生物燃料电池处理生活污水同步产电特性研究

以某生活污水处理厂缺氧池活性污泥为接种体,以葡萄糖为模拟生活废水,构建双室型微生物燃料电池。利用微生物燃料电池(MFC,Microbial fuel cell)实现生活废水降解与同步产电。研究基质降解动力学及温度对MFC电极过程动力学的影响,明确微生物电化学活性、阳极传荷阻抗、阳极电势、电池产能之间的关系,考察库伦效率及COD去除率。研究结果表明,电池功率输出与基质浓度关系遵循莫顿动力学方程:P=Pmaxc/(ks+c),其中,半饱和常数ks为138.5 mg/L,最大功率密度Pmax为320.2 mW/m2。葡萄糖浓度较小时,反应遵循一级动力学规律:-dcA/dt=kcA,k=0.262 h-1。操作温度从20℃提高到35℃,生物膜电化学活性不断提高,传荷阻抗从361.2Ω减小到36.2Ω,阳极电极电势不断降低,同时,峰值功率密度从80.6 mW/m2提高到183.3 mW/m2。45℃时,产电菌活性降低,峰值功率密度减小到36.8 mW/m2。葡萄糖浓度为1 500 mg/L,温度为35℃时,MFC电化学性能最佳,稳定运行6 h后库伦效率为44.6%,COD去除率为49.2%。     

硅晶体表面石墨烯褶皱形貌的分子动力学模拟研究

本文利用分子动力学的方法和模拟退火技术从原子尺度分析研究了Si (100), Si (111)和Si (211)表面单原子层石墨烯的褶皱形貌及其演化特点. 研究表明, 分别置于Si晶体的三种不同原子表面的石墨烯都展现出原子尺度的褶皱形貌. 石墨烯与Si晶体表面原子的晶格失配是引起石墨烯褶皱的主要原因. 研究发现, Si晶体表面石墨烯的褶皱形貌强烈的依赖于退火温度. 石墨烯的褶皱形貌还将直接影响其在Si晶体表面的吸附稳定性. 这些研究结果有助于人们认识基于Si晶体衬底的石墨烯的结构形貌及其稳定性, 为石墨烯的进一步应用提供理论参考.     

侧链为端羧基聚乙二醇的梳形聚氨酯的合成与表征

以L-赖氨酸、乙二胺和端羧基聚乙二醇(PEG)为原料合成一种带聚乙二醇侧链的二元胺扩链剂(Lys-NH-PEG),然后以4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和Lys-NH-PEG为硬段,聚碳酸酯二醇(PCD)为软段,制备一种含端羧基聚乙二醇侧链的梳形聚氨酯.对所合成聚氨酯材料进行傅立叶变换红外光谱(FTIR)、氢核磁共振谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)测试,测试结果表明得到了目标聚合物.该聚合物能在水中形成胶体,并能化学接枝白蛋白,表明所合成的聚氨酯的PEG侧链端羧基具有反应活性.这种具有可反应性的聚氨酯为进一步接枝生物分子以提高生物相容性提供了广阔的空间.     

基于特征值分析的正癸烷骨架和总包简化机理

使用基于特征值分析的骨架简化方法对由118 个组分和527 个反应构成的正癸烷详细机理进行了简化,获得了一个由70 个组分、327 个基元反应组成的骨架机理; 采用基于特征值分析的计算奇异摄动(CSP)简化方法对骨架机理进行进一步简化,得到一个38 组分、34 步的总包简化机理. 通过对简化机理、骨架机理和详细机理的对比发现,简化机理和骨架机理能够很好地再现详细机理的特性,并能够描述正癸烷的主要燃烧特性,为进一步实现耦合化学反应动力学与流体力学的工程计算,提高计算效率提供了可用的燃烧模型.     

一种萘并吡喃化合物的合成及其工艺研究

本文以4,4'-二甲氧基二苯甲酮、苯乙酮和呋喃甲醛为原料,采用新的路线,6步反应合成了一种新型萘并吡喃类化合物,借助核磁共振、质谱等检测手段对最终产物的结构进行了结构表征,并对其反应条件进行优化,提高了反应收率,最后应用紫外-可见吸收光谱对目标产物在不同溶剂中的光致变色性质进行了初步探索研究。     

聚乙二醇改性壳聚糖作为小分子药物载体的研究进展

壳聚糖具有抗菌、抗氧化、增强胶凝特性以及可作为生物活性分子的微型或纳米载体等优点,因此其化学改性和应用近年来受到广泛关注。然而,壳聚糖既不溶于有机溶剂也不溶于水,极大地限制了它的应用。在改性的壳聚糖中,聚乙二醇化壳聚糖不仅能保持壳聚糖的优点,还能提高水溶性,并能有效运输生物活性分子。因此,本文总结了2008-2012年聚乙二醇化壳聚糖作为紫杉醇、阿霉素、5-氟尿嘧啶等小分子载体的最新进展,为今后聚乙二醇化壳聚糖的研究提供有益参考和理论依据。     

微波消解–ICP–OES法测定陶土中铅和镉含量

建立微波消解–ICP–OES法测定陶土中铅和镉含量的方法。采用氢氟酸–硝酸作为消解液,微波消解法处理样品,消解液定容后直接进入耐氢氟酸的进样系统,用ICP–OES法测定陶土中重金属铅和镉的含量。结果表明,Pb和Cd检出限分别为0.027μg/m L和0.011μg/m L,回收率分别为90.5%~98.8%和95.0%~98.4%,测定结果相对标准偏差分别为1.38%和2.17%(n=7)。该方法具有快速、准确、灵敏度高等优点,适用于陶土中铅和镉含量的检测。     

一种具有ESIPT和AIEE荧光探针的合成及对Zn2+的识别

利用2-氨基苯并噻唑和5-甲基-2-羟基间苯二甲醛合成了一种具有聚集荧光增强性质的简单高效的荧光探针M,通过~1H-NMR、~(13)C-NMR表征了其结构。探针M在545 nm处有最大吸收峰,在甲醇∶水(7∶3)的体系下,向探针M中加入金属阳离子,发现只有加入Zn~(2+)时,表现出明显的荧光增强且发射波长发生明显的蓝移现象,在495 nm处出现最强吸收峰,检测限为9.638×10~(-6 )M,具有较高的灵敏度和良好的识别效果。     

现代数字物理教学连载④——工科基础量子教学中如何发挥数字化技术的作用

介绍了如何运用数字技术的三维表现手法和能力以及数值计算与模拟功能来深化量子理论的基本概念与基础内容的教学,充实了量子理论实际应用的教学内容.     

附:钟锡华先生的来信

《大学物理》编辑部: 读了贵刊本年度第二期首篇论文--《平面透射光栅的菲涅耳衍射》一文,笔者颇有感触,兹发表3点评述如下.