石墨烯在环保领域的应用

石墨烯是一种由单层碳原子以sp2杂化轨道形成的周期蜂窝状点阵结构的二维新材料,具有比表面积大、吸附性能好、电子迁移率高等特性,在环保领域有着广泛的应用。文章简述了石墨烯的制备方法,介绍了石墨烯材料在水处理和大气处理中的应用,并对其在环保领域的应用前景进行了展望。     

电化学催化氧化降解有机物的机理及研究进展

介绍了电化学催化氧化降解水中有机物的机理：电化学直接氧化和电化学间接氧化、在电催化氧化过程中应用的电极材料、电极结构及其催化特性、国内外目前的研究进展、指出了目前研究降解机理中的存在缺陷。最后提出了电化学催化氧化在实际工程中应用存在的问题及今后电化学催化氧化降解有机物的研究重点。     

氧化石墨烯复合膜处理含油废水的研究进展

氧化石墨烯(GO)膜在水处理方面有较好效果,但纯氧化石墨烯膜的稳定性、抗污性差,水通量低,对于油水分离不能达到最优效果。引入功能材料通过物理和化学方法改性后,得到氧化石墨烯修饰复合膜和氧化石墨烯基复合膜,其水通量、抗污性和油水分离效率都得到有效提高。文章简要介绍了国内外具有代表性的氧化石墨烯复合膜在含油废水处理方面的研究,探讨了复合膜去除含油废水的机理,并总结和展望了氧化石墨烯复合膜材料的发展前景。     

基于CAN总线的压力传感器设计

随着总线技术在传感器测量领域中的应用,直接输出数字信号的压力传感器己成为一大趋势。本文设计了以一种基于CAN总线的压力传感器,与传统的模拟量输出压力传感器相比,本传感器克服了在长距离传输过程中的信号衰减问题。同时,又有效地解决了通信距离短、数据传输速率慢、误码率高、可靠性差等问题。另外,利用卡尔曼滤波算法对传感器的输出进行平滑滤波,剔除较大噪声,提高传感器的稳定度。传感器的输出的准确度为:0.006 MPa;动态响应:≥25 Hz。     

微生物传感器的研究现状及在水环境监测中的应用

微生物传感器是一种迅速发展的环境监测手段。文章介绍了微生物传感器的构成及工作原理与研究现状,并对微生物传感器进行了分类。文章还讨论了微生物传感器在水环境监测中的应用,其中包括在BOD检测、有机物检测及生物毒性检测中的应用,并对其在实际监测应用中所遇问题进行了分析。     

高温低氧环境下铝、锌阳极在高盐度海水中的性能研究

为了明确铝阳极与锌阳极在工艺水舱等特殊环境下谁更适合使用。依照NACE TM 0190中牺牲阳极的电化学测试方法，对比研究了Al-Zn-In-Si阳极与Zn-Al-Cd阳极在高温低氧的高盐度海水中的电化学性能。在55℃低氧海水中，随着溶液盐度升高，铝阳极的电位有所负移，电化学效率急剧下降，腐蚀形貌越发不均匀；锌阳极的电位变化情况近似铝阳极，但电化学效率变化不大，且腐蚀形貌比较均匀。在特殊环境下，从电化学性能来看，锌阳极更适用。并且，不同盐度的溶液中，锌阳极与铝阳极的电位接近，不存在电位极性反转的情况。     

还原氧化石墨烯吸附水体中亚甲基蓝的研究

采用维生素C作为还原剂处理氧化石墨烯制备了石墨烯粉末,用于水体中染料亚甲基蓝的吸附。通过不同反应接触时间、不同温度、不同浓度条件的控制对吸附性能进行了深入研究。利用动力学模型、热力学模型以及吸附等温线对吸附过程的内在机理进行了探讨。最大吸附量达到162.87 mg/g,并且具有优良的循环利用能力。显著的吸附量主要归结于石墨烯所具有的共轭大π键结构,可以通过π-π作用与亚甲蓝发生相互作用,以及亚甲基蓝作为阳极染料与石墨烯所带负电之间的静电作用。     

纳米光催化剂制备及处理印染废水的研究

采用水热法制备了三氧化钨/石墨烯光催化材料,并利用X-射线衍射和扫描电子显微镜对光催化材料进行表征,模拟降解印染废水(罗丹明B溶液)考察其光催化反应活性。通过调整不同反应温度、反应时间以及石墨烯掺杂量等参数,结果发现反应温度120℃、反应时间12h时,三氧化钨/石墨烯光催化材料光催化活性最好,在光照2h后废水降解率可以达90%以上。     

电化学技术在重金属废水处理中应用

电化学法处理重金属废水，就是在直流电作用下，利用电极反应和重金属离子在溶液中的迁移来实现对废水的净化。电化学处理技术能实现废水的处理和重金属的资源化，降低废水处理成本，在重金属废水处理中有着较好的应用前景。     

高含硫气田试气作业二氧化硫监测方法探讨

针对高含硫气田试气作业排放二氧化硫的问题,利用电化学传感器建立试气监测方法。介绍了方法的原理、监测要求、设计了比对实验,结果表明:复合式气体检测仪方法监测结果能够反映试气二氧化硫扩散特征,该方法与常规人工采样监测方法监测结果的均值和标准差基本符合;两种方法监测结果的线性相关系数为0.993,使用该方法监测试气作业时大气中二氧化硫浓度能满足监测工作要求。     

基于ZigBee技术的电力环境监测系统设计

为了解决电力环境监测中的数据传输问题,提出了基于ZigBee技术的电力环境监测系统设计方案。该系统通过ZigBee节点采集各种电力环境数据,并将ZigBee网络和GPRS相结合实现远程监测。方案采用TI公司CC2430芯片设计传感器节点电路,在ZigBee协议栈的基础上设计了协调控制器节点,提高了系统的可扩展性,确保了数据传输的实时性和可靠性。     

传感器在大气环境监测中的应用探讨

介绍了传感器的概念、原理、特点和分类，对近年来用于大气环境监测的二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、氨、甲烷和其他气体传感器的应用与研究进行了阐述，总结了用于大气环境监测的传感器的特点和局限性，展望了传感器在大气环境监测领域的应用与发展前景。     

低成本环境温湿度测量系统的应用

针对温室环境温度测量的低成本和高精度要求，介绍了一种基于单总线数字温度传感器DS18820的温度湿度测量系统，重点讲述了该芯片在温室培育环境温度湿度控制系统应用中的优点，设计了Mcs-51单片机C程序设计和Visual Basic6．0软件中运用MsComm控件设计串行通信程序。通过软件界面实现了温度、湿度测量数据采集，同时对测量数据实现动态显示、存储和打印。     

水中重金属在线监测技术探讨

结合重金属在线监测的迫切需求，对重金属检测技术进行了介绍，对重金属在线分析采用的化学比色法和电化学方法作了较为详细的阐述，并对重金属在线监测技术未来的发展趋势进行了预测。对重金属在线监测产品而言，制度的完善是最亟待解决的问题。     

压力传感器位移分析及疲劳寿命预测

完成了依据有限元疲劳分析为基础的传感器寿命预测研究工作。阐述压力传感器工作原理,定义影响系统寿命的参数组,既包含力学环境参数,亦包括材料属性、几何形式等结构参数。针对不同参数属性,依据疲劳强度计算需求,构建有限元数值计算模型;根据影响传感器寿命的传感单元单晶硅S-N(应力-循环)分布,完成变载荷输入条件下模型疲劳分析,依据数值计算结果完成该压力传感器寿命预测工作。结果表明:压力传感器使用寿命在7.068E8次数以上。本课题研究提出的新方法,摆脱了传统依靠试验完成多种材料组成结构体的疲劳分析及寿命预测窘境,具有通用性。     

基于Zig Bee技术的压力传感器数据采集系统设计

介绍了一种基于无线传感器网络的高精度压力传感器数据采集系统的设计方法,将无线传感器网络的Zig Bee技术嵌入到系统的上位机和下位机中,实现了系统可在恶劣环境下的无线通信的需求,系统同时扩展了RS-485数字输出接口和4~20 m A模拟输出接口两种形式,增加了系统的适用性。在实际应用中该系统性能稳定可靠,传感器在常温情况下精度达到0.07%。     

Integrating local and technical knowledge to support soil salinity monitoring in the Amudarya river basin

The role of monitoring is changing due to the increasing awareness of complexity and uncertainty in environmental resources management. Monitoring systems are required to support critical reflection about the effectiveness of actions toward the achievement of management objectives. To this aim, monitoring should be based on a strong integrated and multi-scale approach. Monitoring costs could be prohibitive if the monitoring is only based on traditional scientific methods of measurements. To deal with these issues, the design of an innovative monitoring system should be based on the integration between different sources of knowledge and information. In this work the usability of local knowledge to support environmental monitoring is investigated. A multi-step participatory monitoring design process has been implemented aiming to design a program for soil salinity monitoring in the lower Amudarya river basin in Uzbekistan. Although there is an increasing awareness of the importance of stakeholders being involved in decision processes, the current socio-cultural and institutional context is not favourable to the participatory approach. The choice of method to be implemented in this work was influenced by such conditions. The analysis of the lessons learned from the experiences gained in this project revealed some important clues concerning the development of a locally-based monitoring program. These lessons can be subdivided according to three fundamental issues: the long term involvement of local community members in monitoring activities, the acceptance of locally-based monitoring systems by decision makers, and the reliability of monitoring information.     

Integration of Wireless Sensor Networks into Cyberinfrastructure for Monitoring Hawaiian “Mountain-to-Sea” Environments

Monitoring the complex environmental relationships and feedbacks of ecosystems on catchment (or mountain)-to-sea scales is essential for social systems to effectively deal with the escalating impacts of expanding human populations globally on watersheds. However, synthesis of emerging technologies into a robust observing platform for the monitoring of coupled human-natural environments on extended spatial scales has been slow to develop. For this purpose, the authors produced a new cyberinfrastructure for environmental monitoring which successfully merged the use of wireless sensor technologies, grid computing with three-dimensional (3D) geospatial data visualization/exploration, and a secured internet portal user interface, into a working prototype for monitoring mountain-to-sea environments in the high Hawaiian Islands. A use-case example is described in which native Hawaiian residents of Waipa Valley (Kauai) utilized the technology to monitor the effects of regional weather variation on surface water quality/quantity response, to better understand their local hydrologic cycle, monitor agricultural water use, and mitigate the effects of lowland flooding.