Cu_2O空心微球光催化降解生活污水

以硫酸铜为铜源,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面修饰剂,水合肼为还原剂,在水溶液中制备纳米氧化亚铜颗粒构成的空心微球。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见光漫反射光谱等手段对样品进行表征,并研究了氧化亚铜空心微球对生活污水的光催化降解性能。研究结果表明,氧化亚铜空心微球壳厚20～30nm,直径170～220nm,在400～700nm波长范围有较强吸收,对生活污水有明显的光催化降解效果。     

Cu2O/Cu2S 复合材料制备及可见光催化降解甲基橙的研究

通过水热法制备Cu₂O/Cu₂S 复合材料对甲基橙(MO) 进行光催化降解实验。在Cu₂O 中引入S 元素, 通过 改变Cu/S 投加摩尔比, 从而得到不同Cu/S 的复合材料。利用XRD、SEM、UV-vis、EIS 等手段对材料进行表征, 并 对MO 进行光催化降解实验。XRD 结果表明, 随着S 含量的增多, Cu₂S 的衍射强度逐渐上升, Cu₂O 的f111g 晶面 衍射强度逐渐降低。SEM 结果表明Cu₂S 能较好地包覆在Cu₂O 八面体的表面。通过UV-vis 和EIS 结果计算得知, 复合材料带隙为1.49 eV, 电荷转移电阻大幅降低。降解实验结果表明复合材料最佳Cu/S 投加摩尔比为15 : 1, 其在 100 min 时对MO (100 mL, 10 mg/L) 降解率达到91.4%, 明显高于纯Cu₂O 对于MO 的降解率(60.3%)。猝灭实验表 明了?OH 和 ?O₂ ^-在光催化过程中起到主要作用。     

铜-水基纳米流体环路热管太阳能热水系统的实验研究

采用"二步法"制备了铜-水基纳米流体,并对纳米流体进行了透射电镜分析。对不同质量浓度下(0.1%、0.15%、0.2%)铜-水基纳米流体的环路热管太阳能热水系统进行了实验研究,分析了环路热管太阳能热水系统中的水箱水温变化、瞬时光热效率,并与去离子水系统进行了对比分析。实验结果表明,纳米铜颗粒的加入增加了液体的导热系数,铜-水基纳米流体更适合作为太阳能重力环路热管热水系统的相变传热工质,且存在一个最佳的纳米流体工质质量浓度(最佳质量浓度为0.15%),可使得环路热管热水系统的传热性能最佳。     

四株植物根际促生菌对农田土壤N2O排放的影响

农田土壤是温室气体氧化亚氮(N₂O)最重要的人为排放源之一.本文以四株植物根际促生菌：白色芽孢杆菌Bacillus albus Lv5A、枯草芽孢杆菌枯草亚种Bacillus subtilis sp.subtilis NRCB002、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri NRCB010和暹罗芽孢杆菌Bacillus siamensis NRCB026为研究对象,采用温室盆栽试验、土壤微宇宙试验及田间原位试验等方法,探究接种植物根际促生菌对农田土壤N₂O排放的影响.结果表明,在温室盆栽条件下,接种四株植物根际促生菌的土壤N₂O累积排放量从高到低依次为NRCB002> Lv5A> NRCB026> NRCB010,与未接种的对照相比分别减少了2.3%、33.1%、34.2%和40.0%.选择NRCB010和NRCB026菌株进一步开展土壤微宇宙试验和田间原位试验.与未接种的对照相比,在土壤微宇宙条件下接种NRCB010和NRCB026的土壤N₂O累积排放量分别减少了21...     

La3+掺杂BaAl2Si2O8陶瓷的结构及微波介电性能

采用传统固相反应合成Ba_1-xLa_xAl₂Si₂O₈(x=0, 0.005, 0.01, 0.015, 0.02),探讨不同La³⁺取代量对Ba_1-xLa_xAl₂Si₂O₈(BAS)陶瓷晶体结构和微波介电性能的影响,根据第一性原理计算讨论离子的取代位置,比较不同位置的形成能。结果表明：La³⁺最有可能取代Ba²⁺;La³⁺能有效地促进六方相向单斜相的转变,当x=0.02时,转化率达到98.71%,提高了品质因数(Q×f值)和谐振频率温度系数(τ_f);烧结温度1400 ℃、x =0.01时Ba_0.99La_0.01Al₂Si₂O₈陶瓷表现出最佳介电性能,Q×f为25674 GHz,密度ρ为3.30 g/cm³,介电常数ε_r为6.938,谐振频率温度系数τ_f 为−42.79×10^–6/ ℃。     

土壤生化特性在模拟氮沉降条件下对土壤呼吸和N2O排放的影响

中国东南地区是高氮沉降区,氮沉降对不同土壤碳氮循环的影响不同.本研究目的是确定哪些土壤生化因子在氮输入对土壤呼吸及N₂O排放影响方面起了决定性作用.本研究采集江苏省13种不同土地利用方式下的土壤,分析其理化性质及微生物特征差异,通过室内培养试验,在恒温(25℃)恒湿(土壤水分0.30 g·g^-1,模拟旱地条件)条件下,同步研究了不同土壤内源和外加氮源(NH₄NO₃)条件下的土壤呼吸和N₂O排放情况.研究结果表明:氮添加显著促进CO₂排放的土壤具有较低的黏粒成分、土壤微生物碳和微生物碳氮比,较高的土壤基础呼吸、土壤有效氮、细菌和真菌数量等特性;氮添加显著促进N₂O排放的土壤具有较高的土壤基础呼吸,较低的内源N₂O排放和较低的土壤总氮、有效氮、放线菌和真菌数量等特性.无论是否添加氮源,土壤呼吸主要驱动因子均为土壤细菌和pH.未添加氮源条件下,N₂O排放主要驱动因子为土壤细菌和铵态氮;添加氮源条件下,N₂O排放主要驱动因子仅为土壤细菌.土壤内源N₂O排放和土壤基础呼吸无显著相关关系(P>0.05),添加外源氮后,N₂O排放和土壤呼吸具有极显著正相关关系(P<0.01).外源单位氮的CO₂排放量与土壤有机碳、全氮、真菌数量呈显著正相关(P<0.05),与微生物碳氮比(MC/MN)呈显著负相关(P<0.05);外源单位氮的N₂O转化率与土壤细菌数量呈极显著正相关(P<0.01).逐步回归分析表明外源单位氮的CO₂排放量主要取决于MC/MN;外源单位氮的N₂O转化率主要取决于土壤细菌数量.MC/MN和土壤细菌数量分别是旱地条件下土壤呼吸和N₂O排放对模拟氮沉降响应的决定因子.     

基于GA-ANN模型的A2/O工艺运行参数优化

影响A~2/O工艺运行的参数有许多,这些因素相互联系、相互作用,影响工艺效率.为了弥补控制单一变量法或者设计正交试验法的不足,综合考察多种运行参数对工艺运行效果的影响,建立了基于遗传算法进行全局寻优的神经网络模型(GA-ANN模型),并应用于某城市污水处理厂A~2/O工艺的运行优化.获得该厂调试运行期间154组有效监测数据后,随机选取2/3的数据用于GA-ANN模型的求解,1/3的数据用于模型的检验,对工艺运行参数进行优化,得到最佳运行参数组合.结果显示,建立基于遗传算法的神经网络模型用于A~2/O工艺运行参数的优化是可行的,可以为污水处理厂运行参数的设置提供理论参考,对调试工作、提高工艺运行效率具有一定的实际指导意义.     

Effects of temperature and initial molar ratio of Na2O to Al2O3 on agglomeration of fine Al（OH）3 seed in synthetic Bayer solution

Fine Al（OH）3 crystals were aggregated from supersaturated aluminate solution in the batch reaction tanks. By means of laser particle size analyzer and scanning electron microscopy, the influences of temperature and initial molar ratio of Na2O to Al2O3 （aK） on agglomeration of fine seed in Bayer process were investigated. The results show that agglomeration is almost finished in 8 h, and seeds with size less than 2 μm are easily aggregated together, and almost disappear in 8 h under the optimal process conditions. In the aluminate solution with the same moderate initial aK, when the reaction temperature reaches 75 ℃, the secondary nucleation does not occur, and the effect of agglomeration is better. And at the same reaction temperature, when the initial aK is 1.62, the initial supersaturation of aluminate solution is moderate, the binders on the surfaces of the seed are enough to maintain the agglomeration process, and the agglomeration degree is better. From SEM images, agglomeration mainly occurs in the fine particles, the combinations among the fine particles are loose and the new formed coarse crystal shapes are irregular.     

接种氧化亚氮(N2O)还原细菌YSQ030对复垦土壤N2O排放和氮循环关键功能基因的影响

复垦土地是重要的后备土地资源,但通常土壤结构差、有机质和养分含量低;增施有机肥是快速提升地力的关键途径,但会造成温室气体如氧化亚氮(N₂O)的大量排放.接种具有N₂O还原功能的植物根际促生菌(PGPR)不仅能够减少温室气体排放,还能促进作物生长.本研究以一株具有N₂O还原功能的PGPR反硝化无色杆菌(Achromobacter denitrificans) YSQ030为供试菌株,明确接种YSQ030对施用有机肥的复垦土壤N₂O排放和氮循环关键功能基因的影响.通过设置施用有机无机复混肥和羊粪有机肥的土壤微宇宙试验,利用气相色谱仪分析接种YSQ030后土壤N₂O排放通量,进一步计算累积排放量;在试验结束后分析土壤pH、EC(电导率)、硝态氮和铵态氮含量,并利用实时荧光定量PRC分析土壤硝化功能基因(AOA amoA和AOB amoA)和反硝化功能基因(nirS、nirK、nosZ Ⅰ 和nosZ Ⅱ)的丰度.结果显示,施用有机无机复混肥和羊粪有机肥的土壤中接种YSQ030明显减少复垦土壤N₂O排放,N₂O排放量最大减少分别达90.4％和30.6％.施用有机无机复混肥处理的N₂O排放量远高于施用羊粪有机肥处理,这可能是由于施用有机无机复混肥的土壤与施用羊粪有机肥的土壤相比,土壤中编码反硝化细菌N₂O还原酶基因nosZ Ⅰ 和非典型反硝化细菌N₂O还原酶基因nosZ Ⅱ 基因丰度较低.施用有机无机复混肥均显著降低土壤硝化和反硝化功能基因丰度,而施用羊粪有机肥对土壤硝化和反硝化功能基因丰度大多没有明显影响.本研究表明,接种YSQ030能够减少施用有机肥土壤的N₂O排放,将为复垦土壤地力提升和N₂O减排提供科学依据,也将为研发新型微生物肥料或生物有机肥提供核心菌种资源.     

Adsorption of Pb^2＋ on macroporous weak acid adsorbent resin from aqueous solutions： Batch and column studies

The adsorption properties of a novel macroporous weak acid resin (D152) for Pb²⁺ were investigated with chemical methods. The optimal adsorption condition of D152 resin for Pb²⁺ is at pH 6.00 in HAc-NaAc medium. The statically saturated adsorption capacity is 527 mg/g at 298 K. Pb²⁺ adsorbed on D152 resin can be eluted with 0.05 mol/L HCl quantitatively. The adsorption rate constants determined under various temperatures are k _{288 K}=2.22×10⁻⁵ s^t-1, k _{298 K}=2.51×10⁻⁵ s⁻¹, and k _{308 K}= 2.95×10⁻⁵ s⁻¹, respectively. The apparent activation energy, E _a is 10.5 kJ/mol, and the adsorption parameters of thermodynamics are ΔH ^Θ=13.3 kJ/mol, ΔS ^Θ=119 J/(mol·K), and ΔG ^Θ 298 K =−22.2 kJ/mol, respectively. The adsorption behavior of D152 resin for Pb²⁺ follows Langmuir model. Foundation item: Project(2008F70059) supported by the Scientific and Technological Research Planning of Zhejiang Province, China