阴极硝化耦合阳极反硝化实现微生物燃料电池技术脱氮

微生物燃料电池(MFC)是一种将废水中化学能转化为电能的技术,近年来被证实可以用来同步脱氮。目前,NH4+-N的硝化与反硝化多是在MFC阴极室进行,其存在曝气条件下反硝化菌难以富集的问题,造成反硝化速度慢。为解决上述问题,本研究旨在构建一种基于阴离子交换膜的(AEM)MFC,即AEM-MFC,使阴极好氧硝化过程产生的NO2-与NO3-能通过阴离子交换膜迁移至厌氧阳极室,并在厌氧阳极室发生还原,使得反硝化不需在好氧阴极室进行。结果表明,当阴极投加200 mg/L NH4+-N时,AEM-MFC能在66 h完全去除总氮,而同样条件下基于阳离子交换膜(CEM)的MFC,即CEM-MFC,则需要26 d达到相同的脱氮效果。在阴极室投加不同浓度NH4+-N(从50到500 mg/L)条件下,AEM-MFC连续运行7个月,其产电与脱氮效果稳定。相比于传统生物脱氮方法,AEM-MFC不需要在运行过程中在加入酸或碱调节pH,所需COD/N较少,并能够同时回收电能。     

沉淀剂对稀土Gd掺杂SnO2/Ti涂层阳极性能的影响

实验采用共沉淀法,以无机盐SnCl4·5H2O、Sb2O3、Gd(NO3)3为前驱体,制备稀土Gd掺杂SnO2/Ti多组分涂层阳极。研究了用不同沉淀剂制备的电极以苯酚为目标有机物的电化学降解特性,以考察沉淀剂对稀土Gd掺杂SnO2/Ti阳极性能的影响;并对所制备的涂层阳极进行了SEM、XRD、XPS等表征及阳极极化曲线、循环伏安曲线测试,分析并讨论了沉淀剂对稀土Gd掺杂SnO2/Ti阳极性能的影响机理。结果表明,沉淀剂对稀土Gd掺杂SnO2/Ti电极性能有较大的影响,在本实验条件,以氨水为沉淀剂所制备的电极电催化性能较好,稳定性能较高。     

Al-PbO2/TiO2纳米管电极的制备及其对水中三氯生的降解

制备了不同Al掺杂量的Al-PbO2/TiO2纳米管电极,将最优的电极应用于阳极电催化氧化三氯生废水,并进行条件优化.结果表明,Al掺杂摩尔分数为1.0％ 的Al-PbO2/TiO2纳米管电极在电解质Na2SO4摩尔浓度为0.15 mol/L、电流密度为25 mA/cm2、初始pH=3的条件下,电解120 min后,可...     

海洋工程用新型牺牲阳极设计与性能研究（Ⅱ）——小尺寸阳极实海试验研究

目的设计一种新型牺牲阳极,满足海洋工程钢结构阴极保护不同时期保护电流需求,达到节约牺牲阳极用量的目的。方法通过改变常规阳极面积与质量比,分别设计面积相同和质量相同的新型阳极和常规阳极,并进行实海环境阴极保护对比试验。结果质量与常规阳极相同的新型阳极,初期发生电流增加22%,试验阶段发生电流增加48%;面积与常规阳极相同的新型阳极,在节约阳极质量近50%的基础上,显现了与常规阳极相近的发生电流。结论通过增加常规阳极面积与质量比,降低接水电阻,增加发生电流设计思路可行。     

胶州湾海洋微表层铜络合的容量

采用阳极溶出伏安法测定了2004年胶州湾海水微表层和次表层金属铜离子的络合容量和条件稳定常数,系统地探讨了其分布规律及其与COD、DOC、TN和TP的相关性.结果表明,胶州湾海水微表层铜络合容量有富集现象,平均值微表层为3.85×10^-7mol·L^-1,次表层为2.45×10^-7mol·L^-1,富集倍数1.56.条件稳定常数(lgK)微表层为7.21,次表层为7.21;且3月、9月微表层小于次表层,6月、12月微表层大于次表层.胶州湾铜络合容量东北部>西北部>南部>中部>湾口;且9月>6月>12月>3月.海水微表层和次表层铜络合容量与COD、DOC存在显著正相关性,而与TN、TP存在较好负相关性.     

铝合金牺牲阳极深海应用性能研究

目的评价铝合金牺牲阳极在深海环境的电化学性能。方法通过利用中国船舶重工集团公司第七二五研究所深海试验技术和装置,原位测量三种铝合金牺牲阳极在南海1200 m深海环境的电化学性能。结果三种阳极在1200 m深海环境下的开路电位均在?1.17 V左右,工作电位在?1.11～?0.91 V范围内。1#和2#阳极的实际电容量小于2400A?h/kg,电流效率约为80%,表面存在明显的优先溶解和晶粒脱落现象,表面腐蚀产物有结壳现象发生。3#阳极的实际电容量约为2500A?h/kg,电流效率大于85%,表面微观溶解形貌相对均匀,但表面存在大面积未溶解区域,且腐蚀产物不易脱落。结论该研究结果为深海工程装备阴极保护设计提供了支撑。     

河南省典型炭素企业VOCs排放特征及臭氧生成潜势分析

挥发性有机物（VOCs）是主要的臭氧前体物之一,控制VOCs排放是打赢“蓝天保卫战”的重要组成部分.研究工业源VOCs排放特征和对O₃生成贡献对制定和修订相关VOCs排放标准、有针对性控制VOCs排放具有重要意义.炭素行业是非金属制品业的重要组成部分,属于高污染行业,对该行业有组织VOCs排放的研究鲜见文献报道.本文选取河南省某典型炭素企业Y炭素厂作为研究对象,通过实地采样分析了不同工序有组织和车间内、外无组织117种VOCs排放特征,计算臭氧生成潜势（OFP）并评估了不同VOCs类别和物种对O₃生成的贡献.研究表明,Y炭素厂排放因子为0.031 g·kg^-1,其中焙烧工序有组织VOCs排放量最大.总有组织排放占比较大的VOCs类别有烯烃（23.56%）、烷烃（21.24%）、芳香烃（18.17%）、卤代烃（15.34%）和含氧化合物（8.95%）等,占比较大的VOCs物种有乙烯（18.2%）、乙烷（11.5%）、苯（8.66%）和 乙炔（7.15%）等.车间内无组织排放占比较大的VOCs物种则为萘和四氯化碳等.总有组织排放的VOCs中,烯烃、芳香烃和含氧化合物的OFP占比较大,分别为71.72%、11.35%、10.05%,其中乙烯、丙烯的OFP占比分别为52.91%和13.98%,是需要重点治理的O₃生成前体物.     

电沉积制备PMo12/rGO/PPy阳极及其在微生物燃料电池中的应用

微生物燃料电池(MFC)阳极材料的电化学特性影响其产电性能和污染物还原能力。采用电化学沉积法得到了磷钼酸/还原氧化石墨烯/聚吡咯(PMo₁₂/rGO/PPy)阳极,并对PMo₁₂/rGO/PPy阳极进行形貌表征和电化学特性分析,最后考察了PMo₁₂/rGO/PPy阳极MFC在不同浓度高氯酸盐(ClO₄-)下的产电和还原性能。结果表明:PMo₁₂/rGO/PPy阳极较对照阳极为微生物的附着提供了更大的比表面积,为电子传递提供更多的活性位点;使得MFC阳极表面的电荷转移量增加493%,电荷转移阻抗降低83.3%,交换电流密度提高53.4%。同时,当ClO₄-浓度为420 mg/L时,PMo₁₂/rGO/PPy阳极MFC产电性能最好,最大输出电压可达到148.47 mV。     

抛石环境中铝合金阳极性能评价及其对海底隧道钢壳保护效果评估

目的 解决埋覆介质中牺牲阳极电化学性能评价的不确定性,实现非匀质介质中牺牲阳极电容量测试结果的评价和对比.方法 模拟沉管隧道埋覆的环境介质,对铝合金牺牲阳极的电容量和溶解形貌进行评测.为区别于现有的海水等匀质介质中阳极的检测方法,建立非匀质介质中铝阳极电化学性能评价方法.另外,在上述埋覆介质中,测定阳极和阴极的极化曲线...     

活性碳纤维修饰PbO2电极的制备及其对阿莫西林的降解解毒研究

采用电沉积法将活性碳纤维（ACF）修饰于PbO₂阳极表面，通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、电化学工作站等对其进行表征分析与优选.并以优选电极对典型抗生素阿莫西林（AMX）进行电催化降解，同时探究AMX在电催化过程中的降解效果与毒性演变规律.结果表明，ACF以"镶嵌"的方式被修饰于电极表层，且修饰后的电极析氧过电位、电荷传输速率、产·OH速率、稳定性等均有所提高.电催化降解结果显示，经120 min电催化处理，AMX去除率和矿化率分别达到70.69%、58.61%.基因毒理学测试结果表明，AMX毒性水平随电催化降解时间延长呈逐渐下降趋势，转录效应指数TELI_total数值由最初的1.96降至1.72.同时AMX经电催化处理后氧化应激、膜应激与一般应激表达均由强烈转为温和.