槲皮素修饰玻碳电极(Qu/GCE)的制备及铜离子-牛血清白蛋白结合反应机制研究

通过滴涂法制备槲皮素修饰玻碳电极(Qu/GCE,Quercetin/Glassy Carbon Electrode),并对修饰电极进行电化学性能表征;利用槲皮素修饰电极研究了Cu2+离子与牛血清白蛋白(BSA,Bovine Serum Albumin)的结合反应机制.循环伏安法测试结果显示该修饰电极具有准可逆氧化还原反应;将槲皮素修饰电极应用于测试重金属离子-血清白蛋白的结合反应机制,在pH 5.0 HAc-NaAc缓冲溶液体系中,使用槲皮素修饰电极测定Cu2+-BSA相互作用,显示出良好的线性响应关系.根据文献报道结合实验数据,本文建议了结合参数计算理论方程,并利用建议的理论方程计算了Cu2+-BSA的结合常数及结合位点数,相关研究结果可为槲皮素修饰电极研究非共价相互作用提供有益参考.     

纳米金-适配体电化学传感器用于环境水样中双酚A检测

制备了一种用于检测双酚A的纳米金-适配体电化学传感器.采用恒电位沉积的方法在玻碳电极表面制备金纳米颗粒提高电极的比表面积及导电性,通过Au—S键作用将末端带有巯基、可特异性识别双酚A的适配体固定在电极表面,以[Fe(CN)₆]^3-/4-作为氧化还原探针,通过循环伏安法和交流阻抗法对纳米金-适配体电化学传感器的检测性能进行研究,优化了检测性能的影响因素.当金纳米颗粒沉积时间为400 s、适配体浓度为1μmol·L^-1、富集时间为50 min、检测溶液pH 7.0时,电极阻抗响应与双酚A浓度在1×10^-9—5×10^-6 mol·L^-1范围内呈良好线性关系.发展的传感器具有良好的重现性、稳定性和抗干扰性,并成功应用于环境水样中双酚A的检测,回收率87.4%—110.0%.     

电催化氧化阳极制备及其降酚特性

以自制Ti基SnO2/Sb2O3/IrO2镀层形稳电极(Dimensionless Stable Anode)为阳极,采用电催化氧化法处理模拟含酚废水.通过涂层分析和电化学性能测试表征了自制电极特性,考察了电解质类型和浓度、电流密度、苯酚初始浓度及体系初始pH值等因素对苯酚氧化过程的影响,并探讨其降解动力学规律.结果表明,自制电极是以SnO2为基础的纳米级固熔体氧化物电极且具有较好的表面结构,运行稳定性较好.苯酚的降解主要依赖于以NaCl为电解质时产生的氯系活性物质的间接氧化作用.随着电解质浓度及电流密度的增加,苯酚降解速率随之增大;而苯酚的初始浓度越大,降解速率越慢.体系初始pH对过程影响不明显.苯酚的降解过程符合一级反应动力学。     

ZnO薄膜光电催化降解乙酰甲胺磷

采用溶胶-凝胶法制备了ZnO薄膜,并通过光电流响应、EIS、SEM、XRD等分析方法对其光电化学性能、表面形貌和结构进行表征.以制备的ZnO薄膜为工作电极对乙酰甲胺磷进行光电催化降解.实验表明,ZnO薄膜电极在UV照射下能够有效地光电催化降解乙酰甲胺磷,加入适量H2O2后具有一定的协同作用.在H2O2浓度为9.908 mmol.L-1,外加电压为1.2 V,支持电解液Na2SO4浓度为0.01 mol.L-1,溶液pH值为5.4的条件下,对0.1 mmol.L-1的乙酰甲胺磷180 min的降解率可达到89.6%.     

卤素阴离子对镉离子电化学检测的影响

以玻碳电极为工作电极、pH 6.0的磷酸缓冲溶液为底液,研究了卤素离子氯离子、溴离子和碘离子对镉离子在此条件下电化学测定的影响.结果表明,3种卤素离子均能有效提高镉离子的响应电流.此外,当多种卤素离子同时存在时,镉离子的响应电流相对于单一卤素离子能进一步提高.进一步研究表明,卤素离子能吸附于电极表面,通过提高镉在电极表面电化学反应速度以及表面吸附量来提高镉离子的响应电流.     

SnO2薄膜光波导传感元件检测二甲苯蒸气

利用SnO2薄膜光波导传感元件,研究了检测二甲苯蒸气的新方法.采用溶胶-凝胶法制备了SnO2薄膜/锡掺杂玻璃光波导元件,将该元件固定在光波导气体检测系统,对挥发性有机物蒸气进行检测.实验结果表明,室温下该敏感元件对二甲苯蒸气有较高的选择性响应.对于体积分数为2.5×10-7的二甲苯蒸气,响应和恢复时间分别为5s和36s.该元件具有响应快、可逆性好、灵敏度高等特点.     

新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)对水中罗丹明B的电催化氧化

以γ-Al_2O_3为基体,采用水热合成的方法制备新型的颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe),通过XRD、FT-IR、SEM、EDS等方法对颗粒电极进行性质表征.以Ti极板作为阴极,Ti-RuO2作为阳极,采用三维电催化氧化体系处理罗丹明B(RhB)模拟废水.以无水硫酸钠为支持电解质,对各影响因素进行了优化实验研究,同时对颗粒电极电催化降解罗丹明B的反应进行了动力学模拟分析,并进行颗粒电极的重复利用实验,以探究制备的新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)对水中罗丹明B的电催化氧化性能.实验结果表明制备的新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)对罗丹明B的电催化降解反应属于一级动力学反应,反应速率常数k为30.1×10-2min-1,是传统颗粒电极γ-Al_2O_3的15倍;在颗粒电极投加量为33.3 g·L~(-1)、电压20 V、电解质浓度8 g·L-1、pH 2时,25 min后罗丹明B的去除率高达97%;同样条件下,γ-Al_2O_3电催化处理染料水时,1 h后罗丹明B的降解率仅为56%;新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)在电催化氧化罗丹明B的反应中具有良好的重复利用性能,经过5次反复利用,其去除率仍能保持在85%左右.     

甲醇催化膜电极性能的研究

本文对甲醇催化膜电极继续进行了研究。在原有的铂-铑催化膜电极基础上,较系统地研究了铂钯(10—100％Pd)体系;铂铑(15—45％Rh)体系;以及铂-钯加贱金属体系。分别考查了催化膜电极的灵敏度、响应时间、干扰性能;并使用扫描电镜,X-射线光电子能谱,X-射线衍射等多种物理分析方法对催化膜电极表面状态进行了研究,验证了响应曲线的动力学过程,甲醇在电极上的氧化反应是属于一级动力学响应。据此筛选出较合适的甲醇催化膜电极。     

黑曲霉吸附弱酸性艳蓝RAWL机理研究

考察了黑曲霉对染料吸附性能的pH响应模式,红外光谱表征了菌体表面的主要官能团组成,化学修饰定量研究了不同官能团的染料吸附贡献.结果显示,在低pH条件下,菌体表现出最优的染料吸附特性:随着pH值由2.0升至6.0,染料吸附量由39.6mg/g降至9.3mg/g.菌体表面含有氨基、羧基和磷酸根.高pH下,羧基和磷酸根电离导致菌体表面带负电并与染料发生静电斥力,使得染料吸附量下降;低pH下,氨基的质子化使得菌体带正电并通过静电吸引提高染料吸附.甲基化氨基在酸性条件下仍然可以质子化,故氨基甲基化修饰后染料吸附性能不变;乙酰化氨基在酸性体系中失去质子化能力,乙酰化修饰菌体染料吸附性能下降51.6%.氨基质子化引起的菌体正电性和染料负电性之间的静电引力是染料吸附的重要机制.图6参10     

垃圾渗滤液生化出水电化学处理技术

以垃圾渗滤液生化出水为研究对象,利用Ti/RuO_2阳极、铁网双极电极及Cu-Zn阴极组成的Ti/RuO_2-Fe-Cu/Zn电化学体系进行电化学降解研究,讨论了电流密度、氯离子浓度和初始pH值对反应的影响及双极电极的作用.研究结果表明,当电流密度为100 m A·cm-2、初始氯离子浓度为2840 mg·L-1及初始pH值为8.5时,污染物的降解效率最高,电解4 h时,CODCr、NH+4-N、TN和TOC的去除率可分别达到94.12%、99.55%、94.17%和61.65%;在Ti/RuO_2-Fe-Cu/Zn电化学体系中,铁网电极的存在不仅可以强化有机物去除,并且可以有效抑制硝酸盐的积累,提升TN的去除能力;三维荧光分析表明,电解3 h,类蛋白质类物质和类腐殖质类物质荧光强度分别降低53.41%和71.02%,有机物矿化度升高.     

光催化燃料电池不同二氧化钛光阳极性能的对比

选择泡沫钛片和普通钛片,通过溶胶凝胶法、阳极氧化法和脉冲式超声辅助阳极氧化法制备了5种不同的电极作为光催化燃料电池阳极.结果表明,不同方法制备的电极表面结构有所不同,其光阳极电极电位与有机物降解性能也不同.泡沫钛基溶胶凝胶法和超声辅助阳极氧化法制备的电极表面更加粗糙,比表面积也更大,加强了有机物的传质,有利于有机物的迁移与空穴氧化反应及敏化反应.超声辅助阳极氧化方法制备的电极对罗丹明B模拟废水的脱色率最高,p H=1时,120 min内达80%.电极电位的测定结果还表明,两种粗糙电极光激发电极电位比同种方法制备的其它电极高约0.15 V,光照前后的阳极半反应电位差更小,激发电子的积累也较少.这些研究结果对光催化燃料电池的电极选择与电池构建具有参考作用.     

细菌共培养体系合成纳米硒特性

生物合成纳米硒(SeNPs)具有环境友好、安全低毒等特点,备受关注. 目前研究主要集中在纯菌体系,但其存在亚硒酸盐转化率低、耐受性差等问题,因此研究新的纳米硒高效合成体系非常必要. 选取实验室前期筛选得到的两株纳米硒合成细菌Alcaligenes sp. YBY和Providencia sp. DCX,分别考察了单菌株及共培养体系(双菌株)对SeO₃^2-的还原能力及其高浓度耐受性. 结果表明,共培养体系还原SeO₃^2-的能力强于单菌株培养且耐受性明显更好,能够在20mmol/L SeO₃^2-浓度下仍然保持33.01%的还原率. 利用表面响应法对共培养体系还原SeO₃^2-合成SeNPs的条件进行了优化,结果表明在2.18 mmol/L SeO₃^2-以及pH 6.83还原条件下还原率最高,达到了97.09%. X射线衍射(XRD)分析发现共培养体系合成的SeNPs为六方晶...     

长寿命Ti/TiO_2/SbO_2-SnO_2/SnO_2-Sb-CeO_2制备及电催化废水性能

使用电镀法制备了含SbO2-SnO2中间层的TiO2/SbO2-SnO2/SnO2-Sb-CeO2电极.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站等分析仪器研究了中间层对电极表面结构、组分和电化学性能的影响.在大电流密度下测定了电极的强化使用寿命,并以酸性黑10B为模拟污染物研究了电极的电催化性能.研究结果表明,SbO2-SnO2中间层可有效改善电极表面结构,从而影响电极的寿命和催化性能.相比不含中间层的TiO2/SnO2-Sb-CeO2电极,加入SbO2-SnO2中间层后,电极表面的活性层更加致密和平整,寿命增加了10倍,对酸性黑10B的降解速率提高了一倍.     

Ag掺杂ZnO酪氨酸酶生物传感器检测邻苯二酚

邻苯二酚对环境和人体具有危害作用,本实验用静电纺丝法制备了银掺杂氧化锌复合材料（Ag-ZnO）,通过负载酪氨酸酶（Tyr）制备酪氨酸酶/银掺杂氧化锌/壳聚糖/玻碳生物电极（Tyr/Ag-ZnO/CS/GCE）.利用扫描电子显微镜、X射线能谱分析、X射线粉末衍射和N2吸附脱附法对材料形貌、元素组成及比表面积进行表征.利用循环伏安法（CV）和交流阻抗法（EIS）对Tyr/Ag-ZnO/CS/GCE电极的电化学性能进行测试,利用计时电流法（IT）研究该电极对邻苯二酚（CA）的检测能力.结果表明,加入少量Ag可明显减小ZnO的颗粒尺寸,提高了复合材料导电性,Tyr/Ag-ZnO/CS/GCE对邻苯二酚的线性检测范围为1.00—47.00μmol·L^-1,灵敏度56.35μA·(mmol·L^-1)-1,检测限0.91μmol·L^-1（S/N=3）,且电极具有良好的重复性和抗干扰性.     

FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极性能及电催化降解罗丹明B

利用碳纳米管(CNTs)的优异性能和氟树脂(FR)的憎水性能,采用电化学共沉积法制备掺杂型FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti复合电极.运用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对该电极的形貌和组成进行表征,采用接触角仪和阳极极化曲线对电极的电化学性能进行考察.结果表明,该电极比FR-PbO2/SnO2-Sb/Ti和PbO2/SnO2-Sb/Ti电极具有更强的憎水性能和更高的O2析出电位,这将有利于提高电极的电催化性能和电流利用效率.将FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极应用于罗丹明B(RhB)的降解研究,30 mA.cm-2电流密度下,处理10μmol.L-1RhB 15 min,RhB去除率高达90.21%.相同条件下,FR-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极对RhB的去除率仅为69.08%.且FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极的反应速率常数为0.2215 min-1,是FR-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极(k=0.1191 min-1)的近2倍.由此可见,较强的憎水性和较高的析氧电位,增强了FR-CNTs-PbO2/SnO2-Sb/Ti电极的电化学性质和电催化效果.     

Co/Zn双金属氧化物活化过一硫酸盐降解双酚A的性能研究

本文通过一种简易高效且可控的微波加热法制备出了Co/Zn双金属氧化物.该催化剂的催化活性通过在过一硫酸盐(PMS)存在的情况下对双酚A的降解能力进行评估.在催化剂的制备过程中,研究了不同制备条件对催化性能的影响;结果表明,当微波温度为80℃、微波时间为20 min、焙烧温度为400℃以及焙烧时间为3 h时,Co/Zn双金属氧化物催化剂/PMS体系可以在反应15 min后将双酚A完全去除.通过不同表征发现,该催化剂呈薄层片状,且属于立方型Zn Co_2O_4,比表面积为94.0 m~2·g~(-1).通过研究不同氧化体系以及不同催化剂制备方法,发现微波加热法制备的催化剂表现出更优异的催化性能,且Co/Zn双金属氧化物与PMS具有很好的协同作用.通过微波加热法制备出的Co/Zn双金属氧化物催化剂是解决金属离子溶出和催化效率低下等问题的有效方法.     

球磨零价镁/石墨(ZVMg/C)降解水中三氯乙烯

利用机械球磨法制备了零价镁/石墨(ZVMg/C)材料,并将其用于水溶液中三氯乙烯(TCE)的降解.研究通过SEM、BET和XRD等分析手段解析了ZVMg/C的表面形态结构和成分组成;采用正交实验方法优化了ZVMg/C的制备参数,比较了石墨含量对材料性能的影响;并考察了ZVMg/C投加量、溶液初始pH和地下水中常见阴(C...     

两种DSA电极的制备及其对有机废水降解的电催化性能

采用热分解法,以优化比例的SnCl4·5H2O,Sb2O3,Ce(NO3)2·6H2O,RuCl3为前躯体,制备了Ce掺杂的Ti基RuO2电极(RuO2/Ti)和Ti基PbO2电极(β-PbO2/Ti),并对两种DSA电极的电催化性能进行测试.结果表明,两种DSA电极均显示出良好的稳定性和抗腐蚀性,β-PbO2/Ti电极比RuO2/Ti电极具有更高的有机物氧化降解活性,但若以NaCl类作支持电解质时,RuO2/Ti电极也是一种可选电极.     

β-PbO2／TiO2电极对茜素红废水的降解效果和机理研究

研究了掺杂不同比例的纳米TiO2 对β-PbO2/TiO2 电极催化性能的影响, 结果表明,TiO2 能明显提高β-PbO2 电极的电催化性能,当TiO2掺杂比例为2%时电催化性能提高最显著.对茜素红废水进行研究, 探讨了电解时间、支持电解质Na2SO4 浓度、茜素红初始浓度和pH值等因素对CODCr去除效率和能量利用效率的影响.GC-MS 检测结果表明, 茜素红分子的蒽环在电解过程中开环并生成了带苯环或链状的小分子.用紫外-可见吸收光谱分析和GC-MS 检测的结果,探讨了茜素红可能的降解机理.     

钛基Sn或Pb 氧化物涂层电极的制备与表征

采用热分解和电沉积方法分别制备了Ti/SnO2-Sb2O3,Ti/PbO2 和Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2 三种电极.电镜照片表明,与热分解制备的Ti/SnO2-Sb2O3 电极表面呈"泥裂状"不同,电沉积Ti/PbO2 电极表面呈典型金刚石型结构;Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2 电极的氧化物中间层使PbO2 结晶显著减小,而且增加了镀层PbO2 与钛基的结合力,在连续使用较长时间后电极表面出现"蜂窝状"腐蚀坑.EDAX和XRD 分析表明,虽然电极用于电化学氧化对氯苯酚后表层物相没有发生改变,但其组成元素的含量有所变化.与Ti/SnO2-Sb2O3 和Ti/PbO2 电极相比,Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2 电极具有更高的电化学氧化性能.