生物制氢系统及其产氢机制

讨论了光合成生物制氢系统、光分解生物制氢系统、水气交换反应生物制氢系统、光合-发酵杂交生物制氢系统和厌氧发酵生物制氢系统、离体氢酶生物制氢系统等6个生物制氢系统,并讨论了产氢机制。     

等离子体分解水制氢研究进展

制氢是建立氢能产业链的根基,新能源电解水制绿氢是真正意义上零碳排放的制氢方式,但成本高是制约氢能产业发展的关键因素。等离子体技术的电解水制氢成本比常规电解水制氢有显著优势,为绿氢降本提供了可供参考的路径。从等离子体电解水制氢方式,综述了气相水分解和液下水分解制氢技术的最新进展和成本经济性,列举了不同载气或电解质对电解水的促进效果,并综合比较了等离子体电解水制氢效率和成本。通过技术和经济性分析,进一步梳理了等离子体电解水制氢技术发展方向,为氢能技术发展提供了参考。     

间接火焰原子吸收光谱法测定水和废水中铝

Al3+在一定酸度及1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)存在的条件下,与Cu(Ⅱ)-EDTA发生定量交换反应,生成物Cu(Ⅱ)-PAN可被氯仿萃取,通过测定水相残余铜,从而间接测定铝。本文利用这一原理,进行了火焰原子吸收光谱法测定水和废水中铝的试验。结果表明,铝浓度在0.1~1.0 mg/L范围内有良好的线性关系,方法检测范围为0.05mg/L~100mg/L。本法用于不同加标水样中铝的测定,相对标准偏差为3.2%~7.2%,加标回收率为94%~106%。方法灵敏度高,精密度和准确度好,检测范围宽,检出限低,完全满足现行卫生标准对水体中铝检验的要求,且实验仪器普通易得,便于推广应用。     

基于阴离子粘土去除地热水中多种有害组分

利用一种以阴离子粘土(焙烧后水铝钙石、水氯铁镁石、水滑石)为填充材料的净水反应柱,对云南龙陵邦腊掌水热区大沸泉中的氟、砷、硼等多种有害组分进行动态吸附实验,寻找去除效果最佳的阴离子粘土类型及配比,使其达到生活饮用水卫生标准;分析地热水中其它阴离子间的竞争吸附作用和对氟、砷、硼去除效率的影响;并探究柱实验去除效果的影响因素。实验结果表明:反应柱填充材料的最佳阴离子粘土配比为水铝钙石∶水氯铁镁石∶水滑石=20.0 g∶1.5 g∶10.0 g,反应后氟、砷、硼的去除率均可达88%以上,且达到饮用水标准;地热水中的SO_4~(2-)、HCO_3~-/CO_3~2-表现出较强的阴离子间竞争吸附能力,可大大降低阴离子粘土对氟、砷、硼的去除效率;反应柱的净水效果受渗流速率和反应柱尺寸等因素的影响,净水渗流速率越小和渗流长度越长,净水效果越好。     

活性羟基铝聚合体形态的Al-Ferron反应动力学与核磁共振光谱分析

依据不同形态结构铝与Ferron络合反应动力学差异,采用A1-Ferron络合反应动力学曲线拟和计算模式将不同温度下(25℃和80℃)制备的不同碱化度(B=0.5～2.5)的羟基聚合铝溶液中羟基铝分成单体铝(A1a)、活性羟基聚合铝(A1b)和惰性凝胶高聚体铝(A1c)3种形态.此外,结合NMR光谱,Alb进一步分成六圆环结构的快速反应聚合铝(Alb1)和以Al13为主体的慢速反应聚合铝(Alb2).A1bl和Alh2与Ferron络合反应动力学差异明显,动力学常数分别为(1-3)×10-2和(0.6～3)×10-3.Al-Ferron络合反应动力学拟和计算模式可替代核磁共振光谱对溶液中的Al13含量进行测定分析.     

基于化学反应动力学的饮用水铝形态分布模型研究

目前饮用水中的总铝超标现象十分严重,其危害与铝的存在形态密切相关.本研究利用三层前反馈式的人工神经网络技术,建立了基于化学反应动力学的铝形态预测模型.结果表明,无机单核铝和溶解铝的浓度变化速率与反应时间及水温、pH、总铝、氟离子、磷酸根和硅酸根等水质参数密切相关,二者的反应级数均为三级.通过人工神经网络可有效地进行饮用水中无机单核铝和溶解铝反应动力学参数的预测;反应速率常数k和初始浓度项1/c02的计算值和模型预测值的相关系数R均大于0.999.由M市管网水铝形态的预测结果可知:当总铝浓度0.05mg·L-1时,模型对无机单核铝浓度的预测误差较大;而当总铝浓度0.05mg·L-1时,模型有较好的预测能力,无机单核铝和溶解铝的相对预测误差分别为±15%和±10%.     

焦油模型物甲苯催化重整制氢热力学模拟研究

应用Aspen Plus软件,对焦油模型化合物甲苯进行了水蒸气重整制氢热力学模拟研究。分析反应温度、水蒸气与甲苯进料比对甲苯转化率、H_2O、H_2、CO、CO_2、CH_4等产物组成的影响,得到适宜的重整反应条件,从而为焦油水蒸气重整制氢及其工程应用提供参考。结果表明:高温、高水蒸气与甲苯进料比有利于H_2生成。综合考虑,在常压下,温度为950℃、水蒸气与甲苯进料比为7时是甲苯水蒸气重整制氢最佳的反应条件。     

助催化剂负载调控氮化碳光催化制氢性能的研究进展

以可见光响应型石墨相氮化碳(g-C_3N_4)为载体,介绍了光催化分解水制氢的基本准则,归纳了助催化剂负载促进光催化制氢活性的原理,探讨了负载助催化剂调控g-C_3N_4制氢活性的策略。结合相关案例总结了助催化剂在促进g-C_3N_4光催化制氢活性方面的研究进展,归纳了表面助催化剂性能优化的调控方法,分析了催化活性与催化剂表界面结构之间的内在关联,指出了目前工作存在的机遇和挑战。     

微波法加速铝在NaOH溶液中腐蚀的动力学研究

通过采用水浴法和微波法测试铝在不同NaOH浓度、不同反应温度下的腐蚀速率进行金属腐蚀动力学研究,重点分析了采用这两种方法得到的时间-失重率变化趋势以及两种方法下铝在碱溶液中的腐蚀发展历程,得出了微波法加速金属腐蚀的动力学方程。     

多环芳烃在土壤中特性的研究——物理化学方面的影响

水分对粘土矿物粒子上B(a)P反应的影响实验结果示于图3,由图看到,高岭土上的 B(a)P 不受水分的影响。与此相反,水铝英石上的B(a)P由于水分的影响急剧减少,可见水铝英石具有吸湿性,而高岭土没有吸湿性。     

生物质废弃物制氢技术

本文介绍了利用生物质废弃物和微生物制氢的几种技术，分析了每种技术的制氢原理、制氢效益和发展状况；并提出生物质催化气化制氢是实现能源结构转变及环境保护的有效手段，是很有前景的一种生物质废弃物制氢方法。     

利用有机物厌氧发酵生物制氢的研究进展

主要介绍利用有机物厌氧发酵生物制氢工艺的基本原理和主要途径,并对国内外在厌氧生物制氢领域内的研究现状进行了综述,对厌氧生物制氢在未来的进一步发展进行了分析和展望。     

循环经济背景下污水厂污泥中铝盐的分离与回收技术研究进展

污泥资源化是我国解决资源与环境问题、实现减污降碳的重要举措。污泥中铝盐组分的回收和循环利用是推动污水处理厂绿色发展的有效措施,也是同步提高污泥中磷、有机质等资源高效回收的重要途径。综述了铝系混凝剂在污水污泥中的物质流向和反应机制;基于污泥中铝盐的赋存形态分析,以铝盐释放-分离-回用的技术路线为核心,全面回顾了污泥中铝盐回收的相关技术与研究现状,探讨了其对磷回收的影响。重点分析了铝盐的多种分离技术,以克服污泥中磷、重金属在酸性条件下共溶的障碍,包括顺序沉淀、离子交换树脂、液液萃取、硫化物沉淀、Donnan膜以及电渗析工艺。提出了铝盐与磷的联合回收工艺,针对污泥中铝盐回收现状及问题,展望了铝盐回收效率进一步提高、全链条经济效益及铝盐混凝剂循环利用综合评估等热点研究方向,旨在推动构建资源化水平更高、更符合循环经济模式的污水及污泥处理系统。     

电解水用非贵金属双功能催化剂研究进展

开发低成本的高效电催化剂取代贵金属基催化剂是实现电化学水解制氢技术规模化应用的有效途径之一。迄今为止,一系列针对阳极和阴极的非贵金属基双功能电催化剂都得到了发展。文章首先介绍了电解水制氢反应的机理和特点、评价电催化剂性能的基本参数和方法;然后讨论了非贵金属双功能电催化剂的最新研究进展,重点讨论了非贵金属硫化物、磷化物以及碳化物等双功能电催化剂;最后讨论了非贵金属双功能电催化剂面临的挑战并进行了展望。     

铝氧化物-水界面化学及其在水处理中的应用

天然水体中,铝氧化物矿物表面上的吸附等各种反应在很大程度上影响着金属阳离子、无机阴离子和一些天然有机物的迁移转化和归趋.在水处理等工业领域中,铝氧化物由于其水合表面的吸附能力而被用做离子交换剂和催化剂载体.因此,对铝氧化物表面化学过程的研究具有重要意义.铝氧化物-水界面上的反应十分复杂,对各种无机、有机污染物的吸附结合能力取决于氧化物固相表面性质、溶液条件和吸附质的性质.从对铝氧化物表面荷电特性和吸附活性的认识出发,就各种铝氧化物的结构特征和表面反应活性及其在水处理技术中的应用进行了简要综述.     

LCD粉末脱除硅铝废液微波法制备水玻璃的研究

对在Na OH溶液脱除LCD粉末硅铝的过程中产生的碱废液的回收利用开展研究。通过在碱废液中加入二氧化硅粉末在微波中反应,从而提高溶液的模数来制取水玻璃。介绍了LCD粉末脱除硅铝的实验方法、水玻璃模数的快速测定方法,详述了碱废液和二氧化硅在微波中反应的主要影响因素及其实验结果,并通过ICP检测水玻璃中的杂质含量。结果表明:最佳实验条件为稀释倍数为5倍、反应温度100℃、反应时间10 min、二氧化硅添加量4.0 g。在此条件下得到模数为1.95,符合工业液体硅酸钠技术指标的水玻璃。该方法将为LCD粉末脱除硅铝处理过程中废碱液的资源化利用提供新思路。     

氢能的重要性和制氢方法浅析

氢能是一种储量丰富、热值高、无污染的新能源.常见的工业制氢方法有:化石燃料制氢工艺、电解水制氢,催化热分解碳氢化合物制氢,生物制氢等.当前世界范围内的制氢研究十分活跃,开发氢能源及在未来发展氢能经济对于经济高速增长、能源进口依赖较大、消耗与日俱增的我国,具有十分重要的战略意义.     

水铝钙石对不同镉污染农田重金属的钝化效果及机制

水铝钙石(Ca-Al-LDHs)是一种新型的层状复合金属氢氧化物,具有较大的比表面积、良好的阴离子交换性能和高稳定性的优点.本研究选择高Cd污染农田、中Cd污染农田和低Cd污染农田3种不同Cd污染水平的自然农田土壤作为研究对象.通过室内钝化实验,探讨水铝钙石对3种Cd污染农田土壤Cd、Pb、Zn有效态的变化规律以及形态转换的影响,进一步采用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)初步探讨其钝化机制.结果表明,在高中低这3种Cd污染土壤中,水铝钙石均能够增加土壤pH,降低Cd、Pb和Zn的有效态含量,其中Cd有效态含量最大降幅分别为97. 7%、96. 3%和91. 8%.水铝钙石促使高Cd污染土壤中Cd、Pb和Zn的可交换态转化成活性低的碳酸盐结合态、铁锰氧化态和残渣态,高Cd污染土壤的钝化效果优于中低污染土壤.水铝钙石的吸附作用、层间离子交换作用以及表面羟基和羧基等活性官能团的配位反应,在很大程度上降低了土壤重金属的生物有效性.因此,水铝钙石可有效应用于Cd、Pb、Zn等重金属污染农田的钝化修复.     

北方某市给水管网系统中的铝含量及形态分布状况调查

采用荧光分光光度法对北方某城市给水管网中的铝含量及形态分布状况进行调查.结果表明,该市饮用水中的铝残留量较低,总铝平均含量为0 .038 mg·L^-1,最高为0 .078 mg·L^-1,低于我国新水质标准0 .2 mg·L^-1的规定;起主要毒性作用的无机单核铝及无机多核铝平均含量分别为0 .011 mg·L^-1和0 .013 mg·L^-1,为饮用水中铝的主要存在形态;而有机结合铝含量较低.相关性分析结果表明,饮用水中铝的含量及形态分布情况与对应管段的水质条件密切相关,含盐量越高,可溶性有机物含量越小,水中总铝浓度则越低,为给水管网铝含量控制提供重要理论依据.     

两种铝盐处理纸浆CEH漂白废水的混凝特性的研究

运用Ｚｅｔａ电位测定技术研究了聚合铝ＰＡＣ、聚硅铝ＰＳＡ两种不同形态铝盐对漂白废水絮凝反应特性，通过絮凝过程中Ｚｅｔａ电位及傅立叶红外光谱对原水及两种铝盐沉淀物进行了分析，结果表明：吸附架桥为其反应的主要机理，两种铝盐与漂白废水中污染物之间反应均以铝的羟基化合物与漂白废水中氯化木素氢键缔合的形式相结合