元素掺杂材料在电催化反硝化中的研究进展

电催化反硝化是处理硝酸盐废水技术之一。本文综述了电催化反硝化的最新研究进展，分析了电催化反硝化直接电子转移和原子氢(H^*)介导间接还原两种反应机理，总结了电催化反硝化的决速步是将NO₃^-还原为NO₂^-以及决定产物选择性的关键中间体是NO。在此基础上，总结了元素掺杂方法及其对电极材料催化活性中心和电催化反硝化反应路径的调控效应，提出了元素掺杂是提高电极材料催化活性、产物选择性和长期稳定性的有效手段。此外，还讨论了其他因素如水质特征、运行参数等对电催化反硝化效果的影响，明确了水中共存卤素离子如Cl^-和Br^-等可显著提高N₂选择性以及大多数电极材料在中性条件下还原效果最佳。面向日益增长的硝酸盐废水处理需求，指出了电能消耗高和实际废水水质成分复杂导致副反应多是限制电催化反硝化大规模应用的关键瓶颈。由此，展望了电催化反硝化技术研究未来需要针对多种实际废水的理化性质开展长期中试试验，除了提高还原速率和产物选择性外，还要重点关...     

生物炭及其水溶组分促进水铁矿微生物还原

采用水稻秸秆在300,400和500℃热解温度下制备生物炭(BC),并从中提取生物炭水溶组分(DBC),结合微生物还原实验和傅里叶转换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射晶体衍射(XRD)、电子顺磁(EPR)等表征手段考察BC和DBC对Geobacter sulphurreducens PCA还原水铁矿的影响和作用机制.结果表明,400℃热解BC可使微生物异化铁还原的速率增加12倍,还原率最高,这是由于其含有最多的醌基、羧基基团,可以作为电子穿梭体促进电子转移.BC不能作为电子供体直接向微生物或水铁矿提供电子.DBC使水铁矿的长期微生物异化铁还原程度和初始还原速率分别增加了10倍和2倍以上.500℃热解DBC可以充当电子供体或者电子穿梭体,促进水铁矿的微生物还原,但是不能直接化学还原水铁矿.     

改性稻秆阴离子吸附剂的制备及对硝酸根吸附研究

NO_3~-对水环境是污染物,对土壤而言则是肥料,因此NO_3~-高效吸附剂的研发对于水环境治理和土壤保肥均有重要意义。以废弃稻秆为原料,结合物理、化学改性手段制备出稻秆(RS)、生物炭稻秆(RS-B)、乙二胺稻秆(DMF-RS)和乙二胺生物炭稻秆(DMF-RS-B) 4种NO_3~-吸附剂,通过SEM和FTIR等方法表征其表面特性和官能团特性确定改性情况,对比4种吸附剂对NO_3~-的去除效果和有机碳源溶出量。结果表明,4种吸附剂中DMF-RS-B对NO_3~-的去除效果最好。在NO_3~-初始质量浓度为30 mg/L,吸附剂投加量为4g/L,pH=2,吸附时间为10 min时,其最大去除率可达61. 22%,表观吸附量达15. 31 mg/g。吸附剂对NO_3~-的吸附过程符合D-R吸附等温方程(R~2 0. 99),吸附过程为多分子层吸附且是自发放热过程。通过实际水样测试,DMF-RSB对NO_3~-的吸附效果显著,且出水无二次污染。本吸附剂亦可作为缓释固相碳源及土壤保肥(氮肥)材料,是绿色无污染的吸附剂。     

表面活性剂在甲烷氧化菌降解煤体甲烷中的适用性研究

甲烷氧化菌液在进入煤储层后会产生较高的毛管压力,且随着甲烷氧化菌降解煤层瓦斯的进行,毛管压力逐渐增大,容易引起水锁伤害。采取向甲烷氧化菌菌液加入复配表面活性剂以期减缓菌液造成的水锁伤害,通过测试所选表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）与椰子油脂肪酸二乙醇酰胺（CDEA）对菌液表面张力的降低程度来了解表面活性剂与菌液的配伍比例,并对含复配表面活性剂的甲烷氧化菌对煤层甲烷的降解进行研究。研究结果表明:表面活性剂与菌液最佳配伍比例为SDBS∶CDEA为1∶4,最佳配伍浓度为0.5％,且表面活性剂在菌液中稳定性较好;菌液中添加复配表活剂20 mL,在混合气体压力为2 MPa、氧浓度为 1％、温度为 30 ℃时,添加复配表面活剂菌液的甲烷最终降解率为51.65％,比未添加复配表面活剂菌液高出11％左右。因此,向甲烷氧化菌菌液中添加复配表面活性剂具有很好的适用性。     

Fe2+EDTA溶液络合-铁还原脱除烟气中NO

提出了“Fe2 螯合剂络合-铁粉还原-酸吸收”回收法脱除烟气中NO的新工艺,重点研究了模拟烟气中O2体积分数对NO络合量的影响,以及铁粉用量、铁粉粒径、搅拌速度对NO脱除效率的影响,确定了最佳的铁粉脱氮工艺条件,并对铁粉和铁屑的脱氮效果进行了比较。结果表明,烟气中O2的体积分数从0%增加到4.2%,NO络合量下降90.2%;NO脱除效率随铁粉用量和反应器搅拌速度的增加而增加,随铁粉粒径的增加而降低;过程的最佳工艺参数为,铁粉用量0.8g,铁粉粒径≤0.077mm,搅拌速度900r·min-1,在此条件下,对O2体积分数为5%的模拟烟气在搅拌反应器中可取得90%以上的NO脱除效率;用铁粉在1台搅拌反应器中取得的NO脱除效率和用铁屑在2个鼓泡反应器串联时所取得的效率相当。     

土壤中氧化铁的有机还原溶解动力学

研究了土壤中的氧化铁被两种酚化合物还原而溶解的动力学，结果表明，在ｐＨ恒定和有机还原剂过量的情况下，氧化铁的还原溶解符合一级反应动力学方程，还原溶解速率大小与土壤中氧化铁的结晶形态有关．氧化锰的存在影响着氧化铁的还原溶解，在存在足够的还原剂的条件下，两者可同时还原．实验中求得黄壤和赤红壤中氧化铁的还原溶解反应对［Ｈ＋］的反应级数分别为０．１２６和０．１７４。土壤中氧化铁的还原溶解是一个受表面反应控制的过程，反应的速率控制步骤是表面的电子转移反应，磷酸根在土壤中的吸附占据了氧化铁表面的反应位，因而明显抑制还原溶解反应．     

V2O5/AC催化剂对氨还原NO的研究

考察了V2O5/AC催化剂对NH3选择催化还原NO的影响，结果表明，以浓硝酸预氧化处理的活性焦为载体对催化剂活性有很大提高，这是由于浓硝酸预氧化后，活性焦表面产生了较多的含氧官能团可能吸附更多的NH3,并且提高了活性组分V2O5的含量，反应气氛中加入SO2后，二都活性都增加，但差异消失，这是由于SO2存在时，反应生成的SO4^2-离子的酸性强于浓硝酸预氧化产生的含氧官能团的酸性，催化剂在使用前经过煅烧和氧化对催化剂活性有很大改善。SO2存在时，V2O5含量为1wt%的催化剂活性提高。     

中国与欧洲禾谷镰刀菌DON毒素HPLC定量比较分析

选用4个来自中国、7个来自欧洲的代表性禾谷镰刀菌菌株,经脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素特异引物鉴定,确认其具有产生DON毒素的遗传物质基础后,接种于PDB培养基培养7d,从培养基上清中经硅胶柱分离、纯化DON毒素,经HPLC定量分析表明,纯化的禾谷镰刀菌DON毒素,与购自公司的DON毒素标准样品一样,其HPLC检测谱峰清晰明显,基线平稳,无干扰,保留时间为9.5min左右;供试菌株的DON毒素含量分布在0.023~1.934μg/mL之间,德国菌株F703产毒量最大,比位居第二的中国菌株5005(1.232μg/mL)高57%;其余的6个欧洲菌株中,除意大利菌株Lor9(0.128μg/mL)略低于另一个中国菌株7105(0.135μg/mL)外,均比3个中国菌株(4020、7105、8029)的产毒量大.欧洲镰刀菌产生DON毒素的能力远远大于中国菌株,这说明欧洲菌株长期在欧洲生态环境下已演变形成其特有的高毒素代谢类型,我国有必要严防欧洲禾谷镰刀菌入侵,加强对来自欧洲的禾谷类粮食及其产品的镰刀菌和毒素的检疫和监控;同时,本研究建立的毒素样品制备与HPLC检测体系可用于准确定量分析样品的DON毒素.图3表2参14     

luxAB基因标记甲基对硫磷降解菌DLL—1在土壤和植株根部的生态行为研究

发光酶标记是1种有效的跟踪微生物在生态环境中动态行为的技术手段。采用luxAB基因标记技术对甲基对硫磷降解菌DLL-1在土壤中的分布和植株内的定殖情况进行了研究。结果表明，DLL-1可以较长时间的在植株根际定殖，30d后仍可用X-感光片检测到菌体的存在，而根际外未检测到DLL-1。植株根剖开后在培养基上培养24h后进行X-光片曝光，发现DLL-1能够进入植株内并定殖。菌株回收后采用测定其农药降解活力和检查质粒图谱2种方法证实，所观测的回收菌株就是接种的DLL-1菌株。     

几个菜心品种硝酸盐累积差异的研究

通过对7个菜心品种在2种氮源形态下进行水培试验,以及对植株和吸收液的分析测试,探讨菜心品种间的硝酸盐累积、氮素营养特性及养分吸收的差异,为制定硝酸盐调控措施和选育低硝酸盐菜心品种提供依据。