复合钠盐对硅质页岩提钒的强化及协同作用

从钒氧化角度研究复合钠盐对硅质页岩提钒的强化及协同作用。结果表明:Na_2CO_3在复合钠盐中的添加量小于复合盐总质量的40%时,与NaCl共同促进长石生成和消耗的过程,并进一步促进钒加速氧化,产生正向协同作用并使钒氧化率提高。Na_2SO_4在复合盐中所占比例的改变对钒氧化影响不明显,且与NaCl和Na_2CO_3无明显协同作用,可加入20%~40%Na_2SO_4代替NaCl。Na_2CO_3和Na_2SO_4作为替代品最多可使焙烧添加剂中NaCl的用量减少60%左右。要保证焙烧产物中钒氧化率大于70%,复合添加剂中3种盐添加量由大至小的顺序应遵循NaCl、Na_2CO_3、Na_2SO_4的原则。将混料实验得到的焙烧产物钒氧化率采用特殊三次方模型拟合优化,得到的最优方案如下,NaCl添加量4.96%,Na_2CO_3添加量2.71%,Na_2SO_4添加量2.33%,此时产物钒氧化率达71.56%。     

单室直接微生物燃料电池的阴极制作及构建

在研制含铁离子阴极电极板的基础上,构建了单室直接微生物燃料电池. 通过实验考察了单室无介体微生物燃料电池的产电规律及阴极板中铁离子含量对产电的影响. 实验证明,单室直接微生物燃料电池是可行的,电能的输出主要依赖吸附在电极表面的细菌形成的生物膜,而与悬浮在溶液中的细菌及溶液中的其他物质基本无关. 在单室无介体微生物燃料电池的阴极板中添加铁离子,通过铁离子在二价和三价间的循环转化,提高了电子的传递速率,加快了质子和氧气的反应,电池的输出功率达到14.58 mW/m2.     

生物矿化材料的形成机制及模拟应用

总结近年来国内外关于生物矿化及无机仿生材料的主要研究进展。有机质在各种生物矿化材料的形成过程中起至关重要的作用，通过各种体内、体外试验。对有机质在生物矿化微结构构筑及自组装中所起的特殊指导作用进行了许多研究。生物矿化过程机理为制备具有特殊功能的仿生材料提供了新的思路。展望了生物矿化领域的未来发展方向。指出生物矿化中的自组装、反馈和模拟将为合成生物活性陶瓷、功能生物材料及非传统矿产资源利用等领域提供新的理论。     

低品位软锰矿碱浸预脱硅-流化焙烧制备锰酸钠（英文）

采用低浓度碱浸对低品位软锰矿进行预脱硅处理,考察NaOH浓度、液固比、浸出温度、浸出时间及搅拌速率对硅浸出率的影响,研究碱浸过程动力学。结果表明:在NaOH起始浓度为20%、液固比为4:1、浸出温度为180°C、浸出时间为4h、搅拌速率为300r/min的条件下,硅浸出率达到91.2%。缩核模型表明,碱浸过程受化学表面反应控制,其表观反应活化能为53.31kJ/mol。通过正交试验对脱硅渣流化焙烧制备锰酸钠的条件进行优化,在硅浸出率为91.2%、NaOH/MnO_2质量比为3:1、焙烧温度为500°C、焙烧时间为4h的条件下,锰酸钠的转化率为89.7%,且锰酸钠转化率随硅浸出率的升高而增加。     

Acidithiobacillus ferrooxidans对软锰矿浸出的影响

利用循环伏安、交流阻抗谱和极化曲线研究了Acidithiobacillus ferrooxidans对软锰矿在模拟浸出溶液(9K基础培养基, A.ferrooxidans, Fe (Ⅲ), A.ferrooxidans+Fe (Ⅲ))中电化学腐蚀行为的影响; 利用模拟有菌/无菌浸出溶液中钝化膜的Mott-Schottky理论比较了有无细菌存在情况下形成的钝化膜的优劣性.结果表明, A.ferrooxidans促进MnO₂/Mn2+氧化还原转化, 催化MnO₂/Mn (OH)₂电极反应; 加速软锰矿/溶液界面电子交换, 无铁存在时A.ferrooxidans使电荷转移内阻降低34%, 比含Fe (Ⅲ)无菌体系低11%;引起软锰矿电极极化, 增强其氧化活性; 加速MnO₂向MnO·OH转化及其产物扩散.A.ferrooxidans与软锰矿作用更倾向于间接作用机理.在选取的各模拟电解液(pH值为2.0)中, 0.2~0.4 V区间内软锰矿形成耗尽层, 在模拟浸出溶液中形成的钝化膜都表现出p-n-p-n型半导体性能.在选取的0.2 V极化电位下, 无铁时引入A.ferrooxidans使膜中的施主/受主密度减少, 细菌含有多种基团参与半导体/溶液界面电子转移反应, 接受界面间自由电子或填充空穴, 促使软锰矿与溶液界面物质交换变频繁; 含铁溶液中加入A.ferrooxidans使得钝化膜受主/施主密度增大, A.ferrooxidans降低了膜的耐腐蚀性, 因而促进软锰矿浸出.      

Rhodoferax ferrireducens微生物燃料电池中钒化合物的催化性能

以Rhodoferax ferrireducens菌为产电微生物,构建了可进行二次循环充电的微生物燃料电池,进行了NaVO3阳极催化和钒络合物K3[VO(O2)2(OOC-COO)] (KVC)阴极催化的研究. 结果表明,NaVO3浓度为4 mmol/L、外电阻510 W时,钒化合物阳极催化最大输出电流可达0.581 mA,与无任何催化剂存在的情况相比,输出电流提高0.272 mA;KVC阴极催化同样能够提高电池的性能,最佳钒络合物催化浓度为25 mmol/L时,最大输出电流可达0.949 mA;阴阳极室中同时加入催化剂后,电池输出电流进一步提高,最大输出电流可达1.06 mA.     

微生物燃料电池的研究应用进展

微生物燃料电池是利用微生物作为催化剂,氧化分解生物质同时输出电能的一种新装置,因其可将生物质中化学能直接转化为电能,可获得更高的能量转化效率,是未来缓解能源和环境问题的有效途径,引起了科研工作者的广泛关注。本文结合近几年微生物燃料电池的发展,综述了产电微生物种类、电池材料及其改性、反应器的放大以及微生物燃料电池应用方面的研究进展,分析了该领域未来发展的主要方向及面临的问题,指出筛选和诱导产电菌对不同有机底物的耐受性,开发高效价廉的电极材料以及构建易于放大的电池模式,是微生物燃料电池未来研究的重点。在此基础上,应该着重于反应器放大,深入研究其在废水处理、产氢、微生物电化学合成以及传感器方面的应用,确定其实际应用的相关参数和模型,为微生物燃料电池早日实际应用打下坚实基础。     

利用无膜微生物燃料电池废水处理并回收电能

An upflow mode membrane-less microbial fuel cell （ML-MFC） was designed for wastewater treatment. Granular graphite electrodes, which are flexible in size, were adopted in the ML-MFC. Microbes present in anaerobic activated sludge were used as the biocatalyst and artificial wastewater was tested as substrate. During the electrochemically active microbe enrichment stage, a stable power output of 536 mW.m-3 with reference to the anode volume was generated by the ML-MFC running in batch mode. The voltage output decreased from 203 mV to about 190 mV after the ML-MFC was changed from batch mode to normally continuous mode, indicating that planktonic electrochemically active bacterial strains in the ML-MFC may be carried away along with the effluent. Cyclic voltammograms showed that the attached microbes possessed higher bioelectrochemical activity than the planktonic microbes. Forced aeration to the cathode benefited the electricity generation obviously. Higher feeding rate and longer electrode distance both increased the electricity generation. The coulombic yield was not more than 20% throughout the study, which is lower than that of MFCs with membrane. It is proposed that dissolved oxygen diffused from the cathode to the anode may consume part of the substrate.     

微生物异化还原金属氧化物的机理及应用

为考查异化还原微生物在浸出金属氧化物中的行为,提高微生物浸出深海多金属结核的效率.从深海沉积物中分离能异化还原金属氧化矿的金属还原菌,应用于还原浸出深海多金属结核中锰、镍、钴等金属,锰的浸出率可达97%,其它金属达80%以上.蒽醌类的电子传递中间体复合物加速了异化还原浸出的速率,5 d可以提高2.0 mmol/L.利用Geobacter metallireducens构建了微生物燃料电池,研究了微生物异化还原金属氧化物的机理,结果表明,微生物以直接吸附接触方式还原金属氧化物,在氧化物颗粒表面形成的生物膜在异化还原过程中起关键作用.     

无介体微生物燃料电池研究进展

介绍微生物燃料电池特点，综述相关的研究进展。从深海沉积物中分离到微生物Rhodoferax ferrireducens、Geobacter metallireducens和Geobacter sulfereducens在分解有机底物(海底沉积物、葡萄糖、废糖蜜)进行自身代谢过程中，易在固体表面吸附成膜，无需介体可直接将电子传递到电池的阳极。能量转换为电能的效率大于70％，电流密度为30mA／m^2，电池输出功率密度达到3W／m^2(0．2V)。