离子液体[TETAH]+[BF4]--乙二醇混合体系吸收CO2的实验研究

以三乙烯四胺(TETA)为阳离子前驱体、氟硼酸(HBF_4)为阴离子前驱体制备多胺基离子液体[TETAH]~+[BF_4]~-,并与助溶剂乙二醇(EG)按一定计量比组成[TETAH]~+[BF_4]~--EG混合体系.实验考察了离子液体的浓度、吸收温度和气体流量等对该混合体系吸收CO_2性能的影响.结果表明,当[TETAH]~+[BF_4]~-的浓度为20%,吸收温度为15℃,气体流量为200 mL·min~(-1)时,该混合体系对CO_2的吸收容量达到1.50 mol·mol~(-1)(以每mol离子液体吸收的CO_2量(mol)计,下同);离子液体的浓度、CO_2流量和温度均会影响该混合体系达到吸收平衡的时间.同时,该混合体系对CO_2的吸收容量均高于[TETAH]~+[BF_4]~-和EG单独吸收CO_2的容量,这表明离子液体[TETAH]~+[BF_4]~-与助溶剂EG之间存在某种协同作用.另外,该混合体系具有良好的再生性能,在80℃的条件下经过5次吸收-解吸循环实验后的吸收摩尔分率为1.00 mol·mol~(-1),性能下降仅为33.3%.     

基于混合效应模型的京津冀地区PM2.5日浓度估算

利用2016年182d的MODIS 3km AOD数据与地面监测数据,评估了混合效应模型不同参数组合的模拟性能,得出模型在解释AOD-PM_2.5关系时,对时间序列变异的解释能力要比空间差异更佳.在此基础上,利用混合效应模型建立京津冀地区每日的AOD-PM_2.5关系,模型拟合R²为0.92,交叉验证调整R²为0.85,均方根误差（RMSE）为12.30 μg/m³,平均绝对误差（MAE）为9.73 μg/m³,说明模型拟合精度较高.基于此模型估算的2016年京津冀地区年均PM_2.5浓度为42.98 μg/m³,暖季（4月1日~10月31日）为43.35 μg/m³,冷季（11月1日~3月31日）为38.52 μg/m³,与同时期的地面监测数据差值分别为0.59,0.7,5.29 μg/m³.空间上,京津冀地区的PM_2.5浓度呈现南高北低的特征,有一条明显的西南-东北走向的高值区.研究结果表明,基于每日混合效应模型可以准确评估京津冀地区的地面PM_2.5浓度,且模型估算的PM_2.5浓度分布状况为区域大气污染防治提供了基础的数据支撑.     

沉积物产电信号原位在线监测水体铜污染研究

采用一种新型沉积物-微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cells,SMFCs)装置,探索产电信号原位在线监测湿地水体Cu~(2+)污染的可行性.采集水稻土装入烧杯并淹水以模拟湿地环境.将SMFCs装置的阳极不锈钢管插入水稻土,阴极淹没在上覆水中进行产电.采用数据采集卡在线记录电压.产电30 min后,分别向阴极附近的上覆水中加入5 mL Cu~(2+)浓度为50、100、200和400 mg·L~(-1)的CuSO_4溶液,对照加入5 mL去离子水,每个浓度处理设置两个平行.Cu~(2+)加入后,电压迅速上升并在30 s内达到峰值,之后随着Cu~(2+)扩散和被土壤吸附,电压回落并保持稳定.将加铜前30 min电压平均值作为基准电压,用加铜后的电压峰值减去基准电压得到电压增量.结果显示,电压增量与加入的Cu~(2+)浓度呈现显著正相关关系.为揭示相关机制,检测了CuSO_4溶液理化性质,并对加铜后SMFCs装置的阳极和阴极电荷传递电阻进行测定、对优势产电细菌梭菌属(Clostridium)和地杆菌科(Geobacteraceae)细菌16S rRNA基因进行定量.结果表明,Cu~(2+)促进阴极反应,是引起电压升高的主要原因.而底泥的吸附作用减弱了Cu~(2+)对产电细菌的抑制,保证了Cu~(2+)污染事件后产电信号恢复稳定.     

葡萄糖和硝基苯为混合燃料时MFC的产电特性研究

通过构建双极室微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),以铁氰化钾溶液为阴极电子受体,以硝基苯(nitrobenzene,NB)和葡萄糖为混合燃料,研究MFC的产电特性和NB的降解情况.结果表明,在外阻为1000Ω的条件下,随着NB初始浓度的增加,双极室MFC的产电特性明显受到抑制.当葡萄糖浓度为1000mg/L,NB初始浓度分别为0、50、150、250mg/L时,MFC的运行周期逐渐缩短,分别为55.7、51.6、45.9、32.2h;最大输出电压分别为670、597、507、489mV;最大体积功率密度分别为28.57、20.42、9.29、8.47W/m3;电荷量分别为65.10、43.50、35.48、30.32C.MFC利用NB和葡萄糖为混合燃料,可以在稳定地输出电能的同时实现有机物高效降解,MFC对NB去除率高达100%,对COD的去除率达到87%～98%.但以250mg/LNB为单一燃料时,MFC无明显产电现象.DGGE图谱表明NB的加入改变了MFC阳极电极上微生物的群落结构.     

煅烧阴离子粘土(LDO)对低浓度活性艳橙X-GN的吸附研究

以不同Mg/Al比(物质的量比)的合成阴离子粘土为原料,在500℃条件下煅烧制备了煅烧阴离子粘土(LDO),研究其对低浓度活性艳橙X-GN的吸附行为,并用XRD、FTIR、XRF、BET等对LDO进行表征,通过研究解吸行为验证其吸附机理.实验表明,Mg/Al比为4∶1的LDO的吸附效果比2∶1的LDO好,Mg/Al比为...     

碳酸钾-二乙烯三胺复合溶液吸收烟气中CO2实验研究

热钾碱溶液在工业脱除二氧化碳中已获得较广泛的应用,但存在吸收速率差、再生负荷高等缺点-开发新型热钾碱溶液成为目前研究热点.采用搅拌实验装置,研究碳酸钾溶液及不同配比的碳酸钾-二乙烯三胺(DETA)复合溶液对烟道气中二氧化碳的吸收和解吸性能,揭示了吸收速率、吸收容量和酸碱度与时间之间的内在联系;对CO2初始逸出温度,试液...     

黄姜废水微生物燃料电池产电去污性能研究

以H型反应器研究了微生物燃料电池(MFC)利用黄姜废水产电的效果,并结合产电周期中阳极液氧化峰电位、COD、pH值等物化指标及进出水IR、GC-MS谱图变化讨论了MFC对黄姜废水污染物的去除特性.黄姜废水MFC内阻约480 Ω,最大功率密度可达1 18.1 mW/m2,外接1 000 Ω电阻时,5 mL黄姜废水所含有机...     

混合填料生物接触氧化法处理生活污水的研究

采用混合型(火山岩和陶瓷环)填料生物接触氧化工艺处理实际生活污水,研究了混合型填料挂膜情况,不同HRT、DO和进水COD浓度对水质净化效果的影响。实验结果表明:混合型填料挂膜效果好,15 d后反应器达到稳定状态,对COD的去除率达到75%以上;在水温为20~32℃,HRT为12 h,DO为5~6 mg/L的条件下,对COD、氨氮、TN和TP的平均去除率分别达到了75.8%、71.8%、45.9%和35.7%;当进水COD浓度为100~400 mg/L时,各个指标的去除率随着COD浓度的升高而升高,可见进水COD浓度会对污水净化效果产生影响。     

Cu-Mg-Al催化剂上NOx储存及分解性能研究

采用共沉淀方法制备了Cu-Mg-Al水滑石混合氧化物催化剂,并对该催化剂及其前驱物进行了XRD表征.使用等温吸附、程序升温脱附以及C₃H₆程序升温表面反应分别考察了催化剂上NO_x储存及分解反应性能.结果表明,由于Cu-Mg-Al催化剂中CuO组分发挥了NO氧化作用,促进了进气中NO_x以硝酸盐方式吸附在催化剂上,因此该催化剂具有很好的NO_x储存性能;在富燃条件下,C₃H₆能够显著降低催化剂上硝酸盐的热稳定性,在160～360 ℃温度范围内,这些硝酸盐会迅速分解成气态NO_x,同时随着C₃H₆加入量的提高,C₃H₆也可以将少量气态NO_x进行还原.     

微生物燃料电池表观内阻的构成和测量

将微生物燃料电池内部各种阻力用表观内阻统一表征,在建立其等效电路的基础上将表观内阻分为欧姆内阻和非欧姆内阻2部分。通过稳态放电法测量微生物燃料电池表观内阻,在改变外电阻后稳定时间需要60s以上方能保证测定准确性,通过稳态放电法测定一室型微生物燃料电池的表观内阻为289?,当外电阻等于表观内阻时微生物燃料电池对外输出功率达到最大,为241mW/m2;通过电流中断法测量一室型微生物燃料电池的欧姆内阻为99?,测定结果与断电前电流强度无关;当一室型微生物燃料电池对外供电分别处于活化极化区、欧姆极化区和浓差极化区时,非欧姆电阻占总内阻的比例分别为93％、66％和75％,在电池对外供电达到最大时非欧姆占总内阻比例最低。提高微生物燃料电池产电能力需要同时降低电池的欧姆内阻和非欧姆内阻。