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17 2020-05
环境学院李万斌团队在Science Advances发表碳捕集领域重要进展
温室气体的过量排放会造成气候变暖、生态破坏、海洋酸化等多种全球性环境问题。温室气体的排放控制研究成为当今国际社会关注的热点之一。我国能为结构以煤为主,面临巨大的碳减排和经济转型压力。碳捕集技术被认为是应对温室气体排放的重要技术。但目前碳捕集技术普遍存在材料性能差、捕集成本高、能耗大等问题。如何设计材料与二氧化碳分子的相互作用是获得高性能碳捕集材料的关键。 近日,继分子筛膜宏量制备方法设计和膜分离碳捕集传质扩散抑制调节之后(Nature Communications, 2017 8, 406; Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 3764-3772),李万斌研究团队在多孔材料改性及碳捕集应用机理研究中取得重要进展。相关成果“Vapor-phase linker exchange of metal-organic frameworks”以暨南大学为独立单位发表于期刊Science Advances。 李万斌团队利用气相配体交换法实现多孔吸附剂的改造和功能化。该方法可通过无溶剂策略对常规方法不能合成的多孔材料的构筑单元进行置换和后改性,从而拓展材料种类;
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14 2020-04
暨南大学环境学院在水体微塑料污染研究中取得新进展
环境中的塑料污染已引起全球越来越多的关注。目前,根据管理不当的塑料废物(MPW)概念对塑料垃圾从全球河流进入海洋的输入量的各类模型估算差异较大,而且没有对河流塑料输入量的实地测量。因此,亟需定期实测数据对模型进行优化。2018年,曾永平教授课题组麦磊博士在环境学院研究生的协助下,在珠江三角洲的8个主要河流出口进行为期一年的野外采样监测,为改进模型估算提供可用的实测数据。经过全年的5次采样,收集到河口水体表面漂浮的大量塑料碎片,其浓度与河流排水量呈正相关。根据初步计算,珠江三角洲每年经河流入海的微塑料颗粒约为390亿粒,即66吨,塑料垃圾总入海通量约为2400−3800吨/年。这些数值远远低于基于MPW的模型估值(91,000‒170,000吨)。测量结果和模型估算结果之间的巨大差异可能源于分配给世界各国/地区的MPW值存在很大的不确定性。本项研究用实际采样数据揭示了模型估算的不确定,可为未来全球河流塑料入海通量估算模型的优化提供重要数据指导。相关成果近期发表在Environ. Sci. Technol.期刊上。Mai, L.; You, S.-N.; He, H.; Bao, L.-J
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02 2020-03
暨南大学环境学院在新型酚类化学污染物人体暴露研究方面取得新进展
双酚A替代品(Bisphenols, BPs)及合成酚类抗氧化剂(Synthetic phenolic antioxidants, SPAs)是目前环境中发现的新型酚类化学污染物。BPs和SPAs化学品被广泛应用于生活塑料制品、各类食品包装材料、化妆品和食品中,并在使用过程中释放到食品和环境基质中,进而造成人体暴露。目前的研究表明,BPs与SPAs可在生物体、灰尘、食品、污泥等多种基质中广泛检出,但对于其在孕妇和婴儿等敏感人群中的暴露情况,仍然知之甚少。暨南大学环境学院曾力希教授课题组,采用液相色谱‒串联质谱技术,建立了人体样本中BPs与SPAs的超痕量分析方法,并研究了这些新型酚类化合物在母婴之间的传递规律以及母乳喂养对胎儿的暴露风险。结果表明,BPA、3种BPA替代品(BPS、BPE、BPAF)和1种新衍生物(BPSIP)能在孕妇母血―脐血―胎盘中广泛检出,并能透过胎盘屏障传递给发育中的胎儿。其中BPAF具有很强的胎盘转移率,BPS、BPE与BPA的胎盘转移率相似,而BPSIP则具有较低的胎盘转移率。通过QSAR建模结合物理化学性质分析,发现BPs的母体转移均以被动运输为主,且与血
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05 2019-12
暨南大学环境学院在膜分离CO2捕集研究方面取得新进展
二氧化碳的过量排放会造成气候变暖、海洋酸化等多种全球性的环境问题。因此,其高效分离捕集技术的开发具有重要意义。膜技术在CO2捕集、空气净化、清洁能源纯化、气体富集、VOC分离等方面具有可观的应用前景。多孔分子筛膜,由于其巨大的比表面积、规整可调的孔道、优异的吸附性能、多样性的结构等特点,其在燃烧后CO2捕集中展现出极高的通量和选择性。但膜内针孔的存在会极大地减弱膜分离性能。李万斌课题组利用多巴胺(PDA)改性对所制备的UiO-66膜的无效针孔的进行抑制,即采用多巴胺注入针孔并自聚合形成聚多巴胺,抑制小分子在膜内针孔中的无效扩散,从而提升选择性。改性制备的PDA/UiO-66膜的CO2捕集性能得到了极大提升,CO2/CH4和CO2/N2的选择性分别高达28.9和51.6,同时CO2通量达3.7×10-7mol m-2 s-1Pa-1(1115 GPU),可满足工业化CO2/N2选择性大于30且通量高于1000 GPU的性能要求。分离机理研究表明,该膜分离过程主要受控于吸附-扩散模型。经改性后,膜对不同分子的吸附性能变化不大,但由于针孔内扩散被抑制,扩散选择性被极大提升。相关成果发表于En
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05 2019-12
暨南大学环境学院在膜分离水处理研究方面取得新进展
水中盐及小分子物质脱除具有极为重要的环境意义。膜分离具有高效无相变等优势。但目前最常用的聚合物膜存在着易污染、稳定性较差、分离上限等问题。新型可突破分离上限线的膜的开发依旧是该领域发展的主要方向。氧化石墨烯(GO)膜在近期的水处理研究中取得较好进展。但其与水的亲和性会导致该膜发生溶胀进而增加层间距。该膜对小分子和离子的截留率较差,且稳定性较差、容易重新分散于水中。李万斌课题组基于GO溶胀各向异性,即GO膜的溶胀和层间距增加只发生在垂直于石墨烯片的方向,发展外压调节法控制GO膜层间距,得到可用于高效脱盐的水处理膜(ACS Nano 2018, 12, 9309-9317)。设计的GO膜外压控制系统对KCl、NaCl和CaCl2的截留率分别高达94.2%、97.5%和98.7%,同时水通量高达25 L m−2 h−1 bar−1。由于外压控制的位置限制,该系统可在错流的状态下长期运行。研究发现,基底孔道上方的半自由溶胀过程会极大的影响膜截留性能。基于以上原理,该课题组进一步采用相转化在GO中空纤维膜外表面制备多孔聚合物层,形成夹层,构建三明治结构。两侧的多孔层可抑制GO层溶胀和层间距增加,
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15 2019-11
暨南大学环境学院在人体室内灰尘暴露研究中取得新进展
室内环境是人类生活工作的重要场所,人类大部分时间(70%)都在室内环境中度过,因此,室内污染物暴露是影响人体健康的关键因素之一;流行病学研究表明室内灰尘中的污染物会给人体健康带来不良影响,灰尘摄入亦被认为是人类暴露于室内有机污染的重要途径之一,因此,通过室内灰尘来评估人体室内污染物暴露的风险,具有重要的意义。陈达教授课题组董婷博士通过大量的文献搜索工作,建立了一个包含511种化学物质的室内暴露数据库,含81种无浓度化合物,75种挥发性有机化合物以及355种用于人体暴露分析的有浓度化合物。根据EPA的ToxCast数据库,选择了16种毒理学终点进行毒性评估。研究结果表明,许多有重要贡献的化学物质是在目前研究中被忽略,甚至未被研究到的。研究是室内灰尘中化学暴露与毒性评估方面最全面的分析之一,研究结果可为室内环境中的暴露分析与风险评估,以及环境污染控制提供指导。相关成果近期发表在Environ. Sci. Technol.杂志上。Ting Dong, Yingdan Zhang, Shenglan Jia, Hongtao Shang, Wenjuan Fang, Da Chen* and
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12 2019-11
暨南大学环境学院揭示电子垃圾粗放处理过程中HFRs的释放机理及职业暴露风险
电子垃圾是全球增长速度最快的固体废弃物,含有大量的有毒有害物质,其中尤其是阻燃剂,已受到大量研究的关注。目前我国相当数量的电子垃圾没有进入正规处理渠道,而是作为普通垃圾填埋或者在不具备条件的个体户小作坊里拆解回收。简陋的回收处理手段往往会排出大量有毒重金属和有机化合物,对拆解人身体健康损害严重,同时严重危害生态环境。近年的研究显示,一些发展中国家电子垃圾处理活动是环境中阻燃剂的重要来源。暨南大学环境学院博士研究生李婷玉在导师小组曾永平教授、鲍恋君研究员指导下,利用自制的实验装置,模拟了典型电子垃圾的粗犷处置过程,探究阻燃剂的释放因子和释放机理,在电子垃圾污染研究领域取得新进展。在本团队此前的研究中,多溴联苯醚(Poly Brominated Diphenyl Ethers;简称PBDEs)和有机磷阻燃剂(Organophosphorus Flame Retardants;简称OPFRs)在非法拆解电子垃圾活动中的释放因子及释放机理已得到报道。但随着PBDEs的禁用,许多替代的阻燃剂得到了大力的研发和大量的使用,其中以非PBDEs型的卤代阻燃剂(Halogenated Flame Ret
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11 2019-11
暨南大学环境学院在新型环境污染物母婴传递研究方面取得新进展
光引发剂(Photoinitiators, PIs)和合成酚类抗氧化剂(Synthetic phenolic antioxidants,SPAs)是两类新型的环境有毒污染物,PIs主要作为光聚合作用的添加剂广泛用于紫外线油墨、清漆、涂料、树脂和粘合剂中,SPAs主要作为抗氧化剂广泛添加于包装材料、食品、药物、化妆品和燃料中。研究发现,这两类化合物不仅能在食品、灰尘和污泥等介质中广泛检出,在人体血液中,也能检测到它们的存在。然而,关于这两类新型环境污染物的人群内暴露数据,特别是孕妇等敏感人群的内暴露数据,仍然比较匮乏。此外,这两类污染物是否能够透过胎盘屏障由母体传递到胎儿?传递特征如何?影响因素有哪些?这些科学问题也尚不清楚。为了解PIs和SPAs在孕妇人群中的内暴露情况以及其跨胎盘母婴传递情况,暨南大学环境学院曾力希教授课题组招募组建了广州孕妇人群队列,采集了配对的母血、脐血和胎盘样品,结合液相色谱‒串联质谱技术,建立样品中PIs和SPAs的人体样品的超痕量分析方法。结果发现,9种PIs和9种SPAs能够在配对样品中广泛检出,PIs在母血和脐血中的总浓度分别在303–3500 pg/m