生物膜法光发酵制氢的研究现状与展望

21世纪被誉为氢能世纪.光发酵制氢作为绿色可持续生物制氢方式的一种,可以利用独特的光合系统固定太阳能,并利用有机物产生清洁能源氢气,因而受到广泛关注.但光发酵细菌凝集力差、底物转化效率和光能利用率低导致产氢效能下降,从而阻碍了光发酵制氢的发展.光发酵细菌可以通过形成生物膜而被有效固定,进而增加反应器内光发酵细菌的生物持有量,提高光发酵细菌对不利环境的抵抗力;同时,光发酵细菌形成生物膜后可以调控产氢细菌新陈代谢和生理活性使其更利于产氢.其中,光发酵生物膜反应器的设计尤为重要,尤其是反应器内光源的均匀分配对于光发酵制氢是一项关键因素,需要对光源设计、空间摆放和遮光性进行综合分析和设计;其次,需要考虑载体性质和载体安装以充分吸附光发酵细菌并形成生物膜;同时,结合未来可持续绿色发展的需求,光发酵生物膜反应器设计需要逐步过渡到以室外环境作为常规环境和太阳作为光源.尽管光发酵生物膜制氢前景良好,但目前对于光发酵生物膜反应器和制氢机制的研究仍然不够充分,需要更加深入地探索和优化以突破光发酵制氢的瓶颈,推动氢能行业的发展.     

藻类光竞争模型构建及水体紊动对竞争的影响

光是藻类进行光合作用的重要能量来源,决定藻类的初始生产力,当多种浮游藻类共同生存时,会一起竞争光强.光竞争能力强的浮游藻类浓度增加,光竞争能力较弱的则减少,从而完成水体中浮游藻类优势藻的替代.本文通过在以往建立的单藻模型的基础上,耦合入竞争模型,构建两种（多种）浮游藻类光竞争模型,尝试通过数值模拟,研究不同水体紊动中竞争藻属分别取得竞争优势的机理.模拟结果表明：稳态水体中,竞争藻属的自身垂向迁移决定藻浓度的垂向分布,具有浮力调节能力的微囊藻属占据上层水体优势地位,并取得竞争优势;动态水体中,竞争藻属垂向分布均较为均匀,生长速率决定藻的竞争优势,小球藻属生长速率快,最终易取得竞争优势.此外,考虑浮游藻属的动态自遮蔽,会加速稳态水体中微囊藻属取得竞争优势,并限制动态水体中小球藻属的无限制生长,使得模拟结果更加符合实际情况.     

矿井生产环境下光透过性实验研究

通过实验模拟巷道生产作业环境,分析了矿井生产环境下光照衰减的机理,研究了普通LED灯、金卤灯、荧光灯、头戴LED矿灯4种灯具在不同环境参数下的透射性,得出其在不同矿井因素（粉尘浓度、风速、相对湿度）下光的透过性影响规律,结果表明:在矿井中风速和相对湿度的增加均能降低光的透过率,相对湿度变化对光的透过率影响较大,且风速和相对湿度的增加对粉尘浓度有一定的积聚作用。研究结果为井下照明灯具的合理选用提供了依据。     

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.     

火灾探测技术及方法

火的发现推动了人类文明的进步,但同时也给人类和社会带来了极大的危害.阐述了感烟、感温、感火焰等几种常规火灾探测器的工作原理,并介绍了目前较为先进的光声火灾探测技术和TDLAS火灾探测技术.     

光皮桦资源的开发利用与发展前景

光皮桦是一种用途较广的珍贵树种 ,近年来皖南山区对光皮桦资源的需求日益增大。对光皮桦资源的利用现状、经济效益、造林技术及发展前景进行了论述。     

CuWO4/WO3的制备及其对含油污泥的光催化氧化处理

采用焙烧法在WO₃载体表面原位生成CuWO₄，构建了CuWO₄/WO₃光催化剂。利用XRD、拉曼光谱、XPS、SEM和EDS等表征了样品的结构和形貌，表征结果显示，CuWO₄/WO₃催化剂为异质结结构。CuWO₄/WO₃光催化去除含油污泥COD实验结果表明，CuWO₄/WO₃的光催化活性较WO₃有明显提升，Cu与W的质量比为4%的CuWO₄/WO₃催化剂的光催化活性最高，其6 h内COD去除率为94.2%。CuWO₄/WO₃光催化去除含油污泥COD过程中，·OH和·O₂^-为主要活性物种。     

SnS2/TiO2纳米管阵列光电催化降解诺氟沙星

通过电沉积法将SnS₂纳米颗粒沉积在阳极氧化的TiO₂纳米管上，制备了SnS₂/TiO₂纳米管阵列(NTs)电极。对SnS₂/TiO₂ NTs电极的微观形貌和结构进行了表征，研究了电极的光电化学性质。表征结果显示，SnS₂/TiO₂ NTs电极的光吸收带边发生明显红移，光电流密度可达1.49 mA/cm²，短时间光电流密度为0.38 mA/cm²。实验结果表明，SnS₂的负载降低了电极中光生电子-空穴的复合率，提高了光电催化对诺氟沙星(NOR)的降解效率，反应180 min后SnS₂/TiO₂ NTs电极对NOR的降解率高达92%。·O₂^-、·OH及SnS₂价带上的空穴是参与光电催化降解NOR的活性氧物种。