生物膜电极在以苯酚为燃料的微生物燃料电池中的应用

以苯酚为燃料, 生物膜电极为负极, Ti/SnO₂-Sb₂O₅/PbO₂电极为正极, 构建了双室微生物燃料电池. 利用微电流驯化法和自然驯化法分别制备了生物膜电极, 研究了微生物的挂膜方法、 挂膜时间和负极基底材料种类对微生物燃料电池产电能力的影响. 结果表明, 微电流驯化法优于自然驯化法, 微电流驯化法制备的生物膜电极更利于电池的产电; 微生物的挂膜时间为8 d时, 电池的产电能力最高, 其最大输出功率密度达到39 mW/m²; 不同基底材料生物膜电极所组建的微生物燃料电池产电能力高低顺序为碳毡>石墨>钛网>泡沫钛.     

MBBR两种填料对养猪废水脱氮除磷效果对比

为了探讨移动床生物膜反应器中不同填料对废水脱氮除磷效果的影响,采用碳纤维球和聚乙烯塑料两种不同悬浮填料进行对比试验。在不同运行条件下,分别测定氨氮、总氮、总磷、COD等指标,对比挂膜和脱氮除磷效果。结果表明,碳纤维球填料挂膜速度快,在不同运行条件下均比聚乙烯塑料填料对COD、NH4+-N、TN、TP等的去除效果好,去除率分别可达91.2%、98.0%、77.5%、68.1%。这说明比表面积大、孔隙率高的填料挂膜更快,挂膜量更多,更有利于实现同时生物脱氮除磷。     

基于纳米CuO敏感材料的电流型NO2传感器研究

采用浸渍技术在多孔的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)中制备了纳米CuO敏感材料,并以其为敏感电极,YSZ为固体电解质,制备了一种新型的电流型NO2传感器。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征了NO2传感器的相组成和微观形貌,应用IM6e型电化学工作站测试了其气敏性能。结果表明,CuO颗粒粒径约为100 nm,且与基体结合紧密。在500～600℃时,传感器对NO2表现出良好的敏感性。在极化电压为-300 mV,NO2体积分数为0～5.0×10-4时,传感器的响应电流值与NO2浓度之间呈良好的线性关系。在被测气体总流量为400 cm3/min时,传感器信号90%的响应和恢复时间均为50 s。传感器响应信号在测试时间内具有良好的稳定性。共存气体O2和CO2对传感器的敏感性几乎没有影响。     

化学发光法检测一氧化氮的干扰及消除

采用化学发光法研究了氨气、苯乙烯、甲苯、乙醚、乙醇和正己烷对NO检测的干扰情况,其最低浓度达到:0.0037,0.0076,0.031,0.036,0.061,0.56 mmol/L,即对NO的检测有明显干扰。为了提高微量NO检测的精确度,分别选用不同的吸附材料对待测气体进行前处理,发现沸石分子筛、活性炭、NaA分子筛膜在除去杂质气体时同时吸附部分NO,而亲水改性分子筛能有效消除杂质气体,且不会对NO的检测产生影响。     

色谱膜法富集气体中痕量的SO2和NO2

自行研制了一套简易装置,用微孔型色谱膜,可富集与测定气体中痕量SO2、NO2。在优化条件下,用该法测定NO2,线性范围:0～4.5×10-2μg·mL-1,检测限:8.0×10-4μg·mL-1,变异系数:0.9%;测定SO2,线性范围:0～2.0μg·mL-1,检测限:8.4×10-2μg·mL-1,变异系数:3.0%。方法可靠。1　实验部分1.1　仪器和试剂　721型分光光度计;恒温水浴锅。富集气体装置自制,其中微孔型色谱膜池(由俄罗斯圣彼得堡大学化学系提供)。亚硝酸钠标准溶液:5.0μg·mL-1;亚硫酸钠标准溶液:2.0μg·mL-1;盐酸萘乙二胺和四氯汞钾吸收液按常规方法配制。试剂均为分析…     

模拟生物膜的聚合单层、双层和脂质体

研究具有固定化学成分的简单模拟膜对于深入了解生物膜的结构和功能很有必要。常用的模拟膜体系有Ｌａｎｇｍｕｉｒ膜，平面双层脂膜和脂质体。各种膜体系均可通过聚合形成网状结构来稳定。聚合生物膜模型可以通过在合成体系中引入天然脂类化合物和蛋白分子，也可以通过电诱导融合等方法在天然膜中引入可聚合成分来制备。成膜化合物成分的存在会使一些蛋白和酶活性增强，识别基团的引入可以模拟生物膜的表面识别作用。     

整体式Pt基催化剂上CH4选择性催化还原NO的研究

以La-Al2O3(La稳定的γ-Al2O3)、Ce0.63Zr0.37O2(OSM1)及Ce0.5Zr0.3Mn0.2O2(OSM2)为载体, Pt为活性组分, 制备了Pt质量分数为1%的整体式催化剂. 研究了不同载体负载的催化剂对CH4选择催化还原NO反应的性能, 并利用XRD、H2-TPR和XPS对催化剂进行了表征. 结果表明, Pt/OSM1和Pt/OSM2催化剂在氧含量为0.8%时对CH4催化还原NO具有优异的净化性能, Pt/OSM1催化剂上500 ℃时, CH4和NO均达到100%转化; Pt/OSM2催化剂上500 ℃时, CH4和NO的转化率分别达到73%和100%; 而 Pt/ La-Al2O3催化剂只在O2含量较低时(0.4%以下)具有较好活性, 500 ℃以上才可使CH4和NO完全转化. H2-TPR结果表明, Pt与OSM1和OSM2存在的相互作用导致低温还原物相生成. Pt与OSM的相互作用及OSM的储氧性能使催化剂在过量氧存在下对CH4催化还原NO具有优异性能.     

聚丙烯腈分离膜改性研究进展及其应用

综述了聚丙烯腈分离膜改性研究新进展,包括表面接枝、复合、共聚合、聚合物化学反应、分子印迹法等,着重介绍了改性聚丙烯腈分离膜在渗透蒸发、生物大分子的固定化、徽滤、超滤、气体分离、人工脏器以及模拟生物膜等方面的应用。     

离子液体及离子液体膜在天然气净化方面的应用

天然气净化对天然气这一清洁、高效的一次能源及我国快速增长的消费需求具有重要的战略意义。离子液体因挥发性低、溶解能力强、结构和性质可调控性强等优点,在离子液体膜净化气体方面获得高度关注。本文系统地总结了离子液体膜富集分离CO₂及其他气体的性能,包括常规离子液体、功能化离子液体、聚合物离子液体、离子液体混合物;讨论了离子液体结构(如阳离子取代基链长、取代基对称性、阴离子结构大小、阴离子氟化)、膜支撑材料性能(如水溶性、孔径大小)及水含量等因素对膜性能的影响;对各种方法的优缺点及使用条件进行详细的阐述;并提出今后离子液体膜在气体净化方面的发展方向。     

干燥过程中LEA-motif蛋白特征重复片段对POPE膜结构的保护研究

通过分子动力学模拟的方法, 模拟了1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰乙醇胺(1-Palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine, POPE)生物膜在添加胚胎发育晚期丰富蛋白(Late embryogenesis abundant proteins, LEA蛋白)特征重复片段(LEA-motif)前后两种体系在低温下的干燥过程, 对比分析了干燥过程中两种体系在POPE生物膜结构、 扩散系数、 侧链有序性及分子间氢键数目的变化, 从微观角度揭示了POPE生物膜因干燥失水导致的结构变化以及添加LEA-motif之后LEA-motif与POPE生物膜的相互作用. 结果表明, LEA-motif在脱水干燥过程中能够有效地稳定膜的结构, 从而保护生物材料的生物活性.     

干燥过程中LEA-motif蛋白特征重复片段对POPE膜结构的保护研究简

通过分子动力学模拟的方法,模拟了1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰乙醇胺(1-Palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine,POPE)生物膜在添加胚胎发育晚期丰富蛋白(Late embryogenesis abundant proteins,LEA蛋白)特征重复片段(LEA-motif)前后两种体系在低温下的干燥过程,对比分析了干燥过程中两种体系在POPE生物膜结构、扩散系数、侧链有序性及分子间氢键数目的变化,从微观角度揭示了POPE生物膜因干燥失水导致的结构变化以及添加LEA-motif之后LEA-motif与POPE生物膜的相互作用. 结果表明,LEA-motif在脱水干燥过程中能够有效地稳定膜的结构,从而保护生物材料的生物活性.     

环境空气监测气体分析仪在线校准装置研制

设计一种新型的膜渗透动态配气系统,将动态配气膜渗透技术、基体空气标准添加方法、大气采样技术相结合,研制环境空气监测气体分析仪在线校准装置.该装置实现了环境空气污染组分SO2、NO2、CO在线监测仪的连续、实时、基体添加校准,校准不确定度小于3％(k=2).设计的长寿命膜渗透动态配气系统制备的标准气体混合物,可以连续使用...     

钴掺杂二氧化硅膜的制备、表征及氢气分离性能

采用正硅酸乙酯(TEOS)和Co(NO3)2.6H2O为前驱体通过溶胶-凝胶法制备掺钴微孔二氧化硅膜,研究钴在二氧化硅膜材料中的存在状态、膜材料孔结构以及膜材料的气体渗透和分离性能。结果表明钴元素以Si-O-Co的形式存在于SiO2骨架之中,掺杂Co 10%的微孔SiO2膜具有典型的微孔结构,其孔体积为0.119 cm3·g-1,平均孔径在0.52 nm左右且孔径主要分布在0.4～0.55 nm之间。氢气在膜材料中的输运低温下遵循Knudsen扩散机理,高于100℃时遵循活化扩散机理,300℃时膜材料的H2渗透率达到6.41×10-7 mol.m-2.s-1.Pa-1,H2/CO2分离系数达到6.61,高于Knudsen扩散的理想分离系数。     

离子交换膜对采用生物膜电极法降解五氯酚的影响

以五氯酚（PCP）为目标污染物,在隔膜式电解槽中研究了不同离子交换膜对采用生物膜电极法处理五氯酚的影响. 结果表明,阴离子交换膜有利于五氯酚在生物膜电极上的转化和中间产物的去除;与生物法和电化学法降解五氯酚相比,采用以钛基二氧化铅为阳极（Ti/PbO₂）、生物膜电极为阴极、阴离子交换膜为隔膜的电解槽处理时,五氯酚的降解效果明显优于生物法和电化学方法,经24 h处理后五氯酚的去除率和化学需氧量（COD）去除率均可达到96%（质量分数）.     

溶胶-凝胶薄膜光纤传感器法测定空气中二氧化氮

以四乙氧基硅烷合成溶胶-凝胶薄膜,包埋偶氮试剂制备得到对二氧化氮具有灵敏响应的传感膜;与分支光纤等元件耦合成光纤传感器,通过累积吸收法能够现场测定空气中的低浓度二氧化氮．其检出限为每小时5ng／L;测定相对标准偏差为4．4％（n=6,C（NO2）=200ng／L,1h）。实验表明,CO2、NO、SO2、NO等共存气体在低浓度下对传感器测定NO2无明显干扰。     

CO为还原剂同时还原SO2和NO的SnO2-TiO2固溶体催化剂Ⅰ.催化剂的催化性能

 采用共沉淀法制备了不同SnO2含量的SnO2-TiO2固溶体催化剂. 发现该催化剂对以CO为还原剂同时还原SO2和NO生成S和N2的反应具有高活性和高稳定性. SnO2含量为50%(摩尔分数)的样品活性最高,在350 ℃, 0.0525% SO2, 0.052% NO, 0.208% CO和空速3000 h-1的条件下,NO转化率接近100%, SO2转化率为88%, S和N2的选择性都接近100%,反应过程中没有剧毒气体COS生成. 对于SO2+CO反应,该样品也显示了极高的活性,在350 ℃, 0.105% SO2, 0.208% CO和空速3000 h-1的条件下,SO2转化率达98%, S的选择性近100%. 但该催化剂对NO+CO反应的催化活性不高,在350 ℃, 0.1025% NO, 0.208% CO,空速3000 h-1的条件下, NO的转化率仅为50%. 上述结果表明, SO2对NO+CO反应具有促进作用. 单独的SnO2或TiO2对SO2+CO, NO+CO或SO2+NO+CO反应的催化活性都很低,但SnO2和TiO2形成SnO2-TiO2固溶体后催化活性显著增大,说明SnO2和TiO2之间产生了协同效应.     

碳钢在生物膜和硫化物膜下的电化学腐蚀行为

应用丝束电极技术比较了SRB生物膜以及硫化物膜对Q2 35碳钢腐蚀过程的影响机制 ,采用电位、电流扫描技术测试了生物膜和FeS膜下的碳钢腐蚀不均匀性特征 ,发现由于膜的导电性致使表面电位扫描已不能作为膜下局部腐蚀的判据 .动电位扫描表明无氧近中性溶液中 ,硫化物膜对碳钢具有一定保护作用 .电化学阻抗谱显示 ,硫化物膜电容增加缓慢 ,其极化电阻Rp 随时间呈先增后降的趋势 .与硫化物膜相比 ,生物膜表现出极大的电容 (10 4 ～ 10 5μF/cm2 ) ,且膜电容随时间呈S型增加 ,而极化电阻Rp 则呈指数下降 ,由此可知生物膜加速了腐蚀     

微波放电脱除NO

报道一种不用催化剂,一步脱除NO的新方法--常压微波放电法。探讨在(NO,He),(NO.O₂,He)和(NO,O₂,H₂O,He)体系中微波放电脱除NO的差异。研究结果表明,在(NO,He)条件下可实现一步高效脱除NO,在(NO,O₂,He)条件下也可实现80%左右的NO转化,其中N₂的选择性高达80%,而H₂O的加入并未影响N₂的产率。同时发现,随着微波功率的加大,NO转化率也增大,而N₂的选择性增大得更多。最终可达到一个平衡值。最后研究了NO和O₂浓度及气体流量对NO脱除的影响。     

SO_2对NO催化氧化过程的影响 Ⅴ.NiO/γAl_2O_3上SO_2的作用机理

采用程序升温脱附 (TPD)及漫反射原位红外光谱 (DRIFT)技术分析比较了SO2 存在前后 ,NO O2 反应气体在NiO/γ Al2 O3 催化剂上所形成吸附物种的变化情况 ,发现SO2 能促使硝酸盐物种在低温分解并释放出NO2 ,而且耐热稳定的硝酸盐物种也比单纯NO O2 吸附时多 .室温时催化剂表面上的SO2 以弱吸附物种为主 ,特征红外吸收峰位于 13 2 4cm-1附近 ,温度升高后表面硫酸盐物种数量增多 .关联SO2 气氛中NO2 的生成规律后得出 ,类似于铅室反应中间体的多分子吸附物种[NO2 (SO3 ) x]是产生NO2 的活性物种 ,由SO2 在载体或催化剂表面弱碱位吸附后吸引气相NO所产生 ,解离O-起到稳定活性物种和补充弱碱位的作用 .同时该物种也是毒性物质SO2 -4的前驱体 ,当NO氧化反应发生后催化剂的失活也开始了 .     

自组装的四(4-N,N-二乙胺基苯基)卟啉/多酸(钠)有机/无机复合薄膜及其气敏性质

选择Keggin型12-磷钨酸(TPA)及其钠盐(Na TP)水溶液为亚相,用四(4-N,N-二乙胺基苯基)卟啉化合物(H_2TNPP)自组装膜为功能模板,釆用低成本的QLS法成功制备了2种新型有机/无机复合材料:H_2TNPP/TPA,H_2TNPP/Na TP QLS薄膜。薄膜结构、形貌及半导体性质测试发现:H_2TNPP分子在H_2TNPP/TPA,H_2TNPP/Na TP复合膜中均采取H-聚集模式,TPA亚相上H-聚集程度更大。而在纯H_2TNPP膜中其为J-聚集模式。3种薄膜表面均为纳米颗粒形貌,以H_2TNPP/Na TP膜表面颗粒均一,颗粒尺寸最小(~60 nm),H_2TNPP/TPA膜表面缺陷较多,颗粒尺寸最大(~150 nm)。薄膜导电性依次为H_2TNPP/Na TP(3.00×10-5S·cm-1)H_2TNPP/TPA(2.49×10-5S·cm-1)H_2TNPP膜(1.53×10-5 S·cm-1)。常温气敏测试发现:3种薄膜在30 s内对浓度小于1.88 mg·m-3的NO2气体都有响应,灵敏度依次为H_2TNPP/Na TP(43%)H_2TNPP膜(16%)H_2TNPP/TPA(4.5%)。具有最小颗粒尺寸和最高导电性的H_2TNPP/Na TP复合薄膜具有最高的灵敏度,并且对NO2检测限低至0.094 mg·m-3。显示出了非常高的实际应用价值。本研究为制备低成本、高灵敏度、环境友好的快速室温NO2气敏器件提供了一种新的策略。