纸板碳化电极提高生物电化学系统产电效率微生物机理研究

采用Solexa高通量测序技术和蛋白定量方法,分析了碳化纤维素纸板制备的层状波纹碳(LCC)电极与石墨板(GP)电极在生物电化学系统运行过程形成的生物膜微生物群落结构和生物量差异.结果表明,LCC电极良好的生物电化学性能不仅取决于其良好的导电性能,还与其表面生物膜微生物群落结构有关;LCC电极表面生物膜微生物量高,且对产电微生物的富集效果好.LCC电极与GP电极表面生物膜分别得到16S rRNA基因V3区优化序列12643条和12837条,经97%相似度归并后获得的OTUs数量分别为2786和3130;α多样性分析显示,GP电极生物膜微生物多样性相对更丰富.Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes在两种电极生物膜中含量最为丰富,这3个门细菌序列数分别占总序列数的76%(LCC)和85%(GP).在属分类水平上,LCC电极生物膜由383个属的细菌构成,而GP电极生物膜则有456个属.深入分析电极生物膜微生物群落结构有助于进一步认识LCC电极提高生物电化学系统产电效率的机理.     

水热炭化餐厨垃圾制备纳米铁/炭复合材料

以餐厨垃圾中有机组分作为碳源,通过添加铁盐水热炭化制备铁/炭纳米复合材料。考察了不同铁盐(Fe-SO4,FeCl3,Fe(NO3)3)对餐厨垃圾水热炭化物的形貌,以及氮、磷元素的迁移转化的影响;并研究了负载铁的物理、化学性质。实验结果表明,铁盐在水热炭化过程中促进了餐厨垃圾转化生成多种纳米结构。铁的价态是影响复合物形貌的主要影响因素:三价铁离子对大分子有机物的水解和炭化过程有催化作用,从而促进壳核式结构的纳米线及微米球复合物的生成;而亚铁离子则导致可溶性有机物炭化形成空心纳米球结构。负载铁的化学形态主要受阴离子的影响:硝酸铁体系中铁主要以氢氧化物形式沉积、其他阴离子体系则以磷酸盐为主要形态负载。     

废弃轮胎制备中孔炭吸附材料工艺及性能研究

为了解决废弃轮胎造成的资源浪费和环境污染的问题,对以废弃轮胎橡胶为碳的前驱体原料,制备具有高吸附性能中孔炭材料工艺进行了系统的研究。通过XRD、扫描电镜以及比表面积分析,对制备的中孔炭微观结构和性能进行表征,讨论了炭化温度、碱炭比,以及活化温度和活化时间等工艺条件对制备中孔炭的产率、结构和性能的影响。结果表明,通过改变工艺条件制备的中孔炭的孔径分布可以在2~80 nm范围内进行调控。在500℃炭化温度,碱炭比为4∶1,900℃活化1 h的工艺条件下,制备的中孔炭的比表面积为473 m2/g,对甲基橙的最大吸附量达到254 mg/g。     

论焦化行业环境风险防范措施及应急预案

本文对焦化行业的原辅材料及产品的理化性质、生产过程中潜在的环境风险进行了识别，并在此基础上有针对性的提出了焦化行业环境风险防范措施及应急预案。     

Indigo carmine removal by charcoal from rice bran as an agricultural by-product

On the utilization of agricultural by-product, charcoal from rice bran was produced. The adsorption characteristics of indigo carmine onto charcoals from rice bran were investigated by the batch method. The yield and surface area of charcoal were decreased and increased with increase of carbonization temperature, respectively. The removal ratio of indigo carmine was high with the charcoal carbonized at higher temperature. In the relationship between the amount of indigo carmine adsorbed and the square root of elapsed time, a good linearity was recognized. The kinetic constant of adsorption removal for indigo carmine was rapid in the charcoal carbonized at higher temperature. The adsorption characteristics for indigo carmine removal by charcoal from rice bran were dominated by the value of their surface area.     

炭化压力对编织C/C复合材料致密过程及结构的影响

目的研究不同炭化压力环境对C/C复合材料致密过程及结构的影响。方法通过浸渍/高压炭化工艺在不同炭化压力下制备高温煤沥青炭块及沥青基C/C复合材料,并研究不同炭化压力环境下对其密度和孔隙的影响。结果制备沥青炭的炭化压力由20 MPa增大至60 MPa时,沥青炭体积密度由1.08 g/cm~3增加至1.39g/cm~3,质量比表面积由14.74增加至16.51,开孔率由26.73减少至7.94,孔隙填充效果明显改善,浸渍-炭化的增密效率得到提升。结论在编织C/C材料的致密过程中,压力越大,其孔隙越小,分布越均匀,故产品致密效果越好。     

中国省际农业碳排放测算及低碳化水平评价——基于衍生指标与TOPSIS法的运用

农业碳排放量测算及低碳化水平评价,是实现农业绿色发展和制定碳减排计划的重要依据。通过测算2006—2016年中国30个省份的农业碳排放量,并以测算结果为基础,从农业用地、禽畜养殖和农业能源三个方面构造农业碳排放衍生指标,采用基于动态自然权重的TOPSIS法对各省农业低碳化水平进行评价。结果表明：中国农业碳排放总量呈先降后升的“V型”变化,由2006年的91096万t下降至2008年的83521万t,此后稳步增加至2016年的92192万t。农业非能源碳排放量占农业碳排放总量的84%以上,土壤管理是农业非能源碳排放的第一来源。省际农业碳排放衍生指标异质性较强,农业低碳化水平整体不高。研究结果可为农业和环境部门开展低碳农业评价工作提供借鉴。     

Semi-closed synthesis of nitrogen and oxygen Co-doped mesoporous carbon for selective aqueous oxidation

Heteroatom-doped meso/micro-porous carbon materials are conventionally produced by harsh carbonization under an inert atmosphere involving specific precursors, hard/soft templates, and heteroatom-containing agents. Herein, we report a facile synthesis of N and O co-doped meso/micro-porous carbon (NOMC) by template-free carbonization of a small-molecule precursor in a semi-closed system. The semi-closed carbonizaiton process yields hydrophilic NOMCs with large surface area in a high yield. The porous structure as well as the elemental composition of NOMCs can be modulated by changing the holding time at a particular temperature. NOMCs as metal-free heterogeneous catalysts can selectively oxidize benzyl alcohol and its derivatives into aldehydes/ketones with>85％conversion in aqueous solution, which is much higher than that of the control sample obtained in tube furnace (21％conversion), mainly due to their high N content, high percentage of pyridinic N, and large surface area. The presence of O-containing moieties also helps to improve the hydrophilicity and dispersion ability of catalysts and thus facilitates the mass transfer process during aqueous oxidation. The NOMC catalysts also dispayed excellent activity for a wide range of substrates with a selectivity of>99％.     

基于高通量测序解析碳化温度对麻秆电极微生物群落影响

采用Solixa高通量测序技术比较了1 000℃和1 800℃碳化麻秆制备电极OCP-1000和OCP-1800在生物电化学系统运行过程中形成的生物膜微生物群落结构差异.测序分别获得OCP-1000和OCP-1800附着生物膜16S rRNA基因V3区优化序列4 231和5 263条,经过97%相似度归并后获得OTUs数量分别为1 187和1 338个.α多样性指数(Chao、Shannon指数)分析表明碳化温度越低,电极生物膜微生物多样性越丰富.电极OCP-1000和OCP-1800生物膜中优势菌群均为Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes,这3个门的细菌在OCP-1000生物膜含量分别为66%、10%和9%,但在电极OCP-1800生物膜中含量分别为71%、7%和9%.不同碳化温度制备的麻秆电极在生物电化学系统运行过程形成的生物膜不仅存在共有细菌种类,也含有独特菌种,说明电极制备过程碳化温度影响电极生物膜微生物群落结构.     

炭化百合杆对废水中苯酚的吸附

采用聚乙二醇活化原材料百合杆，分别在300％和600℃对活化后百合杆进行炭化，制得炭化百合杆，用于吸附废水中的苯酚。实验考察了pH值、吸附时间和吸附质初始浓度对苯酚吸附的影响，采用Langmuir、Freundlich和Dubinin．Radushkevich等温式分别对该吸附过程进行描述，并结合实验数据对比了准一级和准二级动力学模型。结果表明：炭化百合杆对苯酚的吸附过程符合Langmuir等温式和准二级动力学模型，计算了热力学参数（△G、△H和△s），说明该吸附过程为自发进行。碳化百合杆对苯酚具有良好吸附性能。