如何测量生物膜内的氧浓度变化曲线

生物膜反应器用于废水处理厂处理城市污水，能高效地去除水中的营养物质。我国利用生物技术处理废水已经开展多年。但对生物膜的研究仍处于初级。本文介绍了新型的测氧微传感器（其测量尖部仅为２μｍ）在生物膜内进行测量的系统，设备有方法。     

差压式测风微传感器敏感元件的设计

目的提高测风微传感器的测量准确性。方法首先通过有限元仿真软件对差压式测风微传感器敏感元件材料进行仿真,确定结构参数;其次对风测量元件结构周边的风压分布进行模拟,建立最佳风压分布方程,并基于风压分布方程设计风速风向解算算法。结果通过对风压分布的仿真与分析,提出了多导风孔的结构设计及带硅岛压力膜作为风压感压膜的方法。结论该方法提高了测风微传感器的测量准确性。     

糖蜜酒精废水治理新技术

综述了糖蜜酒精废水的现行治理技术，分析了农田灌溉法、浓缩法、厌氧-好氧法和EM技术处理糖蜜酒精废水的优缺点，同时提出了用微氧技术处理糖蜜酒精废水的新方法，介绍了微氧技术的研究状况及其在处理糖蜜酒精废水方面的优势。试验结果表明，利用微氧厌氧技术处理富含硫酸盐糖蜜酒精废水是切实可行的，该技术不仅可有效去除废水中的有机质和硫酸盐，还为实现单质硫和沼气资源的回收利用创造条件。     

固定化多酚氧化酶传感器检测酚类化合物研究

用从马铃薯中提纯、经吸附交联得到的固定化多酚氧化酶与氧电极组装设计而成的酚传感器，可检测大多数酚类化合物，其灵敏度，准确度，线性范围，响应速度，稳定性及抗干扰性，均可基本满足要求。研究证明，该法具有一定的开发实用价值。     

氧微纳气泡改性矿物对水体的增氧效果及机理

氧微纳气泡改性矿物可改善富营养化引起的水体和表层沉积物的缺氧/厌氧问题,但微纳气泡的生成和增氧机理尚不明确。该研究以天然多孔矿物凹凸棒石和蒙脱石为例,研究了改性矿物的氧微纳气泡释放和对水体的增氧性能,并分析了氧微纳气泡的生成和增氧机理。光学显微镜和NanoSight测试结果表明两种改性矿物均能有效释放微米气泡(约100μm)和纳米气泡(80.0～213.9 nm),凹凸棒石比蒙脱石有更高的氧微纳气泡释放量和气泡固定效率,其释放量为0.12 mg/g,是蒙脱石的4倍。在本实验体系下,改性凹凸棒石和蒙脱石应用24 h可将材料空隙水DO从1.6 mg/L分别升高到7.3和5.6 mg/L;应用72 h可将上覆水DO从1.5 mg/L分别升高到4.6和4.4 mg/L。研究发现材料将氧携带到水体后,表面孔对从材料中脱附的氧起分散作用,进而生成了氧微纳气泡。     

微纳米曝气氧传质影响因素分析及经验模型建立

考察微纳米曝气装置在不同空气流量、温度条件下氧传质特性的变化,结果表明:空气流量在1~6 L/min范围内,微纳米曝气过程氧总体积传质系数(KLa)随着空气流量增大而增加,标准氧传质效率随着空气流量增加而减小。微纳米曝气的KLa与标准氧传质效率均高于鼓风微孔曝气。在温度20~35℃范围内,微纳米曝气的KLa与标准氧传质效率随着温度升高而增加,鼓风微孔曝气趋势与其相同。相对于温度而言,微纳米曝气KLa对于通气量变化更敏感。同时,文章还考察了水体污染水质条件对微纳米曝气中氧传质特性的影响。曝气组KLa随着pH增加先下降后上升,在pH在7左右达到最小。水中NH4Cl和浊度也会对曝气时的KLa产生影响,KLa分别随着NH4Cl增大而下降,随着浊度的增大而增大。该研究还建立了溶解氧、不同影响因素和时间之间的经验模型,为微纳米曝气对污染水体曝气过程中条件选择提供了定量依据。     

光纤高温传感器在石化行业安全监测中的应用研究

针对目前光纤类温度传感器在高温测量中存在的问题和光纤高温传感器发展现状,自行设计和研制了一种全光纤高温传感器,该传感器为全光纤结构,采用新的传感原理,获得了一种适用于150~900℃的光纤高温传感器,其灵敏度为22 pm/℃,传感器温度传感线性度为99%。该传感器的开发可望解决石化等行业高温监测问题,同时还可以在电力、高速列车、消防及核辐射等恶劣环境中使用。     

振动筒式压力传感器技术及其应用

振动筒式压力传感器是一种技术成熟的高精度纸对压力传感器，具有测量精度高，稳定性好，工作温度范围宽，功耗低，抗振动，耐冲击，可靠性高，频率输出以及易与计算机连接等特点，且汞柱测压设备的理想替代仪器之一，文章对振动筒式压力传感器的工作原理，产品分类和技术特点以及气象观测上的应用作了介绍。     

弹簧应力松弛载荷的在线测量新方法

目的 准确高效地测量弹簧在应力松弛试验过程中的载荷。方法 针对周期试验法中繁琐的拆装工作和连续试验法中测试效率偏低的难点问题，以周期试验法中可以让“弹簧的总形变量在短时间内发生变化”的事实为依据，通过驱使待测弹簧进一步发生少量变形，将待测弹簧承受的准不变载荷转换为缓冲弹簧的连续变化载荷进行测量。测量后分别对直线进行拟合，便可求得驱动力F0，进而可以计算出待测弹簧处于装夹状态时所承受的载荷。结果 得到了一种在应力松弛过程中测量弹簧载荷的新方法，并结合螺旋压缩弹簧的结构特点，介绍了该方法的2种实现方式。当置信度为0.95时，测试结果的置信区间在±2%内，说明测量结果具有较高的可信度。结论 实践应用表明，在周期试验法中，采用该方法能够避免繁琐的拆装过程，有利于降低人为误差；在连续试验法中，采用该方法可以提高测试效率，从而有效地解决应力松弛试验中的载荷测试难题。     

基于二维材料的真空气压传感器设计与测试

设计、加工、测试了一种基于二维材料(MoS2)的小型化、微机电系统(MEMS)皮拉尼气压传感器,测试结果表明传感器有效测量范围10~10^4 Pa,最高灵敏度50Ω/Pa,功耗6×10^-7 W/V,与仿真结果相符。该传感器具有体积小、功耗低、灵敏度高等优点,在复杂环境下真空压力测量领域中具有广阔的应用前景。     

A new O2-microelectrode and its application

A new oxygen microelectrode was introduced. An internal guard cathode was added besides its normal cathode sensor. It has a low zero measuring current, high signal stability and its easy to construct. As it is small in size and high in stability, it may be used not only for routine environmental application, but for other scientific research work as well.     

A new O2-microelectrode and its application

ＡｎｅｗＯ２ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＢａｉＡｉｍｉｎＹｕｎｎａｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｊｅｃｔＯｆｉｃｅ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５００３４，ＣｈｉｎａＰｏｕｌＨａｒｅｍｏёｓＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｖ...     

无电晕热电子发射式高温除尘器阴极材料的试验研究

在不同的温度和电压条件下,对新近开发的阴极材料进行了试验研究。研究结果表明:温度和电压对阴极材料的电发射性能均有不同程度的影响。在高温(>850℃)条件下,只需施加较低电压(2000～3000V)就可以获得0.8～1.2mA/cm2的电流密度,这比我们2000年开发的阴极材料在相同条件下获得的电流密度高1个数量级。发射极具有良好的稳定性,可在高温条件下长期使用。并对以此种阴极材料作为发射极时除尘器的除尘效率进行了研究。     

锂电池正极材料Li2FeS2的充放电机理与热稳定性

随着移动电子设备的飞速发展,锂电池作为新型的能源载体也取得了巨大的进步。与嵌入式氧化物正极材料相比,Li2FeS2不仅具有理想的循环性能,而且其理论容量达到400mAh／g,约为嵌入式氧化物正极材料的2倍。因此,本文从晶体结构、电化学性能、充放电机制、充放电过程中的离子电导率变化以及热稳定性等方面对Li2FeS2正极材料进行了详细的阐述。     

废锂离子电池正极材料的火法资源化技术研究进展

废锂离子电池兼具资源化价值与环境危害双重属性,故对其进行有价资源的二次回收再生,并同时实现无害化处理具有重要现实意义.火法技术因其处理流程短、高效、易工业化应用等特点,已成为废锂离子电池资源化研究热点之一,其主要基于高温条件下的化学转化,实现有价金属Li、Co、Ni等的回收或资源化再生.系统介绍了火法技术在废锂离子电池...     

染色残液电化学处理碳素阴极材料性能比较

为实现染色残液的高效处理及废水回用,鉴于染色残液良好的导电性,选用电化学处理技术,以模拟活性红X-3B染色残液为研究对象,在钌铱形稳电极为阳极和合适的电解条件下,比较石墨板、石墨毡、炭毡、ACF（活性炭纤维毡）、碳纤维电极〔CFF（碳纤维布）、CFB（碳纤维刷）〕等碳素阴极材料的电化学处理效能.结果表明:碳素阴极材料可实现染色残液的完全脱色,活性红X-3B的降解过程符合一级反应动力学特征,其中CFF为阴极时COD_Cr去除率达到86.37%,一级动力学反应常数为0.010 3 min-1,是石墨毡（0.007 3 min-1）的1.4倍.相比于石墨板电极,CFB显示出优异的二电子氧还原和产H₂O₂能力,单位面积产H₂O₂的浓度为10.40 μmol/L,是石墨板（1.08 μmol/L）的9.7倍,产生的H₂O₂导致活性红X-3B的降解,30 min内实现完全脱色.循环伏安曲线表明,碳纤维电极（包括CFF和CFB）的析氧电位明显高于其他电极,可有效抑制析氧副反应,提高有机污染物降解过程中的电催化效率,有利于降低能耗.研究显示,碳纤维可作为阴极材料应用于电化学处理染色残液,具有良好的稳定性.      

铁硫氮共掺杂多孔碳阴极催化剂强化微生物燃料电池性能的研究

以杨梅为生物质、Fe₂（SO₄）₃为掺杂源,通过水合-热解-碳化的方法制备了FeSN-C复合催化材料,对其进行表征并应用于催化微生物燃料电池的阴极氧还原反应。结果表明:FeSN-C阴极在产能性能上表现优越,产生的峰值输出电压和功率密度为550 mV和854 mW/m2,分别为商业铂碳的98.6%和83.2%。同时FeSN-C阴极具有较低的过电位和高电子转移数（n=3.78）,遵循1个由四电子主导的催化过程。FeSN-C阴极相比于铂碳阴极具有更好的稳定性,在电流衰减测试中,FeSN-C阴极的衰减为17.1%,明显低于铂碳阴极的23.5%。Fe、S、N等原子的掺杂使得碳骨架发生了大量塌陷,这有利于暴露出更多的活性位点,同时Fe、S、N之间的协同作用也是提高阴极氧还原反应性能的关键。     

碳毡阴极电还原降解氯霉素效能与机制研究

为实现氯霉素（CAP）的稳定高效去除,通过阴极材料筛选优化,构建了以碳毡为阴极的电化学还原体系.实验分别考察了阴极材料、阴极电位、pH、电解质种类和CAP初始浓度对CAP降解效果的影响.结果表明：以碳毡为阴极,电流密度为2.5 mA·cm^-2时,反应30 min后初始浓度为10 mg·L^-1的CAP去除率达到了94.9%,60 min内CAP得以完全去除;CAP中氯的脱除是其降解的重要途径,60 min内氯离子的转化率可达60.5%;碳毡阴极电位降低至-1.4 V （vs.SCE）利于还原降解过程;硝酸根的存在对CAP还原有一定的抑制作用;重复降解实验和扫描电镜（SEM）实验证明了碳毡阴极降解CAP效能的稳定性;通过电子自旋共振（ESR）自由基捕获和猝灭实验初步探讨了CAP的脱氯还原机制,发现原子H^*的生成和电子还原作用是CAP快速降解的主要机制.     

硝酸盐废水的连续流电催化脱氮研究

以高效阴极和形稳阳极为基础构建了电催化同步氧化还原脱氮体系,在还原硝酸盐的同时实现总氮的去除.同时,以电镀锌酸洗废水为例进行了连续流电化学脱氮研究,考察了电流密度和水力停留时间对脱氮效果的影响.结果表明,在电流密度为7.5 mA·cm^-2和水力停留时间为3 h的条件下,硝酸盐氮及总氮去除率分别为89.0%和88.6%,N₂选择性达到99.3%以上.通过对体系稳定性的考察,发现随反应时间的延长阴极的还原效率逐渐降低,但对阴极极板进行酸洗后用砂纸清理阴极表面可使体系脱氮效能恢复至初始状态.自由基淬灭试验表明,阴极的直接还原作用为体系中硝酸盐的主要还原机制.     

铁酸锰活性炭阴极催化剂的制备与对微生物燃料电池产电性能的影响

微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)阴极的氧化还原反应能力对MFC的产电性能起着至关重要的作用,因此,本研究制备了铁酸锰/活性炭(MnFe₂O₄/AC)并对其进行材料学表征,研究其作为MFC空气阴极催化剂时产电和污水处理效果.研究表明,MnFe₂O₄和AC物质的量比为1:3时MFC电功率密度最高,达302.7mW/m².在峰值电压附近维持时间长达200h,维持时间是传统Pt/C催化剂MFC的4倍,库伦效率达到17.45%.在催化剂重复利用实验中发现,在相同的运行时间内,采用Pt/C催化剂的MFC电压下降明显,而采用MnFe₂O₄/AC催化剂的MFC电压基本保持稳定,证明了MnFe₂O₄/AC催化剂良好的循环稳定性.污水处理效果方面,MnFe₂O₄和AC物质的量比为1:3时处理效果最好,COD去除率达74.66%.因此,MnFe₂O₄/AC催化剂制备简单、价格低廉、电化学性能稳定,在提高MFC产电持久性方面具有实际意义.