地下水原位修复过程中微生物群落结构的变迁

针对主要受三氯乙烯（TCE）和二氯乙烯（DCE）污染的地下水,将复合药剂注入地下,在缺氧/厌氧条件下,经30 d的修复,可以使TCE完全去除,同时使DCE浓度降至风险控制值以下.注药前,地下水中变形菌门（Proteobacteria）的相对丰度高达95.44%.注入复合药剂后,厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度增至53.45%.同时,具有TCE和DCE降解功能的梭菌属（Clostridium）和毛球菌属（Trichococcus）在复合药剂的刺激下富集,其相对丰度从0分别增加到35.17%和14.00%,成为了新的优势菌属,使受污染的地下水得到有效修复.热图分析表明,复合药剂对TCE和DCE降解微生物的生长繁殖起到了促进作用.通过分析地下水中微生物群落结构的变化可以间接评估地下水的修复效果.     

单层Si3N作为钠/钾离子电池的高容量阳极材料的可行性研究

采用密度泛函理论(DFT)研究了二维单层Si₃N作为离子电池阳极材料的相关性能.零带隙能带结构表明,单层Si₃N具有金属特性,金属的高导电能力有利于其作为阳极材料.计算结果表明,单层Si₃N对于钠和钾的理论容量分别为1 230 mAh·g^-1和889 mAh·g^-1.与此同时,该材料对钠和钾的理论能量密度分别为1 090 mWh·g^-1和576 mWh·g^-1,高于之前一些报道的二维阳极材料.此外,钠、钾原子在单层Si₃N上的扩散势垒分别为0.30,0.38 eV,表明该材料具有非常高的充放电速率,且在吸附过程中,Si₃N一直保持着良好的金属特性和结构完整性,这些性质使其具有良好的电池工作循环性能.以上结果表明,单层Si₃N是理想的钠/钾离子电池阳极材料.     

城市污水处理厂典型气体污染物产生特性研究

研究了某城市污水处理厂格栅间、曝气池、污泥浓缩池和污泥脱水间四个不同功能区产生的典型恶臭和微生物气溶胶气体污染物浓度及分布特性。研究结果表明,不同功能区产生的硫化氢和氨浓度存在显著性差异,其中产生浓度最高的区域是污泥浓缩池和污泥脱水间,其次是曝气池上空,最低的是格栅间。不同功能区产生的空气异养细菌和真菌浓度也存在差异,尤以曝气池产生的异养细菌和真菌浓度最高,其次是污泥脱水间和格栅间,浓度最低的区域为污泥浓缩池。依据相关恶臭和空气微生物评价标准,该污水厂不同功能区产生的恶臭物质、异养细菌和真菌微生物气溶胶气体污染物大都存在不同程度的污染。同时,不同功能区产生的可吸入人体上呼吸道和进入肺部的异养细菌和真菌粒子均占一定比例,存在一定的微生物风险。     

氯化钙水型油藏内源微生物激活剂研究

应用最大可能数法(MPN)和高通量测序分析新疆油田氯化钙水型油藏产出液中微生物群落结构。应用离子色谱分析了油藏地层水的离子组成,确定了激活内源微生物的基础及目标。确立以原油乳化效果、激活后烃氧化菌浓度为筛选激活剂的主要指标,进行了内源微生物激活剂的筛选。在单因素实验筛选最佳碳源、氮源和磷源后,采用均匀设计优化了激活剂组分含量,并进行了激活效果评价实验。实验结果表明:优化的激活剂激活地层水中内源微生物后,原油乳化效果明显,提高功能菌群烃氧化菌等菌浓5~6数量级,而硫酸盐还原菌被明显抑制;同时微生物群落结构发生明显改变,细菌生物多样性有所降低,实现了对Pseudomonas、Bacillus、Stenotrophomonas、Pusillimonas和Acinetobacter等常见采油功能菌的高效激活。     

微生物油藏反应动力学模型的构建

为更深入了解微生物提高原油采收率机理,建立起有实验支持的微生物油藏反应动力学数学模型,从蒙古林油田水样筛选得到的一株能以烃类为唯一碳源高产生物表面活性剂鼠李糖脂的烃降解菌wj-1(经鉴定为铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa),在模拟油藏环境条件下,以石油为唯一碳源对其进行反应动力学研究,基于Logistic方程、Luedeking-Piret方程和物质守恒方程建立了该采油微生物在油藏中的菌体生长、产物合成和营养基质消耗动力学模型,并通过Origin 8.0软件对模型进行非线性拟合,得出了模型参数,经验证,模型预测值与实验值拟合度较高,表明所建立的模型能较好的描述及预测采油微生物在油藏中的反应动力学过程。     

光电与微生物结合的生物杂化光合体系生产聚β-羟基丁酸酯的研究进展

人工光合系统具有较高的光吸收率,但难以合成具有高附加值的化合物.微生物则可以利用自身的促进自我修复与复制、具有高特异性的生物酶催化合成各种高分子化合物.生物杂化光合体系结合两者优点,为化学品的合成提供了一条清洁高效、经济、可持续的发展途径.近年来,有科学家利用生物杂化光合体系生产生物可降解材料聚β-羟基丁酸酯,取得了初步成效.以下从光催化剂协同微生物杂化光合体系和微生物电合成体系两个方面,介绍了生物杂化光合体系生产聚β-羟基丁酸酯的研究进展,研究了利用该体系生产聚β-羟基丁酸酯的现存问题,并对其未来发展方向进行了展望.     

数据驱动的锂离子电池全生命周期状态参数评估

机器学习作为人工智能核心技术之一,通过对当前数据的学习找出复杂问题之间的关系而被广泛应用,机器学习作为研究锂离子电池状态参数估计的新技术,相关报道也层出叠见.本文首先回顾了传统模型中的电化学模型和等效电路模型在电池状态估计的研究进展;然后基于这些模型当前的局限性,回顾、分析、比较了不同机器学习模型在电池状态参数估计中的应用进展及取得的成绩;最后指出了当前基于数据驱动的人工智能方法在锂离子电池状态参数评估过程中所面临的问题,并对未来发展提出了建议.     

燃料电池混动汽车能量管理策略研究

【目的】能量管理策略（EMS）是燃料电池汽车能量控制的核心策略,一个优秀的能量管理策略能大幅度提高燃料电池的经济性与耐久性,有许多基于创新算法的能量管理策略被不断提出。【方法】本研究以燃料电池汽车（FCEV）为研究对象,将能量管理策略分为基于规则和基于优化两大类,分析每个分类下各种能量管理策略的优缺点。【结果】在对每种分类下的能量管理策略的表现分析后发现,当前燃料电池混动汽车使用的基于规则能量管理策略还有较大的改善空间。【结论】未来其将会被以智能优化算法为导向的能量管理策略所替代。     

钛酸铜锂纳米粒子的制备及其电化学性能研究

采用静电纺丝和热处理技术成功制备了新型锂离子电池负极材料钛酸铜锂(Li2CuTi3O8)纳米粒子.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DTA)、循环伏安法(CV)、恒流充放电和电化学交流阻抗(EIS)等测试手段对材料的形貌、结构、物相及电化学性能进行了表征和研究.结果表明所制备的Li2CuTi3O8纳米粒子具有良好的立方尖晶石结构,粒度分布均匀,粒径约为100～200nm.充放电测试显示,当电流密度为25mA g-1时,Li2CuTi3O8纳米材料的首次可逆容量为245.3mAh g-1;且该电极在50,100,200,500,1 000mA g-1的电流密度下循环10次后,放电比容量分别为189.2,186.1,176.9,152.2,127.5mAh g-1当电流密度再回到25mA g-1时,比容量仍然可达到228.6mAh g-1,该材料显示出良好的循环稳定性和倍率性能,有望成为锂离子电池新型负极材料.     

微生物脱氮技术及控制方法

控制污水中氮、磷的排放,对于防治水体中富营养化现象是十分重要的.介绍了A/O法脱氮的微生物学原理, 分析了影响其效率的主要因素, 提出了废水处理实践中的可行性应对方法.