微生物电解乙酸合成高值有机物

以微生物电解池为平台, 考察了阴极电势, pH以及初始乙酸盐浓度对乙酸还原及其丁酸、乙醇等产物积累的影响.结果显示, 恒定阴极电势-900mV(vs.Ag/AgCl)、 pH60时, 初始乙酸钠浓度为10g/L时, 丁酸产量最高, 可达到80(±5)mg/L, 乙醇积累26(±5)mg/L.在-900mV阴极电势下, 总碳回收率达到632%, 产物电子回收率为1306%; 在-800mV阴极电势下, 总碳回收率达到428%, 产物电子回收率为544%.控制阴极电势-850mV, 初始乙酸钠浓度由1g/L增加到5g/L, 丁酸的产量由488mg/L增加到762mg/L, 提高了56%.扫描电镜显示, 阴极碳毡上菌体主要为杆菌.对阴极附着微生物进行变性梯度凝胶电泳(PCR DGGE)分析发现, 假单胞菌属(Pseudomonas)和梭菌属(Clostridium)为主要的功能菌群, 假单胞菌可能与阴极电子传递有关, 而梭菌可能与高值有机物的合成有关.     

微生物燃料电池中碳基阳极材料和表面修饰碳基阳极材料研究进展

 随着能源匮乏和水污染问题的加剧,迫切需要寻找新的能源开发和利用技术。微生物燃料电池(MFCs)作为一种新兴的高效生物质能利用方式,可以将有机废水中的化学能直接转化为电能,具有去污和产能双重功能。产电微生物附着的阳极对MFCs 性能具有重要影响。碳基材料成本低、导电性高且生物相容性好,被广泛用于MFCs 的阳极材料。分别从传统碳材料、三维多孔碳基材料、化学法表面处理改性、碳纳米材料修饰和导电聚合物修饰等方面综述了MFCs 碳基阳极材料的最新研究成果,探讨了三维多孔结构和表面修饰促进MFCs 产电性能的微观本质,并对碳基阳极材料的应用前景进行分析和展望。     

微生物燃料电池电极材料研究进展

 微生物燃料电池(MFC)是一种具备污水处理和产电功能的生物电化学技术装量,在微生物催化下将有机能转化成电能。综述了MFC 电极材料的研究进展,评述了阳极材料及其功能的修饰、阴极催化剂对污水处理和MFC 产电性能的进展,指出MFC电极材料设计和研究是未来的发展重点。     

超高效液相色谱—质谱法测定金属罐内壁涂层中三聚氰胺及其类似物迁移检测技术研究

本研究建立了金属罐体内层涂料中三聚氰胺、三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺的超高效液相色谱-电喷雾串联质谱法检测技术。通过对不同提取溶液模拟金属灌装饮料的生产流程,对其中模拟物进行测试,采用正离子扫描和负离子扫描的方式进行仪器条件研究,确定了三聚氰胺、三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺的监测模式和特征离子对,并进行了MRM模式定性定量分析。该方法的检出限为5.0~25μg/L;线性范围0.5~200μg/L内,相关系数均大于0.995。实验结果表明,灌装饮料使用的金属罐在特定条件下会发生三聚氰胺的迁移,存在食品安全风险,同时未检出其类似物的存在。     

材料的高通量制备与表征技术

 经过40 年的发展,材料高通量制备与表征技术已取得了较大的进展,并被证明可有效地加速材料研发-应用进程,因此被列为材料基因组计划的三大技术要素之一。本文简要回顾材料高通量实验技术的发展历程,阐述高通量实验在材料基因组技术中的地位与作用,系统介绍一系列有代表性的高通量制备与表征技术,并指出一些高通量实验方法的应用局限。对未来面临的挑战与发展趋势进行了分析展望,重点介绍基于同步辐射、散裂中子源等大科学装置以及基于材料非均匀性本质的原位统计映射表征解析等发展新一代材料原位实时高通量制备、表征与分析技术的新思路,以期为中国材料基因组技术的跨越式发展提供参考。     

微生物浮选法脱除煤中硫的研究

煤炭的微生物脱硫技术优点很多,如成本较低、能耗较低、脱硫的过程相对简单,反应条件也比较温和、对环境无破坏作用等。本文是利用微生物混合菌群对煤炭进行脱硫工作,探究各种因素对脱硫效果的影响,寻求最佳的实验条件。菌种是从阜新海州矿附近土壤中筛出的硫杆菌,将此菌与浮选技术相结合,对重庆市松藻煤矿的高硫煤进行脱硫研究。在实验中,分别研究了菌液浓度、菌液浸泡时间以及煤样质量对于煤样脱硫和脱灰效果的影响。实验结果表明:煤炭质量在80 g,菌液加入量在150 m L,菌液浸泡时间在60 min时,脱硫效果最佳,全硫脱除率为46.12%。     

超声法从剩余污泥中提取微生物絮凝剂的研究

通过超声系列试验,对超声法从剩余污泥中提取微生物絮凝剂(MBF)进行了系统研究.从剩余污泥中提取的MBF在偏酸性条件下和35～40℃范围内表现出较高的絮凝活性.超声时间以1～3 min为宜,超声功率以210～270W为宜.污泥浓度越高,所提取的MBF浓度越高;对于从高浓度污泥提取的MBF,投加剂量可随污泥浓度升高而减小,以获得较好的絮凝效果.MBF主要成分包括蛋白质、多糖和核酸.研究结果表明,超声法可用于从剩余污泥中直接提取MBF,在降低MBF生产成本的同时实现污泥的资源化利用.     

新型三维无机-有机杂化材料的水热法合成

文中通过溶剂热法合成无机有机杂化材料Co₂(bpp)₄V₄O₁₂·4H₂O(bpp为1,3-联(4-吡啶基)丙烷),对影响溶剂热反应的主要因素如反应物摩尔比、反应温度、pH值等进行系统研究,确定了合成这种新型化合物的最佳条件。同时还比较说明刚性4,4'-联吡啶和柔性1,2-二-(4吡啶基)乙烷和1,3-二(4-吡啶基)丙烷对无机骨架的影响和Co₂(bpp)₄V₄O₁₂·4H₂O晶体结构的新颖之处。     

危险化学物质的微流控合成与制备技术

 含能化合物属于一类易燃易爆的危险化学物质,极易受到机械、热和静电等刺激而发生爆炸。传统的含能化合物合成、分离、提纯、细化和包覆等工艺采用本质安全性低的间断式反应釜工艺,缺点是安全性低和线上爆炸物留存量大。微流控反应器具有大面积/体积比和小尺寸微通道,能够在爆轰临界直径下合成,而且线上留存爆炸物很少,为本质安全型。本文对比了连续相微流控、嵌段流微流控技术在化学合成上的技术优势,得出嵌段流微流控解决了晶体产物堵塞微反应通道的难题,提高了反应物的混合效率,是高敏感性含能化合物合成和制备最有前景的创新技术。     

Direct hydrothermal synthesis of novel functional mesoporous materials

A direct synthesis method of preparing alkaline earth or transition metal oxides supporting mesoporous materials is reported. Distinguishing from those traditionaltechniques characterized by “synthesis at first and then modification”, this new method adds the precursor salts that have no perturbation in the strong acid synthetic system but easily form oxides after calcinations, into the initial syntheticmixture, performing the “synthesis” and “modification” in one-pot procedure.     

Reticular synthesis and the design of new materials

The long-standing challenge of designing and constructing new crystalline solid-state materials from molecular building blocks is just beginning to be addressed with success. A conceptual approach that requires the use of secondary building units to direct the assembly of ordered frameworks epitomizes this process: we call this approach reticular synthesis. This chemistry has yielded materials designed to have predetermined structures, compositions and properties. In particular, highly porous frameworks held together by strong metal-oxygen-carbon bonds and with exceptionally large surface area and capacity for gas storage have been prepared and their pore metrics systematically varied and functionalized.     

餐厨垃圾发酵产乳酸研究进展

我国餐厨垃圾产量大、含水率高且极易腐烂变质,收集、处理困难,利用率低。如何环保、高效、经济地处理及资源化利用餐厨垃圾成为关注的焦点。乳酸（LA）作为一种重要的有机酸广泛应用于食品、化工等领域。在微生物发酵产乳酸机理及餐厨垃圾发酵制备乳酸工艺发展的基础上,综述了菌种、碳源和氮源、pH值等重要因素对餐厨垃圾发酵产乳酸的影响,并分析了发酵液中乳酸分离提纯技术的发展现状,展望了今后餐厨垃圾发酵产乳酸技术研究与应用的重点和难点。     

原料对碳热还原法合成氮化铝粉末的影响

以氧化铝、碳黑、硝酸铝、葡萄糖为原料,采用2种不同的工艺制备了氧化铝-碳黑和硝酸铝-葡萄糖2种体系的原料混合物,研究了原料的种类对氮化铝粉末合成反应的影响.研究结果表明以氧化铝和碳黑为原料时,氮化反应过程中只出现了α-Al2O3和AlN相,该原料体系反应速度较慢,在温度为1650 ℃时氮化3～5 h才能实现完全氮化;而以硝酸铝和葡萄糖为原料时,氮化反应过程中相变较复杂,出现了γ-Al2O3,α-Al2O3,AlON和AlN相,该原料体系反应速度较快,1550 ℃时仅需1～2 h便可实现完全氮化;不同的起始原料不仅可以影响反应速度,还对粉末的粒度有较大影响,以氧化铝和碳黑为原料合成的氮化铝粉末的平均粒度约为0.7 μm;而以硝酸铝和葡萄糖为原料合成的氮化铝粉末的平均粒度约为0.1 μm.     

孔碳材料制备的研究进展

综述了近年来利用模板法及碳化生物质原料法制备孔碳材料的进展,总结了各种方法的特点及活化的应用,指出了目前存在的问题,并对未来发展趋势进行了展望.     

离子液体中合成介孔材料的研究进展

离子液体作为一种新型的绿色环保溶剂,在介孔材料合成中的应用引起越来越多研究者的关注.目前,已经利用离子液体为模板合成出介孔SiO2、TiO2和Al2O3等多种介孔材料.与传统的表面活性剂相比,离子液体在合成过程中体现出很多优势,为介孔材料的合成开辟了一条新的途径.综述了离子液体在介孔材料合成中的研究进展.     

微生物发酵转化黄芩苷生成黄芩素的研究

葡萄糖醛酸酶的菌株HQ10,能够以黄芩为底物,通过发酵将黄芩中的黄芩苷转化为黄芩素. 通过对发酵条件进行优化,黄芩苷转化率近于92%. 发酵产物经TLC、HPLC、质谱等方法检测确定为黄芩素.     

微生物发酵转化芦丁制备槲皮素的研究

用本实验室筛选得到的一株黑曲霉以芦丁为底物进行液态发酵,以达到将芦丁转化为槲皮素的目的.采用正交实验法对液态发酵培养基及发酵条件进行优化,得到最佳发酵条件为:芦丁3%,NaNO_3 0.3%,K_2HPO_40.1%,MgSO_40.05%,KCl0.05%,FeSO_40.01%;pH=6;装液量20%,接种量20%,培养条件为35℃,200 r/min.在此条件下,芦丁的转化率为97.78%,槲皮素的得率为90.39%.采用正交实验法优化槲皮素的提取条件,得到最佳提取条件为酒精浓度60%,料水比1:6,温度60℃,提取4次,每次60min.在此条件下,槲皮素的提取率为95.37%.对提取得到槲皮素粗品进行热水沉淀,最终得到纯度为97.12%的槲皮素.     

食用花椒油化学成分的GC-MS分析

用超声波辅助提取法从花椒籽核和壳中提取花椒油,用GC-MS联用仪对不同材料中提取的花椒油的化学成分进行了分析.实验结果表明：用超声辅助法从花椒籽核和皮中提取的油的提取率分别为7.8%和6.74％.成分分析表明花椒籽核和皮中提取的油化学成分差异很大.用极性溶剂提取时,籽核油主要成分是烯烃,烯烃含量占总含量的48.73％,油中未检出麻辣酰胺物质.花椒籽壳油主要成分是羧酸和羧酸酯,含量占总含量的66.45％,其中酰胺类物质含量为3.84％.