武汉科技大学资源与环境工程学院，冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室，武汉 430081
二氧化硅(SiO2)膜因其耐高温且孔径可调在分离纯化领域得到了广泛关注，但其表面的无定型结构导致渗透性与选择性相互制约，影响分离效果。以二氧化硅膜为基膜，金属有机框架材料(ZIF-8)对其进行修饰改性，制得SiO2@ZIF-8复合膜，探究了ZIF-8合成条件、ZIF-8添加量及原料液温度对复合膜乙醇渗透汽化脱水性能的影响。结果表明：ZIF-8规则的孔道结构提供了额外的水分子传输通道，复合膜的渗透侧含水率可达99.5%，渗透通量提高至9.6 kg/(m2·h)，分离因子为1 973。采用Arrhenius方程对改性前后膜的渗透通量与温度的关系进行拟合，发现复合膜在渗透汽化过程中水分子的表观活化能更高，随着温度升高水通量增加的更快，分离效果更好。SiO2@ZIF-8复合膜有效改善了无定型网状结构的缺陷，在渗透汽化有机溶剂脱水方面具有广阔的应用前景。
二氧化硅 金属有机框架材料 复合膜 渗透汽化 乙醇脱水 silicon dioxide metal organic framework material composite membrane pervaporation ethanol dehydration
1 桂林理工大学环境科学与工程学院, 广西 桂林 541006
3 中国环境科学研究院地下水与环境系统工程创新基地, 北京 100012
生物沥浸深度脱水污泥为主料, 四种农林有机废物为辅料, 设4个处理组(T1: 污泥+甘蔗渣、 T2: 污泥+秸秆、 T3: 污泥+米糠、 T4: 污泥+木屑)进行混合堆肥, 采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和三维荧光光谱(3D-EEM), 研究不同辅料堆肥过程中溶解性有机质(DOM)结构特征和组分含量的演化规律。 UV-Vis结果显示, 四个处理组在堆肥过程中DOM的芳香度和不饱和度皆有所增加, 其中T3处理组的增加幅度最大。 四个处理组的紫外参数SUVA254和SUVA280均呈现递增趋势, 其中T3处理组的变化幅度高于其他三个处理组, 表明芳构化程度加深, DOM分子量逐渐加大; E253/E203和E253/E220在堆肥结束时显著增加, 表明DOM中苯环上的脂肪链发生氧化分解, 转化为羧基羰基等官能团, A226~400随堆肥进行增加而E250/E365减小, 表明共轭程度增加。 FTIR结果表明堆肥过程中多糖类、 脂肪族类物质含量在减少, 包括带有苯环的芳香族等不饱和有机物在增加, 其中T4处理组的转化程度优于其他三个处理组。 发射荧光光谱显示荧光峰位置由334 nm红移至422 nm附近, 说明共轭程度低的物质不断降解, 芳香基团不断缩合, 生成结构复杂的类腐殖质物质。 同步荧光光谱中代表类蛋白物质的荧光峰随堆肥时间由强变弱, 代表腐殖质的荧光峰由弱变强, A250~308值降低, A308~360和A363~500值上升, 说明了类蛋白质物质在不断降解而类胡敏酸物质和类富里酸物质含量在上升。 结合平行因子(PARAFAC)模型分析四个处理组的三维荧光光谱, 将DOM解析为三类荧光组分, 根据每个组分所在的激发、 发射波长位置分析判断, 三类组分分别是类富里酸物质, 类胡敏酸物质和类色氨酸物质, 且C1(类富里酸物质)和C2(类胡敏酸物质)组分所占百分比呈现增加趋势, C3(类色氨酸物质)组分所占百分比呈现减少趋势, 表明类蛋白物质减少而类腐殖质物质增加, 其中T3和T4处理组的腐殖化程度较好。 综合分析, 米糠和木屑作为辅料时堆肥腐熟度更好。
溶解性有机质(DOM) 辅料 生物沥浸深度脱水污泥 堆肥 光谱特征 Dissolved organic matter (DOM) Conditioners Bioleach deep dehydrated sludge Composting Spectral characteristics 光谱学与光谱分析
2022, 42(7): 2120
中国电子科技集团公司 第四十六研究所，天津 300220
过高的纤芯损耗和纤芯折射率非均匀性严重制约了掺稀土光纤在高功率光纤激光器中的应用，提出一种基于液相掺杂的低损耗近等厚芯层掺稀土光纤的工艺方法。结合改良的化学气相沉积（MCVD）溶液掺杂法制备了含有多层疏松层的掺稀土光纤预制棒，理论分析了光纤预制棒缩棒前、后芯层差的变化原理，采用流量递减沉积工艺降低了缩棒后不同芯层之间的厚度差，并通过优化脱水工艺有效降低了多层疏松层中残留水分的含量。实验结果表明：制备的掺稀土光纤在1380 nm波长处的纤芯损耗仅为9.1 dB/km，有效降低了掺稀土光纤的纤芯损耗和折射率非均匀性。
溶液掺杂 疏松层 脱水 掺稀土光纤 solution doping loose layer dehydration rare earth doped fiber
1 重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400045
2 宜宾学院资源与环境工程学院, 四川 宜宾 644000
3 重庆大学低碳绿色建筑国际联合研究中心, 重庆 400045
4 宜宾市辐射环境监测站, 四川 宜宾 644000
阳离子聚丙烯酰胺是污水和污泥处理中常用的一种絮凝剂, 传统方法制备的阳离子聚丙烯酰胺因阳离子单体随机分布, 电荷过于分散, 导致其在絮凝时不能充分发挥阳离子单体的电中和作用, 为此本研究尝试使用一种新型方法制备阳离子聚丙烯酰胺, 即以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)为单体, 分别以两种不同分子量的聚丙烯酸钠(PAAS)为模板, 使用紫外光引发模板聚合法制得模板聚合物TPDA1和TPDA2, 同时使用紫外光引发聚合法制得非模板聚合物(NTPDA)作为对比。 使用红外光谱(FTIR)、 氢核磁共振图谱(1H NMR)、 扫描电镜(SEM)等方法对制得的聚合物进行表征, 并通过污泥脱水试验研究其污泥脱水效率。 波谱分析结果表明, 添加模板提高了DMDAAC单体的活性, 促使聚合物分子中形成DMDAAC连续分布的阳离子单体嵌段结构, 从而提高了聚合物的絮凝性能, 尤其是电中和作用； SEM扫描显示模板聚合物的具有较大的比表面积和分形维数； 污泥脱水试验表明, 模板聚合物具有较好的污泥脱水性能和较宽pH应用条件, 当模板聚合物TPDA1投加量为50 mg·L-1, 污泥pH为8时, 其具有最佳污泥脱水效率, 污泥含水率降至最低值72.5%。 模板分子量对聚合物属性也存在影响, 分子量较低的模板制得的聚合物具有相对较好的污泥脱水效率。
模板聚合 阳离子聚丙烯酰胺 表征 絮凝 污泥脱水 Template polymerization Cationic polyacrylamide Structural characterization Sludge dewatering Characterization 光谱学与光谱分析
2017, 37(8): 2480
1 南京医科大学 基础医学院，江苏 南京210029
2 江苏盛泽医院肿瘤中心，江苏 苏州215228
3 中国科学院上海应用物理研究所，上海201800
4 上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室，上海200093
利用透射式太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对猪脂肪、肌肉和皮肤三种新鲜组织的持续脱水过程进行在线连续扫描，观察太赫兹波时域谱在组织脱水过程的变化，并分析比较三种组织脱水前后的太赫兹波吸收系数及折射率的改变及差异.结果表明，太赫兹波对新鲜组织含水量的改变十分敏感，新鲜组织的含水量是影响太赫兹波吸收系数的主要因素.同时，不同组织对太赫兹的吸收有明显差异，表明太赫兹光谱技术可以鉴别不同的组织类型.本研究为太赫兹技术在生物医学领域的进一步研究和应用提供了帮助.
太赫兹 生物组织 脱水 吸收系数 折射率 Terahertz biological tissues dehydration absorption coefficient refractive index
中国科学院 大连化学物理研究所， 分子反应动力学国家重点实验室， 辽宁 大连 116023
为提高化学氧碘激光的性能，用五氧化二磷(P2O5)和硫酸(H2SO4)射流进行了单重态氧气流中的水汽脱除实验。实验结果表明: 在约4 kPa压力、20 m/s流速和5 ms停留时间的气流状态下，P2O5和H2SO4射流可将水汽含量分别降低至原来的约1/5和1/16，发烟硫酸甚至可降至约原来的1/90，而且对单重态氧的猝灭很小。P2O5和H2SO4都是极佳的常温射流除水剂。
化学激光 化学氧碘激光 单重态氧发生器 五氧化二磷 硫酸 水汽 脱水 chemical laser chemical oxygen iodine laser singlet oxygen generator phosphorus pentoxide sulphuric acid water vapor dehydration
中国科学院 大连化学物理研究所, 分子反应动力学国家重点实验室， 辽宁 大连 116023
为提高化学氧碘激光性能，分别使用-117 ℃乙醇、-110 ℃氟里昂和-45 ℃质量分数为50%过氧化氢冷射流进行单重态氧气流中的水汽脱除实验。实验结果表明：这3种冷射流的除水效果并不显著，乙醇基本上没有任何脱水效果，氟里昂和过氧化氢仅可以将水汽含量分别降低至原来的约1/5和1/4；乙醇和氟里昂因极易挥发而对气流产生严重干扰，并不适合用于除水；只有难挥发的过氧化氢才是合适的候选。
化学激光 化学氧碘激光 单重态氧发生器 冷射流 水蒸气 脱水 chemical laser chemical oxygen iodine laser singlet oxygen generator cold jet water vapor dehydration
1 南通大学机械工程学院,江苏 南通 226019
2 南京航空航天大学生物医学工程系,江苏 南京 210016
分析了脑局部皮层的近红外漫反射光谱在研究脱水剂脱水作用中的可行性。将60只SD大鼠随机 分成A、B、C三组,每组分别在尾静脉推注0.9% NaCl、20%甘露醇和7.5% NaCl (均为10 ml/kg), 利用双光纤微 创探头实时在位采集推注前后大鼠局部脑皮质的近红外漫反射光谱,分析光谱变化。A组(0.9% NaCl) 推注前后光谱未见明显变化,B组(20%甘露醇)和C组(7.5% NaCl)推注后近红外区光谱斜率绝对值的相对变化率 分别上升 (5.5±1.2)%和(10.5±2.5)%, 三组间的差别存在统计学意义。可见,脑局部皮质的漫反射光谱可作为一 种评估脱水剂脱水作用的新方法。
光谱学 脱水作用评估 近红外漫反射光谱 脑皮层 大鼠 spectroscopy anhydration effect estimation near infrared diffusion spectrum cortex rat
1 华南师范大学信息光电子科技学院,光电工程系,广东,广州,510631
2 华南师范大学信息光电子科技学院,激光生命科学研究所、暨激光生命科学教育部重点实验室,广东,广州,510631
研究肾组织脱水对组织的吸收和散射特性的影响,实验利用带积分球附件的分光光度计和采用反向倍增法获取组织对532 nm和1 064 nm波长的吸收和散射特性.结果表明:在37 ℃下脱水的肾组织对532 nm和1 064 nm的吸收系数和约化散射系数都是随着脱水率的增大而明显地增大的,在37 ℃下脱水的肾组织对532 nm和1 064 nm的吸收系数均明显地较自然的肾组织对相应波长的吸收系数要大,而在37 ℃下脱水的肾组织对532 nm和1 064 nm的约化散射系数也明显地较自然的肾组织对相应波长的约化散射系数要大,在相同脱水率下的肾组织对于532 nm的吸收系数和约化散射系数都明显地较其对1 064 nm的吸收系数和约化散射系数要大.研究结果提示,组织脱水、脱水的温度和脱水时间是影响肾组织的吸收和散射特性的重要因素.
组织光学 肾组织 脱水 吸收特性 散射特性
1 华南师范大学光子中医学实验室,激光生命科学教育部重点实验室,广东,广州,510631
2 清华大学深圳研究生院,广东,深圳,518055
3 Department of Biomedical,Engineering Oregon Health & Science University,Beaverton OR,97006,USA
目的:探讨活体组织液体含量的改变对OCT成像的影响,以期提高OCT在诊断组织病理性质方面的能力.方法:实验中复制脱水大鼠病理模型,应用光学相干层析成像设备,进行大鼠舌浅表组织在体显微成像检测,并对图像中组织的信号衰减特性进行量化分析.结果:正常对照组大鼠体重明显增加,病理模型组显著下降,病理模型组于脱水3天和5天后组织的平均OCT信号衰减系数明显高于正常对照组(P＜0.01),且5天较3天的病理模型组组织的信号衰减系数变化尤其显著(P＜0.01).结论:改变组织含液量,可显著改变OCT成像效果,且通过对OCT图像中信号的衰减系数分析,可获得组织细微的散射变化,从而有望提高OCT技术在组织性质方面的诊断能力.
光学相干层析成像(OCT) 脱水 衰减系数 光散射特性
