基于XPS对硫铁矿去除SeO2-3的机理研究

硒是动植物及人体生长必需的十五种微量元素之一，具有清除体内自由基、抗氧化、增强免疫力等功能，但其安全剂量的范围却很窄。利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对湿法球磨制备的硫铁矿形貌进行了表征。SEM观测发现加乙醇助磨后的硫铁矿为粒径大小较均匀的球形颗粒团聚体，粒径范围在17～200 nm之间，平均粒径138 nm。XRD衍射图谱中的特征峰与FeS₂衍射图谱中各峰位置基本一致，因此判定硫铁矿中主要化学组分为FeS₂，且图谱中基本没有杂峰，表明制备过程中并未混入杂质，样品纯度较高。实验结果表明，该法制备的硫铁矿具有颗粒粒径小、比表面积大、反应活性高等优点。研究中利用X射线光电子能谱仪（XPS）对硫铁矿去除水体中SeO2-₃的机理进行了研究。研究结果表明, （1）在较为广泛的实验pH范围（pH 2.2～11.5），硫铁矿均能有效去除水体中SeO2-₃，去除效率（除pH值7.8以外）均达到90%以上；（2）硫铁矿与SeO2-₃发生反应后，其主要组成元素的XPS特征峰结合能有所减小，表明硫铁矿表面发生了一定化学变化；（3）酸碱环境下硫铁矿去除SeO2-₃的机理不完全相同，酸性环境下，硫铁矿对SeO2-₃的去除是单纯的氧化还原过程，即硫铁矿中被酸活化的S2-₂将SeO2-₃还原为单质Se(0)，并且酸性越强，SeO2-₃去除效果越好；碱性环境下，SeO2-₃的去除过程中氧化还原与络合反应并存，硫铁矿表面有络合态Fe(OH)SeO₃和单质Se(0)两种存在形态，且碱性越强，络合态Fe(OH)SeO₃含量越高。以上研究结果为硫铁矿去除固定水体和土壤中以SeO2-₃为代表的可变价金属阴离子提供重要理论依据和应用基础。     

抗坏血酸电化学传感研究进展

抗坏血酸是维持人体正常功能的必需生物小分子物质,间接或直接地参与众多人体关键的生物反应过程。电化学检测抗坏血酸具有响应时间快、灵敏度高和操作简单等众多优势,是近些年传感研究的热点。本文系统介绍了安培型电化学传感器的工作原理,综述了近年来抗坏血酸电化学传感的研究进展。基于不同材料构建的抗坏血酸传感器的性能,结合各传感材料的性质,对其传感优缺点进行了分析与总结,最后对抗坏血酸电化学传感的发展方向和趋势进行了展望。     

纳米二氧化钛-高锰酸钾协同光催化氧化体系快速测定化学需氧量

以纳米TiO2-KMnO4协同光催化氧化体系为基础,结合分光光度法建立了一种快速测定水样中化学需氧量(COD)的简便方法。本方法具有线性范围宽、抗氯离子干扰能力强等优点。在选定的最优条件下,线性范围为0.1~320mg/L;当氯离子含量在1500mg/L以内时,相对误差小于5%。此方法适用于污染程度低的自来水、地表水或中等污染程度的工业废水中COD值的快速测定。     

微生物燃料电池

微生物燃料电池 (Microbial Fuel Cells,MFCs) 是一种利用微生物作为催化剂,将燃料中的化学能直接转化为电能的装置。本文首先简要介绍了MFCs 的发展简史和基本原理,针对MFCs 产电性能低的现状,分别从产电微生物、电池结构、质子交换膜(PEM)、电极以及电解液等方面着重综述了近几年有关提高MFCs 产电性能的研究进展。最后介绍了关于MFCs 的另一些有趣的研究方向：植物MFCs,生物阴极MFCs,以及污水脱氮和有毒废水处理。     

基于金属钴配合物的均相光催化还原二氧化碳研究进展

本文综述了自20世纪80年代以来基于钴配合物的均相光催化二氧化碳还原研究成果,以钴配合物催化剂的结构分类并结合时间顺序回顾了近四十年来该领域的发展轨迹,重点总结了用于光催化二氧化碳还原研究的金属钴配合物的结构、催化活性以及光催化体系的构成等特点,分析了该领域面临的挑战并展望了未来的发展方向。     

Cu(OH)2/TiO2复合型纳米光催化剂的制备及其光催化性能

利用沉淀法制备了用表面包覆Cu（OH）2的纳米TiO2光催化剂，以甲基橙为待降解的模型化合物，研究了Cu（OH）2的包覆量、光催化剂的用量、pH值等因素对Cu（OH）2／TiO2复合纳米光催化剂的光催化性能的影响。结果表明，当Cu（OH）2的包覆量为0.05％（铜、钛原子百分比）时，该催化剂的光催化效率最高，约为未改性TiO2光催化剂的6倍，且在比较宽的pH范围内（3.0～7.0）均具有较高的催化活性和较强的矿化能力以及较长的使用寿命。     

利用黄铁矿去除地下水中Se(Ⅳ)污染的XPS分析

硒是生物生长所需的微量元素,但是过度摄入对人体是有害的。主要利用X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)分析了湿法制备的黄铁矿去除水中Se(Ⅳ)的产物形态。利用X射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)对湿法球磨制备的黄铁矿进行了表征。XRD图谱表明该法制备的黄铁矿纯度较高,图谱中除了FeS₂特征衍射峰外基本没有杂峰;SEM观测发现处理后的黄铁矿颗粒形状接近球形,尺寸在80～180 nm范围内。上述相关表征结果表明,湿法球磨制备的黄铁矿具有颗粒粒径更小、比表面积更大、反应活性更高等优点。实验结果表明, 在12 h反应时间内, 该法制备的黄铁矿颗粒对初始浓度为20 mg·L-1的Se(Ⅳ)去除效率达到95%。对该组实验数据进行动力学拟合,其结果满足准一级动力学方程, 表观反应速率常数k_obs为0.26 h-1。XPS分析得到如下结论：(1)反应后黄铁矿中铁和硫的结合能均有所降低,即黄铁矿表面出现了新价态的铁元素和硫元素;(2)在反应后的黄铁矿表面有新形态的硒—Se(0)形成,同时也检测到了Se(Ⅳ)形态,但Se(0)的含量占主导优势。由此推测,黄铁矿去除水体中的Se(Ⅳ)以氧化还原为主, 同时伴随着吸附反应。该结果对于利用黄铁矿去除水体中具有高毒性的Se(Ⅳ)具有重要的理论意义和实际应用价值。     

气相色谱/质谱在不同种类硫酸盐还原菌的鉴定中应用探讨

采用气相色谱／质谱联用技术分析和鉴定吉林、长庆、胜利、新疆宝浪和江汉油田的硫酸盐还原菌（ｓｕｌｆａｔｅ－ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｂａｃ６ｅｉａ,ＳＲＢ）代谢产物,利用透射电镜分析和观察五油田ＳＲＢ的形貌。结果表明,吉林、长庆、胜利、新疆宝浪ＳＲＢ呈杆状,培养基中的代谢产物主要以丙酸为主,江汉油田的ＳＲＢ呈弧状,培养基中的代谢产物主要以苯甲酸为主。该技术为油田提供了一种鉴定ＳＲＢ代谢产物判别其种类的快捷准     

稀土铈对铝合金LY12CZ微生物腐蚀行为的影响

采用紫外分光光度法（UVS）、最大可能数法（MPN）、循环阳极极化法、电化学阻抗谱（EIS）和表面荧光显微法（EFM）研究了不同含量稀土Ce³⁺离子对硫酸盐还原菌（SRB）生长及LY12CZ铝合金微生物腐蚀行为的影响.结果表明:低浓度的Ce³⁺离子能够促进SRB生长,而高浓度时则抑制其生长;循环阳极极化曲线表明,稀土Ce³⁺离子的加入使铝合金LY12CZ的点蚀敏感性降低;电化学阻抗谱表明,在纯培养基中,随稀土Ce³⁺离子浓度的增大,铝合金耐蚀性增大.而在接种1%SRB的培养基中,当Ce³⁺浓度为0.376 mg·L^-1时,生长旺盛的生物膜与Ce³⁺间产生协同作用,增加了基体铝合金耐腐蚀性能.随着Ce³⁺浓度的增加,SRB生长受到抑制,不能形成致密的生物膜.此时SRB的存在促进铝合金腐蚀,显著减弱Ce³⁺对基体铝合金的保护作用.