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[转载]镁合金腐蚀研究进展（48）-葡萄糖和蛋白质的协同作用对纯镁体外降解行为的影响
热度 2 rczeng 2020-7-1 19:14
葡萄糖和蛋白质的协同作用对纯镁体外降解行为的影响 摘要：镁在体外模拟体液中的生物腐蚀仍然难以用来准确地评价在体环境如高血糖或糖尿病患者的微环境降解行为。葡萄糖和蛋白质的协同作用在一定程度上抑制了侵蚀性氯离子在纯镁表面的吸附，从而减缓了纯镁的降解行为。研究发现，葡萄糖促进了蛋白质在镁表面的吸附，并且不同葡萄糖或蛋白质浓度对纯镁降解行为的影响不同。 我国是糖尿病发病大国，位居全球第一。2019 年中国糖尿病患病率已达10.9%。中国预估有1.16 亿名成年人患有糖尿病。我国人口老龄化及数量庞大的高血糖和糖尿病患者，对国家经济高速发展与社会安全稳定影响巨大。高血糖抑制人体骨钙吸收和骨矿化。因此，高血糖、糖尿病患者及老年人骨质疏松，易发骨折。糖尿病与人体缺镁症有关。 镁及其合金具有良好的力学相容性和生物相容性等特点，使其成为生物医用材料的研究热点。但其过快的腐蚀降解速率制约着它的临床应用。在人体微环境中，各类无机盐离子（如Cl - 、SO 4 2- 、HCO 3 - 、HPO 4 2- 和H 2 PO 4 - 等）对镁及合金的影响研究较多。然而，有机分子如葡萄糖、氨基酸、蛋白质等研究甚少，而有机分子是人体中最重要的能量和遗传表达物质，其影响不可忽视。 前期包括我们课题组对人体微环境中无机离子、葡萄糖对镁合金降解的影响有过探究。但是，多种有机分子同时存在对镁合金降解行为的影响鲜见报道。我们前期对其研究发现，在0.9wt%NaCl溶液中，随生物小分子葡萄糖浓度(25g/L、50g/L) 的增加，纯镁的腐蚀速率增加。这是因为葡萄糖转变为葡萄糖酸，导致溶液酸化。相反地，在Hank's溶液中，随葡萄糖浓度的增加，腐蚀速率降低。这是因为葡萄糖促进了镁合金表面Ca-P产物的形成。 蛋白质作为生物大分子，在镁合金的腐蚀过程中起着重要作用。吸附和络合是蛋白质影响镁降解的主要机制。涉及蛋白质对镁的腐蚀机制存在不同的争论。一种观点认为，由于蛋白质的吸附以及在镁表面形成蛋白质的吸附层，从而降低镁的腐蚀速率。而且，蛋白质浓度越高，对腐蚀的阻滞效果也更为明显。另一种观点认为，蛋白质加速镁的腐蚀速率。这是由于蛋白质的羧基失去氢离子，而导致溶液pH值的变化。 我们研究发现，低浓度葡萄糖（2g/L）对镁合金的降解过程起抑制作用。这是由于葡萄糖吸附在纯镁表面，对溶液中氯离子有阻挡作用，并且改变了镁表面微观腐蚀形貌；蛋白质在前期抑制纯镁降解，后期则促进镁降解。这可能是由于前期蛋白质吸附形成一层阻挡层防止溶液中侵蚀性离子对样品的影响，后期蛋白质会与镁表面的腐蚀产物层发生反应，加速镁的降解。葡萄糖和蛋白质同时存在时对镁降解的抑制效果增强，降解速率明显降低。 图1 纯镁浸泡在有无葡萄糖或蛋白质的0.9wt% NaCl溶液中的析氢速率曲线和pH变化。 图2 纯镁在不同溶液中浸泡后的XPS分析。 图3 纯镁在不同溶液中浸泡不同时间后（a）0h，(b)0.5h，(c)2h和(d)24h的荧光标记实验。 通过XPS检测，我们发现葡萄糖和蛋白质同时存在时的N含量较单独蛋白质时的N含量有所增多。这说明葡萄糖一定程度上促进了蛋白质在样品表面的吸附。通过荧光检测，我们发现葡萄糖和蛋白质在前期快速吸附在样品表面，在浸泡2h左右吸附程度最大；随着样品的腐蚀和表面腐蚀产物的产生，表面吸附的有机物会发生脱落。 我们还探究了不同浓度的葡萄糖（2g/L、20g/L）和蛋白质(0.1g/L、10g/L)对镁基体降解的影响。结果表明，低浓度的葡萄糖或蛋白质抑制镁的降解，高浓度的葡萄糖或蛋白质促进其降解行为。 图4 纯镁在葡萄糖和蛋白质同时存在的NaCl溶液中的降解机理图 本研究探究了葡萄糖和蛋白质对纯镁体外降解的影响，阐释了其降解机理。以此为基础，更加合理地调控镁及镁合金的降解速率，对镁合金在人体特别是糖尿病患者内的植入有一定的借鉴意义。 原文信息： Wei Yan, et al. In vitro degradation of pure magnesium―the synergetic influences of glucose and albumin, Bioactive Materials, 5(2020) 318-333, DOI: 10.1016/j.bioactmat.2020.02.015 信息来源： Bioact Mater生物活性材料 ：葡萄糖和蛋白质的协同作用对纯镁体外降解行为的影响 Bioactive Materials 是一本高质量英文期刊，目前已经被SCIE、PubMed Central、Scopus、Embase收录，入选2019年中国科技期刊卓越行动计划--“高起点新刊”项目。 2020年BioactiveMaterials获得第一个影响因子 8.724 ，在Materials Science，Biomaterials领域排名第二。 链接：镁合金腐蚀研究进展系列
个人分类: 科研进展|2991 次阅读|4 个评论
镁合金腐蚀研究进展（14）—Tris-HCl和Tris对镁合金腐蚀的影响
热度 1 rczeng 2017-1-11 08:01
Tris-HCl和Tris对镁合金腐蚀 的 影响 曾荣昌 山东科技大学 近日， 《 Journal of Materials Science Technology 》 在线 发表了我们课题组最新研究工作，题为“ New insights into the effect of Tris-HCl and Tris on corrosion of magnesium alloy in presence of bicarbonate, sulfate, hydrogen phosphate and dihydrogen phosphate ions” 论文。 体外降解实验是一种低成本地筛选医用镁合金的途径。镁合金腐蚀产物对其耐蚀性能产生重要影响。目前还没有大家接受的镁合金腐蚀评价准则。Tris作为一种缓冲剂，并非人体成分，有时被加入人体模拟体液。因此，有必要理解Tris缓冲剂对镁合金腐蚀的影响。 我们通过析氢、pH测量和电化学实验对比研究了人体模拟体液中四种阴离子 HCO 3 − 、SO 4 2 −、 HPO 4 2 − 和 H 2 PO 4 − 存在 时Tris-HCl 和Tris 分别对镁合金 AZ31 腐蚀行为的影响。 结果表明，Tris-HCl缓冲液阻滞镁合金腐蚀产物膜的形成，镁合金发生均匀腐蚀，腐蚀速率增加。而Tris 则导致镁合金发生点蚀或者均匀腐蚀，降低镁合金腐蚀速率。镁合金在Tris-HCl中的析氢速率和腐蚀电流密度高于单独Tris和无Tris存在时一个数量级。这是因为Tris的氨基水解引起溶液pH 值升高,有助于HCO 3 −、 SO 4 2 −、 HPO 4 2 − 和 H 2 PO 4 − 形成腐蚀产物膜。最后，提出了镁合金在Tris-HCl 和 Tris存在时的腐蚀机理。 镁合金在0.9%NaCl 溶液中（a）Tris-HCl,（b）Tris的腐蚀机理图 后记：9月7日最终版终于出刊，可自由下载50天： To help you access and share your article, we are providing you with the following personal article link, which will provide free access to your article, and is valid for 50 days, until October 27, 2017 https://authors.elsevier.com/a/1Vgqy3aX7L5pYY Please use this link to download a personal copy of your article for your own archive. You are also welcome to email the link to your co-authors and colleagues, or post the link on your own homepage, Facebook, Google+, Twitter or other social media profile, to tell your network about your new publication. Anyone who clicks on the link until October 27, 2017, will be taken to the final version of your article on ScienceDirect for free. No sign up or registration is needed - just click and read!
个人分类: 科研进展|5563 次阅读|2 个评论
[转载]中国县域经济报：永不消失的塑料
热度 1 蒋高明 2015-10-26 18:07
永不消失的塑料 作者： 蒋高明 文章来源： 中国县域经济报（第79期 总第1078期） 更新时间：2015-10-16 18:20:52 　　农村垃圾严重增多了，尤其白色污染很严重。 　　倒退三四十年，农村是很少垃圾的。那个时候没有塑料袋，也没有农膜，唯有动物和人的排泄物，勤快的农民都要捡起来，放在猪圈里作为肥料。当年有一种农活就叫拾粪，几乎每一个农户家里都有拾粪的工具，沂蒙山人管这种棉槐条编的农具叫粪箕子。 　　如今，人和动物的粪便明显比过去少了，但严重增多的是各种垃圾。 　　最多的是地膜残留物。每年农民种植经济作物如西瓜、花生、黄烟、土豆等时，大量使用地膜，这些地膜非常薄，没有回收利用价值。庄稼收割后，有些勤快的农民将地膜捡起来堆放在地头，有些地膜就残留在地里。有时候地头上杂草多了，农民在烧杂草的时候，也会连着地膜一起烧，释放出严重的致癌物。 　　有人试图研究可降解的塑料膜，但肉眼看不见了，是否有些污染物进入了土壤或空气呢？从源头治理白色污染才是正道。 　　其次是各种农药、化肥、除草剂等的包装物，也几乎都是塑料类制品。 　　第三是各种食品的包装物，包括各种饮料瓶、矿泉水瓶、牛奶瓶、方便面袋、薯条袋等，几乎村民从商店里买来的所有食物都是各种塑料包装的，即使香烟，外面也有一层膜。 　　第四是各种塑料袋。城里的超市对塑料袋实施限塑令，但那些被限制的塑料袋全部进入乡村，现在农民赶集买卖东西，根本没有带包带筐的习惯了，到处都提供一次性塑料袋。集散后，地面上的塑料袋遮盖地面，由于没有人打扫，这些垃圾袋借助风或雨水的力量，进入河流或沟渠。 　　第五是村民的各种生活垃圾。旧衣服烂鞋袜，废旧的塑料桶，墩布头与塑料把，加上烂菜叶与废纸片，这些垃圾有些被村民倾倒在沟渠内，刮风下雨后再冲到下游去。 　　值得庆幸的是，为治理农村垃圾问题，政府开始付出努力。蒋家庄增加了很多垃圾箱，镇政府为两个村民常年发工资收集垃圾，这些垃圾被运到镇上，然后再转运到县上集中处理，或填埋或焚烧，有人管这种模式叫“垃圾进城”。 　　尽管如此，由于垃圾源源不断地进入农村，进城的垃圾远远少于进村的垃圾，且政府处理的是村民的生活垃圾，垃圾围村似改进不大，农业生产活动带来的大量白色垃圾仍然得不到有效处理。 　　曾经美丽的乡村，因垃圾包围而失去光彩，逐渐变成没有人气的地方。农村精英纷纷离开农村，试图永远离开这垃圾包围的地方！ 赵国品 图
个人分类: 环保呐喊|1942 次阅读|1 个评论
[转载]科学家发现以塑料为食虫子 或可用于治白色污染
redtree 2015-10-2 05:20
科学家发现以塑料为食虫子 或可用于治白色污染 2015-10-02 01:09:05　来源: 京华时报 (北京) 据新华社电 中美研究人员在新一期美国《环境科学与技术》杂志上报告说，黄粉虫可以吞食和完全降解塑料，他们已在黄粉虫体内分离出靠聚苯乙烯生存的细菌，并将其保存。这项研究首次提供了微生物有效降解聚苯乙烯的科学证据，为用生物降解方法治理“白色污染”提供了新思路。 黄粉虫又名面包虫，被人工大量养殖用作动物饲料。以前有研究人员宣称分离出降解聚苯乙烯的细菌，但缺乏有力的物理化学分析证据支持聚苯乙烯被微生物降解，而且有关微生物也没有被国际上承认的微生物中心收藏，因此这类研究成果并不被学术界认可。 美国斯坦福大学和北京航空航天大学的研究人员在实验室观察到，100条黄粉虫每天可以吞食34至39毫克的聚苯乙烯塑料，相当于一小片药片的重量。这些塑料在黄粉虫肠道内停留不到24小时，其中约48%被降解成二氧化碳，小部分被吸收。研究显示，以聚苯乙烯为食物来源的黄粉虫与正常取食的黄粉虫一样健康，其排泄物还能用于农作物土壤育肥。黄粉虫肠道微生物在塑料分解过程中起到决定性作用。研究人员首次从黄粉虫肠道中分离出一株可以利用聚苯乙烯作为唯一生长营养物的细菌，并将这种细菌保存在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。 中美联合团队的最新研究成果不仅首次为微生物降解塑料提供了有力的科学证据，也为开发生物降解聚苯乙烯塑料制品的技术提供了全新思路。中美联合团队还将进一步研究黄粉虫及其他昆虫对不同塑料的降解，为开发治理塑料污染的酶制剂和其他生物降解技术提供基础。
个人分类: 环境新闻|1263 次阅读|0 个评论
博文佳作阅读札记一则
pww1380 2015-7-18 17:47
博文佳作阅读札记一则 杨文祥 这是一篇“ 发人深省 ”， 极该精选 的 科学散文 佳作 。 这篇科学散文佳作，不但用 科学的语言 与 物质世界的客观现实 ， 阐释 并 验证 了“ 静止是相对的，有条件的，而运动则是绝对的，无条件的 ”这一 客观事实 和 科学真理 ，而且在 哲学 的意义上，揭示了 这样一个 事实 与 真理 ： “ 自由 ”不仅仅是 人类社会 普世 的和 永恒 的 价值 和 追求 ，而且是 物质世界 普遍 的和 永恒 的“ 运动趋势 ” 。 无论是 人的个体行为 ，还是 人的群体行为 —— 社会运动 ，也无论是 具有精神与价值导向 的 人的行为与运动 ，还是 物质世界 “日以继夜”的“ 挥发与降解 ” ，都具有一个 共同的方向 ，这就是， 尽其所能地占有更大的 “自由空间” 和与之相应的 “发展空间” 。 因此说，争取“ 自由 ”，不但是 宇宙和客观世界 永恒的动力 ，也是 宇宙和客观世界 永远 的和 “ 常态 ” 的 运动方向 。 正由于宇宙的这一“ 运动趋势 ”和“ 运动方向 ”，才构造了 宇宙 处于 持续不断地膨胀 之中 的这一 客观现实 。 在这里，“ 价值追求 ”、“ 追求自由 ”和“ 挥发 ”、“ 降解 ”这两组词语，看似 风马牛不相及 ，实则是“人文学科”和“自然科学”分别用 各自不同的术语 ，对表现在 客观世界不同领域 中的 同一种运动现象 和 客观现实 ，所作出的 各自不同 的 理论诠释 与 科学描述 。 参见魏焱明《凝聚态不过是逗你玩，挥发降解进行时态才是永恒的！》 杨文祥 2015-7-1209:21 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=2339914do=blogid=904559
个人分类: 学坛杂俎|2248 次阅读|0 个评论
凝聚态不过是逗你玩，挥发降解进行时态才是永恒的！
热度 6 kiwaho 2015-7-11 08:27
看到科学网上很多人将自己归类为凝聚态物理研究，我就感触良多。其实这也因为注册博客帐号时可选项太少，也许是中国科学院紧密凝聚在帝都核心，误信凝聚态为宇宙之本吧。 我从水的永恒蒸发，联想到万物的永恒挥发降解的必然性，从而得出结论：凝聚态只不过是瞬态而已，仅在较小时间尺度下，看起来似乎为稳态。 前面我的博文： 《无处不在的马克斯韦水妖》 ，我展示了水蒸发的永恒性，并童话般地假设这是“水妖”干的分拣工作。 至于为何这个虚拟“水妖”永远存在，则未能在那篇文章尽情描述。 本文将展示万物的空间占有欲：即所谓的永恒凝聚态是不存在的，任何组成物质的基本粒子，都怀着美好的梦想去霸占尽可能大的空间，条件是：只要它能摆脱凝聚的约束，不管是靠外界辐射能量拉一把也好，还是靠基层的兄弟原子分子们牺牲自己的能量推一把也好。 不光是水有蒸发或挥发现象，任何物质都如此，只不过某些看似永恒的物质，其饱和蒸气压，低得人类现有检测手段，压根就不可能注意到的程度。例如就算是一枚金戒子，它也不停地在挥发。 假设某凝聚态每天挥发掉一个原子，这显然超出了人类的感知范围。因而人们总是天真认为大部分固体物质是零挥发的。但只要肯下功夫长期极高精度地跟踪其微质量变化，就一定能发觉：常见的金银铜铁锡等材料，无一不在随时间挥发、降解！ 说白了，这也就相当于中国俗话-- 天下没有不散的筵席。而“散”的过程，正是粒子实现空间霸占的过程。对原凝聚态来说，也就是“降解”的 过程。 所谓“夸克囚禁”也是一种暂时的平衡现象。随着质子中子的老去并最终死亡，夸克还是要最终蒸发降解出来，只不过已进入人类不可察的暗物质范畴了。 孤立的中子，别指望能拿它当弹珠子玩，因为仅需 15分钟左右，它 就降解成质子和绕其旋转的电子，霸占的体积一下子就暴涨很多很多倍！ 想到本月第一天被国际天文台额外塞进1秒钟，再加上每隔几年一次的闰年塞进1天，你不得不感叹咱太阳系的降解，原来就发生在眼皮底下：地球正不可逆地远离太阳而去 --〉绕日周期温水煮青蛙地慢悠悠增长。这样降解下去，子孙万代后，岂不一年相当于现在两年？ 宇宙无穷大或无边无际，以及没有绝对的空间或参考系，这都是物质世界对空间占有欲的无止境造成的。科学业已证实宇宙还在进行无休止的膨胀，这其实就是背书了我的观点：凝聚态是暂态，而挥发，或称降解的无穷正在进行时态— 则是永恒的！ “欲”和“势”本质是一回事，只不过用前者表达，带有唯心主义的色彩，而后者则是唯物主义的表达---- 即实实在在的势能。讨论电荷的电场时，计算电场势的参考值，总是假定无穷远处的势能为零，而这个无穷远则是永恒的可望而不可及。 客观参考系内的具体电势能总是负数，而可望、可测、又可及的动能则是正数。原子核的轨道圈内的电子，理论上负数的势能的绝对值是动能的两倍。这就导致在数学意义上，电子轨道越靠外，能量状态越高；而其实撇开势能的话，则刚好相反，高轨对应低速度，因而从实在的动能意义上看，轨道越靠外能量越低！绕晕了没有？ 电子绕轨运转决不会停下来睡大觉，这说明电子是以永动机方式工作的。前面说过“欲能”---- 霸占更多空间的意愿，或称“势能”是永恒的。正是这种永恒性，驱使电子不知疲倦的绕核运转，以期有朝一日，修成正果能“降解”升迁到霸占更多空间的轨道。 降解主要发生在凝聚态的表层，其速度与降解驱动能量的来源以及强弱有关。就连时间也是降解的驱动力---不是常说 岁月是把杀猪刀 吗？常见的降解力来自电磁波辐射，波长越短，降解力越强。别信“钻石恒久远，一颗永流传”的广告语，将紫外线照射钻石表面，钻石上的碳原子哗啦啦往外奔。保养不善的话，等纪念金婚时再看钻戒可别奇怪为何“缩水”；白色污染的塑料埋在地下差不多要降解200年，暴晒阳光下仅几个月就可成面包渣；质子电子自然降解成暗物质，据称可寿达10的30次方年，而用对撞机折腾它，立马死翘翘！ 降解的形式也是多种多样，以及分层次逐级递降的。蒸发、挥发是降解的特例：仅降为能态稍高的相态，如液≫气，甚至升华固≫气。降解的原则是大分子降为小分子，有机降为无机，小分子降为原子，直至基本粒子降为暗物质。大部分降解是慢性过程，时光作为降解原动力也在发挥作用，“粪土当年万户侯”感叹的就是大自然降解的无情和不可抵抗。 一言以蔽之，从微观到宏观，降解挥发的永恒进行时态，可圆满解释为何水蒸气会要义无反顾地脱离液态水，去开疆拓土，永恒地奔向更大更自由的空间。我的自由能源发动机正好利用了水的这一本性。 仅看到降解的永恒性还不够，那会看不到物质世界的轮回。降解的逆过程是永恒的“新生”过程：即暗物质合成为明物质---从电子质子等合成开始，最终到能“逗你玩”的凝聚态成熟期，轮回后再次走向永恒的降解。这个新生过程，量子物理学家喜欢用随机 量子 涨落 解释：无端地 虚空中诞生一对正反粒子； 而我宁愿相信是一个元生命的营养发育的渐进过程，甚至电荷量也是线性生长的。 推演新的时空运动观 动和静是相对的。在一个参考系内看是 在 不停动 ，在另一个参考系内，则完全可能是静止，故而撇开参考系谈运动，是毫无意义的。 例如，在太阳参考系里，地球是个蓄有巨大惯性能量的疑似“永动机”，而在地球参考系中，其公转只不过是该参考系的背景运动。如果故意装傻认为地球是宇宙静止中心的话，地球就变成了逻辑上的永静机 ---静止惯性参考系。 这种装傻丝毫不影响在此参考系内应用牛顿力学理论做任何分析计算，其结果与客观性依然吻合得很好。 相对论、光速极限、及量子理论，之所以如今有这么多的质疑者，归根结底是空间的无穷不可测度，以及时间的无法逆源和永恒流逝，使人类的思维进入矛盾的纠结。纠结无解之下，臆想出类似盘古开天地的奇点大爆炸big bang也不足为奇。 因为空间无边、无际、无止境、无中心，必然导致参考系也是无穷嵌套的，进而导致绝对空间或者说绝对参考系的不存在。 速度总是相对于参考系而言的，而参考系是无穷嵌套的：正如月球参考系子嵌套于地球参考系，地球参考系子嵌套于太阳参考系，太阳参考系子嵌套于银河参考系，如此这般无穷子嵌套。那么地球上的速度投影到第N 层父目录深处的参考系，读出一个远大于所谓标准光速的值，那又有何奇怪呢？ 还是来看看天文学的观测数据吧。 月球绕地球线速度1km/s，地球绕太阳线速度30km/s，太阳绕银河线速度250km/s，至于银河系在其父参考系中的速度，科学界开始支支吾吾说不清了，有说至少600km/s，有说1000km/s以上。这还只是往父参考系回逆了3层，总趋势是几何级数增加，假设照此趋势不变，只需再往父参考系追逆约2层，即约第5父参考系，即可达到爱因斯坦设定的极限速度--光速300000km/s。 看官们还肯往无穷大父子嵌套的深处参考系想象吗？超光速在那深不可测的父惯性参考系，又算得上什么芝麻大的屁事？毛泽东的“坐地日行八万里”光辉诗句，也太小瞧了宇宙的浩瀚吧？！ 所以说，别纠结超光速的理论是否靠谱啦，只需珍惜生你养你的所在惯性参考系，过好每一天就行了。 空间曲线经过N 层父参考系投影变换，会变成啥样的曲线也是说不清道不明的。例如以地球为参考系，则月球轨道为圆圈，投射到太阳参考系看，圆圈变成了绕螺旋的曲线，再经无穷次父投影，没准看到月球是静止的呢。 前面的分析可能会引起相对论拥护者的不满，想来想去还真难两全齐美。 如果要照顾相对论光速极限论，必然陷入绝对空间存在的饽论：即宇宙的根参考系是透明的、寥寥可数的几重嵌套天，就像电脑硬盘上安装的简单应用程序那样浅浅的几个子目录，就可以从根目录摸到叶子文件。 然而，历史上人类多次流行的宇宙中心说：地心说、日心说，无不被后续的天文观察所否定，这次如果勉强说：银河系就是根参考系---即新的宇宙中心“银心说”，那么日后被观测否定也是迟早必定发生的事，因为上帝的底牌要是这么透明浅薄，那还是万能的上帝吗？哼，中国神话还认为9重天呢，这银河系才第3重天，就立为绝对参考系？怪不得：人类一思考，上帝就发笑！ 如果既要给面子于光速极限论，又要认同根参考系无穷深的观点，那必然强求纵向父子两重天（体参考系），随着嵌套深度的加深，天体公转速度单调收敛升至接近光速的某一极限。而这种单调收敛显然与浅层参考系的几何极数增长趋势相矛盾。 如果非要说：象电脑硬盘总有根目录那样，空间参考系不管子目录嵌套有多深，总能挖到根的话，那我只好说，您要的根参考系在上帝手里！ 也别杞人忧天担心全能的上帝急踩刹车，要是那样，整个宇宙以及自以为是的我们人类都玩完。因为万物都继承了全部父参考系的惯性能量，急刹车就意味着同归于尽--瞬间都降解为暗物质！
2491 次阅读|12 个评论
利用氧同位素研究光催化剂降解机理
xinliscau 2014-7-5 17:56
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja5031936 赵进才课题组最近报道一项非常有意思的工作,利用O18同位素监测分子氧在芳环断裂中的作用,通过对中间产物捕捉,找到了双分子氧插入芳环的直接证据.可为光催化剂降解机理研究提供一条新的思路.
个人分类: 科研之路|3152 次阅读|0 个评论
Fenton法水处理技术
热度 1 anan 2010-12-7 13:15
Fenton法在处理难降解有机污染物时具有独特的优势，是一种很有应用前景的 废水 处理技术。 1894年，英国人H.J.H.Fenton发现采用Fe 2+ /H 2 O 2 体系能氧化多种有机物。后人为纪念他 将亚铁盐和过氧化氢的组合称为Fenton试剂 ，它能有效氧化去除传统 废水 处理技术无法去除的难降解有机物，其实质是H 2 O 2 在Fe 2 +的催化作用下生成具有高反应活性的羟基自由基(OH),OH 可与大多数有机物作用使其降解。随着研究的深入，又把紫外光(UV)、草酸盐(C 2 O 2 -4 )等引入Fenton试剂中，使其氧化能力大大增强。从广义上说，Fenton法是利用催化剂、或光辐射、或电化学作用，通过H 2 O 2 产生羟基自由基(OH)处理有机物的技术。
个人分类: 环境保护|4171 次阅读|1 个评论
降解在合成频率与可用资源量
yanghualei 2010-11-19 09:15
一般资源在单位时间内完成降解在合成单个循环的次数即单位时间内返回原态的频率，用表征为频率，若在t时间内初始为W 0 单位的资源，可以当作W t =W 0 （ t）单位的资源来使用；但是单位资源在每经过一次循环后都会有（01)单位的资源损耗，故对W t =W 0 t必须进行修正。 初始经过一次循环所用时间为T 1 =T,由于经过一次循环第一次初态资源每单位有单位损耗，故第二次循环所需要时间也是上次的倍故T 2 =T，依此类推...到第n次循环所费时间为T n = n-1 T，则在t时间内经过几次循环。 因为t= k -1 T(k=1...n),则n= , 代表取整,故在 t时间内经过n个循环，故每单位时间经历 n/t次的循环，而若在t时间内初始为W 0 单位的资源，可以当作单位的资源来使用， W t = k-1 W 0 （k=1...n ] 整理可以得。 W t =W 0 （1- n )/(1- ),(n= ),在 t时间内平均每次循环后还剩资源记住 W = W t /n,在根据 =n/t则有即 W t =W 0 （1- n )/(1- )= t W， (n= )。 综上， 初始为W 0 单位的资源 不论每次循环中是否存在损耗则在 t时间内可以利用的资源量总可以写成单位时间内分解在合成的频率与时域的长度t以及在循环中平均每次循环后还剩资源 W 的乘积，即W t =W 0 （ t）和 W t = t W。
个人分类: 社会观察|3131 次阅读|0 个评论
纤维素降解菌C006菌株的特性
soilborne 2010-10-22 15:37
全世界每年大约形成1000至2000亿吨植物有机物质，其中有一半是纤维素物质。我国每年仅农业生产中形成的农作物残渣就约有7亿吨（宋颖琦等，2002），除此之外工业生产中还有数百万吨的纤维素废弃物。由于纤维素具有不溶于水和有机溶剂及难降解等特性,这部分资源尚未得到充分的开发利用，目前仅是用于燃料，畜牧饲料与积肥，不仅利用率低（10%左右）(陈洪章等，2001)，还对环境造成一定的污染（王征，2008）。对这些废弃物合理的开发和科学利用是近年来的重点领域,若能将这些纤维废弃物转化为可利用的物质，则既可以解决环境污染问题，又可以缓解能源危机，将对社会、环境及经济等产生不可估量的影响。随着世界人口迅速增长、粮食及矿产资源日渐枯竭，开发高效转化纤维素类可再生资源的微生物技术，利用工业农业废弃物等发酵生产人类急需的燃料、饲料及化工产品，具有极其重大的现实意义和光明的发展前景（刘梅，2008）。 采用生长速率法对116株供试菌株的纤维素降解能力进行了初步测定，发现C006及菌株在以纤维素为唯一碳源的固体培养基上产生了降解透明圈，能使以纤维素为唯一碳源的液体培养基透明澄清，对纤维素均具有很好的降解特性。
个人分类: 多聚物降解|6016 次阅读|2 个评论
增强型电场协助光催化降解有机污染物的初步研究
wumingdl 2010-6-4 22:17
增强型电场协助光催化降解有机污染物的初步研究 ，分子催化，2000，4（14），241-242　
个人分类: 学术论文共享|3302 次阅读|0 个评论
增强型电场协助光催化降解有机污染物
wumingdl 2010-6-4 22:15
增强型电场协助光催化降解有机污染物 ，，催化学报，2000，5（21）399-403
个人分类: 学术论文共享|3346 次阅读|0 个评论
光电催化降解磺基水杨酸的研究
wumingdl 2010-6-4 22:08
光电催化降解磺基水杨酸的研究 ，催化学报，3(21), 209-212,　2000
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Phtoelectrocatalytic degradation of salfasalicylic acid and its electrochemical
wumingdl 2010-6-4 21:59
Phtoelectrocatalytic degradation of salfasalicylic acid and its electrochemical inpendance spectroscopy investigation Phtoelectrocatalytic degradation of salfasalicylic ，Journal of Physical Chemistry A, 104, 7016-7020, 2000
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油类污染有文章
fpe 2010-5-1 05:25
油类污染有文章 昨天有人求助，关于 油类污染问题 ，笔者正好在关注墨西哥湾的污染进程，这里一并分析。 我的《工业消防》课快要结束了，最后两堂课主要分析工业污染的防治，虽然灭火剂的污染仅是工业消防的很少一部分，危险物排放，包括放射物污染，化学品污染，油类排放都是需要学生了解和掌握的内容。笔者搜集并分析了一些典型的工业污染的例子，然后就是和学生一起灾难分析并胡扯了。上个星期，墨西哥湾的一座石油钻井平台发生爆炸下沉，导致一次重大的原油泄漏事件发生。据美国海岸警卫队估计，由海底输油管破裂所造成的原油泄漏量高达每天 5000 桶，比先前估计的泄漏量高出 5 倍。此次危机，有可能超过 1989 年 Valdez 油轮泄漏事件和 2002 年 Prestige 油轮沉没事件的影响，由于没有完成堵漏工作，其影响大小仍然未知，但 可以想见这将是人类历史上最大的一次油类污染。 不过该石油平台地处热带，当地生命活力旺盛（生物分解处理能力强），二十年后，或许又是一片优美的海滩。 1989 年 Valdez 油轮泄漏事件的困境在于阿拉斯加太冷了，生物降解能力不足，所以需要大量的人工干预。 图1. 石油泄漏造成鸟类遭殃 美国海岸警卫队正在对一部分漏油采取放火焚烧处理，试图缩小漏油面积。火烧是一种解决办法，大约 15 年前， NIST 有一些研究项目研究水面油类的燃烧问题，公开了一些有趣的研究成果。具体说来，就是利用连续型的浮标把油类聚拢，然后泼上轻质油类点燃，场面颇为壮观。不过，这种方法不值得推荐。一，适用于轻烃，或类似汽油的产品，对重质油效果很不好。二，燃烧过程总有残油烧不了，因为向水面传热过程有能量损失，总不能点燃最后一部分油类，导致一部分油类烧不掉；三，油类污染是环境污染，可是燃烧过程把一种污染转变为大气污染，还需要进行大气污染评估，这是额外的问题，不值得提倡。这里海岸警备队的措施是临时性的，专业的处理仍然需要专业公司来处理。当年我在面试时，曾经问过美孚 Exxon-Mobil 的专家怎么办？回答是，用某些小颗粒，如发泡石（ Perlite ），把油类收集起来（因为表面积大，可以在表面收集更多的油类），然后送入炉膛烧掉，这样就避免了大气污染问题，而这些小颗粒还可以循环使用。 图2. Prestige泄漏事件后，专业人士和当地志愿者共同清洗海滩 现在回到主题上来，桐油是污染么？污染需要两个条件，一是生物圈难以分解，二是大量泄漏。后一条似乎不满足，说是大量，又能有多少呢，不值得专业公司来处理。我很奇怪的是，虽然桐油很难分解，但它是天然有机油类，因此对环境没有危险性，因此它不同于柴油，不应该是造成环境的污染。污染都是人工造成的，天然材料会污染么？如果天然材料污染，为什么我们还能活下来呢？就此而论，桐油未必会造成灾害，更不会造成人体伤害。诸葛亮火烧藤甲兵，那些藤甲必须防水，很可能用桐油。东晋的武库发生自燃火灾，燃料大概也是防水用的桐油，人人穿在身上，也没有什么污染问题。东晋的张华（《博物志》作者，记录了我国历史上的第一次自燃事件）能够在不作实验的情况下猜测桐油的自燃危险，也算是个人物了。 那么，柴油为什么会造成危害呢？我估计是柴油破坏了水的表面张力，所以那些依赖表面张力在水面活动的昆虫得到毁灭性的打击。由于生物链中断，所以植物也活不好。但柴油的分子不是天然的，因此与生物圈不容。桐油是天然有机的，应该不会造成类似的问题。桐油用于密封船体的防水处理，已经上千年了，从未听说桐油对水体的污染性。 那么，该如何应对呢？没有照片和数据，不敢下结论。可以肯定的是，专业处理不值得，如果能用水冲洗（估计当事人早已试过），最好。不能，则把污染物向田间低洼处汇聚，用土埋了，牺牲一块，保全整体。陷害者花那么大的气力来陷害别人，想来也是孤注一掷了，如果不让一让，或许人家更来泼你一顿柴油，看你如何解决？ 有道是，桐油倾盆为害人，藕田何辜油加身；当面不谈背后恨，怒火中烧更害人。
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等离子体技术——一种处理废弃物的理想方法
jackiemwd 2009-10-4 09:53
等离子体技术 —— 一种处理废弃物的理想方法 满卫东 1,2 吴宇琼 3 谢鹏 2 （ 1. 武汉工程大学湖北省等离子体化学与新材料重点实验室，武汉， 430073 2. 武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室 湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室，武汉， 430073 3. 江汉大学化学与环境工程学院，武汉， 430056 ） 摘要 等离子体环保技术随当今世界环境问题的日益严峻而得到迅速发展，本文简单介绍了等离子体的相关概念及其处理 “ 三废 ” 的机理，对国内外利用等离子体技术处理各种废物的研究现状进行了分析，并指出了等离子体技术是处理废弃物最有效的方法之一。 关键词 等离子体技术；三废；降解；废物处理；污染物控制 Plasma technology——An ideal method for waste treatment MAN Weidong 1,2 , WU Yuqiong 3 , XIE Peng 2 (1. Provincial Key Laboratory of Plasma Chemistry and Advanced Materials, Wuhan Institute of Technology,Wuhan 430073, China 2. Hubei Novel Reactor Green Chemical Technology Key Laboratory Key Laboratory for Green Chemical Process of Ministry of Education, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430073, China 3. School of Chemistry Enviornmental Engineering, Jianghan University; Wuhan 430056; China ) Abstract: Recently pollution control technology based on plasmas has become significant due to the serious environment pollution. The relative concept of plasma and the principle of pollution treatment were briefly described, and the existing research conditions at home and abroad were introduced. The result shows that this technology was the most effectively to waste control in the future. Key words: plasma technology; three wastes; degradation; waste treatment; pollutant control 0 引言 人类生产活动和生活活动的不断扩大，以及社会对环境的忽视，造成了越来越严重的环境污染问题。据统计，全球约 10 亿人健康受到大气污染的威胁，每年因大气污染导致全世界约 200 万人过早死亡；全世界 80% 以上的疾病和三分之一以上死亡者的死因都与水污染有关，水体中的大量污染物严重威胁着人类自身的健康 。 20 世纪 60 年代形成的等离子体技术是涉及高能物理、放电物理、放电化学、反应工程学、高压脉冲技术等领域的一门交叉学科。进入 80 年代后，将等离子体技术应用于处理各类污染物成为国内外研究的热门之一。与其它污染治理技术相比，等离子体技术具有处理流 程短、效率高、能耗低、适用范围广等特点 。等离子体技术既可用于处理废气又可用于处理废水 ，固体废物、污泥、甚至放射性废物 。 本文概述了等离子体及其分类，并阐述了等离子体处理废气，废水，废物的基本原理，及其应用的研究进展。 1 等离子 体 概述 1.1 等离子体的概念与分类 等离子体是不同于固、液、气等状态的物质存在的第 4 种状态，由大量正负带电粒子和中性粒子组成并表现出集体行为的一种准中性气体。 等离子体的分类方法很多，按温度可将等离子体划分为热力学平衡和非热力学平衡态等离子体。当电子温度（ Te ）与离子温度（ Ti ）、中性粒子温度（ Tg ）相等时，等离子体处于热力学平衡状态 ，称之为平衡态等离子体（ Equilibrium Plasma ）或者热等离子体（ Thermal Plasma ），其温度一般在 5×103K 以上；当 Te»Ti 时，称为非平衡态等离子体（ Non-thermal Equilibrium Plasma ），其电子温度高达 104K 以上，而其离子和中性粒子的温度却低至 300~500K ，因此，非平衡态等离子体又可称之为低温等离子体（ Cold Plasma ）。 1.2 等离子体的产生 产生等离子体的方法有很多，天然的有雷电、日冕和极光等。实验室可采用放电、燃烧和激波等方法。一般的低温等离子体大都采用放电方式产生。根据放电产生的机理、气体的压强范围、电源性质以及电极的几何形状、气体放电等，等离子体主要分为以下几种形式：辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、射频放电、微波放电。 在低气压（ 1.33×10-1~1×10-3Pa ）条件下，电子从外界电场、磁场获得足够的动能后与气体分子主要是发生非弹性碰撞，经激发、电离、离解过程产生非平衡等离子体，即低温等离子体。如气压增至 ≥105Pa ，电子与气体分子主要是发生弹性碰撞，导致电子与气体温度趋于一致，形成热平衡等离子体。 2 等离子体 技术 处理废气的研究 2.1 等离子体 技术 分解废气的机理 采用等离子体 技术 分解气体污染物时，等离子体中的高能电子起决定性的作用。其能量传递如图 1 所示。数万度的高能电子与气体分子（原子）发生非弹性碰撞，将能量转换成基态分子（原子）的内能，发生激发、离解、电离等一系列过程使气体处于活化状态。电子能量较低（ 10eV ）时，产生活性自由基，活化后的污染物分子经过等离子体定向链化学反应后被脱除。当电子平均能量超过污染物分子化学键结合能时，分子键断裂，污染物分解。在等离子体中，可能发生各种类型的化学反应，这主要取决于电子的平均能量、电子密度、气体温度、污染物气体分子浓度及共存的气体成分。 图 1 等离子体中能量传递图 Fig. 1 The energy exchange of plasma 2.2 等离子体 技术 处理废气的研究现状 一般污染空气的废气有以下几类 ：（ 1 ）微尘；（ 2 ）酸性气体（ SOx ， NOx ， HCl 等）；（ 3 ）温室气体（ COx ， NOy ， PFCs 等）；（ 4 ）臭氧损耗物质（氟利昂，哈龙类物质等）；（ 5 ）挥发性有机物（三氯乙烯，牛磺胆酸，甲苯等）；（ 6 ）有毒气体（ Hg ，双环氧乙烷等）；（ 7 ）放射性气体（ C ， Rn ， I ， Cs 等的同位素）；（ 8 ）生物毒气。工业生产中排放量比较大的是含硫 、 氮 、 微尘的废气和气态的有机废气。 2.2.1 等离子体技术用于脱硫、脱 氮 及除尘 复旦大学 Fang H J 等 采用等离子体和光分解相结合（ CPP ）的方法处理含 CS2 的废气，进气 CS2 质量浓度为 10~80mg/m3 ， CS2 分解率为 84~98.7% ，能量利用率为 2.9~4.3g/(kW·h) 。北京交通大学的胡小吐等 利用流光放电等离子体氨法技术处理烟道气，在半工业实验中，在 SO2 的初始浓度 500~1000 m l/L 条件下，脱硫率 ≥95% ，亚硫酸盐一次氧化率 50%~70% ，适当处理后达到 90% 以上，反应器能耗小于 3.5W·h·m-3 。江苏大学的解幸幸等 利用非平衡等离子体技术处理了含 SO2 的废气，研究了各种因素，如外加电压，含水量，停留时间等对脱硫效率的影响，结果表明，当含氧量为 21% （体积百分比），电源频率为 12.5kHz ，外加电压为 3.5kV ，含水量为 2.1% ，停留时间为 0.85s 时，脱硫效率可以达到 80% 以上。燕山大学的贺君等 利用电晕放电等离子体技术处理烟气，对比了 4 种不同电极的放电性能，发现喷嘴电极的脱硫效率最高。 传统的除尘是采用静电的方式，荷电后颗粒物在电场作用下运动到接地的收集极板上形成积尘层，使电荷在积尘层表面聚集，并向接地电极释放。若积尘层比电阻率较高，难以释放的大量电荷将积累在积尘层表面，使表面电势变得足够高而发生反电晕，导致相反极性的离子被注入电晕场，使收集率大大降低。脉冲电晕采用高压脉冲叠加直流基压的方式，颗粒物收集集过程分两个阶段，无脉冲阶段和有脉冲电压阶段，高压脉冲产生的电晕流注贯穿极间，并延伸到复盖高比电阻积尘层的收集电极，使高比电阻积尘层击穿，层上积聚的电荷被释放，保持积尘层表面的电中性，故能阻止反电晕的发生，从而能有效的除尘 。 大连理工大学的王宁会等人 进行的脉冲放电烟气除尘与脱除 SO2 和 NOx 的研究表明，在注入能量为 4W·h/m3 和烟气在反应器中停留时间小于 3s 的条件下，烟尘的去除率达到 97% 。日本九州大学的 Iwashita S 等人 发明了一种新的等离子体设备，用它去除微尘的效率能达到 99.8% 。 2.2.2 等离子体 技术 分解气态有机物 挥发性有机化合物（ Volatile Organic Compounds ，简称 VOCs ）主要是指在常温下饱和蒸气压大于 70Pa 、常压下沸点低于 260℃ 的气态有机化合物 。随着挥发性有机化合物被广泛用于工业生产，有机废气的排放量也逐年增大，对环境造成了不容忽视的危害。 北京工业大学的竹涛等人 利用等离子体联合纳米技术降解甲苯，以自制的纳米材料作为催化剂，研究了不同电场强度、不同填料情况下的甲苯的降解，结果表明在电场强度为 14.3kV/cm ，镀有纳米催化剂的填料填充时，降解率可高达 95% 。华中科技大学的吴健婷等人 利用放电等离子体方法处理了二甲苯废气，采用线筒式反应器，没有填充任何介质，脱除率最高达到 71.7% 。复旦大学的 Ye Z L 等人 利用介质阻挡放电等离子体技术处理了苯废气，在小型装置和大型装置上做了对比研究，苯的降解率随着苯废气的流量和浓度的增加不断的降低。从文献中我们可以发现用等离子体联合催化剂处理挥发性有机化合物，降解率比较高，一般都能达到 90% 以上。 3 等离子体 技术 处理废水的研究 3.1 等离子体 技术 处理废水的机理 等离子体废水处理技术是一种兼具高能电子辐射、臭氧氧化、紫外光分解三种作用于一体的废水处理技术。 （1） 高能电子作用。通过放电产生的大量的等离子体中的高能电子，与废水分子（原子）发生非弹性碰撞，将能量转化为基态分子的内能，发生激发、离解和电离等一系列过程，使废水处于活化状态。一方面打开废水分子键，生成一些单质原子或单原子分子；另一方面产生大量的游离氧、自由基和臭氧等活性基团。由这些单原子分子、游离氧、自由基和臭氧等组成的活性粒子所引起的化学反应，最终将废水中的复杂大分子污染物变为简单小分子安全物质，或使废水中的有毒物质变成无毒无害物质。 （2） 臭氧氧化作用。臭氧是一种仅次于氟的强氧化剂。臭氧在水中时发生氧化反应，其氧化途径可由臭氧直接氧化某些有机物，也可由其分解产生的中间产物 HO· 自由基氧化有机物。 HO· 自由基的标准氧化还原电位为 2.80V ，其氧化能力几乎与氟相当，因此它很容易与其它分子发生反应，使水中污染物氧化和分解。 （3） 紫外光分解作用。在放电过程中产生的紫外光一方面可单独分解有毒有害物质；另一方面和臭氧联合作用分解有毒有害物质。 3.2 等离子体 技术 处理废水的研究现状 大连理工的王方铮等和天津工业大学的王亮等 采用多针 - 板电极形式的高压脉冲放电等离子体技术处理了含有苯酚的有机废水，考察了体系中影响苯酚降解的各种因素，利用最佳的降解条件，苯酚的降解率分别达到了 86.2% 和 96.8% 。哈尔滨工业大学的杨世东等 采用高压脉冲放电对难以降解的硝基苯进行了处理，研究了各种实验参数对降解率的影响，在放电电压为 45kV 、电极间距为 2.0cm 、溶液电导率为 5 m s/cm 的情况下，放电 60min 后，初始浓度为 12.0mg/L 硝基苯的去除率为 23.1% 。中国石油大学的王嘉麟等 用高压脉冲放电技术处理了采油污水，处理 10min 后水中的 BOD s/COD 从 0.066 提高到 0.33 ，污水中大量存在的稠环类物质、长链烷烃类以及芳香族化合物被降解为易生物降解的相对分子质量小的物质。 国外对等离子体处理废水也进行了大量研究。 Sharma A K 等 用单针板式反应器，在两极间施加非脉冲直流高压（ 0~30kV ），通过低气压电晕放电处理五氯苯酚时，监测到反应的主要产物包括四氯苯酚、草酸、甲酸、乙酸、丁酸和氯离子等，且提高放电电流、搅拌速率，降低 PH 值，提高气相中氧气的比例等均会提高 PCP 的转换率。 Abdelmalek F 等 利用液相处理装置处理酸性黄 4GL 模拟废水，降解前后的紫外光谱表明，染料中发色的偶氮共轭基团被破坏，染料被降解，染料中的奈环开环为含苯环的物质，降解 60min 后染料 COD 的降解率大 92.5% ，降解 105min 时溶液完全脱色。 Doubla A 等 用等离子体在大气中放电来处理喀麦隆酿酒厂的废水， BOD 的降解率达到了 98% ，这主要归功于等离子体中强氧化性的 OH 和 NO ，同时，弱碱性的废水经等离子体处理后被中和了。 Dojcinovic B P 等 同轴介质阻挡大气放电处理了多瑙河里被污染的废水，废水中含有 2- 氯酚， 4- 氯酚，二羟二氯二苯甲烷等有机物，氯酚的初始浓度是 20mg/L ，经等离子体处理后，降解率达到 95% 。 4 等离子体 技术 处理废物的研究 4.1 等离子体 技术 处理固体废物的机理 固体废弃物一般采用焚烧的方法处理，但是焚烧会产生许多有毒物质，如二噁英、呋喃类化合物、氯化氢等，同时还产生大量二氧化碳，造成二次污染。等离子体具有高效率、低能耗，安全、无二次污染的特点，因此，为固体废弃物的无害化、减量化、资源化处理开拓了一个新途径。国外有研究人员称，采用等离子体技术与焚化法相比，成本可以降低 10%~50% 。 等离子体一般包括高温等离子体和低温等离子体，而它们处理固体废弃物的机理又不相同。低温等离子体的作用机理是利用等离子体中电子能量高，可以与原子、分子碰撞，产生各种粒子，从而进行热化学较困难甚至不可能进行的化学反应。同时，等离子体中富集的离子，电子，激发态的原子，分子及自由基，是极活泼的反应物种，可以和固体废弃物发生反应，使固体废弃物改性，从而降低毒性。高温等离子体能量密度很高，重粒子温度与电子温度相近，通常为 1 万 ~2 万 K 的数量级，各种粒子的反应活性都很高。一般处理固体废气物都是用等离子体火炬，火炬的中心温度可高达 2~3 万摄氏度 ，火炬边缘温度也可达到 3 千 摄氏度 左右，当高温高压的等离子体去冲击被处理的对象时，被处理物很快被气化分解，重新组合生产新的物质，从而使有害物质变成无害物质。 4.2 等离子体 技术 处理固体废物的研究现状 目前等离子体 技术 处理废弃物的应用研究取得了较好的效果。李军等人 采用等离子体技术的高温突越特性处理城市污水厂的污泥，得到了类似水煤气的气体产物，处理后的污泥呈现玻璃态或明显碳化，通过实验说明了等离子体技术处理城市污泥的可能性。王忠义等 采用等离子体特种垃圾焚烧炉处理了医疗废物，垃圾焚烧量最大能达到 5t/d ，等离子体发生器功率为 30kW~100kW ，在 1200℃ 以上高温焚烧，可防止二噁英的形成，而且处理成本仅为 0.55 元 / 公斤，低于常规处理方法。广州大学的 Tang 等人 利用射频等离子体处理了塑料废弃物，用氮等离子体分解塑料产生的尾气与实验参数有关，氢气最高能达到 12vol% ；用水蒸汽等离子体处理时， CO 和 H2 最高能达到 28vol% 。 日本学者 Koutaro Katou 等 利用电弧等离子体熔化炉对城市垃圾的毒性脱除及减少容积进行了研究，结果表明，残余物中超过 99% 的 PCDDs 和 PCDFs 已经被降解，炉内保持负压，可以控制 NOx 生成，同时，超过 1400℃ 的高温也可以控制 HCl 和 SOx 的生成，经过等离子体熔融后的玻璃状残渣已无毒性，飞灰中的 Pb ， Zn 等含量高，可进行回收。 Lemmens 等 利用等离子体气化技术处理了含高热量的废物。处理后产生的尾气主要为 CO （ 17.6vol% ）， H2 （ 8.1 vol% ）， CO2 （ 3.6 vol % ）， THC （ 2.8 vol % ）等等，可以用来做原料气体。处理的玻璃残渣和飞灰可以用来做建筑材料。 Mountouris 等人 用等离子体气化处理污泥，找到了最佳的参数，每天可以处理 250 吨污泥，同时 68% 的水蒸汽可以用来发电，每天的发电量达到 2.85MW 。 5 结束语 随着人类能源危机的加剧和环保意识的加强，污染物有效控制变的越来越重要。等离子体技术由于可以将有害污染物降解，或降解同时回收有用资源，具有其它传统处理技术所不具备的一系列独特优越性，正逐渐成为污染物控制的替代技术。为使得这一技术能得以商业化，必须进一步改善的是该技术的处理速度、能量利用效率、系统压降、副产物产生及利用效率等。等离子体污染控制技术由于其独特的科技性和高效率，在未来的环保产业中将具有广阔的发展前景。 致 谢 感谢 武汉工程大学第三届大学生校长基金， 武汉工程大学研究生教育创新基金对本研究的支持。 参考文献： . 朱元右 . 等离子体技术在废水处理中的应用 . 工业水处理， 2004 ， 24 （ 9 ）： 13-16. . 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