应用一种无膜生物电化学系统还原冶铋废水中Cu(Ⅱ)的研究

考察了将一种放大的无膜生物电化学系统(Membrane-free Bioelectrochemical Systems,MF-BES)应用于阴极还原实际铋冶炼废水中Cu(Ⅱ)的可行性.在选定的预处理条件下(pH=2.47-3.27),废水中Fe3+沉淀分离的去除率最高达到(99.60±0.04)％,同时Cu2的损失率可控制在(9.31±0.06)％.循环伏安分析显示,酸性废水(pH=2.0)中的Fe3+/Fe2+等离子使Cu(Ⅱ)/Cu(Ⅰ)的还原峰负向移动,干扰铜还原反应的发生,加大了铜还原的难度.以含铜的铋冶炼工艺废水作为阴极液,Cu(Ⅱ)还原去除过程为一级动力学反应(R2 =0.985).120h内,MF-BES中的总铜质量由(87.56±4.38)mg降至(0.74±O.04)mg,去除率大于99％,出水含铜浓度(T[Cu] =0.15rmg/L)符合国家污水综合排放(GB8978-1996)一级标准.Cu(Ⅱ)被还原为晶体单质Cu,Cu2O和CuCl,并沉积在阴极板上.     

一种含铜固体电极在新型无膜生物电化学系统中的应用研究

采用壳聚糖修饰电极吸附溶液中Cu(Ⅱ)制得含铜固体电极,将其用做新型无膜生物电化学系统(MACMCB)阴极。研究固体电极Cu(Ⅱ)质量和外阻对MACMCB电压的影响。结果表明,系统电压与含铜固体电极Cu(Ⅱ)质量及系统外阻正相关,最大输出电压达0.6346 V。该系统Cu(Ⅱ)还原效率高于92.75%,表明Cu(Ⅱ)做电子受体得电子能力强,Cu(Ⅱ)几乎被全部还原。MACMCB与微生物燃料电池(MFC)的效率对比结果表明,在一定时间内,MACMCB在底物降解效率和产能输出方面明显优于MFC,推荐含铜固体电极更换时间为10~30小时。含铜固体电极中Cu(Ⅱ)主要以Cu SO4分子形式存在,放电后Cu(Ⅱ)的主要还原产物为单质Cu,含少量Cu2O,另外掺杂部分Cu元素的磷化物和氯化物沉淀。     

聚苯胺/气相生长的碳纤维复合材料的制备及其在微生物燃料电池中的应用研究

用原位化学氧化聚合的方法合成聚苯胺/气相生长的碳纤维的复合材料, 采用SEM, FTIR和TGA对聚苯胺/气相生长的碳纤维复合材料的微观形貌、结构和热稳定性进行测定。SEM结果显示, 聚苯胺/气相生长的碳纤维复合材料属于纳米级别, 形貌与气相生长的碳纤维类似, 推测苯胺的聚合作用发生在碳纤维的表面。FTIR结果显示聚苯胺与复合材料具有相似的图谱, 进一步证实聚合作用发生在碳材料的表面, 聚合过程中未产生新的键合作用。将复合材料作为阴极催化剂修饰到碳布的基底电极上, 修饰量为5 mg/cm², 结果表明复合材料修饰的微生物燃料电池的功率密度最大值为299 mW/m², 比未修饰的燃料电池提高6.5倍。电化学阻抗谱图较好地符合Nyquist模型, 并给出等效电路图。聚苯胺/气相生长的碳纤维复合材料可以作为一种廉价且性能优良的阴极氧气还原反应催化剂。     

黄土地区海绵城市建设中一种雨水收集系统的开发研究

随着城镇化建设步伐的加快,城市面临着诸多水灾害问题,针对黄土地区海绵城市建设内容,设计了一种路面雨水收集系统.根据透水混凝土路面的坡度和粒径均匀程度,确定了透水混凝土层过水能力的计算公式,采用试验和Fredlund & Xing模型预测的方法建立了黄土渗透系数与含水率之间的关系,并通过GeoStudio VADOSE/...     

一种新型磁性壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶球的制备与性能研究

以海藻酸钠水凝胶为骨架, 结合壳聚糖和磁性Fe₃O₄, 开发出一种新型的磁性壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶球(MCSB)制备方法, 并通过正交试验和单因素实验, 探究不同制备条件对复合凝胶球制备效果的影响, 确定最优制备条件: CaCl₂浓度为2.5 g/L, 海藻酸钠浓度为24 g/L, 壳聚糖添加量为5 g/L, 磁流体添加量为4.64 g/L。制备出的凝胶球表面光滑, 大小均匀, 纯黑色, 呈球形, 直径在2 mm左右, 具有顺磁性。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、同步热分析(TGA)等手段对凝胶球进行表征。结果表明, MCSB的热稳定性良好, 凝胶球表面的活性基团主要有羟基、氨基、羧基等。吸附性能实验表明, 当MCSB用量为20 mg时, 对40 mL 25 mg/LCu²⁺溶液的吸附去除率为78.13%, 表明磁性壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶球是一种制备简单、效果良好的新型复合吸附剂。     

两种赤潮藻对汞富集和甲基化影响的研究

研究塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarens)和锥状斯式藻(Scrippsiella trochoidea)两种赤潮藻对海水中汞的富集和甲基化的影响, 探讨赤潮藻对硫铁还原地杆菌 Geobacter sulfurreducens PCA (G. sulfurreducensPCA)汞生物甲基化的抑制作用。实验结果表明, 不同种类藻对汞的耐受性不同, 高浓度HgCl₂ (≥25 μg/L)抑制锥状斯式藻的生长, 而对塔玛亚历山大藻的影响较小。两种藻均可有效地富集无机汞, 但直接进行汞甲基化的效果不显著。FTIR分析发现, 藻细胞表面分泌的大量羧基、氨基和羟基等官能团是富集汞的主要位点。汞-藻-菌实验中, 当HgCl₂初始浓度为10 ug/L时, G. sulfurreducens PCA驱动的汞生物甲基化效率可达 (6.38±0.4)%, 在G. sulfurreducens PCA与塔玛亚历山大藻共存的实验组中, 汞甲基化效率为 (1.04±0.44)%,G. sulfurreducens PCA与锥状斯式藻的实验组中汞甲基化效率低至 (0.76±0.05)%, 两种赤潮藻的加入抑制了G.sulfurreducens PCA的汞生物甲基化。     

降钙素受体药物靶点区域的表达、复性及鉴定

本实验截取了人降钙素受体N端胞外结构域涉及药物靶点的第20~160位氨基酸残基区域对应的编码序列,根据大肠杆菌偏爱密码子优化后,人工合成相应的基因,运用分子克隆技术将所合成的基因克隆到pET22b(+)载体,重组质粒转入大肠杆菌BL21(DE3)中原核表达.结果表明,Nt-CTR蛋白质以包涵体形式表达,所得包涵体蛋白质通过高效的复性方法,最终得到了大量纯化的可溶性Nt-CTR蛋白质.融合蛋白质通过Western-Blot鉴定表达正确.本研究为CTR的结构研究和CTR相关疾病的药物筛选提供了基础.     

磁性CoFe2O4/g-C3N4复合纳米材料对环丙沙星的光催化降解研究

制备一种可回收的磁性复合纳米光催化材料CoFe2O4/g-C3N4,并对其表面形貌、元素和化学组成、比表面积、官能团特征和晶体结构进行表征与分析.以环丙沙星(CIP)为代表性污染物,在不同温度(300℃,400℃和500℃)和复合比例(CoFe2O4:g-C3N4=10％,20％和40％,w/w)条件下,考察磁性CoF...     

一株氢氧化细菌的生长条件及其对不同氮源利用的研究

从污水处理厂活性污泥中成功地筛选出一株自养型氢氧化细菌(Hydrogen-oxidizing Bacterium,HOB),命名为Rhodoblastus sp.TH20.以模拟氨氮(NH4+-N)废水作为培养基,该菌株能够以H2为能源,CO2为碳源,其最适宜的生长条件为25℃、160 rpm和pH=7.0.当初始NH...     

负载零价铜的纳米多孔碳材料催化氧化罗丹明B的研究

以铜基MOF (HKUST-1, [Cu₃(BTC)₂], BTC为1,3,5-苯三甲酸)为模板, 利用一步碳化法制备负载零价铜的纳米多孔碳材料NPC@Cu。以此 NPC@Cu为催化剂, 活化过一硫酸氢钾(PMS), 在常温常压下异相催化氧化处理模拟的偶氮染料废水。采用电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行表征, 并研究反应过程中催化剂投加量、氧化剂投加量和初始pH值对降解效率的影响。实验结果表明, 在催化剂用量为0.1 g/L, PMS浓度为2.00 mmol/L, pH值为7的条件下, 反应进行45分钟后, 浓度为0.10 mmol/L的RhB降解率可达到 100%。通过自由基捕捉实验, 证明体系中存在SO₄^–·和·OH两种自由基,表明NPC@Cu是一种性能良好的催化材料。