海洋微生物胞外分泌物(EPS)对船用结构钢腐蚀行为的影响

目的研究微生物活性与船用钢DH32腐蚀行为之间的关系,并通过胞外分泌物的提取,研究分泌物浓度对材料腐蚀性能的影响。方法通过傅里叶红外光谱(FT–IR)分析胞外分泌物的组成,通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)分析金属离子的含量,并使用用原子力显微镜(AFM)观测去除腐蚀产物后的表面形貌。结果通过电化学阻抗谱的拟合分析,短期内,EPS通过阻碍溶解氧的扩散抑制腐蚀速度,EPS浓度越高,效果越好,即实验初期试样腐蚀的速度与EPS浓度成反比。随着时间的延长,EPS浓度低的溶液中,其EPS络合金属离子的能力很快达到饱和,所以尽管其络合行为能促进试样的阳极溶解,但影响作用有限,此时起到主要影响的还是EPS抑制溶解氧扩散。对于浓度高的EPS溶液,其过量的EPS会促进EPS的官能团与材料表面更多的Fe~(2+)/Fe~(3+)离子键合,使得沉积的EPS保护层变得疏松失去隔离溶解氧的作用,进而加速试样腐蚀。结论海洋微生物胞外分泌物对船用钢腐蚀行为的影响与胞外分泌物的结构与浓度有关,随着浓度升高,EPS从抑制腐蚀变为加速腐蚀。     

流动海水环境中人工破损有机涂层的劣化过程研究

目的研究流动海水环境中人工破损有机涂层的劣化过程。方法使用电化学阻抗谱(EIS)技术对比研究流动海水与静止海水环境中破损涂层的劣化行为,跟踪观察涂层宏观形貌演变。结果根据EIS响应特征,发现流动海水中的人工破损有机涂层劣化更快,且在浸泡后期流动海水中破损涂层没有形成扩散阻抗。根据涂层宏观形貌发展,发现静止海水中涂层仅围绕破损处出现了面积较小的锈点和鼓泡,而流动海水中涂层因劣化而产生的锈点和鼓泡面积更大且大量分布在整个涂层表面。结论当人工破损有机涂层在流动海水和静止海水环境的浸泡过程中,涂层劣化首先从人工破损处开始。破损处成为局部腐蚀反应主要的阳极区,破损处周围的区域和涂层内在缺陷处成为扩展腐蚀反应的阴极区。流动海水中涂层的腐蚀产物累积与脱落更加频繁,导致涂层劣化速度加快和基体金属腐蚀加剧。     

电-多相臭氧催化技术处理金刚烷胺制药废水

采用电-多相臭氧催化（E-catazone）技术处理高COD、高含盐、难生化的金刚烷胺制药废水.对比研究电-多相臭氧催化、多相臭氧催化（Catazone）、电催化氧化（EO）对金刚烷胺制药废水的处理效果,在此基础上进一步研究了电流密度、pH值以及气相O₃浓度对电-多相臭氧催化技术处理效果的影响,同时优化实验条件.实验结果表明,在原水pH值为12.5,电流密度为15mA/cm²,O₃进气流速0.4L/min,O₃浓度为60mg/L的条件下,经过60min反应,电-多相臭氧催化技术获得了62%的COD去除和44%的总有机碳（TOC）去除,其效果显著优于多相臭氧催化（COD 44%,TOC 29%）与电催化氧化（COD 13%,TOC 17%）;同时,电-多相臭氧催化不仅氧化能力强,而且氧化速率快,获得的伪一级COD去除速率常数k是多相臭氧催化和电催化氧化的1.81倍和8.22倍,更为重要的是,电-多相臭氧催化技术还可以高效、快速地提高废水的生化性,提高约2个数量级,结果表明,电-多相臭氧催化技术是一种有潜力的高级氧化技术,可以实现高效、快速去除有机污染物以及提高废水的可生化性.     

电化学辅助微电解法处理焦化废水

制备了锰粉改进的规整化微电解填料,采用电化学辅助改进微电解填料处理初始COD为6 153.6 mg/L、ρ(NH_3-N)为182.6 mg/L的焦化废水,优化了工艺条件。实验结果表明,电化学辅助微电解法处理焦化废水的最佳工艺条件为电压8 V,填料投加量20 g/L,初始废水pH 6,反应时间30 min。在此条件下废水COD去除率为75.3%,NH_3-N去除率为65.4%;在其他工艺条件相同的情况下,未通过电化学辅助的填料微电解反应的COD去除率为33.0%,NH_3-N去除率为16.2%,电化学辅助后的COD去除率和NH_3-N去除率均明显提高。     

硝酸盐浓度对微生物燃料电池阳极产电性能的影响

采用以假单胞菌Pseudomonas sp.C27为阳极优势菌属的微生物燃料电池(MFC)为研究对象,重点考察了进水中的硝酸盐浓度对于MFC系统产电及污染物去除的影响.实验结果表明,硝酸盐对于MFC的库仑效率(CE)影响较大,当硝酸盐浓度为250 mg·L~(-1)时,其电压下降段库仑效率仅为0.17%,而阳极未加入硝酸盐时,库仑效率为9.3%.当阳极初始硝酸盐浓度由0 mg·L~(-1)增加到250 mg·L~(-1)时,系统的传荷内阻由16.3Ω下降至11.2Ω,输出电压经短暂的电压下降后迅速回升至稳定,其稳定阶段输出电压与未受抑制阶段基本持平,最大输出功率可达到120 m W·m~(-2)左右.当硝酸盐浓度大于300 mg·L~(-1)时,硝酸盐对阳极微生物产电活性造成不可逆的抑制作用,系统产电能力大幅度下降且无法恢复至未受抑制阶段.可见,阳极生物反硝化过程对阳极生物产电具有电子竞争作用,过高的硝酸盐浓度会造成阳极生物膜产电性能降低甚至完全丧失.     

Electroactive polyamide modified carbon paste electrode for the determination of ascorbic acid

Construction electroactive polyamide (EPA) with aniline-pentamer-based in the main chain has been modified on the surface of carbon paste electrode (CPE) for detecting ascorbic acid (AA). Fourier transform infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance spectroscopy studies confirm the well-defined molecular structure of the oligoaniline and EPA. Further, the in situ chemical oxidation of EPA was monitored by UV-Visible absorption spectrum. The electroactivity of the EPA was evaluated by performing electrochemical cyclic voltammetry study. The sensing response studies have revealed that this EPA-modified CPE electrode can detect AA in the range of 0.05–0.7 mM with detection limit of 0.005 mM and sensitivity of 1.5 × 10^–5 AmM^–1. Besides, this EPA-modified CPE electrode shows a minimal relative standard deviation of 1.73%.     

Highly sensitive and selective determination of malathion in vegetable extracts by an electrochemical sensor based on Cu-metal organic framework

Abstract

This article demonstrates the first application of a copper-based porous coordination polymer (BTCA-P-Cu-CP) as a carbon paste electrode (CPE) modifier for the detection of malathion. The electrochemical behavior of BTCA-P-Cu-CP/CPE was explored using cyclic voltammetry (CV) while chrono-amperometry methods were applied for the analytical evaluation of the sensor performance. Under optimized conditions, the developed sensor exhibited high reproducibility, stability, and wide dynamic range (0.6–24?nM) with the limits of detection and sensitivity equal to 0.17?nM and 5.7 µAnMcm^?1, respectively, based on inhibition signal measurement. Furthermore, the presence of common coexisting interfering species showed a minor change in signals (<4.4%). The developed sensor has been applied in the determination of malathion in spiked vegetable extracts. It exhibited promising results in term of fast and sensitive determination of malathion in real samples at trace level with recoveries of 91.0 to 104.4%. (RSDs < 5%, n?=?3). A comparison of the two studied techniques showed that the HPLC technique is unable to detect malathion when the concentration is lower than 1.8?µM while 0.006 µM is detected with appropriate RSDs 0.2–5.2% (n?=?3) by amperometric method. Due to the high sensitivity and selectivity, this new electrochemical sensor will be useful for monitoring trace malathion in real samples.     

响应曲面法优化电化学氧化技术处理染料废水

采用IR和XRD等手段对自制磷钼酸铁(FePMo12)杂多酸进行表征,表明杂多阴离子具有Keggin结构。将FePMo12负载于修饰后的分子筛上制备FePMo12/APTES-4A催化剂填充于电化学反应器中,考察电化学氧化体系对酸性大红3R染料废水的脱色效果,其脱色率高于二维电化学反应器。利用Box-Behnken中心组合实验设计及响应面(RSM)分析,以pH值,板间距,槽电压,曝气量为实验因素,建立了以酸性大红3R的脱色率为响应值的二次多项式回归模型。研究表明,当电解时间为60 min时,曝气量0.05 m3/h、pH为2、板间距3.0 cm、槽电压11.0 V,在此条件下色度去除率可达69.4%,模型预测值与实验值能很好地吻合。方差分析结果表明,槽电压和pH、pH和曝气量的交互作用对响应值具有显著性影响。     

石墨毡电极预处理模拟邻甲酚废水

采用聚丙烯腈基石墨毡电极，以NaCl为电解质，在恒流电解的条件下，对质量浓度为1 000 mg/L、COD=3 672 mg/L的模拟邻甲酚废水进行预处理。研究了电解时间、初始废水pH、NaCl加入量、电流密度对邻甲酚去除率的影响，考察了废水的COD变化，并探讨了反应机理。实验结果表明：石墨毡电极具有较好的导电性、吸附性，对邻甲酚具有较好的电化学氧化性能;常温常压下，初始废水pH为6~7、电流密度为90 A/m2、向300 mL废水中加入0.5 g NaCl时，经4 h电解，邻甲酚的去除率达到97.1%，COD的去除率达到47.3%;处理后废水的BOD5/COD由0.04提高至0.33，可不经稀释直接进行生物处理。     

Ce-PbO2/C电极的制备及其去除水中酸性红B

采用电沉积法制备铈修饰的PbO2/C电极,通过SEM、XRD、XPS及循环伏安对PbO2/C、Ce-PbO2/C电极进行表征,结果表明,Ce-PbO2/C电极比PbO2/C颗粒细小,表面均匀致密,电化学氧化能力较强,修饰电极中Ce以CeO2的形态存在。以Ce-PbO2/C为工作电极,电解浓度为1 000 mg/L的高盐酸性红B模拟活性染料废水,考察了电压、pH、电解质浓度、极间距对脱色率、氨氮去除率及COD去除率的影响。确定适宜工艺条件为:初始酸性红B溶液浓度为1 000 mg/L,pH值为6,电压10 V,电解时间1 h,电极间距1.5 cm,该条件下脱色率、氨氮去除率和COD去除率分别为99.98%、97.23%和90.17%。通过UV-Vis及GC-MS初步分析了降解过程可能存在的中间产物及降解途径。