铁氮掺杂碳纳米管/纤维复合物制备及其催化氧还原的效果

阴极催化剂是影响微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)性能的关键因素.通过研究制备成本低廉、氧还原反应(ORR)催化活性高的阴极催化剂来替代Pt/C对于实现MFC规模化应用具有重大意义.研究采用化学气相沉淀法,以三聚氰胺作为碳氮前驱物、以黑珍珠2000或乙炔炭黑作为碳源,外加醋酸亚铁作为铁前驱物,合成了两种铁氮掺杂碳纳米管/纤维复合物(FeNCB和FeNCC),作为MFC的阴极催化剂.通过循环伏安法和旋转圆盘-环电极分析FeNCB、FeNCC和Pt/C的ORR催化活性的差异,并用MFC验证其差异.结果表明,FeNCB性能与Pt/C相当,优于FeNCC,其催化路径是通过4电子途径催化氧还原反应;MFC-FeNCB性能略优于MFC-Pt/C,显著优于MFC-FeNCB有助于MFC的扩大化,其最大功率密度为1 212.8mW·m~(-2),开路电压为0.875 V,电池稳定电压为(0.500±0.025)V.用X射线衍射、X射线光电子光谱、拉曼光谱等进一步分析显示,复合物中碳纳米管管径的大小、铁氮掺杂的类型和含量以及氧含量是引起制备的复合物催化氧还原性能差异的原因所在.     

重金属抗性解磷细菌的磷溶解特性研究

从湖南省湘西州花垣县的铅锌矿表层土壤中,筛选出两株具有重金属抗性和解磷特性的细菌T PSB1和T PSB2.通过16S rRNA基因序列比对,分别鉴定为嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和唐菖蒲伯克霍尔德菌(Burkholderia gladioli).T PSB1和T PSB2在含有难溶性无机磷液体培养基中,其上清液的可溶性磷含量最高分别达到了402.9 mg·L-1和589.9 mg·L-1;在难溶性有机磷固体和液体培养基中,固体平板上均出现解磷圈,而液体培养基上清液中,可溶性磷含量也分别达到了2.97 mg·L-1和4.69 mg·L-1.另外,两株细菌对重金属Zn2+的抗性最高,在其浓度为2000 mg·L-1固体和液体培养基条件下均可以生长,磷溶解浓度分别为114.8 mg·L-1和125.1 mg·L-1.而在含铬和铅的浓度为1 000 mg·L-1的液体培养基中,两株细菌同样表现出重金属抗性.在Pb2+浓度为1000 mg·L-1的液体培养基中,磷溶解浓度分别达到了57.9 mg·L-1和71.7 mg·L-1;而在Cr2+浓度为1000 mg·L-1的培养基中磷溶解浓度分别为60.1 mg·L-1和98.4 mg·L-1.     

新型水刺复合过滤材料的开发与应用

介绍了水刺复合工艺的优点,分析了新型水刺复合滤料的三种先进形式—针刺与水刺、纺粘与水刺、机织与水刺的特点及其市场应用领域,为滤料研究提出了新的方向。     

有机无机缓释复合肥对不同土壤微生物群落结构的影响

缓控释肥料作为一类新型肥料已成为近年来的研究热点,但对土壤微生物群落多样性影响规律的研究甚少.研究采用磷脂脂肪酸法分析缓释复合肥(SRF)、化肥(CF)和普通复合肥(CCF)分别施入酸性土和微碱性土恒温培养10、30、60和90d后的微生物群落结构多样性.结果表明,缓释复合肥等肥料施入2种土壤恒温培养(10~90 d)后检测到多种细菌(13:0,i14:0,14:0,i15:0,a15:0,i16:0,16:12OH,16:1w5c,16:0,i17:0,a17:0,cy17:0,17:02OH,i18:0,18:0,cy19:0w8c),2种放线菌(10Me17:0和10Me18:0)和1种真菌(18:1w9c).SRF在酸性土壤培养前期(10 d和30 d)较CF显著增加真菌PLFA含量8.3%和6.8%,在培养后期(60 d和90 d)较CCF显著增加真菌PLFA含量22.7%和17.1%;SRF较CF和CCF显著增加微碱性土壤在整个恒温培养期(30 d除外)土壤细菌、真菌和革兰氏阳性菌PLFA含量.酸性土壤培养30 d和90 d时一般饱和脂肪酸/单烯不饱和脂肪酸PLFA值以SRF显著高于不施肥(CK)、CF和CCF,而在微碱性土壤上SRF仅在恒温培养60d时显著高于CK、CF和CCF;SRF较CCF显著降低酸性土壤(30~90 d)和微碱性土壤(10~60 d)异构PLFA/反异构PLFA值.从2种土壤PLFA种类、含量以及相对丰度等可知缓释复合肥较化肥和普通复合肥提高了土壤微生物PLFA种类和含量以及减弱对微生物生存环境的胁迫,缓释复合肥在2种土壤中尤其对酸性土的作用明显.通过研究缓释复合肥对土壤微生物群落结构多样性的影响,以期为农业生产上广泛施用缓释复合肥提供科学依据.     

Determination and potential importance of diterpene (kaur-16-ene) emitted from dominant coniferous trees in Japan

Reactive volatile organic compounds (VOCs) are known to affect atmospheric chemistry. Biogenic VOCs (BVOCs) have a significant impact on regional air quality due to their large emission rates and high reactivities. Diterpenes (most particularly, kaur-16-ene) were detected in all of the 205 enclosure air samples collected over multiple seasons at two different sites from Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa trees, the dominant coniferous trees in Japan,. The emission rate of kaur-16-ene, was determined to be from 0.01 to 7.1 μg dwg⁻¹ h⁻¹ (average: 0.61 μg dwg⁻¹ h⁻¹) employing branch enclosure measurements using adsorbent sampling followed by solid phase-liquid extraction techniques. The emission rate was comparable to that of monoterpenes, which is known major BVOC emissions, collected from the same branches. In addition, total emission of kaur-16-ene at 30 °C was estimated to exceed that of total anthropogenic VOC emissions.     

抗铬菌株的筛选鉴定及其生物学特性和吸附特性

利用微生物分离纯化技术,在培养基中加入不同浓度的Cr3+、Cr6+,经过长时间驯化,从污染土壤中筛选出2株对Cr具有较高抗性的菌株(A和B),对其进行了形态、生理生化特性及分子生物学鉴定,并研究了其最佳生长条件及对Cr3+的生物吸附规律。结果表明,菌株A和B分别为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和米根霉菌(Rhizopus oryzae)。菌株A和B的最适生长pH值均为7,最适生长温度均为30℃,最佳装液量为80~100 mL(250 mL摇瓶)。在培养时间一定时,随着Cr3+浓度的增加,菌株对Cr3+的吸附率减少,而生物吸附量则逐渐增大;在Cr3+浓度一定时,随着培养时间的延长,菌体对Cr3+的吸附率呈现出先增加后减少的趋势,这与生物吸附量的变化趋势基本一致。在Cr3+浓度为100 mg/L时,菌株A和B对Cr3+的吸附率达到最大,分别为51.47%和46.36%。     

氯化镁复配硫酸铝混凝性能及絮体特性

在研究氢氧化镁混凝特性的基础上,复配氯化镁和硫酸铝作为混凝剂,以高岭土配水水样为研究对象,运用iPDA在线监测技术对混凝过程絮体形成进行监测,探讨了单独使用氯化镁和硫酸铝以及二者复配使用的混凝效果和絮体特性,确定复配使用的各种条件。结果表明,对于浊度20 NTU,pH 11.5的高岭土配水水样,氯化镁、硫酸铝最佳投加量分别为7.2 mg/L(Mg2+计)和3 mg/L(Al3+计);硫酸铝跟氯化镁复配使用时,先投加硫酸铝,间隔30 s后投加氯化镁,混凝效果较好;在镁离子最佳投加量7.2 mg/L时,铝和镁最佳质量比在1∶3~1∶2之间;镁铝复配时其FI值明显大于单独作用时,即絮体尺寸大小:二者复配硫酸铝氯化镁,而且复配条件下Zeta电位值在零电势左右浮动,浮动范围小,更利于聚集沉淀;镁铝复配时发生了协同效应,弥补了单独使用氯化镁混凝过程的不足。     

基于主成分分析法的武汉城市圈区域协调发展研究

在"两型社会"背景下,如何实现武汉城市圈的快速发展及圈内的协调发展是促进武汉城市圈建设与发展的重要内容,也是构建中国中部区域板块新经济增长极的必然选择。采用统计数据、利用主成分分析法对武汉城市圈区域经济发展进行评价,利用数学模型对武汉城市圈区域发展的不平衡性与区域差异性进行分析,在此基础上提出发展地方特色经济,加强区域经济间的联系,实现产业一体化与经济一体化,建立统一的监督机构,实现武汉城市圈的协调发展。     

Removal of arsenic from wastewater using iron compound: Comparing two different types of adsorbents in the context of LCA

A study was carried out in order to compare the environmental performance of two different types of adsorbents in removing arsenic (As) from wastewater. A FeCl₃-based adsorbent and a poly-Fe-based adsorbent were first synthesized and their abilities in adsorbing As from wastewater were investigated in terms of the adsorption density and the rate of adsorption. Here, it should be noted that the main material being used in the synthesis of the poly-Fe-based adsorbent was a waste product, known as polyferric sulfate or poly-Fe in short, which exits the manufacturing process of titanium dioxide.Both adsorbents were then compared in the context of life-cycle assessment (LCA). In other words, the experimental results (i.e. the value of the adsorption density and the rate of adsorption) were input into the LCA model in order to assess the environmental performance of each adsorbent in removing arsenic. An estimate for the environmental burden of each option was finally calculated as the sum of the depletion of abiotic resources (ADP), the global warming potential (GWP), the acidification potential (AP), the photo-oxidant formation potential (POCP), the eutrophication potential (EP), and the human toxicity potential (HTP). The main finding of this study was that the adsorption of arsenic by using the poly-Fe-based adsorbent is more attractive treatment option in the environmental protection point of view than the adsorption by using the FeCl₃-based adsorbent, which generates a relatively larger environmental burden.     

Zr—Fe双组分复合除砷吸附剂的优化制备及性能评价

实验发现，铁氧化物或铁的羟基氧化物对As（V）有较好的吸附性能，而锆氧化物或锆水合氧化物则对As（Ⅲ）有优异的吸附选择性，但其使用的pH通常要在〉9的条件下。通过简单的共沉淀法制备了Zr-Fe双组分复合吸附剂，在制备过程中通过优化制备条件如：沉淀剂浓度、金属离子总浓度、金属离子配比、反应温度、反应时间及吸附剂价格等因素，最终合成出了对As（V）和As（Ⅲ）都具有良好吸附能力的吸附剂。这种吸附剂在中性条件下对As（V）和As（Ⅲ）的最大吸附量为62mg／g和118mg／g。