石墨烯薄膜原子氧剥蚀行为及电阻特性

目的研究石墨烯薄膜在原子氧空间环境的适应性,为其在航天器上应用提供参考。方法采用刮涂法制备石墨烯薄膜,将石墨烯薄膜材料及石墨烯电阻传感器置于微波源原子氧设备内开展原子氧试验,原子氧剂量分别为3.0×10^20 atoms/cm2和7.5×10^20 atoms/cm^2,研究薄膜表面形貌、结构、成分及电阻性能的变化。结果采用刮涂法可制备氧含量较低的石墨烯薄膜,原子氧剂量为7.5×10^20 atoms/cm^2情况下,石墨烯薄膜的厚度损失为5.3μm,原子氧反应率为7.14×10^-25 atoms/cm^3。原子氧作用后,石墨烯薄膜中碳原子无序程度增大,C—O、—COOH官能团含量降低,C=O官能团含量增加。石墨烯电阻传感器的R0/R比值随原子氧剂量增加线性降低,0.8μm厚度薄膜可探测最大原子氧剂量为5×10^19 atoms/cm^2,增加薄膜厚度有望提高传感器的使用寿命。结论得到了石墨烯薄膜厚度损失、原子氧反应率、微观结构及电阻特性的变化规律,可为石墨烯薄膜的空间应用提供技术支撑。     

聚噻吩改性阴极强化电极生物膜反应器去除硝酸盐机制研究

为进一步提高电极生物膜反应器的脱氮效能,采用导电聚合物聚噻吩(PTh)和电子穿梭体蒽醌-2,6-二磺酸二钠(AQDS)改性阴极材料石墨毡,系统研究了不同碳氮比(C/N)条件下,改性电极的应用对BER体系的脱氮效能、电极表面生物相和体系微生物群落结构等方面的影响.结果表明,应用PTh与AQDS协同处理石墨毡的BER体系的NO~-_3-N去除速率和效能均明显优于未处理电极体系,在HRT=4 h、C/N为2.0时NO~-_3-N的去除率达到90.0%以上.PTh/AQDS改性石墨毡电极的生物膜与电极的比重为0.26±0.04,其值为对照组的2.4倍,证明了PTh/AQDS改性后电极具有更优的生物相容性.应用PTh/AQDS改性电极的BER具有更好的微生物丰富度和多样性,AQDS促进了特定微生物Thauera_mechernichensis(24.6%)的富集和亚硝酸盐还原酶的活性,保障了BER体系的反硝化效能.     

Enzyme-electrolytic degradation of dichloromethane: Efficiency, kinetics and mechanism

Enzymatic electrolysis cell(EEC) has advantages over microbial electrolysis cell(MEC) due to the needless of microbe inoculation and high-efficiency of enzymatic reaction. In this study, an EEC was first applied to achieve the effective degradation of halogenated organic pollutants and dichloromethane(CH_2Cl_2) was utilized as a model pollutant. The results indicate that the degradation efficiency of CH_2Cl_2 after 2 hr reaction in the EEC was almost100%, which was significantly higher than that with enzyme(51.1%) or current(19.0%). The current induced the continuous regeneration of reduced glutathione(GSH), thus CH_2Cl_2 was degraded under the catalysis of GSH-dependent dehalogenase through stepwise dechlorination, and successively formed monochloromethane(CH_3Cl) and methane(CH_4). The kinetic result shows that with a current of 15 mA, the maximum specific degradation rate of CH_2Cl_2(3.77 × 10~(-3) hr~(-1)) was increased by 5.7 times. The optimum condition for CH_2Cl_2 dechlorination was also obtained with pH, current and temperature of 7.0, 15 mA and 35°C,respectively. Importantly, this study helps to understand the behavior of enzymes and the fate of halogenated organic pollutants with EEC, providing a possible treatment technology for halogenated organic pollutants.     

电极构型对空气阴极生物燃料电池发电性能的影响

在空气阴极生物燃料电池(ACMFC)中,从阴极扩散进入阳极的氧气能够被兼性微生物作为电子受体还原,进而导致电子损失严重.本研究利用葡萄糖作底物,对2种不同电极构型的空气阴极生物燃料电池ACMFC1和ACMFC2的功率输出和电子回收进行了比较研究.结果表明,ACMFC1的内阻为302.14Ω,阳极电位为-323mV,最大功率密度为3 070 mW/m³;ACMFC2的内阻为107.79Ω,阳极电位为-442mV,最大功率密度达到9 800 mW/m³.在间歇条件下,ACMFC2可以连续运行220h,电子回收率为30.1%;而ACMFC1只能运行不到50h,电子回收率为9.78%.因此,合理的设计空气阴极生物燃料电池电极构型可以减小内阻,增大电池电动势进而增大功率输出,提高电子回收率.     

Copper complexation by tannic acid in aqueous solution

The speciation of titrated copper in a dissolved tannic acid (TA) solution with an initial concentration of 4 mmol organic carbon (OC)/l was investigated in a nine-step titration experiment (Cu/OC molar ratio = 0.0030–0.0567). We differentiated between soluble and insoluble Cu species by 0.45 μm filtration. Measurements with a copper ion selective electrode (ISE) and diffusive gradients in thin films (DGT) were conducted to quantify unbound Cu(II) cations (‘free’ Cu) and labile soluble Cu complexes. For the DGT measurements, we used an APA hydrogel and a Chelex 100 chelating resin (Na form). Insoluble organic Cu complexes (>0.45 μm) was the dominant Cu species for Cu/OC = 0.0030–0.0567 with a maximum fraction of 0.96 of total Cu. At Cu/OC > 0.0100, Cu-catalysed degradation of aggregate structures resulted in a strong increase of free Cu and (labile) soluble Cu complexes with a maximum fraction of 0.28 and 0.32 of total Cu, respectively. Labile (i.e. DGT-detectable) soluble Cu complexes had a relatively high averaged diffusion coefficient (D) in the APA hydrogel (3.50 × 10⁻⁶– 5.58 × 10⁻⁶ cm² s⁻¹).     

载重车辆超载检测与阻止装置研究

针对载重车辆严重的超载问题,对车辆超载的起因、危害、检测方法等进行了深入的分析,提出了一种基于光电式位移传感器的车辆超载检测与阻止装置,并对其进行了结构设计与原理分析。利用车辆载荷与车身高度之间的对应关系,在车辆静止的状态下,通过检测车架与车桥的距离,判断车辆的载荷情况。根据超载情况提供不同的超载报警提醒,甚至切断起动机电源线、喷油器供电线及点火信号线,使发动机无法起动或正常工作,从而从源头上阻止车辆超载现象的发生。     

PVA-SbQ固定叶绿体及其生物传感器在检测除草剂中的应用

聚乙烯－苯乙烯吡啶（PVA－SbQ）是一种新的光敏聚合物，在紫外光诱导下形成大分子网状结构，电镜照片显示PVA－SbQ固定的新鲜菠菜叶绿体－20℃贮存6mo后，内，外膜结构完整，类囊体膜排列整齐，还原DPIP的能力保留50％，将叶绿体膜固定在铂电极上，制成生物传感器，在含0．035H2O2的50mmol L^-1,pH7.4Tris-HCl缓冲液中，25℃条件下用示差脉冲伏安法检测除草剂，在0－1.0 μg/L浓度范围，百草枯，敌草隆，扑草净和阿特闰津具有较好的线性关系。图6参29     

应用在线传感器实现前置反硝化工艺生物脱氮的过程控制

为了实现前置反硝化工艺硝化反硝化反应的过程控制,系统地研究了硝化反硝化过程中DO、pH和ORP的变化规律,并考察了它们作为硝化反硝化过程控制参数的可行性.结果表明,pH值在缺氧区的变化分为下降型和上升型,从而指示系统反硝化反应进行的程度以及内循环回流量是否充足;缺氧区末端ORP值和硝酸氮浓度具有较好的相关性;好氧区第1格室的DO浓度可以指示进水氨氮负荷高低;pH值在好氧区的变化也可分为下降型和上升型,可指示系统硝化反应进行的程度、曝气量和碱度是否充足;好氧区末端ORP值与出水氨氮、硝酸氮浓度具有很好的相关性.在此基础上建立了硝化反硝化反应在线控制系统,从而实现曝气量、内循环回流量和外碳源投加量的在线控制,提高系统出水水质、降低运行费用.图7表1参8     

钯卟啉室温磷光氧传感器的研究

1　IntrudctionOxygensensorsareofgreatimportanceinenvironmentalmonitoring (e g.,theamountofoxy gendissolvedinwaterisanindicatorofthequalityofwaterbecauseadecreaseinthisamountusual lyindicatesthepresentoforganicwaste) ,inindustrialprocesscontrol (e g.carefu…     

高浓度苯酚在石墨电极上电解特性的研究

研制了数据在线采集记录系统对高浓度苯酚在石墨电极上电解过程的循环伏安行为进行了研究。采用连续循环伏安法考察了体系电解的特点,并考察了支持电解质、扫描速率、苯酚的浓度对反应体系的影响。结果表明:峰电流密度与扫描速率的平方根及苯酚浓度呈线性递增关系,支持电解质的添加量在苯酚电解过程存在最佳值,多次扫描过程中峰电流密度有下降趋势。实验推断电解效率下降是由于电极表面被聚合物污染导致,这一现象对电解处理有机物种的系统控制过程具有重要意义。