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QCM在水处理领域的应用简介

发表时间:2016-4-12 16:03:41    人气:

水中天然有机物(NOM大多以胶束双电层形式存在,松散的结构中包含有一定的结合水。而通过调适溶液中的离子强度及离子电荷,可以压缩胶束双电层并促进其沉积。胶束的吸附行为以及吸附动力学均可通过qCell T的频率变化来表征,而随着离子的加入则会引起胶束结构的压缩,qCell T的耗散监控功能则可以实时跟踪这一变化。

 

纳米粒子(ENM在水中也多以静电聚集体的形式存在。可以通过与NOM类似的去除原理,通过改变体系的离子强度或酸碱性,使纳米粒子团聚成更大的颗粒并沉降。qCell可以检测纳米粒子团聚颗粒尺寸(质量)及沉降的速度,从而研究团聚和去除效果。

 

qCell T可通过两种方式优化絮凝剂的配方。首先,可以使用Al2O3或类似的絮凝剂涂覆或修饰芯片,随后通过研究水中污染物向表面吸附的效果及动力学研究该絮凝剂的絮凝效果。另外,也可以同时通入含絮凝剂的污水,研究与空白污水样品的吸附结果的差异,从而评价絮凝剂的效果。

 

由于qCell T本身就是一个高灵敏的传感器,可以此为基础开发重金属检测的特异性传感器。通过在芯片上负载上可与特定重金属特异性结合的探针(主要是有机物螯合),从而快速的检测水中重金属的存在及含量。探针也可以通过荧光标记的方式,实现多种检测手段共同证实重金属的存在。另外,也可以在芯片的表面负载重金属移除剂,并通过研究qCell T获得的吸附动力学,衡量重金属移除剂的移除效果。

 

qCell T在膜化学方面也有其特殊应用,通过在芯片表面组装薄膜并修饰表面,可研究水中污染物的吸附及脱附效果,从而筛选适宜的过滤膜,降低污染物在滤膜表面的吸附,提高污水的通过率和薄膜的使用耐久度。

 

接触污水的材料表面可以通过涂覆特殊的涂层(主要是高分子涂层)来实现生物防污。使用qCell T可以对比涂层改性前后芯片对于生物污水的吸附效果,从而评价涂层生物防污的效果。另外,微生物和水生生物对于涂层的吸附主要是通过特定的蛋白质伪足来实现的,也可以简单地研究该蛋白质在材料表面的吸附来衡量防污或除污效果。

 

由于qCell T可以进行细胞吸附及细胞骨架构型转变的研究,在分子生物学方面可研究抗生素对于细胞以及对蛋白的影响,特别是qCell T特有的耗散因子这一参数可以描述抗生素对于蛋白质三维结构或细胞骨架构型的影响。

 

另外,qCell T可以观测细胞培养过程中的增殖过程,因此可用于研究细菌生物膜的形成与生长过程,并可通过在细菌生物膜不同阶段加入抗生素,研究不同抗生素最佳的添加时机,以便最有效的消除饮用水或饮用水管网中的细菌滋生。

 

qCell T也可在土壤有机质SOM)研究中发挥其作用,研究其对于纳米粒子的留存效果。

 


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