微生物燃料电池阴极脱氮

微生物燃料电池(MFC)阴极电子受体的多样性可实现其阴极脱氮,从而将产生的电能合理利用,因此阴极脱氮成为了MFC的一个研究方向,同时也为实际废水中氮素的去除提供了新的可能。然而在反应过程中有众多因素会导致NOx-N与其他电子受体竞争阳极电子的现象,影响阴极反硝化过程对于电子的利用率,从而造成脱氮效率低等现实问题。目前已有许多研究通过优化MFC自身结构弥补产电的缺陷,及将与其他工艺系统耦合实现同步硝化反硝化等方法,取长补短以增加脱氮效率,降低对碳源的需求,以此解决微生物燃料电池阴极脱氮出现的问题。本文从MFC不同的脱氮历程、MFC工艺条件(pH、C/N、DO)、极室分隔材料等影响MFC阴极脱氮的因素及影响其阴极反硝化微生物群落构成等方面,进行了综述并预测未来研究方向。     

氟碳铈矿焙烧过程中脱氟机制的研究

测定了La F3和La OF在饱和水蒸气气氛下1000℃焙烧3 h后的脱氟率,采用X射线衍射技术对焙烧产物进行了物相分析。测定了氟碳铈矿在饱和水蒸气气氛下700~1000℃焙烧3 h后的焙烧产物中的氟含量,并对焙烧产物进行了物相分析,对焙烧前后的氟碳铈矿进行了SEM扫描对比分析。结果表明:氟碳铈矿发生脱氟反应的过程为:REF3·RE2(CO3)3首先分解生成REF3和RE2O3,同时伴随REOF的生成,然后在有水分子的条件下,REF3,REOF相继发生脱氟反应生成RE2O3和HF。     

石墨烯助剂与Ni(Ⅱ)活性位点协同增强TiO2制氢性能

采用水热法和低温浸渍法制备了电子助剂还原石墨烯(rGO)和界面活性位点Ni(Ⅱ)共修饰的高效TiO₂光催化剂(简称Ni(Ⅱ)/TiO₂-rGO)。制氢性能测试结果表明：相比于TiO₂和单独还原石墨烯复合的TiO₂,经还原石墨烯与Ni(Ⅱ)协同修饰后的TiO₂表现出更高的光催化制氢性能。其中,Ni(Ⅱ)/TiO₂-rGO(0.1 mol·L^-1)具有最高制氢性能,制氢速率达到77.0 μmol·h^-1,分别是TiO₂(16.4 μmol·h^-1)和TiO₂-rGO(28.0 μmol·h^-1)的4.70倍和2.75倍。还原石墨烯助剂与Ni(Ⅱ)活性位点协同增强制氢性能的原理是：还原石墨烯作为电子助剂可以快速捕获和传输电子,Ni(Ⅱ)作为界面活性位点可以从溶液中捕获H⁺,提高界面反应速率,2种助剂协同作用加快了TiO₂上的光生电子-空穴对的有效分离。     

磺酸功能化金属-有机骨架吸附脱氮性能

以硝基甲烷为溶剂,采用三氟甲磺酸酐(Tf2O)和浓硫酸对金属有机骨架材料MIL-101(Cr){Cr3F(H2O)2O[(O2C)-C6H4-(CO2)]3nH2O(n~25)}进行磺酸功能化修饰,使其孔壁配体上形成磺酸基团.通过改变MIL-101(Cr)、Tf2O和浓硫酸的摩尔配比,得到含有不同磺酸基团数量的S-MIL-101(Cr),对磺化后的材料进行了X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)、氮气物理吸附、酸碱电位滴定以及热重分析(TGA)表征.结果表明,磺酸功能化后MIL-101(Cr)的孔道结构仍然保持,比表面积和孔径有所下降,表面磺酸基团的数量根据磺化程度的不同从0.21到0.42 mmol g-1不等.将磺酸功能化后的MIL-101(Cr)用于液体燃料的吸附脱氮,发现磺酸功能化能够增强MIL-101(Cr)与含氮化合物的相互作用,有利于其对碱性氮化物的吸附脱除.相对于未经磺化的样品,按照摩尔配比n(MIL-101(Cr)):n(H2SO4):n(Tf2O)=1:3:4.5反应得到的磺酸功能化MIL-101(Cr)对喹啉和吲哚的吸附量提高较大,其对喹啉和吲哚的Langmuir最大吸附量分别提高了12.2%和6.3%.通过乙醇洗涤,吸附剂可再生,经过三次再生之后的吸附剂对模拟燃料中含氮化合物的吸附量没有明显的降低.     

激酶ABL与肉豆蔻酰位点小分子作用机理的分子动力学模拟及自由能计算

采用分子动力学方法研究激酶ABL 与ATP 位点小分子imatinib、P16 及变构位点小分子STJ、MS7、MS9、3YY、MYR等的结合, 并用GBSA (generalized Born surface area)方法将结合自由能分解到各残基. 自由能计算结果表明, 小分子STJ、MS7、MS9 有利于imatinib 与ABL 结合; 小分子STJ、MS7、MS9 与激酶ABL的结合自由能接近, 绝对值均大于ABL 与3YY、MYR 的结合自由能. 能量分解表明, ABL 残基ILE502、VAL506、LEU510与STJ和MYR的相互作用是αI 螺旋处于弯曲状态的重要原因. 模拟过程中ABL肉豆蔻酰口袋残基均方根偏差(RMSD)变化值表明, STJ等小分子抑制剂与ABL结合后降低了肉豆蔻酰口袋残基的柔性.     

吹扫捕集-气相色谱-质谱法测定地表水中松节油

松节油是一种以富含松脂的松树为原料,通过不同加工方式得到的具有芳香气味的萜烯混合液。松节油的主要成分是α-蒎烯,其次是莰烯、β-蒎烯、苎烯及少量的倍半萜烯-长叶烯和石竹烯;它主要用于合成香料、樟脑、冰片、萜烯树脂、杀虫剂、激素、驱避剂、空气清新剂、高级润滑油等。松节油在废弃物中的残留会对环境水体产生污染,国家标准方法GB 3838—2002《地表水环境质量标准》规定饮用水源地松节油限量为20μg·L^-1,国家标准GB/T5750—2006推荐的测定方法为液-液萃取-填充柱气相色谱法。然而,传统的填充柱柱效和灵敏度较低,且有些实验室采用的填充柱是自     

羟基铁柱撑蒙脱土-δ-MnO2复合体Fenton催化降解亚甲基蓝

制备了一系列羟基铁柱撑蒙脱土-δ-MnO₂复合材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、比表面积(S_BET)及扫描电子显微镜(SEM)研究其结构特征。结果显示:钙基蒙脱土的层间距为1.47nm,经过柱撑之后,羟基铁撑蒙脱土的层间距增大到1.51nm,羟基铁柱撑蒙脱土-δ-MnO₂复合体为1.55nm左右,并且比表面积较原土也有明显的增大。以亚甲基蓝为目标污染物,研究了其作为异相催化剂的催化性能,考察了溶液H₂O₂加入量、δ-MnO₂含量及pH值等对亚甲基蓝降解性能的影响。结果表明,在实验条件下,催化剂的催化活性随H₂O₂浓度的增加而升高,当n_Fe/n_Mn=0.241时,催化活性最好,且有较大的pH适用范围。亚甲基蓝的异相催化降解过程符合准一级动力学方程。催化剂循环使用3次,仍然具有良好的活性。     

聚乙烯亚胺改性氧化石墨对水中Cr(Ⅵ)的吸附

通过对石墨氧化、酯化,将聚乙烯亚胺耦合接枝到氧化石墨表面,制备聚乙烯亚胺改性氧化石墨(PEI-GO).通过FTIR、XRD、TEM、RS和XPS等对合成材料进行表征,并研究了其对水中的Cr(Ⅵ)吸附和脱附性能.表征结果表明,聚乙烯亚胺成功嫁接到氧化石墨上,其氨基含量为4.36 mmol·g^-1.PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)具有很好的吸附性能,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附动力学可用拟二级动力学方程来描述.PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)的吸附随pH的升高而降低.阴离子的存在降低吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附,不同阴离子的影响大小顺序为PO₄^3- >SO₄^2- >NO^3- >Cl^-.XPS结果表明,PEI-GO对Cr(Ⅵ)的去除是吸附-化学还原耦合作用的结果.经4次脱附再生循环,PEI-GO对Cr(VI)仍具有较高吸附量,表明该吸附剂再生性好,可循环使用.     

季铵盐型螯合树脂的合成及其对铅离子的吸附研究

合成了一种含有季铵盐结构的希夫碱型螯合树脂(CPS-DMA-S-HCTA),研究了其对Pb(II)离子的吸附和脱附行为.树脂红外光谱分析和元素分析结果表明,成功合成了CPS-DMA-S-HCTA螯合树脂;树脂的热分析结果表明,CPS-DMA-S-HCTA树脂的初始分解温度为205℃,具有良好的热稳定性;静态实验结果表明,在研究的浓度范围内,吸附平衡数据符合Freundlich等温吸附方程,且吸附为放热、混乱度减小的自发过程,吸附过程以化学吸附为主,298 K,Pb(Ⅱ)溶液的初始浓度为600 mg/L时,适宜的吸附pH为5~6,平衡吸附量为96.1 mg/g,吸附达到平衡的时间约为10 min.采用1.5 mol/L的硝酸溶液作脱附剂,脱附率可达98%以上,解吸速率快,10 min左右流出液中重金属离子的浓度几乎为0 mg/L.经过10次吸附-解吸-吸附研究表明,树脂可重复使用性强.