磷酸活化石墨的氧还原特性以及用于微生物燃料电池阴极

研究了磷酸活化对石墨电极上氧还原反应的影响,并考察了磷酸活化石墨材料应用于微生物燃料电池阴极的可行性。首先以循环伏安和电化学阻抗谱等电化学方法考察了经磷酸活化的石墨材料的氧还原能力,发现经质量分数为85%磷酸活化12 h后其氧还原能力最强;然后将活化石墨材料应用于微生物燃料电池的阴极,进行极化曲线和功率密度曲线的测定。结果表明,磷酸活化阴极微生物燃料电池的最大功率密度可达7.92 W/m3,为未活化石墨阴极微生物燃料电池的3.4倍;同时进行了电化学比表面积的测定及FTIR的分析测定,结果表明,磷酸活化石墨颗粒的比表面积(7.716m2/g)较未活化颗粒(10.940 m2/g)略有减小,但其表面官能团的数量和种类发生了很大变化。表面官能团的变化可能是导致石墨材料氧还原能力增强及MFCs产电性能提高的重要原因。     

纳米SiO2对微污染物HA、SDS及NH3-N的助凝特性研究

以聚合氯化铝PAC为混凝剂,纳米SiO2为助凝剂,对含有下列微污染物：十二烷基硫酸钠（SDS）、氨氮（NH3-N）或腐植酸（HA）的高岭土悬浊液进行混凝沉降实验。借助形态学理论、电镜观察与图像分析技术,研究纳米SiO2对微污染物的助凝作用效果、吸附特性与絮体结构的形态学特征。结果表明：（1）在含有HA、SDS、NH3-N的模拟原水中,污染物去除率与浊度去除率的相关性随污染物分子量的增大而增强;（2）纳米SiO3对HA、SDS及NH3-N的助凝吸附效果,随分子量的降低而减弱。纳米SiO2能促使PAC对HA、SDS与NH3-N的去除率分别提高40％～50％、20％～30％和10％～15％;（3）纳米SiO2能促使PAC作用下的絮体粒径增大、密实度和分维值增加、沉速加快。     

聚合氯化铝微波法修饰磁性碳纳米管对水中腐殖酸的去除

用化学共沉淀法制备磁性碳纳米管,然后以聚合氯化铝(PAC)通过微波法修饰得到磁性聚合氯化铝碳纳米管复合材料,并用以去除水中的腐殖酸(HA),对复合材料的组成与结构进行了表征,考察了不同微波制备条件下复合材料去除HA的效果,研究了吸附工艺中HA去除的影响因素,对复合材料同步去除HA和浊度的可行性进行了探讨。能谱、X-射线衍射及红外光谱分析表明,PAC和磁性物质Fe3O4、γ-Fe2O3成功负载于碳纳米管上。PAC修饰显著提高了磁性碳纳米管对HA的去除率。在微波功率600 W及微波时间6 min条件下得到的复合材料去除HA的效果最佳,去除率达99.15%。当HA初始质量浓度小于25 mg/L时,HA去除率较高,但高于25 mg/L后吸附量变化不大而去除率下降;HA去除率随材料投加量增大而增大,但大于0.5 g/L后基本不变;在酸性与中性条件下HA去除率较高,在碱性条件下急剧下降;对于初始质量浓度为20 mg/L的HA溶液,吸附前5 min的HA去除速率很快,90 min时达到吸附平衡,平衡吸附量为39.48 mg/g;温度对去除HA没有影响。控制适当的条件,可同步去除HA和浊度,去除率同步达95%以上。     

不同修复剂对重金属污染土壤修复的研究

试验采用哈尔滨依兰农场土壤,以腐殖酸、绿肥和沸石为土壤的改良剂.选用玉米种子,观察玉米植株幼苗的根系长度,以及单一重金属对植物根部的影响,之后加入修复剂,观察植物长势和根的状况,从而判断出修复剂的效力.结果表明,重金属浓度影响玉米根的条数、根的重量、根的长度,低浓度促进作物根生长,120mg/g根长度是0 mg/g的1.24倍;480 mg/g根长度是0 mg/g的0.59倍.重金属对植物根的影响既有促进又有抑制,实验结果对土壤修复具有指导意义.     

飞机发动机室内开车尾气排放引射喷淋降温仿真分析

目的将气候实验室飞机发动机开车时产生的高温高噪声尾气实时顺利排出室外,保持试验所需的稳定环境场,避免排气不畅或可能的高温尾气回流对试验及试验设施产生破坏,保证试验安全可靠进行。方法设计一套发动机开车尾气排放系统,对关键的气体引流喷淋降温进行CFD数值模拟。结果喷流环孔径、喷射角度及数量分布均直接影响引射喷淋雾化效果。结论获得可以满足发动机开车尾气排放塔出口温度分布的喷淋环参数,指导引流管喷淋环的详细设计。     

二氧化氯杀灭小球藻

实验研究了二氧化氯投加量、小球藻的初始浓度、pH、有机物和氨氮含量对ClO2杀灭来自于水库水的小球藻的影响,考察了ClO2氧化与混凝工艺结合时去除小球藻的效果并对工艺条件进行优化。结果表明,ClO2在投加量1.1 mg/L下,接触10 min,小球藻的杀灭率为71.93%。小球藻的杀灭率随着ClO2投加量的增大和藻初始浓度的升高而提高,随水中有机物含量的增加而显著降低,氨氮含量对小球藻杀灭的效果影响很小。在酸性条件和碱性条件下,小球藻的杀灭率均随pH升高而急剧下降,而在中性至弱碱性区间内,藻的杀灭率随pH升高而缓慢下降。对于某以小球藻为优势藻的供水水库源水,ClO2氧化与混凝工艺结合,藻的去除率高达98.47%。除藻的最佳工艺条件为：二氧化氯投加量为0.5 mg/L,聚合氯化铝为5 mg/L,二氧化氯与混凝剂同时投加。     

二氧化氯杀灭小球藻

实验研究了二氧化氯投加量、小球藻的初始浓度、pH、有机物和氨氮含量对ClO2杀灭来自于水库水的小球藻的影响,考察了ClO2氧化与混凝工艺结合时去除小球藻的效果并对工艺条件进行优化。结果表明,ClO2在投加量1.1 mg/L下,接触10 min,小球藻的杀灭率为71.93%。小球藻的杀灭率随着ClO2投加量的增大和藻初始浓度的升高而提高,随水中有机物含量的增加而显著降低,氨氮含量对小球藻杀灭的效果影响很小。在酸性条件和碱性条件下,小球藻的杀灭率均随pH升高而急剧下降,而在中性至弱碱性区间内,藻的杀灭率随pH升高而缓慢下降。对于某以小球藻为优势藻的供水水库源水,ClO2氧化与混凝工艺结合,藻的去除率高达98.47%。除藻的最佳工艺条件为:二氧化氯投加量为0.5 mg/L,聚合氯化铝为5 mg/L,二氧化氯与混凝剂同时投加。     

纳米SiO2对微污染物HA、SDS及NH3-N的助凝特性研究

以聚合氯化铝PAC为混凝剂,纳米SiO₂为助凝剂,对含有下列微污染物：十二烷基硫酸钠（SDS）、氨氮（NH₃-N）或腐植酸（HA）的高岭土悬浊液进行混凝沉降实验。借助形态学理论、电镜观察与图像分析技术,研究纳米SiO₂对微污染物的助凝作用效果、吸附特性与絮体结构的形态学特征。结果表明：（1）在含有HA、SDS、NH₃-N的模拟原水中,污染物去除率与浊度去除率的相关性随污染物分子量的增大而增强;（2）纳米SiO     

不同配比土壤对平邑甜茶苗木生长和土壤微生物及土壤硝酸还原酶的影响

为探索平邑甜茶育苗质量与栽培基质理化特性的关系,通过设置不同配比的栽培基质,测定了平邑甜茶苗木生长相关指标、土壤微生物数量以及土壤硝酸还原酶活性.结果显示:(1)不同配比土壤下,微生物数量及土壤硝酸还原酶活性差异显著,其中细菌数量随植物生长先增多后减少,与植物的生长速率趋势一致;(2)壤土为主的栽培基质,土壤微生物数量和土壤硝酸还原酶活性在整个生长期均较高,平邑甜茶苗木较粗,质量较高;(3)沙土为主的栽培基质,前期根系优先发育,根冠比最大,土壤微生物数量和土壤硝酸还原酶活性在整个生长期最低.说明壤土的营养状况和物理性状更适合平邑甜茶幼苗的生长.     

PO43-协同钴介体电催化体系用于亚甲基蓝(MB)的降解性能研究

以阳离子型染料亚甲基蓝（MB）废水为研究对象,采用钴介体电催化（MEO/Co（Ⅱ））与PO₄^3-协同作用体系（简称PO₄^3--MEO/Co（Ⅱ）体系）,进行MB电催化降解实验,研究Co²⁺浓度、电流密度、pH值、电解质浓度等因素对PO₄^3--MEO/Co（Ⅱ）体系电催化降解MB的效果,并对其分解产物及机理进行了分析与探讨.结果表明：①PO₄^3--MEO/Co（Ⅱ）体系主要的氧化性中间产物为Co³⁺,同时存在少量羟基自由基及过磷酸盐.②PO₄^3-与MEO/Co（Ⅱ）体系之间具有明显的协同催化作用.PO₄^3--MEO/Co（Ⅱ）体系在40 min内对MB的降解率高达100%,是钴介电体系降解率的1.2倍,直接电化学氧化体系降解率的5倍.③Co²⁺浓度、电流密度及pH值对PO₄^3--MEO/Co（Ⅱ）体系氧化性能影响较大,而PO₄^3-浓度、电解质浓度对PO₄^3--MEO/Co（Ⅱ）体系的氧化性能影响较小.④PO₄^3--MEO/Co（Ⅱ）体系对MB的降解过程为：先从MB分子的N—C连接处断键,形成吩噻嗪、2-氨基-5-（N-甲基甲酰胺）苯磺酸及N¹,N¹-二甲基-1,4二氨苯等物质;然后将其降解为苯胺、苯酚、苯磺酸等;最终分解成CO₂和水等无机物.⑤PO₄^3--MEO/Co（Ⅱ）体系对MB的降解机理为：通过铂钛电极直接电催化,以及Co³⁺、过磷酸根、羟基自由基的间接氧化,其中,起主导作用的是Co³⁺的电催化氧化.