微生物燃料电池恒电流预培养阳极生物膜分析表征

阳极性能是影响微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs)性能的关键因素之一,同时阳极的接种挂膜过程是影响微生物燃料电池启动效率的关键因素.因此,本课题组提出了预培养阳极作为微生物燃料电池的一种新型阳极的概念,在三电极体系下,通过外加恒定电流预培养阳极,在不同条件下对阳极表面进行电化学选择和生物膜驯化以丰富生物膜结构和厚度.结果表明,阳极的性能与预培养电流大小密切相关,预培养阳极CF-4i(外加4 A·m-2电流密度)通过循环伏安法、塔菲尔曲线、电化学阻抗谱测试,性能好于其他测试组及对照组,装配阳极CF-4i的微生物燃料电池能实现最大功率密度968.20 m W·m-2,是对照组的2.53倍.同时,通过共聚焦显微镜观察发现,生物膜大体分两层,外层的活细胞及内层的死细胞,外层活细胞长在内层死细胞之上.这种结构分布表明,阳极生物膜中的活细胞部分绝大多数都分布于生物膜的外侧,而不是均布于整个阳极生物膜中;同时这也表明不是整个阳极生物膜都具有新陈代谢活性,但死亡的细胞可以继续积累在电极表面附近,活的外层膜负责电流的产生,而内层的死细胞作为一种导电基质.     

生物转盘数学模型研究进展

生物转盘是一种生物膜法废水处理技术。目前对生物转盘的研究主要有反应器的设计、操作参数、盘片特质、处理废水类型和基于该反应器的数学模型等。其中数学模型的研究对反应器的设计和运行管理具有重要的指导意义。总结和分析了生物转盘流体力学、传质、动力学的数学模型,提出了今后生物转盘数学模型的研究重点。     

区域农村土地市场发育的农户行为响应与农业土地利用变化——以江苏省苏州市、南京市、扬州市村庄及农户调查为例

在江苏省苏州市、南京市、扬州市各自选择了2个村的基础上,运用对240个农户的抽样调查资料,建立了区域农业土地利用变化分析的数量经济模型,较为深入地分析了农村土地流转市场引导下的农户行为对于农业土地利用变化的影响。研究结果表明,在农户决策行为起主导作用的前提下,农业土地利用正在逐步由传统的大田作物向效益更高的经济作物和水产养殖等地类转化;农户家庭非农就业水平的提高有效地推进了这一转化;同时,农户受教育水平的高低以及政府行为都在一定程度上影响着农业土地利用变化。最后从区域非农产业和城镇化发展、深化农村土地产权的物权化改革、农村社会保障制度的完善、建立农村土地流转中介机制、进一步规范政府行为及积极推进农村户籍制度改革等方面提出了一些政策性建议。     

Transboundary air pollution balance in the new integrated European environment

Ten out of the 12 new EU members, used to belong to the so-called “former eastern block”, with a post WWII environmental policy radically different from the tendencies followed in Western Europe. The lack of conservation regulations has resulted in a rather harmful industrialization, regarding natural resources and environmental quality. While air pollution transfer is a phenomenon of transboundary level, there is a particular interest in examining the contribution of the new EU member states to the environmental pressure faced by the older member states and vice versa. The current study utilises the official data for almost 20 years published by the European Monitoring and Evaluation Program concerning the transboundary transfer of NO_x and SO₂ in order to analyse the situation and discuss the present and future environmental policy regarding air pollution.     

Adsorption thermodynamics and kinetic investigation of aromatic amphoteric compounds onto different polymeric adsorbents

The adsorption behavior of p-aminobenzoic acid and o-aminobenzoic acid onto the different polymeric adsorbents was systematically investigated as a function of the solution concentration and temperature.Experimental results indicated that the equilibrium adsorption data of the four polymeric adsorbents fitted well in the Freundlich isotherm.The adsorption capacity of multi-functional polymeric adsorbent NJ-99 was the highest,which might be attributed to the strong hydrogen-bonding interaction between the amino groups on the resin and the carboxyl group of aminobenzoic acid.The adsorption capacity of o-aminobenzoic acid onto any adsorbent was higher than p-aminobenzoic acid.Thermodynamic studies suggested the exothermic,spontaneous physical adsorption process.Adsorption kinetics results showed that the adsorption followed the pseudo-second-order kinetics model and the intraparticle mass transfer process was the rate-controlling step.     

干法烟气脱硫反应的实验研究

本文建立了干法烟气脱硫反应的实验装置 ,对以氧化钙为脱硫剂的干法烟气脱硫反应进行了实验研究 ,并利用压汞仪分析反应过程中参与反应的固体颗粒的孔隙结构的变化情况 ,对干法烟气脱硫反应过程中的固体颗粒孔隙结构特性进行动态分析 ,揭示和确定了反应过程中固体颗粒孔隙结构变化规律和脱硫转化率。研究结果表明 ,孔隙结构 ,包括孔径分布、最可几孔半径等是决定和影响干法烟气脱硫反应的因素 ,其中孔隙率决定脱硫反应的最终转化率 ,孔隙分布则控制着反应的过程特性。     

山丘地形下近浅埋煤层综采面静动载叠加的矿压显现特征研究

针对近浅埋综采面过山丘地形发生强矿压显现的问题,采用现场监测、理论分析与数值模拟相结合的方法,建立山丘静载应力传递模型和不同岩层赋存特征的沙土型与土石型山丘工作面关键块体结构力学模型,分析山丘地形工作面矿压发生机理。研究表明:山丘静载向工作面传递的垂直应力呈钟形分布,山丘高静载应力易激发弱铰接结构失稳;山丘坡体中关键层的有无导致了土石型和沙土型山丘工作面矿压发生机理的差异性;坡体断裂块的倾斜回转运动是沙土型山丘工作面发生强矿压的主导因素,断裂块不同的倾斜回转方向导致工作面在上坡段矿压显现缓和而下坡段显现剧烈;土石型山丘工作面的矿压显现主要受坡体中关键块体结构稳定状态的控制,工作面在上坡初和坡顶段动载矿压强烈而下坡段后期较缓和。数值计算结果与现场监测和理论分析相符。     

热力管加热桥面抗冰融冰试验研究

为了研究热力管加热桥面抗冰融冰对于公路交通安全的影响,制作了尺寸为600 mm×600 mm×380 mm的桥梁试件,在人工环境室对热力管融冰进行了模型试验。结果表明:试件上表面温升速率和融冰时间取决于热力管间距、隔热层、风速、环境温度和热力管外表面温度。在相同工况条件下,100 mm间距的热力管融冰能力要大于150 mm间距的热力管,无隔热层时,100 mm间距热力管向上传递的热量占总加热量的13.4%,融冰时间为211 min;150 mm间距热力管向上传递的热量占总加热量的18.3%,融冰时间为271 min。在热力管层下面铺设厚度为2 mm、导热系数为0.062 W/（m· K）的隔热材料后,100 mm间距热力管向上传递的热量占总加热量的46.9%,融冰时间为175 min;150 mm间距热力管向上传递的热量占总加热量的51.9%,融冰时间为161 min。热力管层铺设隔热材料可有效阻止热量向下传递,从而缩短融冰时间。     

低压下近熄灭极限区域纸火蔓延实验研究

对低压下的近熄灭极限区域水平纸火蔓延进行了实验研究。通过降低环境压力和氧气浓度,确定了水平纸火蔓延的着火极限,并得出了在极限氧气浓度条件下的火蔓延速度变化规律。在相同氧气浓度下(43%)进行了不同压力的水平纸火蔓延实验。结果表明,火蔓延速度在近熄灭极限区域内非线性增加,通过比较分析前人火蔓延速度实验结果,确定了火蔓延近熄灭极限区域和线性增长区域的分界压力值。此外,得出了压力分界处的火焰变化特征,并根据火焰图像与理论分析,得出了不同区域内的火蔓延传热机制。     

煤质粉末活性炭自燃和热稳定性分析

针对煤质粉末活性炭最显著的热危险特性——自燃危险性进行试验。采用粉尘层最低着火温度测定系统对煤质粉末活性炭进行自燃试验,测定煤质粉末活性炭的最低着火温度;采用SDT Q600热重分析仪测定煤质粉末活性炭在氮气和空气气氛中以20℃/min的速率升温至700℃时的热解和燃烧特性,通过TG/DTG曲线计算其着火温度,并进行热稳定性评价。粉尘层自燃试验结果表明,煤质粉末活性炭最低着火温度为400℃,具有自燃危险性,易形成阴燃;氮气气氛中热解试验表明,热解过程经历了室温~120.0℃和280.0~700.0℃两次轻缓失重阶段,646.44℃时挥发分热失重速率最大,对应热失重速率峰值为0.082 6%/℃,自燃危险性较低;空气气氛中燃烧试验表明,燃烧过程经历了室温~95.5℃和300.0~600.0℃两次剧烈失重阶段,分别为吸附水分受热蒸发和氧化生成的有机官能团分解脱附导致,565.35℃时挥发分热失重速率最大,对应热失重速率峰值为13.20%/min,粉末较强的氧气吸附效应和较低的导热系数导致其自燃倾向较高,火灾危险性较大。