污染 ” ，而且因其难以降解，对生态环境造成潜在危害。据调查，北京市生活垃圾的 3% 为废旧塑料包装物，每年总量约为 14 万吨；上海市生活垃圾的 7% 为废旧塑料包装物，每年总量约为 19 万吨。天津市每年废旧塑料包装物也超过 10 万吨。北京市每年废弃在环境中的塑料袋约 23 亿个，一次性塑料餐具约 2.2 亿个，废农膜约 675 万 m 2 。人们对此戏称为 “ 城郊一片白茫茫 ” 。 2013 年全球塑料包装材料的流向数据，会使人对于能源浪费和环境污染双效应的严重性认识更加深刻。仅 2013 年全球塑料包装材料产量 7800 万吨，有 98% 是以原油为原料而生产的；其中闭路循环回收仅仅有 2% 。 7800 万吨的塑料包装材料中，有 40% 是使用后作为垃圾进行填埋处理，有 32% 的泄漏，有 14% 进行垃圾焚烧回收热能，另外 14% 的进入循环回收系统；但是在循环回收系统处理过程中又有 4% 的损失， 8% 进入联级回收系统，而另外 2% 进入闭路循环回收系统。详见下图所示。关于塑料污染的更多信息，可以直接浏览相关网站（ http://plastic-pollution.org/ ）。面对如此严重的塑料污染，中国科学院（ Chinese Academy of Sciences ）上海有机化学研究所的研究人员与美国加州大学（ University of California ）的科研人员合作，找到了一种可以使塑料废弃物转化为燃料的新方法，他们可以使聚乙烯塑料瓶、塑料袋以及塑料薄膜等塑料废弃物转化为液体燃料和蜡质，相关研究成果于 2016 年 6 月 17 日已经在《科学进展》（ Science Advances ）杂志网站发表—— Xiangqing Jia, Chuan Qin, Tobias Friedberger, Zhibin Guan, Zheng Huang. Efficient and selective degradation of polyethylenes intoliquid fuels and waxes under mild conditions . Science Advances , 17Jun 2016: Vol. 2, no. 6, e1501591. DOI: 10.1126/sciadv.1501591 . 其中通讯作者为中国科学院上海有机化学研究所的黄正（ Zheng Huang ）研究员和美国加州大学的关智斌（ Zhibin Guan 音译）教授。上海有机化学研究所 Xiangqing Jia 为第一作者。他们在发表的论文中描述了他们的技术以及对其未来展望 , 希望对于减少塑料垃圾，合理而充分利用资源有所帮助。大多数人都知道现代生活充满了塑料，塑料包装材料、塑料袋和各种饮料瓶充斥于人们生活的方方面面，整个世界似乎都要被塑料材料所淹没，是因为他们不仅成本低廉，而且具有许多不同于其他材料的特性，已经成为许多其他产品的廉价替代品。当然 , 问题是其分解非常缓慢 , 这意味着它们堆积在垃圾填埋场和作为人工岛屿建设的源材料，会对环境造成污染。 2016 年元月，世界经济论坛（ WorldEconomic Forum ）的相关论述—— TheNew Plastics Economy: Rethinking the future of plastics( 新塑料经济：反思塑料的未来 ) 一文指出， 2014 年世界塑料产量已经达到 311 MT ，到 2050 年预计会达到 1124 MT, 按照塑料与海洋鱼类的质量比， 2014 年为 1 ∶ 5 ，而到 2050 年会超过 1 ∶ 1 ！塑料对于环境带来的污染让人触目惊心：图4 船在克里奇姆 ( Krichim) 的塑料垃圾间前行雅加达（ Jakarta ）早在巴达维亚时代就是一个沿海重镇，当时荷兰殖民者利用人工河渠作为城市排水系统，也是重要的交通枢纽。那种能乘坐 10 来个人左右的小船是那个时代人们最常使用的交通工具。人们每天都乘着这种小船走街串巷生活着。当时的雅加达被西方世界称之为：东方的威尼斯。而今天供印尼首都雅加达 1400 万人生活用水的主要水源——芝塔龙河（ Citarum River ）竟然遭到如此污染。图5 芝塔龙河（ Citarum River ）竟然遭到如此污染与北美蓝天、白云、青山相映成辉的塑料污染景观（ North America, touched landscape ）图6 北美塑料污染景观菲律宾马尼拉小溪（ Creekin Manilla, Philippines ）的别样景观图7 菲律宾马尼拉小溪的别样景观中途岛可怜的鸟类（ Midwayatoll, Bird corpse ），吃下去的塑料垃圾，死后尸体腐烂才露出真相。图8 可怜的鸟类图9 塑料的海洋中美科学家联手破解“白色污染”难题科学家一直在寻找降解塑料的好方法 , 特别是聚乙烯塑料最为常见 , 但是迄今为止一直未能找到一种既廉价，又可回收塑料的有效方法。中美科学家联手开展的此项新研究 , 对于破解“白色污染”难题，无疑提供了一种新方法。此方法包括将塑料与有机金属催化剂混合 , 催化剂是由现成的分子掺杂金属铱混合而成。此催化反应会导致塑料分子中相互链接的化学键弱化 , 让它们更容易断裂，所以 , 此研究团队能够使用分解后材料来加工类似柴油的燃料，他们称这些类似柴油的燃料可用于电力汽车和其他车辆，他们报告称 , 此燃料燃烧也比其他可燃材料的燃烧更加清洁、环保。聚乙烯（ PE ）与轻烷烃（正己烷）在催化剂作用下发生交叉烷烃复分解反应（ cross alkane metathesis ， CAM) ，其机理如下图所示。第一步是脱氢反应， 2 个铱原子（ 2Ir ）从反应物中各获得一个氢原子形成 2Ir-H 2 , 聚乙烯和轻烷烃因为失去 H ，而形成烯类化合物；第二步是烯烃之间发生复分解反应（ Olefinmetathesis ），形成 2 种新的烯烃类化合物；第三步是氢化反应，将烯烃转化为烷烃，反复重复上述步骤使 PE 降解，最终使其转化为液体燃料和蜡质。图 10 CAM 反应机理图示通过 CAM 在聚乙烯降解过程中使用的催化剂包括脱氢加氢催化剂（ 1,2,3 ）以及烯烃复分解反应催化剂（ Re 2 O 7 /Al 2 O 3 ）。图11 催化剂及其结构研究团队声称 , 尽管此项技术目前还并不清楚是否具有可扩展性，但是此过程成本低廉，而且易于操作。目前，塑料与催化剂的比例大约为 30 ︰ 1, 对于用于商业化过程而言，催化剂使用量的这种比例情况并不理想。研究者的目标是 10000 ︰ 1 ，他们除了尽可能降低催化剂使用量之外，此研究团队也在寻找一些代替铱的其它催化剂 , 因为铱不易大量获得，而且成本过于昂贵。研究小组对于催化剂的选择和塑料转化为燃料的技术改进，最终推向商业化应用持谨慎而乐观的态度 , 这可能意味着 , 未来能源的勘探者，可能会将目光转移到以垃圾填埋场作为源材料 , 而不是单独盯着开采我们脚下的地下资源。更多信息请浏览原文—— Xiangqing Jia, Chuan Qin, Tobias Friedberger, Zhibin Guan, Zheng Huang. Efficient and selective degradation of polyethylenes intoliquid fuels and waxes under mild conditions . Science Advances , 17Jun 2016: Vol. 2, no. 6, e1501591. DOI: 10.1126/sciadv.1501591 . Abstract Polyethylene (PE) is the largest-volume synthetic polymer, and its chemical inertness makes its degradation by low-energy processes a challenging problem. We report a tandem catalytic cross alkane metathesis method for highly efficient degradation of polyethylenes under mild conditions. With the use of widely available, low-value, short alkanes (for example, petroleum ethers) as cross metathesis partners, different types of polyethylenes with various molecular weights undergo complete conversion into useful liquid fuels and waxes. This method shows excellent selectivity for linear alkane formation, and the degradation product distribution (liquid fuels versus waxes) can be controlled by the catalyst structure and reaction time. In addition, the catalysts are compatible with various polyolefin additives; therefore, common plastic wastes, such as postconsumer polyethylene bottles, bags, and films could be converted into valuable chemical feedstocks without any pretreatment. 相关博文：发明家可以将塑料垃圾转化为液体黄金(附2项专利文献) ；自制:3相电,50 L, 350度热解4 h, 60 kg 废塑料可得60 L 燃料油；塑料废弃物热解制取燃料油（连续操作图解）；英国公司利用废弃塑料制造燃油；日新发明将塑料变燃料厨房垃圾有望变废为宝；; 个人分类: 新观察|11598 次阅读|7 个评论

扫描电镜下的聚乙烯塑料膜: 热度 3 lichunjie08 2016-5-7 15:38; 我们都有这样的生活经验：打包带回的油炸食品，几小时后会在桌面上留下油污，电镜的扫描结果显示了油污泄露的 “通道” 。可能会有人问你做我这个实验多白痴呀，但仔细想想你也许真的没像这么仔细观察过或探索过这个现象和过程。前年拍摄的A4扫描电镜影像，可见聚乙烯塑料膜网状，献给热爱探索的人。蔡司100万倍扫描电镜（SEM）所显示了聚乙烯塑料膜网状结构，好多 “鱼” 会从这个网眼里 “游走” 。图1 扫描电镜下的聚乙烯塑料膜图2 扫描电镜下的聚乙烯塑料膜图3 扫描电镜下的聚乙烯塑料膜图4 扫描电镜下的聚乙烯塑料膜; 6098 次阅读|9 个评论

集思广益——探讨沉船的救生问题: 热度 3 zxczxc0417 2015-6-4 10:33; 船舶发生倾覆的时候非常难以救援，因为所有的通道都在水下。所以最需要解决的是排水和打通救援通道。本文提出一个设想，是否可以在倾覆的船底覆盖一层高强度的塑料膜，把整个船体包裹住，然后把里面的水抽去，这样人员的逃生通道就打通了。目前的高强度塑料膜有很多种，比如高密度聚乙烯，高强度碳纳米管膜等。这些膜如果有一定的厚度，其实比相同的钢铁的强度更高，完全有能力支撑住船体的压力。 http://image.sciencenet.cn/home/201506/04/103423t3icbbw39qxzwhqz.jpg; 个人分类: 天下大事|1961 次阅读|4 个评论

酒厂是否使用有毒工业聚氯乙烯PVC塑料管(见实物照片)?: 热度 1 jitaowang 2012-12-14 09:38; 作者 : 王季陶先请参见前一篇博文 : 白酒工厂使用了明令禁止的有毒塑料-- 工业聚氯乙烯在此给大家 , 包括酒厂的负责人 , 看几张实物照片 : 1. 有毒的镶嵌弹簧钢丝的透明工业聚氯乙烯 PVC 塑料软管这也是我在最近电视介绍中看到酒厂普遍使用的连接管道.特别说明是和泵相连时普遍使用的. 在我们实验室经常使用作为废气排放的管道.我亲自从上海北京路(工业生产资料一条街)买来的. 不仅含有增塑剂, 还可能含有其它有毒的PVC塑料稳定剂. 2. 合格的包装食品的乳白色半透明聚乙烯或聚丙烯塑料管道 , 袋和容器可能的如实解读 : 唯一的办法就是坚决地改 , 彻底地改 , 整个食品行业都改 , 改了就好 ! 还可以向国外酒厂中请教或借鉴一下 , 他们如何处理酒液转移和输运问题.如果他们有好办法我们就学习. 如果他们也不好, 我们就自己改.千万不能成为不改的借口. 同时注意 : 不是所有的 PVC 塑料都有毒 , 例如 , 包装血液和生理食盐水的医用 PVC 袋是无毒的 .; 个人分类: 其他|4517 次阅读|2 个评论

[转载]俄罗斯超高分子量聚乙烯纤维问世: 热度 2 nanyq 2012-7-30 22:29; 超高分子量聚乙烯纤维，是位于碳纤维、硼纤维、芳纶纤维之后的第四种高强纤维。具有高强、高模、耐化学性、耐光性，同时还耐湿、耐冲击、抗切割，它的生物相容性好，并且在所有高强高模纤维中密度最小，因此质轻而坚韧。俄罗斯“合成纤维科学研究院及实验工厂”，（即原全苏合成纤维科学研究院，建于1956年），与俄其他企业合作，首次完成了俄产超高分子量聚乙烯纤维的全部生产工艺，从纤维合成、催化剂，到制取高强高模丝、及其复合材料，这是俄第一个超高分子聚乙烯科研项目，采用凝胶纺丝––超拉伸法，年产量25吨。俄产超高分子量聚乙烯纤维，有种型号，它们的技术指标：ЛЭ–1型丝拉伸强力270-280cN/tex，弹性模数9000-9500cN/tex。ЛЭ–2型丝拉伸强力350-370cN/tex，弹性模数13000-13500cN/tex。主要用于制造防弹软甲、防弹头盔、防弹装甲、超强缆强、航天降落伞绳索、以及复合材料的增强等。ЛЭ–1型丝织成织物用于增强复合材料，其主要性能指标，超过俄产芳纶PycaP织物增强的复合材料，其中弯曲时断裂应力，提高35%，ЛЭ–2型则有望提高更多。俄产超高分子量聚乙烯纤维在2011年工业化生产初具规模，计划2015年完成商业化运作，并形成年产120吨规模。两种型号的丝，价格均低于俄产芳纶PycaP，比俄产聚丙烯腈基碳纤维的价格低三分之一至四分之一。; 4199 次阅读|2 个评论

[转载]DNA提取中的细节问题: starliyan 2011-5-27 09:13; 1.巯基乙醇的作用是？可以用什么来替代吗？ A：巯基乙醇是抗氧化剂,有效地防止酚氧化成醌,避免褐变,使酚容易去除。 B：巯基乙醇有消泡的作用。不然你加了CTAB在震荡过程中会出现大量气泡，影响后续操作。关于选择替代品：巯基乙醇、半胱氨酸、二硫苏糖醇、谷胱甘肽及抗坏血酸等巯基试剂,是常用的抗氧化剂，抑制氧化反应,避免褐化。特殊情况下可以使用维生素C、硫代硫酸钠；也可以在提取过程中使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP), PVP与酚类结合，也可以起到防止酚类干扰的作用。根据不同的植物组织，需要选择不同的抗氧化剂。 2.紫外吸收法测DNA浓度时，发现OD280很高，是什么原因？目前检测DNA 的纯度最常用的方法是测定DNA 在230、260、280 nm的吸收值, 通过计算OD 260/ OD 280 来评价DNA 的纯度, 通常认为OD 260/ OD 280 在1. 8～2. 0 表明 DNA 的纯度较好。 DNA的紫外吸收高峰在260nm处；蛋白的最大吸收在280 -- OD280偏大是蛋白（杂质）含量太高。 3.其他试剂的作用： SDS：是一种阴离子去垢剂 ,在高温(55～65 ℃) 条件下能裂解细胞,使染色体离析、蛋白变性, 同时SDS 与蛋白质和多糖结合成复合物,释放出核酸； Tris-HCl (pH8.0)提供一个缓冲环境,防止核酸被破坏； EDTA螯合Mg2+或Mn2+离子,抑制DNase活性； NaCl 提供一个高盐环境,使DNP充分溶解,存在于液相中； TE缓冲液溶解TE中的EDTA能螯合Mg2+或Mn2+离子,抑制DNasepH值为8.0,可防止DNA发生酸解。 4.水分含量特别高的植物材料，DNA怎么提比较合适？待解。; 3142 次阅读|0 个评论

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