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西交大化工学院-贝士德仪器 先进吸附分离技术 联合实验室 近一年多时间,在国际和国内期刊上共发表学术论文约18篇,包括Angewandte Chemie,Chemical Engineering Journal,ACS Catalysis,ACS Nano,Chem. Eng. J.,J. Mater. Chem. A 等,其中影响因子大于10的有 9 篇,JCR一区文章 15 篇。研究领域 涉及质子传导、二氧化硫和芳香族硫化物捕获、烟气脱硫耦合脱碳、烟道气中SO2捕集、电子特气(SF6、NF3、CF4、Xe、Kr等)分离、煤层气分离、温室气体六氟化硫捕获(SF6、CF4、NF3等)、烷烯烃分离、光催化CO2还原等多个领域。以下例举“先进吸附分离技术”联合实验室近年发表的部分精彩文章:

例举文章 1
两性离子共价有机骨架:有吸引力的多孔主体用于气体分离及无水质子传导

该研究成果以“Zwitterionic Covalent Organic Frameworks: Attractive Porous Host for Gas Separation and Anhydrous Proton Conduction”(两性离子共价有机骨架:有吸引力的多孔主体用于气体分离及无水质子传导)为题发表于国际权威期刊《美国化学会-纳米》(ACS Nano)上,影响因子15.881。西安交通大学化学工程与技术学院为本文的唯一单位,博士生傅钰为论文第一作者,马和平研究员为唯一通讯作者。

本研究工作以共价有机骨架(COF)为功能性平台,同时将阴、阳离子官能团引入到COF孔道中,实现了两性离子概念与多孔结晶材料的结合。两性离子COF内同时具备阴、阳离子位点排列的结构能够实现在纳米通道内的电荷密度调节,允许对其结构和功能进行原子水平调控,这给设计具备功能导向的材料提供了新的思路。文中设计并合成了三种两性离子COF材料,作为多孔主体在SO2/CO2气体分离及无水质子传导领域均展现出极大的应用潜力。两性离子COF孔道内分散的正、负电荷基团可以作为SO2的两种不同的极性位点,使其实现了高SO2吸附量及突出的SO2/CO2分离性能。此外,相反电荷片段的组合赋予了两性离子COF丰富的离子迁移位点,使其在负载三氮唑、咪唑后实现了优异的质子传导性能。理论计算与介电常数分析相结合,证实了COF孔道内阳离子和阴离子基团的存在能够有效促进质子载体中质子的释放。我们相信两性离子在COF材料中的成功结合可以为COF的各种应用提供无限的可能。

图 . (a) 离子型聚合物、两性离子型聚合物、离子型COFs和两性离子型COFs示意图;(b) 三种不同结构的两性离子型COFs合成示意图(注:阴离子和阳离子位点分别用蓝色和黄色标记)。

例举文章 2
具有创纪录CH4/N2分离比的镍基MOF材料用于煤层气分离

该研究成果以 “Nickel-Based Metal–Organic Frameworks for Coal-Bed Methane Purification with Record CH4/N2 Selectivity” 为题发表于国际知名期刊《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)(IF=15.336)上,并被选为Angewandte Chemie 封面文章和热点论文。化学工程与技术学院博士生王少敏为论文第一作者,杨庆远教授为本文通讯作者,西安交通大学化工学院为论文唯一通讯作者单位。

实现双碳目标,天然气是目前最现实的低碳清洁能源,但我国常规天然气产能不足,需开发煤层气等非常规天然气作为补充。煤层气俗称“瓦斯”,其主要成分是甲烷,是一种与煤共生、以吸附态存储于煤层内的非常规天然气,我国煤层气储量丰富,2020年探明的储量约为4200亿立方米。但超过70%的煤层气在开采时,由于开采技术(井下抽采)的原因混入了大量的空气,导致形成了低浓度的煤层气(甲烷浓度<30%)而得不到很好的利用,低浓度的煤层气一般被直接排放到大气,造成了资源浪费和温室效应。所以现阶段煤层气的分离与提浓技术已成为煤层气开发和利用的行业瓶颈问题,是需要攻克的关键节点。针对上述问题,西安交通大学化工学院杨庆远教授课题组研发了系列镍基-金属有机框架(MOF)材料,其中超微孔MOF材料Ni(ina)2具有甲烷/氮气选择性高(15.8)、吸附容量大(46.7 cm3/g)和分子扩散速率快(10.6-19.0 cm3g-1s-1)的特点,较好地解决了气体分离领域的“trade-off”效应,实现了煤层气中甲烷和氮气的高效分离。理论模拟计算和单晶结构解析表明Ni(ina)2和甲烷分子之间存在较强的作用力,可以从低浓度煤层气中选择性地捕获甲烷分子。另外,Ni(ina)2具有很好的热稳定性和化学稳定性,可以批量化制备,是一种理想的固体吸附剂,该工作为工业上煤层气的分离提供了新思路。

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德国菌菇玫克微朵:这2类食物已被列为致癌物,吃太多容易“催化”癌细胞

自从加工肉类被列入世界卫生组织I类致癌物,红肉被列入2A类致癌物后,有些朋友就会焦虑:“难道红肉和加工肉不能吃了吗?会影响肺癌治疗吗?”

红肉:猪肉、牛肉、羊肉、兔肉等。加工肉:香肠、罐头肉、火腿等。

先别焦虑,一起来揭开这个谜题的答案吧!

01

致癌物如何分级?

世界卫生组织根据分级标准,将目前已知的致癌物分为四个级别[2]。

1类致癌物:明确对人体有致癌性的物质或者混合物。比如烟草、酒精、霉变食物中的黄曲霉素、甲醛、大气污染、石棉等。

2类致癌物:这类致癌物又分为2A和2B。

2A类致癌物是对人体有较高致癌性的物质或者混合物,动物实验中有明确的致癌证据,理论上对人体上也有致癌性,但是目前缺乏实验证据。日常食用的红肉(猪牛羊等)以及加工肉都属于2A类致癌物。

2B类是指对人体的致癌性较低的物质或者混合物,动物实验中的致癌性证据不充分,因此对人体的致癌性证据上也不充分。我们常见的比如泡菜、咖啡、硝基苯等等就是2B类。

3类致癌物:对人体和动物的致癌性的证据不充分,或者是对动物有明确的证据或者理论证明其有致癌性,但是对人体没有致癌性。这类物质比如茶、苏丹红、二甲苯、糖精、盐等等。

4类致癌物:对人体可能不存在致癌性的物质,或者是没有充足的证据证明其致癌的物质。比如己内酰胺。

02

红肉和加工肉为什么致癌?

这两类肉吃多了被认为致癌的2大因素包括:本身占比较高的脂肪、血红素铁和其在烹调过程中产生的致癌物。

1. 脂肪、血红素铁

肉类脂肪含量为10%-30%,膳食脂肪主要通过激素相关机制影响OC的发生。研究发现高膳食脂肪摄入会使卵巢上皮细胞暴露在高水平的雌激素中,而这一现象有可能诱导卵巢癌变。

看到这类研究,肺癌患者可能就会紧张了,难道肺癌也会吗?先别急,让我们继续往下看!

肉类食物尤其是红肉中含有大量容易被人体吸收的血红素铁,这可能是导致红肉一直被与癌症捆绑的原因。血红素铁可促进内源性N-亚硝基化合物(N-nitroso compounds, NOCs)的产生,使得消化道中脂质氧化产物形成变多,引起黏膜细胞增殖以发挥其致癌作用。

2. 烹调加工产生的致癌物

加工肉被列为Ⅰ类致癌物,而红肉却没有,原因就是加工肉的处理过程中会通过熏制、固化、添加盐、防腐剂等方式以延长保质期或者改变口味,同时这个过程也会为肉类增添很多致癌物。

加工肉的危害有多大?有人曾用吃加工的肉类的危害与吸烟的比较发现:所有癌症中约19%是由吸烟引起的,3%是由吃加工的肉类和红肉引起的,其中,21%的肠癌是由吃加工的肉类和红肉引起的。

肉类蛋白质烹调过程中由于燃烧不完全可产生杂环胺(heterocyclic amine, HCAs),HCAs需要经过代谢活化才具有致癌性,机体的解毒能力与代谢活化的相对强度是决定其致癌性的重要因素之一。

杂环胺的形成主要受四个因素的影响:食品类型,烹调方法,烹调温度和烹调时间。温度被认为是最重要的因素,特别在150℃以上时,如油煎,油炸,烧烤肉类可能会产生大量的杂环胺。相比来说,蒸煮的方法是比较安全的。

肉类在保藏过程中还可能会产生另外一类致癌物——N-亚硝基化合物(NOCs),迄今为止尚未发现一种动物对NOCs的致癌作用有抵抗力。动物试验中,NOCs的致癌作用证据充分,大量人群流行病学研究也显示人类某些癌症可能与NOCs有关。

多环芳香族烃(多环芳烃)是脂肪和肉汁在烧烤时滴到火上形成火焰时产生的。这些火焰含有多环芳烃,可以浮着在肉的表面,也可以释放到空气中。

总结

这三种目前较为明确的致癌物尚未发现与肺癌有直接联系,也就是说这三种致癌物不会直接引起肺癌。建议加工肉和红肉都不要多吃。

02

吃多少量比较健康?

来自英国癌症研究中心的牛津大学的卡伊教授说:“世界卫生组织的报告并不意味着你不能吃任何红肉和加工肉类,但如果你吃得太多,则需要考虑减少一些”。

的确,虽然加工的肉类和红肉被列为致癌物,但适量吃肉对身体有很多素食难以替代的好处。

红肉的营养

①脂肪含量较高,尤其是饱和脂肪酸,猪肉>羊肉>牛肉;

②富含铁、蛋白质、锌等,是补铁、改善缺铁性贫血的优选。

建议:因此,肺癌患者最好不吃加工肉,但可以适量吃红肉,并且最好是荤素搭配。营养不良的肺癌患者建议每周摄入红肉量应多于350克,即每天至少摄入一两红肉。

图片来源:中国居民膳食指南[1]

不同肉的营养

从《中国食物成分表》中总结了一下,每100克食物(可食用部分)中:

热量较高:猪肉(肥)、猪肉(肥瘦)、羊肉(肥瘦)、鹅、鸭;

蛋白质含量较高:乌骨鸡、驴肉、羊肉(瘦)、猪肉(瘦)、鹌鹑;

[1]《中国居民膳食指南(2022)》

[2]世界卫生组织国际癌症研究机构致癌物清单

英国食品接触材料UKSI8982005测试方法
英国与食品接触材料安全法规|UK SI 898:2005   常见材料UK SI 898:2005测试内容:
  a) Plastic material 塑料
  Overall migration in deionized water 全面迁移之去离子水浸取法
  Overall migration in 3% acetic acid 全面迁移之3%醋酸浸取法
  Overall migration in 10% ethanol 全面迁移之10%酒精浸取法
  Overall migration in rectified olive oil 全面迁移之橄榄油浸取法
  Full test of overall migration test 全面迁移全套测试
  b) Ceramic and Glass 陶瓷玻璃
  Contact with food part - Leachable lead and cadmium 与食品接触部分铅镉溶出量测试
  c) Silicone Rubber 硅橡胶 - AP (2004)5
  Overall migration in deionized water 全面迁移之去离子水浸取法
  Overall migration in 3% acetic acid 全面迁移之3%醋酸浸取法
  Overall migration in 10% ethanol 全面迁移之10%酒精浸取法
  Overall migration in isooctane as substitute of rectified olive oil
  全面迁移之橄榄油替代物异辛烷浸取法
  Overall migration in 95% ethanol as substitute of rectified olive oil
  全面迁移之橄榄油替代物95%酒精浸取法
  Full test of overall migration test 全面迁移全套测试
  d) Melamine 三聚氰氨树脂(美耐皿)制品的要求
  Overall migration in deionized water 全面迁移之去离子水浸取法
  Overall migration in 3% acetic acid 全面迁移之3%醋酸浸取法
  Overall migration in 10% ethanol 全面迁移之10%酒精浸取法
  Overall migration in isooctane as substitute of rectified olive oil
  全面迁移之橄榄油替代物异辛烷浸取法
  Overall migration in 95% ethanol as substitute of rectified olive oil
  全面迁移之橄榄油替代物95%酒精浸取法
  Full test of overall migration test 全面迁移全套测试
  Extractable formaldehyde 甲醛溶出量测试
  e) Organic coating 有机涂层 - AP(2004)1
  Overall migration in deionized water 全面迁移之去离子水浸取法
  Overall migration in 3% acetic acid 全面迁移之3%醋酸浸取法
  Overall migration in 10% ethanol 全面迁移之10%酒精浸取法
  Overall migration in isooctane as substitute of rectified olive oil
  全面迁移之橄榄油替代物异辛烷浸取法
  Overall migration in 95% ethanol as substitute of rectified olive oil
  全面迁移之橄榄油替代物95%酒精浸取法
  Full test of overall migration test 全面迁移全套测试
  f) Rubber 橡胶 - AP (2004) 4 & 93/11/EEC
  Overall migration in deionized water 全面迁移之去离子水浸取法
  Overall migration in 3% acetic acid 全面迁移之3%醋酸浸取法
  Overall migration in 10% ethanol 全面迁移之10%酒精浸取法
  Overall migration in isooctane as substitute of rectified olive oil
  全面迁移之橄榄油替代物异辛烷浸取法
  Overall migration in 95% ethanol as substitute of rectified olive oil
  全面迁移之橄榄油替代物95%酒精浸取法
  Full test of overall migration test 全面迁移全套测试
  Nitrosamine content 亚硝胺含量 (Need subcontract to HK)
  Migration of aromatic amine 芳香胺迁移
  g) Paper纸张 - AP (2002)1
  Pentachlorophenol (PCP) 五氯苯酚
  Preserving effect 防腐效力
  Extractable Heavy metals (Pb, Cd, Hg, CrVI)* 重金属释出量(铅,镉,汞,六价铬)*
  Fluorescent matter 荧光物质(四种模拟物状态)
  * -not acceptable for the product in contact with dry food
  *-不适用于纸张与干性食品接触情况
  h) Wood木材
  Pentachlorophenol (PCP) 五氯苯酚
  Extractable Formaldehyde 甲醛释出量
  i) Metal, Metal alloy and electroplated
  金属,合金及电镀
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