催化材料对病毒吸附及灭活作用特性的研究
新型催化材料的研究及应用
新型催化材料的研究及应用近年来，新型催化材料在广泛领域得到了应用，尤其是在环保、能源、化工等领域，掀起了一股新的科技革命。
随着科技的快速发展，新型催化材料的研究和应用呈现出日益重要的趋势。
催化是指通过某种物质使反应形成过渡态并加速其发生的一种技术，而催化剂则是催化反应中的关键物质。
新型催化材料不但具有高催化效率、高选择性和稳定性等优点，同时具有可再生性和可循环性，具备良好的环保性。
因此，新型催化材料已被广泛地应用于环境保护、化学工业、生物医学等领域。
一、新型催化材料的研究新型催化材料的研究主要集中在以下四个方面：（一）纳米催化材料纳米催化材料是指粒径小于100nm的催化材料。
纳米催化材料具有高比表面积、强磁性及较好的可控性等优点，能够极大地提高催化反应的效率和选择性。
纳米材料的制备一直是一个比较困难的问题，常用的方法有溶剂热法、胶体法、热氧化还原法等。
（二）非晶态催化材料非晶态催化材料是指在非晶态状态下制备的材料。
这种材料具有无序性和高活性，表现出比传统晶态催化材料更好的催化性能。
非晶态催化材料的制备方法主要有气相淀积法、液相淀积法、离子束淀积法和熔融深冷法等。
（三）复合催化剂复合催化剂是指由多种催化剂组成的一种杂化催化剂。
这种催化剂不仅可以弥补单一催化剂的不足，而且还能够发挥各自的催化作用，大大提高了催化反应的效率。
复合催化剂制备方法有毒性还原法、水热法、溶胶-凝胶法等。
（四）生物催化剂生物催化剂是指通过微生物、酶等生物催化剂来加速催化反应的一种催化技术。
与传统催化剂相比，生物催化剂具有高效、高选择性、容易获得等优点。
生物催化剂常见的制备方法有固定化技术、酶工程技术等。
二、新型催化材料的应用新型催化材料已被广泛应用于环保、化工、生物医学等领域。
（一）环保新型催化材料在环保领域的应用非常广泛，尤其是污染物的处理和净化。
例如，光催化材料被广泛应用于污染物的降解和水的净化领域。
这种材料利用其高效和高选择性，使得光照时，光催化剂能够产生电子和空穴，通过氧化、还原等反应来降解污染物，同时将其转化为无害的物质。
光催化氧化技术在水处理中的应用及研究进展
光催化氧化技术在水处理中的应用及研究进展摘要：介绍了光催化氧化的机理,就TiO2固定化制备、改性、光催化氧化在降解废水中有机污染物、无机污染物以及饮用水处理中的研究进展进行了阐述,提出了今后的发展方向。
关键词：纳米二氧化钛,光催化氧化,水处理,研究进展光催化氧化技术是一种新兴的水处理技术。
1972年,Fu- jishima和Honda[1]报道了在光电池中光辐射TiO2可持续发生水的氧化还原反应,标志着光催化氧化水处理时代的开始。
1976年, Carey等[2]在光催化降解水中污染物方面进行了开拓性的工作。
此后,光催化氧化技术得到迅速发展。
光催化技术具有反应条件温和、能耗低、操作简便、能矿化绝大多数有机物、可减少二次污染及可以用太阳光作为反应光源等突出优点,在难降解有机物、水体微污染等处理中具有其他传统水处理工艺所无法比拟的优势,是一种极具发展前途的水处理技术,对太阳能的利用和环境保护有着重大意义。
1TiO2光催化剂的特性及光催化氧化机理TiO2有锐钛矿型、金红石型和板钛矿型三种晶型。
同样条件下,锐钛矿型的催化活性较好。
在众多光催化剂中,TiO2是目前公认的最有效的半导体催化剂,其特点有:化学性质稳定,能有效吸收太阳光谱中弱紫外辐射部分,氧化还原性极强,耐酸碱和光化学腐蚀,价廉无毒。
目前对光催化的机理研究尚不成熟,一般认为光催化氧化法是以N型半导体的能带理论为基础。
TiO2属于N型半导体,其能带是不连续的,在充满电子的低能价带(VB) 和空的高能导带(CB)之间存在一个禁带,带隙能为3.2 eV,光催化所需入射光最大波长为387.5 nm。
当λ≤387.5 nm 的光波辐射照射TiO2时,处于价带的电子被激发跃迁到导带,生成高活性电子(e-),同时在价带上产生相应的空穴(h+),从而形成具有高度活性的电子/空穴对,并在电场作用下分离,向粒子表面迁移,既可直接将吸附的有机物分子氧化,也可与吸附在TiO2表面的羟基或水分子反应生成氧化性很强的活性物质氢氧自由基·OH。
不同消毒剂对PRV、PPV和TGEV的灭活效果试验
不同消毒剂对PRV、PPV和TGEV的灭活效果试验彭丽英;林鸷;何锡忠;朱永军;潘洁【摘要】为了确定癸甲溴铵-碘溶液消毒剂和癸甲溴铵消毒剂对猪主要疫病病原如猪细小病毒(PPV)、伪狂犬病病毒(PRV)和猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)的灭活效果,通过细胞观察法,用不同浓度的癸甲溴铵-碘溶液消毒剂和癸甲溴铵消毒剂对PRV、PPV和TGEV进行灭活来观察其灭活效果.结果表明,癸甲溴铵-碘溶液和癸甲溴铵溶液对细胞的最大无毒剂量分别为1:80和1:10.1:320的癸甲溴铵-碘溶液消毒剂,1:80的癸甲溴铵消毒剂与相应浓度的中和剂的反应产物已无毒副作用.癸甲溴铵-碘溶液消毒剂1:800稀释时可使PRV TCID50降低5个滴度,TGEV TCID50降低4个滴度;癸甲溴铵消毒剂稀释到1:400时,可使PRV和TGEV的TCID50均降低约3个滴度.两种消毒剂对PPV的灭活效果均不理想.【期刊名称】《动物医学进展》【年(卷),期】2019(040)005【总页数】5页(P127-131)【关键词】消毒剂;病毒;灭活效果【作者】彭丽英;林鸷;何锡忠;朱永军;潘洁【作者单位】上海市农业科学院畜牧兽医研究所,上海 201106;上海市农业科学院畜牧兽医研究所,上海 201106;上海市农业科学院畜牧兽医研究所,上海 201106;上海市农业科学院畜牧兽医研究所,上海 201106;上海市农业科学院畜牧兽医研究所,上海 201106【正文语种】中文【中图分类】S852.65伪狂犬病病毒(Procine pseudorabies virus，PRV)是引起多种家畜和野生动物以发热、奇痒及脑脊髓炎为主要症状的一种人兽共患传染病[1]，PRV是一种抵抗力比较强的病毒，在畜舍内干草上的病毒夏季存活时间达30 d，冬天可达46 d，极易在动物厩舍及空气中传播[2-3]。
猪细小病毒(Porcine panrovirus，PPV)是引起母猪流产、不孕、产木乃伊胎、死胎及弱胎等繁殖障碍症状的疾病[2]，这一病毒对外界的抵抗力非常强，80℃加热5 min才可使其失去活性，并且对酸也有较强的抵抗力，pH达3时病毒可稳定存活[4]。
环境污染控制中的新型材料和技术研究
环境污染控制中的新型材料和技术研究1. 引言随着工业化和城市化进程的加速发展，环境污染问题已经成为全球范围内的严重挑战。
为了保护环境和人类健康，科学家们不断努力寻找新型材料和技术来解决环境污染问题。
本文将重点介绍环境污染控制中的新型材料和技术的研究进展。
2. 新型材料在环境污染控制中的应用2.1 吸附材料吸附材料是一种可以吸附污染物的材料，常用的吸附材料包括活性炭、分子筛、生物吸附剂等。
这些材料具有高吸附能力和选择性，可以有效地去除废水和废气中的有害物质。
此外，研究人员还通过改变吸附材料的表面性质和结构，提高其吸附能力和循环使用性能。
2.2 光催化材料光催化材料利用光能将污染物分解为无害物质，常用的光催化材料包括二氧化钛纳米颗粒、半导体光催化剂等。
通过光催化反应，可以实现废水和废气的高效净化。
研究人员还致力于提高光催化材料的光催化活性、稳定性和利用率。
2.3 纳米材料纳米材料具有特殊的物理和化学性质，在环境污染控制中有潜在的应用价值。
例如，纳米颗粒可以用作催化剂和传感器，通过催化反应和检测技术，去除废水和废气中的污染物。
此外，纳米材料还可以用于制备高效过滤材料、光催化剂和吸附剂。
3. 新型技术在环境污染控制中的应用3.1 生物技术生物技术利用微生物和生物过程来降解和转化污染物，具有高效、环境友好的特点。
例如，生物滤池是一种利用微生物降解有机废水的技术，通过微生物的代谢作用将有机物转化为无害物质。
此外，基因工程技术和生物传感器技术也为环境污染控制提供了新的解决方案。
3.2 膜技术膜技术是一种利用半透膜对污染物进行分离和浓缩的技术。
常见的膜技术包括超滤、反渗透、气体分离等。
通过研究和开发新型膜材料，提高膜技术的分离效率和稳定性，可以实现废水和废气的有效治理。
3.3 热分解技术热分解技术利用高温将有机废物分解为无害的气体和灰渣。
常见的热分解技术包括焚烧和热解。
这些技术可以有效处理有机废物，并通过能源回收减少环境负荷。
催化剂失活 nature 综述
催化剂失活 nature 综述催化剂失活是一个在催化剂应用中十分重要但同时也是具有挑战性的问题。
催化剂是化学反应中的关键角色，它们能够降低反应活化能，加速反应速率，提高产物选择性。
然而，催化剂在长时间使用后会失去活性，降低催化剂的效率和寿命，从而影响整个催化过程。
在本综述中，我们将探讨催化剂失活的原因、机理和相关研究进展。
催化剂失活的原因可以归结为物理和化学两个方面。
物理失活主要包括催化剂的烧结、中毒和结构破坏等问题。
烧结是指催化剂颗粒的粘结和增大，导致活性中心的暴露减少，反应表面积降低。
中毒是指催化剂表面被吸附物质覆盖，阻碍反应物的吸附和反应进行。
结构破坏是指催化剂的晶格结构发生变化，导致活性中心的失活。
化学失活主要包括催化剂的活性位点损失、活性位点中心变化和催化剂与反应物之间的反应等问题。
活性位点损失是指催化剂活性位点的失活或磨损，导致反应活性降低。
活性位点中心变化是指催化剂的表面组成和结构发生变化，使活性中心的性质发生改变。
催化剂与反应物之间的反应是指催化剂与反应物之间发生的不可逆反应，导致催化剂活性降低或失活。
针对催化剂失活的机理，研究者们提出了多种假设和解释。
其中一个常见的观点是催化剂失活与催化剂表面吸附物的累积有关。
随着反应进行，催化剂表面会吸附反应物、中间体和产物等物质，这些物质的积累会导致活性中心的阻塞和中毒，从而使催化剂失活。
另一个观点认为，催化剂失活与催化剂表面的结构变化有关。
长时间的反应过程会导致催化剂表面的重构和重排，使活性中心的性质发生变化，从而导致催化剂失活。
此外，还有一些其他可能的机理，如催化剂的烧结和结构破坏等。
为了解决催化剂失活问题，研究者们进行了大量的研究工作。
一种常见的策略是改变催化剂的组成和结构，以提高其稳定性和抗失活性能。
例如，合金化催化剂可以通过调控合金元素的比例和分布来增强催化剂的稳定性和活性。
此外，还可以通过设计和制备多孔催化剂、纳米催化剂和单原子催化剂等新型催化剂材料来改善催化剂的性能。
二氧化钛光催化抑菌性及其抑菌机理的研究
With TiCl4 as the raw materia l, using low-temperature aging method, There were four kinds of mixed crysta lline form of TiO2 powder which were prepared with adding EDTA and citric acid and a kind of pure rutile phase of TiO2 powder which was prepared without adding additive. Scanned with electron microscopy, It showed that the size of standard TiO2 was nano-scale, the surface area was large, the dispersion was poor, The size of Self-made TiO2
生物催化反应的研究进展及应用前景
生物催化反应的研究进展及应用前景在当今科技迅速发展的时代，生物催化反应作为一门前沿交叉学科，正经历着日新月异的变化，并在众多领域展现出广阔的应用前景。
生物催化反应利用生物体内的酶或微生物细胞作为催化剂，具有高效、高选择性、环境友好等显著优点，为解决化学合成中的难题和推动可持续发展提供了新的思路和方法。
生物催化反应的核心在于酶的作用。
酶是生物体内产生的具有催化功能的蛋白质，它们能够在温和的条件下（如常温、常压和近中性 pH 值）加速化学反应的进行。
与传统的化学催化剂相比，酶具有极高的催化效率和专一性。
例如，某些酶可以在一秒钟内催化数百万次反应，而且只会作用于特定的底物，生成特定的产物，几乎没有副反应发生。
这种高度的选择性使得生物催化反应能够合成出结构复杂、纯度高的化合物，这在药物研发、精细化工等领域具有重要意义。
近年来，随着基因工程、蛋白质工程等生物技术的不断进步，人们对酶的改造和优化能力得到了极大提升。
通过基因重组和突变技术，可以改变酶的氨基酸序列，从而改善其催化性能，如提高酶的稳定性、活性和选择性。
此外，利用定向进化技术，模拟自然进化过程，在实验室中对酶进行多轮筛选和进化，能够获得性能更优越的酶变体。
这些技术的发展为生物催化反应的广泛应用奠定了坚实的基础。
在生物催化反应的研究中，新的酶资源的挖掘也是一个重要的方向。
自然界中存在着丰富多样的微生物和生物物种，它们蕴含着大量未知的酶。
宏基因组学技术的出现为发现新酶提供了有力手段。
该技术可以直接从环境样品（如土壤、海洋等）中提取总 DNA，然后通过构建基因文库和筛选，获得具有特定催化功能的新基因和新酶。
同时，随着生物信息学的快速发展，利用计算机模拟和数据库搜索，也能够预测和发现潜在的新酶。
生物催化反应在医药领域的应用取得了显著成果。
许多药物的合成过程中都涉及到生物催化反应。
例如，通过酶催化的不对称合成，可以制备出手性药物分子。
手性是指分子的三维结构具有非对称性，就像人的左右手一样。
催化原理吸附作用
表面驰豫（ Surface relaxation ）
由于体相三维结构在表面中断，表面原子（或 离子）的配位发生变化，表面原子附近的电荷 分布发生变化，所处的力场也发生变化。
为了降低体系的能量，表面原子常会产生相对 与正常位置的上、下位移，使表相中原子（离 子）层间距偏离体相内的层间距，发生压缩或 膨胀。这种位移称为表面驰豫。
0K, 完美晶体
M+ X- M+ X- M+ X- M+
X-
X- M+ X- M+ X- M+
M+ X- M+ X- M+ X- M+ X-
X- M+ X- M+
M+ X-
M+ X- M+ X- M+ X- M+
Schottky defects
对离子化合物， 缺陷是由阳离子缺位和阴离子缺位所组 成的，是成对出现的。原来的阴阳离子迁移到表面。
点缺陷
本征缺陷（intrinsic defects）
肖特基缺陷 (Schottky defects) 弗朗克缺陷 (Frenkel defects)
杂质缺陷（extrinsic defects）
Schottky defects
M+ X- M+ X- M+ X- M+ X- M+ X- M+ X- M+ XM+ X- M+ X- M+ X- M+ X- M+ X- M+ X- M+ XM+ X- M+ X- M+ X- M+
1 : 1 : 1 h:k :l h k l
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$"# 扩增仪，购 自 美 国 应 用 生 物 系 统（#&’）公 司； 超速低温离心机，购自美国科峻仪器公司；-,./0 1*!/2343石英毛细管柱，河北永年光导纤维厂产 品。1# 分子筛、5*"%* 目玻璃微球，购自天津化学 试剂二厂；商品化分离胶、分析缓冲液（(6羟甲基氨 基甲烷6硼酸6乙二胺四乙酸钠，7&8），购自 #&’公 司；聚合酶链反应（9:!）缓冲液、7;<$"# 聚合酶、 脱氧核苷酸（4"79）混合物、荧光标记 9:! 引物，购 自大连宝生物（工程）有限公司；副流感病毒液（按) =)+%*（体积比）的比例稀释病毒原液获得）、鸡胚（> "))日龄）、*?1@鸡红细胞，由大连医科大学提供。 >(种催化材料样品（#A:)"#A:5*，$A#)"$A#-， #&6)"#&61，#&6)6)，#&6+6)，#&6,，#&6%，#&616+， B!)"B!(，C#)" C#1，D#)"D#1，E9)，EF， GHI*>6)#，GH*>6)，#J／A2K+，活性炭）由中国科学院 大连化学物理研究所催化实验室提供。
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催化材料对病毒吸附及灭活作用特性的研究
赵春霞’， 明平文’， 杨 凌’， 刘中民’， 张卓然!， 马 磊’， 许 磊’， 齐 越’， 孙承林’， 韩秀文’， 陈 严’， 曲振平’， 缪少军’， 郑丛龙!， 赵欣捷’， 杜逊甫’， 刘 波’， 孔宏伟’， 王 畅’， 叶 芬’， 刘守新’， 胡 刚’， 刘 页’， 张 涛’， 黄向阳’， 包信和’， 许国旺’
!"# 聚合酶链反应 本实验所用的 $"# 分子为 G6L;M基因［>］第一
外显子中一段长为+))NO的 $"# 片段，由荧光（56 P#C）标记的引物经 9:! 扩增而成。9:! 反应体 积为 1*!E，包 括 )!E 模 板 $"#（)**QJ）、1!E 9:! 缓冲液、-!E4"79 混合物、)?1R 7;<$"# 聚合 酶、9:! 引 物 各 +1O/ST及 适 量 去 离 子 水。 9:!反应条件为>5 U下预变性1/2Q，然后在>U下变性)/2Q，1* U下退火)/2Q，,+ U下延伸) /2Q；如 此 循 环 (1 个 周 期 后，在 ,+ U 下 再 延 伸 , /2Q，在- U条件下放置。 !"$ 催化材料的 %&’分子吸附实验
L,Y52L16KLWYW73LK0,（O:XO）
非典型性肺炎（16W5241-57,?0K721）又名严重急 性呼 吸 系 统 综 合 征（Y,Z,L,14?6,L,Y52L16KLWYW7$ 3LK0,，O:XO）［’")］。当前，O:XO 的流行 是 人 类 社 会面临的又一重大灾难。为了预防 O:XO，保障人 类的安全 与 健 康，我 们 开 展 了“ 用 于 呼 吸 道 病 毒 阻
# 结果与讨论
#"! %&’分子吸附实验结果 考虑到研制出的催化材料的使用环境，我们认
为：一个有前途的新催化材料，应该能吸附、杀灭病
毒，且不怕水。为此，要对新研制的催化材料在含水
环境中的吸附性能进行研究。首先用5*"%*目玻 璃微球作为对照。结果表明，未经纯化处理的玻璃
微球对 $"# 分子有少量吸附，经过乙醇和水清洗 的玻璃微球对 $"#分子无吸附（图)），这也说明所 建立的 方 法 可 以 用 于 催 化 材 料 的 $"# 吸 附 能 力 评价。
炎的传播。共评价了(#种新合成的催化剂，发现两种催化材料对病毒具有杀灭作用。 关键词：毛细管电泳；副流感病毒；核酸；催化材料；非典型性肺炎
中图分类号：8.%9
文献标识码：:
文章编号：’"""$9)’#（!""#）"#$"!!!$"&
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隔、吸附和 灭 活 的 催 化 材 料 及 相 关 作 用 机 制 ”的 研
究，利用特制的催化材料，研究其对核酸分子、副流
感病毒的吸附及灭活作用，以期将该催化材料进一
步应用于O:XO病毒的各种防护设施以及有效地控 制O:XO的传播。
O:XO病毒主要是由近#万个碱基组成的核糖 核 酸（XC:）和 # 个 糖 蛋 白 组 成 的 蛋 白 外 壳 构 成［’")］。由于直接使用病 毒 评 价 催 化 材 料 的 过 滤、 吸附及灭活性能的周期较长，因此首先要建立可对
对催化材料的吸附时间实验结果表明，大部分
吸附性能强的催化材料在)*/2Q内即可将 $"#完 全吸附（见图(），少部分需要近+*/2Q才能完全吸 附（见图-）；对 $"#分子吸附性能较差的催化材料 在+*/2Q后，其洗脱液中仍然含有大量 $"#分子。
·77E·
色
谱
第7;卷
图 ! 玻璃微球的 "#$洗脱液的毛细管电泳图
为与常见的一般吸附剂进行比较，我们也对1# 分子筛的吸附性能进行了研究，发现其对 $"# 分 子有一定的吸附，但作用较弱。同时比较了水洗脱
及甲醇6水（体积比为)=)）溶液洗脱的效果，发现两 种洗脱方法的 效 果 相 近（ 见 图 +），因 此 对 所 有 催 化 材料的 $"#吸附能力评价均选用水洗脱。
1*M和 )1VW，分离温 度 为 1* U，分 离 电 压 为 )1 VW。 !"( 催化材料对细胞毒性的实验
本实验所用的细胞株为白血病耐药细ห้องสมุดไป่ตู้株
（G15+／#）和白血病敏感细胞株（G15+／A）。分别将 G15+／# 和 G15+／A 制成 +0)*1个／/E 和 )0)*1 个／/E的细胞悬液。每种催化材料均制成(个浓度 梯度 的 溶 液：原 液（)*** /J／E），)／)* 原 液（)** /J／E），)／)**原液（)*/J／E）。取各催化材料样品 )**!E和细胞悬液)**!E 加至>5孔细胞培养板 中，以催化材料的(个剂量（绝对量）)**，)*，)!J来 确定其 对 细 胞 毒 性 的 范 围。 将 该 细 胞 培 养 板 放 入
%&’(! )*+,-./01+./’.234/5"#$3/*+,6*+4/7’*2443&,./89+2:4 !"#$%&’()*+(!,-’(+./’0；1"#$%)(+!.)（)(+./02!3.),!4-’,56
./’03’,78&/0）"
图 > 吸附性能较强的催化材料（$?@8!A）的 "#$ 洗脱液的毛细管电泳图
:K+ 孵箱中孵育+-X，显微镜下观察细胞的形态。 !") 催化材料的抗病毒检验
称 取 催 化 材 料 )J 于 无 菌 瓶 中，加 病 毒 液（)= )+%*）*?) /E 于 室 温 下 混 合 作 用 (* /2Q，每 )* /2Q振荡+/2Q，共操作(次；然后加入+/E无菌生 理盐水，立即混匀振荡+/2Q，以)***L／/2Q的速率 离心1 /2Q。 吸 取 洗 脱 病 毒 液 进 行 血 凝 试 验，同 时 吸取*?)/E 稀释)**倍后，取该稀释液*3)/E 接 种（尿囊腔接种）>"))日龄鸡胚，置于(, U孵箱中 孵育,+X后收集尿液测病毒血凝效价，并与培养前 的血凝效价进行比较。
（’*中国科学院大连化学物理研究所，辽宁 大连 ’’."!#；!*大连医科大学，辽宁 大连 ’’."!#）
摘要：以核酸分子及普通病毒作为探针和模拟对象，进行了催化材料吸附、灭活副流感病毒的研究，旨在筛选出对