基于膜分离技术的生物聚合铁的制备

开展基于膜分离技术优化反复序批式工艺制备生物聚合铁（BPFS）的技术研究。考察了应用聚偏氟乙烯中空纤维微滤膜（PVDF）对微生物的分离效果,Fe^2+的生物催化氧化速率,制备周期及膜的污染与处理的情况。研究表明,PVDF膜可有效分离微生物,显著提高原液中的生物量。在优化工艺的基础上,制备了全铁含量分别为60、80、100 kg·m^-3 BPFS,Fe^2+的生物催化氧化速率分别达到1.75、1.85、1.43 g·L^-1·h^-1,制备周期分别为15.5、21、40 h,比工艺优化前分别缩短了38%、42%、18%,反应液中的生物量达到10⁸ 个·ml^-1数量级。实验中发现,随着分离次数和全铁含量的增加,膜污染加剧,膜通量下降;采用0.2 mol·L^-1的草酸钠和0.2 mol·L^-1硫酸的混合溶液对PVDF膜进行清洗,可基本清除膜表面的污染物,满足分离要求。     

兼有离子和疏水缔合两种结构特性的聚丙烯酰胺的缔合性能

合成了新型的表面活性单体二甲基十四烷基（2-丙烯酰胺基丙基）溴化铵（DTAB）,并将该单体与丙烯酰胺在水溶液中自由基均相共聚得到了兼具离子基团和疏水基团的阳离子疏水缔合丙烯酰胺共聚物p(DTAB-co-AM)。通过表观黏度法和芘荧光探针法研究了DTAB含量、NaCl、十二烷基硫酸钠（SDS）和十六烷基三甲基氯化铵（CTAB）对共聚物缔合性能的影响。结果表明：当DTAB含量为0.3%(摩尔)时,共聚物呈盐增黏特性,在1%（质量）的盐溶液中,其临界缔合浓度由纯水中的0.15 g·dL^-1降至0.11 g·dL^-1;当DTAB含量小于0.3%（摩尔）时,仅在浓度大于5%（质量）的盐溶液中具有盐增黏特性。该共聚物与SDS作用,在疏水缔合和静电吸引两种作用下,缔合后体系的黏度最大可增加136倍,由缔合前的12 mPa·s增加到1634 mPa·s,而与CTAB作用,由于只有疏水缔合作用,缔合强度较弱黏度增加不大。     

臭氧强化电絮凝处理直接耐晒大红4BS模拟染料废水

采用臭氧强化电絮凝法处理直接耐晒大红4BS模拟染料废水，研究了染料脱色的影响因素及其COD_Cr去除动力学。考察了电流密度、溶液初始pH 值、染料初始浓度、支持电解质浓度、反应温度和臭氧流量对臭氧强化电絮凝法处理4BS染料脱色效率的影响。结果表明，电流密度15 mA·cm^-2，pH值10.0，4BS染料初始浓度100 mg·L^-1，支持电解质浓度3000 mg·L^-1，臭氧流量06 L·h^-1，20 ℃下反应50 min后4BS脱色率达94％以上。COD_Cr去除符合拟二级动力学。     

酶法制备γ-D-glutamyl-L-tryptophan的动力学模型

以酶法合成γ-D-glutamyl-L-tryptophan (γ-D-Glu-L-Trp)为研究体系,采用D-谷氨酰胺为γ-谷氨酰基供体,L-色氨酸为受体,测定得到了转肽反应的米氏常数（K _m）为5.11 mmol·L^-1,催化常数（K_cat）为3.92 mmol·min^-1,γ-D-Glu-L-Trp的水解反应米氏常数（K′_m）为2.31 mmol·L^-1,催化常数（K′_cat）为1.46 mmol·min^-1。采用顺序反应机制建立了酶法制备γ-D-Glu-L-Trp的过程动力学模型,并进行了参数优化。经验证,所建模型可准确预测该体系中的反应进程,模型数值解与实验值的平均相对误差小于5%。     

硼掺杂金刚石膜电极电催化降解环己酮废水

采用循环伏安法、稳态极化法等对硼掺杂金刚石薄膜电极的电化学性能及电氧化降解含环己酮模拟废水的电极过程进行了研究,考察了电流密度、支持电解质浓度、起始环己酮浓度和pH值等因素对硼掺杂金刚石薄膜电极电氧化降解含环己酮模拟废水效果的影响。实验结果表明,硼掺杂金刚石薄膜电极能够对环己酮进行有效且稳定的降解,通过正交优化实验,得到较优工艺条件为阳极电流密度为5 mA·cm^-2,pH值为7,Na₂SO₄浓度为10 g·L^-1,起始环己酮浓度为20 mmol·L^-1,在该条件下COD去除率达92.95%,电流效率达80.81%,降解效果显著。     

铌酸光催化降解甲基橙溶液

以铌酸为光催化剂,在高压汞灯照射下,对模拟染料废水甲基橙溶液进行光催化降解,研究过氧化氢加入量、催化剂用量和甲基橙起始浓度对光催化降解的影响。结果表明,当甲基橙起始浓度为15 mg·L^-1、30%过氧化氢用量为5.0 mL·L^-1和催化剂用量为1.5 g·L^-1时,光照1 h,甲基橙溶液降解率达到97％,在较低浓度下,甲基橙溶液的光催化降解反应符合一级动力学方程。     

介质阻挡放电等离子体对茜素红溶液的降解

利用介质阻挡放电等离子体法对染料茜素红溶液进行降解。考察了放电间距、输入电压及溶液pH值对茜素红降解效果的影响，并通过测定放电过程溶液中活性粒子O₃的浓度，探讨了促使茜素红降解的主要因素。结果表明，高压电极与液面间距为8 mm、输入电压为8 kV时，降解效果较好。其中弱碱性环境下（pH=8.4）降解效果最好，40 min后茜素红浓度降为0.26 mg·L^-1，在弱酸性环境（pH=5.8）中处理45 min后，茜素红浓度为1.61 mg·L^-1，而在中性环境（pH=7.0）中降解效果较差，处理45 min后茜素红残留浓度为5.70 mg·L^-1。溶液中的O₃是推动氧化反应进行的主要因素。     

含CTAB-苦味酸的水/油/水体系的液膜振荡规律

研究了水（CTAB-正丁醇水溶液）/油（含苦味酸的硝基苯溶液）/水（葡萄糖水溶液）体系的液膜振荡。通过改变CTAB的浓度、苦味酸等协同物的浓度研究了振荡曲线的变化规律。研究显示,CTAB浓度在3 mmol·L^-1以上才有振荡，随着浓度的增加，振荡频率变小;随着苦味酸浓度的增加，振荡频率增大，但超过1.5 mmol·L^-1前期没有振荡;苦味酸和其他协同物还对振荡曲线的规律性和重现性具有明显的影响。首次测定了电流-时间振荡曲线，发现其与电势-时间曲线具有类似的趋势，表明在液膜振荡研究中也可以通过监测电流的变化来监测振荡体系。采用自制的直型玻璃管装置，操作方便，重现性好，测定振幅可达50～200 mV。     

液相沉淀法制备纳米TiO2及其光催化性能的研究

提出了一种以TiSO₄为前驱体的制备锐钛矿型纳米TiO₂的液相沉淀法。通过控制适宜的制备条件，可将Ti^4+的初始浓度提高到15 mol·L^-1。以丙烯酰胺的光催化降解为模型反应，考察了所制备TiO₂的光催化活性。与萃取沉淀法制备的TiO₂和工业催化剂相比，该法制备的TiO₂不仅产率高，而且催化活性较好。     

螺旋升流式反应器系统较长泥龄时运行效果及其流态释因

结合螺旋升流式反应器（SUFR）的特性，通过对比试验分析SUFR系统在较长泥龄时（主要在32 d左右）营养物去除的工艺特点。试验结果表明，SUFR系统（θ_c=32 d）出水COD和TN分别小于40 mg·L^-1﹑10 mg·L^-1，SUFR系统（θ_c=32 d）除磷率随着泥龄的延长有一定的下降,但出水TP一直稳定在1 mg·L^-1内， SUFR系统（θ_c=32 d）的SOUR值为10～18 mg·g^-1·h^-1。流态模拟结果表明，SUFR系统中单元反应器的推流流态容积利用率为63%。这说明SUFR系统反应器以活塞流为主要特征的流态特性有助于减轻较长泥龄对污水处理的负影响。该系统具有更宽的泥龄适宜范围。     

PS-PVA-CH塑料空心微球充D2

研究了激光惯性约束聚变靶用PS-PVA-CH三层塑料空心微球采用热扩散法高温高压充氘气技术。实验研究表明，对于直径300 μm、PS壁厚5～7 μm、PVA壁厚3～5 μm、CH层厚4～6 μm的塑料微球，50℃充气的平衡时间为20～40 h，70℃的平衡时间为7～12 h，90℃的平衡时间为2～4 h。在室温25℃时，微球的气体渗透系数为（3.0～4.2）×10^-19 mol·m^-1·s^-1·Pa^-1，对应的保气半寿命为28～37 h。对于参数接近的微球，如果充气时间相同，充气外压与微球内压基本呈正比。当外压达到6.0 MPa时微球开始出现破损。     

邻苯二酚2，3-双加氧酶在恶臭假单胞杆菌整细胞催化中的酶活检测方法

为了定量了解整细胞催化过程中关键酶酶活的变化,以恶臭假单胞菌mt-2为模式菌株,研究其在芳香族化合物降解途径中的关键酶——邻苯二酚2,3-双加氧酶（C23O）的简易检测方法。首先确立了以苯甲酸钠为唯一碳源的培养基,在优化培养条件下,达到了细胞培养和C23O同时诱导表达的目的。进而通过用磷酸缓冲溶液重悬细胞,并用分光光度法监测产物的生成速率（375 nm）,实现在整细胞的条件下,对C23O酶活进行快速准确的测量。在整细胞条件下,C23O的最适温度为35 ℃,最适pH 7.5,而在最适温度和pH下,酶与底物的动力学参数为Km=34.67 μmol•L^-1,Vmax=0.29 μmol•min^-1 •mg干细胞^-1。这些动力学参数与纯酶的相差两到三个数量级。另外通过在细胞悬液中加入0.1 g•L^-1 阳离子表面活性剂（DTAB）作用30 min后,能有效的消除细胞膜的空间障碍,增加细胞膜的通透性,从而使测量的酶活更接近于最大酶活。本研究为整细胞催化及微生物的环境修复过程中酶活的快速检测提出了简易可行的方法。     

有机电解液对锂离子电池合金型负极材料性能的影响

锂离子电池合金型负极材料的研究得到了广泛的关注,但是合金电极与电解液相互作用的研究非常少。本文采用电镀和热处理相结合的方法制备出Cu₆Sn₅合金薄膜电极,研究了各种电解液对电极性能的影响。研究结果表明,合金电极在LiN(CF₂SO₂)₂(LITFSI)为溶质的电解液中表现出比在常用的以LiPF₆作为溶质的电解液中更高的容量和更好的循环性能。合金薄膜电极在1mol·L^-1 LITFSI/EC∶DEC(1∶2)电解液中具有更小的反应电阻和更大的反应电流密度,锂离子在电极上插入和脱嵌的可逆性良好,反应电阻只有在1mol·L^-1 LiPF₆/PC电解液中的1/10。研究结果表明,乙烯碳酸酯(EC)由于在充放电过程中会形成固体电解质界面（SEI）膜,能大幅度提高材料的电化学性能,在锂离子电池中是不可或缺的。     

厌氧氨氧化固定床反应器脱氮性能和过程动力学特性

进行了厌氧氨氧化固定床反应器的运行性能试验,分析了其过程动力学特性。接种反硝化污泥,用模拟废水可成功启动该反应器。当进水总氮浓度为608 mg·L^-1,水力停留时间为2 h,总氮负荷为7.34 kg·m^-3·d^-1时,反应器获得最大基质去除速率6.11 kg·m^-3·d^-1。二级动力学模型和改进的Stover Kincannon模型均适用于非基质抑制状态下的厌氧氨氧化反应器过程模拟。Stover Kincannon模型动力学分析表明,这种反应器的最大基质去除速率可达12.4 kg·m^-3·d^-1,具有较大的脱氮潜能。     

缺氧胁迫影响硝化污泥活性的机理

硝化过程是废水生物脱氮的关键环节。为了研究缺氧胁迫对硝化活性的影响及其机理，采用分批培养法分别测定了经0、12、24 h缺氧滞留处理的污泥硝化活性、过氧化氢酶活性和过氧化物酶活性，以及这些硝化污泥抗氧毒（过氧化氢）性能。经过12、24 h缺氧处理后，污泥平均比氨氧化活性分别从0.894 mg N·(g MLSS)^-1·h^-1降为0.453、0.387 mg N·(g MLSS)^-1·h^-1，下降了46.8％、49.8％，平均比亚硝酸氧化活性也从0.761 mg N·(g MLSS)^-1·h^-1降至0.485、0.459 mg N·(g MLSS)^-1·h^-1，下降了36.3％、39.7％。试验结果证明，缺氧胁迫可降低污泥硝化活性，缺氧胁迫时间越长，硝化活性降幅越大，缺氧胁迫对氨氧化的影响大于亚硝酸氧化。缺氧胁迫可抑制硝化污泥的抗氧化酶活性，POD、CAT活性分别下降了10％、17％（12 h）和24％、21％（24 h），缺氧胁迫时间越长，抗氧化酶活性越低。缺氧胁迫可削弱硝化细菌的抗氧毒能力，引起硝化活性降低。