微生物燃料电池的研究进展

根据有无电子传递中间体的参与，微生物燃料电池可分为两大类：直接和间接微生物燃料电池. 简要介绍了其工作原理及发展历史，归纳了近年来国内外对这两种类型电池的研究现状，特别概括了直接微生物燃料电池的研究进展以及存在的问题和工作方向. 最后展望了微生物燃料电池的应用前景.     

采用熟化-浸出-萃取法从黄磷电炉电尘浆中提取镓

在硫酸、盐酸直接浸出镓实验的基础上,进行硫酸直接浸出镓的动力学模拟,研究一种利用浓硫酸恒温熟化预处理、以磷酸三丁酯（TBP）为萃取剂从黄磷电炉电尘浆中提取镓的方法。研究结果表明：镓浸出过程符合表面化学反应控制;提取镓的适宜实验条件是：当反应体系中硫酸浓度为6．5mol／L,液固比为3：2,200℃恒温熟化2．5h,然后于90℃水浴中搅拌浸出1．5h,镓的浸出率为90％左右;以TBP为萃取剂在6．0mol／LHCI体系中萃取镓,萃取率达99％;以1mol／LNaCl为反萃剂,在有机相与水相的体积比为2：1的条件下,反萃率在98％以上;经过进一步浓缩、纯化,可以获得含镓4．5g／L的富集物。     

串/并联微生物燃料电池的性能

以5个双室直接微生物燃料电池构建串、并联电池组,考察了电池不同运行阶段及不同底物和电子受体对电池组性能的影响. 结果表明,串、并联微生物燃料电池组可以提高工作电压、电流. 以氧气和铁氰化钾作为电子受体时,串联电池组的输出电压(输出功率密度)分别可达1.186 V (18.83 mW/m2)和1.417 V (51.51 mW/m2),并联电池组输出电流(输出功率密度)可达3 mA (22.66 mW/m2)和6.86 mA (65.22 mW/m2). 串联电池组中电池间的差异是出现电池反极的主要原因,内阻较大的电池易在工作电流较大时出现反极现象. 适宜的混联方式可以降低由内阻差异引起的能量损失,外电阻为30 W时,混联电池组输出功率密度(30.3 mW/m2)是串联电池组(6.58 mW/m2)的4倍.     

红曲色素稳定性研究

本文采用固态发酵方法，制备红曲米。以红曲发酵大米为原料，探索红曲色素的浸取工艺，确定了最佳溶剂、浸取温度，在此基础上确定了红曲色素的最佳工艺条件。并详细研究了红曲色素的热、光、酸碱、药剂稳定性，结果表明：红曲色素在150℃以下相对稳定：红曲色素紫外稳定，而对太阳光敏感：另外红曲色素对各种不同药剂的稳定性不同，少量NaCl、CaCl2几乎无影响，但Cu^2 、Zn^2 等离子对其稳定性有影响；红曲色素对pH是稳定的，红曲色素的抽提液到pH11时还保持稳定的红色。     

深海高强安全浮力材料的研制及其表征

高强浮力材料对提高潜器的有效载荷,减小其外形尺寸,提高其水下安全运动性能具有重要作用.以环氧树脂为基体材料,通过填充大量空心玻璃微珠研制出密度低、强度高的固体浮力材料.对选用的W SR6101环氧树脂基体材料,筛选出适宜固化剂为顺丁烯二酸酐(MPD)、4,4′-二氨基二苯砜(DDS).通过对空心玻璃微珠进行表面改性处理,提高其和聚合物的相溶性,使玻璃微珠掺加量大幅度提高,最高可达20%.通过优化试验,获得了密度0.61~0.75 g/cm3,压缩强度40~68.96 MPa,且吸水率很低的深海高强浮力材料,性能优于国产同类材料,达到国际先进水平.对浮力材料的屈服破坏进行微观机理分析,指出应选用粘结力强的基体材料和壁厚的空心玻璃微珠.     

利用微生物燃料电池研究Geobacter metallireducens异化还原铁氧化物

微生物异化还原金属氧化物的过程中， 关键问题是微生物如何把电子传递给最终的固态电子受体.利用新颖的微生物燃料电池体系，可以更细致、准确地研究这一胞外电子传递过程.实验结果表明在Geobacter metallireducens还原铁氧化物过程中， 直接接触是一种重要的电子传递方式; 而电子传递中间体，在金属氧化物表面完全被微生物细胞覆盖后, 也即在金属氧化物表面形成成熟的生物膜后， 其加速电子传递速率的作用减弱.     

大洋多金属结核清洁生产工艺

介绍3种大洋多金属结核的加工方法三相氧化法、嗜酸异养微生物还原浸出法和异养自养混合微生物耦合浸出大洋多金属结核和硫化矿.阐述了3种方法的浸出机理、浸出条件、工艺流程和试验结果.三相氧化法处理大洋多金属结核实现了产品的系列化和高值化,且体现了清洁生产和再循环的思想.嗜酸异养微生物还原浸出大洋多金属结核,在回收有价金属的同时进行废弃物综合治理.混合微生物耦合浸出大洋多金属结核和硫化矿,既可在生物浸出的同时降解有机污染物,又可将在常温常压无法反应的两种矿,在微生物的催化下使有价金属得以浸出富集.     

嗜酸异养微生物还原浸出深海多金属结核

用分离海底沉积物样品得到的嗜酸异养微生物,还原浸出深海多金属结核中的MnO2 。反应在酸性条件下进行,厌氧条件下锰还原速度、还原率高于好氧条件。Mn还原率在72h达98%以上。微生物利用MnO2 作为代谢呼吸链最终电子受体,传递氧化有机物产生的电子,还原溶浸MnO2 。     

环氧树脂基固体浮力材料的研制及表征

采用空心玻璃微珠填充环氧树脂研制固体浮力材料。间苯二胺 (MPD)、顺丁烯二酸酐 (MA)、二氨基二苯砜(DDS)及 593四种固化剂对比研究表明,MPD和DDS环氧树脂固化体系轴向压缩强度可达 210MPa。γ 氨丙基三乙氧基硅烷(KH—550)偶联剂在无机玻璃微珠与有机环氧树脂的复合过程中,可增加环氧树脂与微珠之间的亲合,电镜照片观察到微珠与环氧树脂间无界面沟隙,粘结界面均匀。空心玻璃微珠质量填充量为 25%时,复合材料密度降低至 0. 61g/cm3,轴向压缩强度仍能保持在 40MPa以上。     

高碘酸钾分光光度法测定微生物还原产物碳酸锰

利用高碘酸钾的氧化性,建立了分光光度法快速测定由微生物还原二氧化锰生成的碳酸锰含量的方法。用0.1mol/L盐酸处理反应混合物,离心除去二氧化锰杂质,高碘酸钾将溶液中二价锰氧化为七价锰,光度法测定碳酸锰的含量。方法的测定范围为0~10mg/L,测定结果与原子吸收光谱法相吻合。该法成本低,操作简便,速度快,且能避免二氧化锰的干扰,结果准确。