桉树叶提取液还原石墨烯电极提高微生物燃料电池产电性能的研究

将桉树叶提取液绿色还原氧化石墨烯(G-rGO)电极和微生物还原氧化石墨烯(B-rGO)电极依次作为微生物燃料电池(MFC)阳极,采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对所制备的电极进行表征,并采用循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)对比2种电极的电化学性能.结果发现,G-rGO阳极的内阻为243.87Ω,应用于MFC时最大功率密度和最大输出电压分别为18.77 W·m~(-3)和760 mV,对照组B-rGO电极的内阻为299.11Ω,将其应用于MFC时最大功率密度和最大输出电压分别为13.16 W·m~(-3)和635 mV,对照组未修饰阳极的内阻为375.21Ω,最大功率密度和最大输出电压分别为8.97 W·m~(-3)和480 mV.研究表明,G-rGO电极电阻更小,导电性能更优越.     

纳米银与石墨烯对土壤微生物及土壤酶的影响

采用室内暗培养试验分别探究了纳米银与石墨烯对土壤微生物及土壤酶的不同影响.将不同剂量的纳米银(0、10、100、150 mg·kg~(-1))与高纯石墨烯(0、10、100、1000 mg·kg~(-1))分别与等量棕壤充分混匀,然后进行暗培养.在第3、7、15、30和60 d时取样,测定土壤脲酶、土壤碱性磷酸酶、土壤脱氢酶和土壤过氧化氢酶的活性及土壤细菌、真菌和放线菌的数量,并在培养期间测定土壤呼吸速率及CO2累积量.结果表明,所有纳米银处理均抑制土壤的呼吸作用,并且剂量越高,抑制作用越明显;而石墨烯处理未对土壤呼吸产生显著影响.10 mg·kg~(-1)纳米银处理下,土壤真菌数量在整个培养期内均显著低于对照,土壤细菌在第60 d时也被显著抑制,但土壤放线菌数量无变化;与对照相比,100和150 mg·kg~(-1)的纳米银处理显著降低了土壤细菌、真菌、放线菌的数量.10和100 mg·kg~(-1)的石墨烯处理下,土壤细菌、真菌、放线菌数量则均无显著变化.1000 mg·kg~(-1)的石墨烯显著增加了土壤中细菌与真菌的数量,却对土壤放线菌数量无影响.纳米银处理显著抑制土壤脲酶、脱氢酶活性,却对土壤过氧化氢酶与磷酸酶活性基本无影响.10和100 mg·kg~(-1)石墨烯处理对土壤脲酶有一定的促进作用,1000 mg·kg~(-1)石墨烯处理对土壤过氧化氢酶和脱氢酶有一定的促进作用,而不同剂量的石墨烯在培养后期均对碱性磷酸酶产生抑制作用.总体来说,纳米银在一定程度上对土壤酶及土壤微生物结构产生了负面影响,而石墨烯对土壤酶及土壤微生物结构的影响不明显.     

同源地人工湖水体和底泥中有机物组成及有机结构的分析研究

采用XAD-8大孔吸附树脂对水体和底泥中的有机物进行组分分离,并通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和三维荧光光谱(3DEEMs)对自然水体和底泥中的疏水酸(腐殖酸、富里酸)、疏水碱、疏水中性物质和亲水物质进行表征和对比.结果表明,水体中有机物含量:亲水物质富里酸腐殖酸疏水碱疏水中性物质,底泥中有机物的含量为:腐殖酸富里酸亲水物质疏水碱疏水中性物质.根据红外、紫外、三维荧光光谱可知底泥中有机物的芳香程度、不饱和程度及分子量大小略高于水体有机物.根据荧光指数(FI)和自生源指标(BIX)可知,底泥和水体的腐殖酸和富里酸主要来源于陆生动植物和土壤有机质,而其余物质主要源于细菌和藻类活动.     

磁性氮掺石墨烯活化过硫酸钾降解水中亚甲基蓝

活化过硫酸盐产生硫酸根自由基的高级氧化技术在水环境污染物治理中引起了广泛的关注和研究.本研究采用水热法制备磁性氮掺石墨烯(M-N-G)作为催化剂.利用SEM、BET、XRD和VSM等手段表征材料,系统研究了该材料活化过硫酸盐降解亚甲基蓝的效能.结果表明:M-N-G的比表面积为94.35 m2·g-1,磁性Fe3O4分布在材料表面,能有效的活化过硫酸钾降解亚甲基蓝.当催化剂的用量为200 mg·L~(-1),过硫酸钾浓度为0.4~0.5 mmol·L~(-1)时,在p H=3~6时对10 mg·L~(-1)亚甲基蓝的降解率达90%以上.体系温度在15~32℃时,降解速率常数在0.0227~0.0488 min-1,反应活化能为33.7 k J·mol-1.EPR分析及自由基漼灭实验证明了体系中有羟基自由基和硫酸根自由基产生.TOC分析结果表明:TOC去除率可达50%.M-N-G经过简单的稀硫酸和水洗后,可高效重复利用4次.该技术方法简单、高效、无二次污染,能为有机污染物废水处理提供一种新的方法选择.     

L形和U形三维钝体结构绕流的数值模拟研究

采用大涡模型对L形和U形三维钝体建筑物的绕流特性和风压分布特性进行数值研究.考虑平均和脉动速度入口边界,在雷诺数为1.5×105～7×105条件下,对2种钝体的9种分析工况进行瞬态动力分析,并将计算结果与已有研究进行对比.研究表明,钝体绕流对周围流场影响的强弱程度依次为尾流区、屋顶区、来流区,影响大小随着流场与钝体之间...     

流域地理景观生成中纹理映射技术

洪水演进仿真系统的研制是进行“数字流域”工程建设的重要研究内容,系统的研制必须利用先进的模拟仿真与可视化方法等现代计算机技术,在计算机生成的虚拟环境中,对洪水在现实河道里的推进情况以及洪水对流域内区域的淹没情况进行仿真模拟。系统的可视化以流域地形的仿真为基础,流域三维景观的生成则是洪水演进仿真系统的主要可视化需求,纹理映射技术是实现流域三维景观的重要技术手段。在分析比较计算机图形学中的几种典型纹理映射方法基础上,针对复杂流域地形貌和卫星遥感流域数据源特点,研究了相应的纹理映射算法模型。使用Visual C 系统开发语言,依据清江流域的真实数据源生成清江流域三维网格地形,并基于OpenGl技术,运用逆透视过程和非参数映射方法,实现了清江流域三维景观的真实纹理粘贴,使生成的流域景观具有真实自然的三维可视化效果。     

麒麟观双曲拱坝地震动应力分析

基于三维有限元数值模拟技术,利用ANSYS软件中的模态分析和反应谱分析,对麒麟观双曲拱坝进行了地震响应计算分析,研究了该拱坝的动位移、应力分布规律。并且根据概率极限状态设计原则,对大坝进行了抗震安全复核计算。结果表明大坝满足抗震要求,但局部薄弱部位需采取加固措施。最后还给出了一些建议,可供同类工程设计、施工参考。     

一种三维电极反应器的粒子电极催化剂填料及其制备方法

该发明公开了一种三维电极反应器的粒子电极催化剂填料（简称催化剂填料）及其制备方法。催化剂填料由改性活性炭和涂膜活性炭组成，按质量分数计，其中改性活性炭为60％～70％，涂膜活性炭为30％～40％。     

生态脆弱区榆林三维生态足迹动态变化及其驱动因素

榆林能源丰富但生态脆弱,是生态工程的重点实施区域。分析榆林自然资本存量及流量的利用状况,有利于揭示自然资本占用的成因、探讨生态脆弱区环境保护与经济社会可持续发展的问题。在测算榆林2005—2014年人均生态足迹、人均生态承载力、生态压力指数等的基础上,以足迹深度和广度描述了自然资本存量消耗与流量占用的变化关系,并以偏最小二乘法分析了驱动生态足迹变化的因素。结果显示：10 a来榆林人均生态赤字增长幅度为274.18%,其中,能源消耗账户贡献率最高;人均生态承载力增加了61.81%,体现出生态建设的正向作用。榆林对资本存量消耗的速度大于资本流量占用的速度。影响生态足迹变化的显著因素是经济增长和社会消费。这些结论不仅对榆林自然资本利用与经济协调发展具有参考意义,而且对生态脆弱区核算自然资本、探讨生态系统与经济社会系统间的关系有一定的学术价值。     

基于矿井通风三维仿真系统软件的矿用空气幕选型方法

根据矿井风流调节的具体要求,合理选择矿用空气幕的型号是应用矿用空气幕技术的关键。在分析矿用空气幕选型依据及原理的基础上,应用矿井通风三维仿真系统软件模拟矿用空气幕运行的效果,来研究确定矿用空气幕的选型参数及影响因素。结果表明,应用矿井通风三维仿真系统软件所选择的矿用空气幕与理论推导的计算结果一致,此方法能够最大限度地反映矿山实际情况,具有直观、高效等特点。