甲烷生物燃料电池的产电影响因素及机制研究

考察了阳极电极材料、电极面积、电极电位、pH、阴极电子受体对甲烷生物燃料电池(MFC)产电性能的影响,并通过高通量测序、循环伏安法(CV)分析了其可能的电催化机制.结果 表明,透气布/碳布(GTC)复合材料为阳极时产电性能(1251.3 mA·m-2)最佳,分别是石墨烯/中空纤维膜(G-HFM)阳极(34.8 mA·m...     

微波活化煤矸石反应活性及胶凝性能

研究了微波辐照对煤矸石反应活性及胶凝性能影响,通过XRD、IR等表征手段,分析了微波辐照煤矸石和煤矸石水泥的微观结构,结果表明,煤矸石经微波辐照可脱去煤矸石中的自由水和其矿物的结构水,并破坏了煤矸石矿物中牢固的Si—O和Al—O键结构,提高了SiO2、Al2O3的可溶性,提高煤矸石的反应活性和胶凝性能.煤矸石微波辐照的时间在8 min较为适宜,以30％煤矸石替代水泥时,经8 min微波辐照煤矸石的水泥净浆体28 d抗压强度为47.6 MPa,比原煤矸石的水泥净浆体高23.2 MPa.     

活性矸研制（Ⅰ）正交试验初步探索活化条件

用正交试验研究了活性矸制备过程不同操作条件的影响，通过吸碘值测定比较发现，预处理方式、碳化温度、活化温度、活化时间、水蒸气通入量等对活性矸吸附性能均有影响。     

UV-Fe2+活化过硫酸盐降解废水中的吡啶

采用UV-Fe²⁺活化过硫酸盐(PS)处理吡啶废水,考察了影响吡啶和TOC去除率的主要因素,探讨了吡啶的降解机理。实验结果表明,在Fe²⁺加入量为0.32 mmol/L、PS加入量为5.04 mmol/L、初始pH为7.5、初始吡啶质量浓度为50 mg/L的条件下,光照60 min后吡啶去除率为99.48%,光照120 min后TOC去除率为66.78%;UV-Fe²⁺活化PS体系中起氧化降解作用的自由基为·OH和SO₄^-·。光照60 min时,对反应产物进行紫外吸收光谱与GC-MS分析,结果表明,吡啶在UV-Fe²⁺活化PS体系中被降解为含碳氧双键(C=O)的有机物,吡啶降解过程中主要中间产物有N,N-二甲基甲酰胺、丙二醛和丁酸。     

硫自养反硝化系统运行效能和微生物群落结构研究

启动了单质硫自养反硝化反应器并研究其脱氮性能,通过血清瓶批式实验测定了污泥的反硝化活性,并采用扫描电镜和高通量测序手段揭示了系统内微生物群落结构特征.结果表明,SBR反应器进水NO₃^--N浓度为80mg/L,随水力停留时间由12h逐渐缩短为6h,反应器的自养脱氮性能逐渐增强,稳定期反应器的总无机氮去除率达99.1%,总无机氮去除负荷平均值为0.158kg N/（m³·d）;SBR周期内NO₂^--N浓度最大值为13.3mg/L,NO₃^--N还原为NO₂^--N过程pH值由7.38降低至6.94,NO₂^--N还原为N₂过程pH值基本不变;批式实验结果表明,硫自养反硝化和异养反硝化NO₃^--N去除速率分别为0.515,0.196kg N/（kg VSS·d）,硫自养反硝化污泥NO₂^--N降解速率为0.117kg N/（kg VSS·d）,污泥同时具有自养反硝化和异养反硝化活性;扫描电镜显示,污泥中存在大量的杆状细菌和球状菌;污泥中主要的硫反硝化细菌分别为Thiobacillus、Sulfurimonas和Thermomonas属,其相对丰度分别为14.5%、7.6%和6.0%.     

裂解温度调控溶解性生物炭光敏化产生活性氧自由基

溶解性生物炭受紫外光辐射产生的活性氧自由基(Reactive oxygen species,ROS)易对环境造成影响,受到环境领域的持续关注.以玉米秸秆为原料,在不同裂解温度(200～600℃)下制备了5种生物炭,并通过水提得到溶解性生物炭(Dissolved biochar,DBC),系统考察了生物炭裂解温度对DBC结构和组分的影响,并利用化学分子探针定量研究了DBC在紫外光辐射下产生常见ROS的能力,如羟基自由基(Hydroxyl radical,?OH)、单线态氧(Singlet oxygen,¹O₂)和超氧自由基(Superoxide radical,O₂?^-).结果表明,DBC主要由有机酸、类蛋白质和纳米级生物炭构成,前两者皆会随生物炭裂解温度上升而减少,后者则会逐渐增多.高温DBC-(400～600℃)具有更强芳香性和疏水性,但荧光物质含量极低.对DBC产生的ROS进行定量研究发现,仅DBC-200℃和300℃产生少量?OH.DBC-300℃的¹O₂     

取代苯胺和苯酚类化合物对大型(Daphnia magna Straus)的定量结构-活性关系研究

研究了３６个取代苯胺和苯酚类化合物对大型溲的急性毒性，应用正辛醇／水分配系数，线性溶解能关系参数和分子连接性指数得出了该类化合物的定量构效关系方程，这些方程可以用来进行该化合物危害性初评。ＬＳＥＲ法得到的ＱＳＡＲ方程拟合效果较好，增大分子体积及偶极性－极化性，均可增大毒性，化合物与蛋白质等生物大分子的氢键键合作用是导致该类化合物毒性高于其基本毒性的原因。     

TiO2光催化降解PFOA的反应动力学及机制研究

全氟辛酸(PFOA)是一种新的持久性有机污染物,其处置技术是研究的热点.以UV254 nm紫外灯为光源,采用商品TiO2(P25)对PFOA进行光催化降解实验,并考察pH、TiO2用量、初始浓度、反应气氛对降解的影响.结果表明,反应符合准一级动力学方程,pH对反应有重要影响,氧气存在下能提高反应效率.在pH为3,TiO2用量为1.5 g·L-1,通入空气条件下反应7 h实现基本降解,速率常数为0.4206 h-1.投加俘获剂实验表明,空穴(h+)是主要的活性物质,其对反应速率贡献率为66.1%;羟基自由基(·OH)也参与PFOA的降解过程;投加NaF实验表明,PFOA在TiO2上吸附是反应发生的首要条件.UPLC-QTOF/MS分析表明,PFOA光催化降解逐级生成短链全氟羧酸(PFCAs).     

对产业生态系统规模经济特征的研究

由于废物和副产品成为主要生产原料,产业生态系统在规模经济性方面表现出了与传统产业系统的不同。本文分析了影响产业生态系统规模经济性的5大因素：废料作为原材料的主要来源;以可更新能源替代化石能源;经济活动主体之间大量的物质交流;与周围环境在物质输入输出上保持平衡;信息不对称明显阻碍废物和回收市场的动作。这些因素导致了产业生态系统与传统产业系统在边际成本上的差异,即边际成本并不是随着规模的增加而降低的。论文指出,产业生态系统具有适度规模经济特征,在生产聚焦和生活聚居上表现出小规模化的趋势,表现为相对较小的空间分布和相对局限的生产规模。这样的规模对于处理分散的、高熵值的资源和能源与集约化生产和消费模式之间的矛盾有相当的灵活性。论文最后对进一步开展研究的方向和内容提出了建议。     

活性焦理化特性对印染废水中有机物吸附特性的影响研究

为去除印染废水中的复杂有机物,采用活性焦作为吸附剂,考察了吸附作用对有机物种类和含量的影响,分析了活性焦的理化特性及其对吸附特性的影响。结果表明,活性焦吸附可将原水中的有机物(芳香烃及烷烃衍生物)含量由89.1%降至30.5%,活性炭吸附仅可将有机物含量降至87.7%。活性焦表面官能团对吸附特性影响较小,其种类、含量均与活性炭相近。发达的中孔结构对活性焦的吸附特性有重要影响,中孔比表面积达到114.111 m²/g,占总比表面积的28.6%,是活性炭的2.7倍。