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本论文致力于研究选择性去除亚硝胺,分为三个方面:(1)选择不同分子筛材料在不同条件下吸附亚硝胺,研究亚硝胺在沸石分子筛上的吸附机理。(2)结合微波辐射和沸石吸附,寻找省时节能、快速降解亚硝胺的新方法。(3)通过细胞实验证明沸石分子筛能够在液相中吸附亚硝胺、保护生物体.主要工作如下:
(1)通过一步合成法将氧化铜原位铺饰在分子筛上。使用XRD、BET、H2-TPR和ICP等方法研究铜物种在MCM—41上的分散状况,着重考察了铺饰的铜物种对MCM—41合成产物的结构和孔道的影响.发现亚硝胺吸附实验中,只要吸附温度低于373K,MCM—41就能够吸附气流中所有的亚硝胺,其性能超过NaY;然而一旦温度升至453K,MCM—41就失去吸附亚硝胺的能力。由于铜物种和亚硝胺分子的N-NO官能团有较强作用,McM—41上铺饰氧化铜以后对于亚硝胺的吸附能力显著上升。添加在香烟过滤嘴之后,铜改性MCM—41对亚硝胺的去除能力高于NaY。研究中还制备了原位铺饰铜的SBA-15样品,选择三种不同的亚硝胺NDMA、NPYR和NHMI以及多环芳烃作为探针分子考察其吸附性能。
(2)研究了亚硝胺的微波降解。1kW功率的微波辐射二苯基亚硝胺(NDPA)的二氯甲烷溶液45s,亚硝胺的量不减少;辐射90s降解大约6-7%的NDPA。沸石吸附亚硝胺后再经微波辐射,降解率可达38%。全硅材料铺饰铜物种能明显提高NDPA的微波降解。对于挥发性亚硝胺NPYR的微波降解,NaA的催化能力高于NaY。
(3)亚硝胺有细胞毒性,浓度达到一定值时能够杀死细胞.水溶液中加入沸石分子筛能够有效地吸附亚硝胺,从而保护细胞。探讨沸石是否具有去除亚硝胺污染、保护生物细胞的首例交叉学科综合实验表明:沸石材料能够有效吸附亚硝胺,抑制亚硝胺污染对生物细胞的毒害作用。这些实验为沸石材料在生命科学领域的新应用提供了重要的证据。