外加电流阴极保护强化ACF激活PDS降解水中卡马西平

卡马西平是一种典型的持久性的有机药物污染物,采用一种新的外加电流阴极保护强化活性炭纤维(ACF)激活过硫酸盐(PDS)的高级氧化方法,实现对水中卡马西平的高效降解.考察该体系对比活性炭纤维激发过硫酸盐体系、阴极保护活性炭纤维电解体系、过硫酸盐体系、活性炭纤维吸附体系、电解体系等不同工艺对卡马西平的降解率,探究过硫酸盐初始浓度、电压、初始pH等因素对体系的影响,并通过活性炭纤维性质测定和自由基捕获探究其降解机制.结果显示,外加电流阴极保护增强活性炭纤维(ACF)激活过硫酸盐(PDS)体系对水中卡马西平的氧化降解率远高于其他5种处理工艺.在外加电流阴极保护强化活性炭纤维(ACF)激活过硫酸盐(PDS)体系中,过高的过硫酸盐浓度反而不利于卡马西平的降解,在一定条件下存在一个适宜的过硫酸盐浓度范围;电压的提高和初始pH为酸性(pH=3)更有利于对卡马西平的氧化降解.此外,该体系中活性炭纤维受到阴极电场保护,使用寿命大大延长.硫酸根自由基在体系去除卡马西平过程中起主导作用.     

生物阴极BES降解对硝基苯酚影响因素研究

为研究生物阴极微生物电化学系统(biocathode bioelectrochemical system,Bioc-BES)对硝基芳香烃降解在实际生产中的应用,分析了外加电压、磷酸盐缓冲溶液浓度(PBS)、外电阻对对硝基苯酚(PNP)降解的影响.结果表明,在外电阻为10Ω时,随着外加电压由0. 2 V增加到0. 6 V,PNP去除速率常数由(0. 024±0. 005) h~(-1)增加到(0. 098±0. 001) h~(-1),0. 5 V是PNP去除最佳外加电压.当磷酸盐缓冲溶液浓度由10 mmol/L增加到200 mmol/L,PNP去除速率常数由(0. 039±0. 004) h~(-1)增加到(0. 071±0. 011) h~(-1),50 mmol/L磷酸盐缓冲液浓度为最适PNP去除浓度.外电阻由1Ω增加到100Ω对PNP的去除没有显著影响.表明生物阴极BES降解PNP具有良好的环境适应力,生物阴极BES为PNP生物降解提供了新的途径.     

软质聚氯乙烯的阻燃抑烟性能研究

分别考察磷酸二苯异辛酯(EHDP)、漂珠(CFA)、钢渣粉(SSP)、氢氧化铝、氢氧化镁对PVC材料阻燃抑烟性能的影响,并用热重分析法研究其对PVC材料热降解过程的影响.结果表明:EHDP、CFA、SSP、Al(OH)3、Mg(OH)2均能提高软质PVC的阻燃性能,均能促使PVC提前或加速脱去HCl,提高PVC材料的最终残碳量.其中,EHDP由于自身分子中C/H比高而使得其增塑体系发烟量大,CFA由于比SSP的成碳结构更稳定而显示出较好的阻燃抑烟效果,Al(OH)3由于脱水吸热失重情况与PVC脱HCl的失重情况接近一致而比Mg(OH)2的阻燃效果要好.     

活性炭纤维/泡沫镍阴极的电化学工艺除藻效能

蓝藻爆发问题长期严重影响饮用水安全,为此,发展有效的技术控制和减少藻类的繁殖尤为迫切.以钛基铂电极(Pt/Ti)为阳极,活性炭纤维/泡沫镍电极(ACF/Ni)为阴极,通过考察阴极材料(ACF/Ni和不锈钢)、铁投加浓度及价态对电化学除藻的影响,探究Pt/Ti-ACF/Ni-Fe~(2+)电化学体系对藻类的去除效果和机制.结果表明,当Fe~(2+)投加浓度为0.05 mmol/L、电流密度为50 mA/cm~2、极板间距为1.0 cm、初始pH为6.0、初始藻细胞密度为1.2×10~9～1.4×10~9个/L时,电化学处理15 min,藻细胞的去除率为93%.基于对各实验中铁离子浓度、H_2O_2浓度及pH的分析,·OH的间接检测,ACF的红外光谱分析,藻细胞和ACF/Ni的电镜扫描以及ACF的比表面积分析,探究Pt/Ti-ACF/Ni-Fe~(2+)电化学体系的除藻机理.在Pt/Ti-ACF/Ni-Fe~(2+)电化学除藻体系中,H_2O_2通过电化学还原在ACF/Ni阴极表面高效产生,反应过程中产生固相铁附着于ACF表面并发生Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ)的反应,同时产生羟基自由基,电化学除藻的主要机理是均相电Fenton和非均相电Fenton反应.     

硫自养反硝化燃料电池脱氮除硫及产电性能的实验研究

通过建立硫自养反硝化燃料电池,将硫自养反硝化的两个反应过程分开,研究同步脱氮除硫效果以及产电能力.实验结果表明,硫自养反硝化燃料电池阳极室除硫阴极室脱氮是可行的,在试验范围内,硫化物和硝酸盐去除负荷最大分别为0.36kg·m-3·d-1和0.07kg·m-3·d-1,其功率密度最大为144.03mW·m-3.阴极室微生物具有较好的接收电子的能力,当阴极室硝酸盐浓度较低时,硝酸盐易被还原成氮气;当硝酸盐浓度较高时,反应产物以亚硝酸盐为主.阴极室中硝酸盐浓度的改变对阳极室硫化物的去除和燃料电池的产电性能影响较小.外电阻主要影响阴极室硝酸盐的去除而对阳极室中硫化物的去除基本无影响.当外电阻从5Ω增加到2 000Ω时,硝酸盐的去除率从100%降低至61.75%,降低外电阻有利于提高MFC阴极脱氮效果.     

HRT对3DBER-S工艺深度脱氮同步去除PAEs的影响

为研究三维电极生物膜硫自养耦合脱氮(3DBER-S)工艺同步脱氮去除邻苯二甲酸酯(PAEs)的运行特性,分别针对3个水力停留时间(HRT)梯度(12 h→6 h→3 h),研究了耦合系统内总氮(TN)、PAEs去除及硫酸盐、pH变化情况,并分析了系统脱氮途径及PAEs去除能力.结果表明：在不同HRT下,TN去除率在95%左右,出水TN平均质量浓度均在2 mg/L以下;PAEs的平均去除率均超过80%,其中,邻苯二甲酸二丁酯( DBP)的平均去除率达97%以上,邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)的平均去除率在83%以上.系统的最佳水力停留时间为6 h,该时段系统出水TN维持在0.80 mg·L-1左右,符合《地表水环境质量标准》中郁类水质标准的限值(1.5 mg/L);DBP、DEHP的平均去除负荷分别为594.79、188.13 mg/(m3·d).在3DBER-S系统内,单质硫和阴极产生的H2能够弥补由于HRT缩短、进水NO3--N负荷增加所导致的反硝化电子供体相对不足问题,维持系统高效稳定的脱氮效率;同时,由于填料吸附、生物降解以及化学氧化等作用协同共存,对PAEs具有较强的去除能力.     

阴阳极室同时氧化对煤气废水处理效果的研究

在棉布隔膜电解槽中,使用Ti/IrO2/RuO2阳极、自制的碳/聚四氟乙烯(C/PTFE)充氧阴极,研究了电化学催化氧化降解煤气废水的效果.结果表明,在阴极室,C/PTFE充氧阴极通过外界曝气提供的O2在阴极还原产生H2O2,采用电子自旋共振法(ESR)阴极室中检测到羟自由基(HO.)的存在.煤气废水中挥发酚和COD去除率均随电解时间的延长而升高、随电流密度的增加而升高,电解质浓度对煤气废水中挥发酚和COD的去除情况没有明显规律性的影响.煤气废水的降解是在阳极的直接、间接氧化及阴极产生的H2O2、HO.和O2-.自由基的氧化共同作用下完成的,阴、阳极室同时电催化氧化降解煤气废水取得了较好的效果.     

高级氧化工艺对水中邻苯二甲酸二丁酯的降解研究

采用UV、O3和UV/O3联用工艺对水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的降解效果和降解产物进行研究,探讨了O3初始浓度、DBP初始浓度、pH值等因素对氧化降解DBP的影响.结果表明:UV本身对DBP的去除贡献率不大,UV/O3联用工艺对DBP的去除效果略优于单独O3氧化,提高体系的初始pH值和O3浓度有利于DBP的降解;采用GC-MS分析方法对DBP O3氧化中间产物进行分析,得出DBP可能的降解途径.     

双室型无质子膜MFC协同去除COD和含氮污染物的能力

分别驯化、培养厌氧消化菌和反硝化菌,以间距180μm的不锈钢网为电极,构建了双室型无质子交换膜微生物燃料电池（MFCs）污水处理系统,厌氧消化菌在阳极附着成膜,组成生物阳极氧化去除有机污染物;反硝化菌在阴极附着成膜,组成生物阴极反硝化去除含氮污染物,实现污水深度处理。在电池系统稳定运行期间,最高开路电压为126．6mV,COD、NH4＋-N和NO3--N的最高去除率分别为88．9％、97．7％和98．2％,而出水中NO2--N的含量始终低于1．25mg／L。阳极室和阴极室不连通时,两室COD、NH4＋-N和NO3--N的最高去除率之和分别为67．0％、76．9％和84．0％,明显低于MFCs系统对污染物的去除能力,这表明该MFCs系统通过耦合阳极氧化和阴极还原作用,具有良好的有机污染物和含氮污染物协同去除能力。     

阴极电场活化过硫酸盐原位再生饱和活性炭纤维

针对传统电再生活性炭过程中存在的高能耗、再生液二次污染严重等问题,采用阴极电场活化过硫酸盐原位再生苯酚饱和活性炭纤维(ACF),考察ACF的再生效能以及再生液中污染物的降解效能.通过Langmuir和Freundlich吸附等温模型对ACF吸附的过程进行拟合;探究电流密度、过硫酸盐浓度、再生时间对电阴极/过硫酸盐再生体系的影响;通过ACF的多次吸附饱和-再生循环实验分析该体系应用潜力并阐述再生机理.结果表明:ACF对苯酚的吸附更符合Freundlich吸附等温模型,为非均一吸附;电阴极/过硫酸盐体系的再生效率为62.71%,且再生液中苯酚总量仅为ACF最大吸附容量的3.10%;最优工况为电流密度57.14 mA/cm~2,过硫酸盐浓度0.1 mol/L,再生时间6 h.在电阴极/过硫酸盐体系多次再生的过程中,过硫酸盐及其产生的硫酸根自由基会对ACF的孔隙结构和表面形貌产生一定的破坏.3次再生后,再生效率仍能达到40%左右,表明该体系具有较强的应用潜力.     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.     

CVD涂层硬质合金刀具的失效机理

通过系统的实验研究和理论分析,揭示了 CVD(化学气相沉积)涂层硬质合金刀具在磨损和破损状态下的不同的失效机理,并在机理分析的基础上,阐明了涂层硬质合金刀具对于切削条件的特殊适应性.     

特征关系与工艺决策

从并行工程的原理出发,提出了一个基于特征的并行 CAPP 系统.在特征建模的基础上,系统能够推理特征之间的关系,产生零件的特征向量图;利用加工知识库,通过动态规则匹配,系统可以确定特征的加工方法、加工参数及其加工顺序;通过优化确定最佳的工艺计划.