电解水作为饮用水在畜禽生产中的应用研究进展

饮用水是畜禽水分的主要来源,干净、充足的饮水是畜禽健康的重要保证之一。电解水具有抗菌性、无残留、无污染、价格低等特点,并具有一定的药理作用,在食品加工、医用消毒及畜禽栏舍消毒等方面有广泛应用。近来,可饮用电解水代替普通地下水作为畜禽饮用水成为研究的新焦点。本文综述了目前常用饮用类电解水的种类及其在畜禽生产中的主要应用,为电解水在畜禽生产中的安全应用提供参考。

酸性电解水和碱性电解水对西兰花重金属含量的影响

浇灌溶解有壳聚糖的酸性电解水或浇灌碱性电解水是电解水农业技术体系中防治土传性病害的重要措施。浇灌电解水对栽培土壤的pH值具有调节作用,而栽培土壤的pH值与土壤中的重金属活性相关。因此,本试验通过研究浇灌溶解有壳聚糖的酸性电解水和浇灌碱性电解水对西兰花中重金属含量的影响,进一步评估该措施的安全性。试验结果表明,浇灌溶解有壳聚糖的酸性电解水降低了西兰花对重金属Cr、Cu、Se和Pb的吸收;浇灌碱性电解水均表现出降低西兰花对重金属Cr、Cu、Se、As、Cd和Pb的吸收,降低率分别为36.73%、8.46%、13.73%、23.33%、6.60%和21.51%;先浇灌溶解有壳聚糖的酸性电解水再浇灌碱性电解水的处理均降低了除重金属Cu外的其他5种重金属的吸收。从试验结果看,浇灌溶解有壳聚糖的酸性电解水与浇灌碱性电解水这两项措施对西兰花都是较为安全的措施。

弱酸性电解水用于提升鲜切马铃薯安全品质的研究

目的探究弱酸性电解水和自来水处理的鲜切马铃薯在室温贮藏条件下不同时间段内品质的变化。方法模拟现代厨房贮存模式,经弱酸性电解水和自来水处理的鲜切马铃薯在室温(25±0.5)℃贮藏环境下,贮藏0、7、14、21、28、35h时,检测其感官、色度、质构、淀粉、蛋白质、钾、维生素C、菌落总数、大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、霉菌、酵母菌。结果经弱酸性电解水处理的鲜切马铃薯在室温贮藏21 h内,经自来水处理的鲜切马铃薯在室温贮藏14 h内,感官正常,其营养成分淀粉、蛋白质、维生素C、钾元素下降较少,金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、菌落总数、大肠杆菌、霉菌、酵母菌的含量均在国家标准和团体标准许可的安全范围内,可安全食用。结论弱酸性电解水可显著提升鲜切马铃薯的贮藏品质,抑制其金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、菌落总数、大肠杆菌、霉菌、酵母菌繁殖,延长室温贮藏期。

微酸性电解水-超声波并行联合处理对鲜切生菜表面大肠杆菌杀菌效果的影响

为探明微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water,SAEW)与超声波(ultrasonic,US)并行联合处理对鲜切生菜表面大肠杆菌(Escherichia coli)的杀菌效应,本研究在不同料液比(1∶5、1∶10、1∶15(g/mL))和不同温度(25、35、45℃)条件下采用SAEW-US并行联合处理鲜切生菜,并用平板计数法测定生菜表面E.coli菌落数,对菌落数的变化情况进行协同效应分析及动力学分析。采用流式细胞术和双层培养计数法对处理后的E.coli进行亚致死损伤检测。结果表明,SAEW-US并行联合处理的杀灭E.coli效力高于SAEW单一作用时的杀灭E.coli效力,随着处理时间的延长、溶剂用量的增加和温度的提高,杀灭E.coli效果显著增强。SAEW-US并行联合处理对于杀灭E.coli具有“1+1>2”的协同效应,且杀菌过程遵循一级动力学模型。SAEW-US并行联合处理比单独SAEW处理杀灭E.coli效果强,并且能降低E.coli亚致死损伤数量。综上可知,SAEW-US并行联合处理鲜切生菜表面E.coli存在协同效应,相关结果可为鲜食农产品的杀菌提供理论依据。

CoSe_(2)-CuSe_(2)NF双功能电催化剂的制备及其电解水性能的研究

随着环境污染日益严重、不可再生资源日益枯竭,对清洁、可再生能源的开发非常重要。利用电解水析氢(HER)和析氧(OER)技术生产氢气和氧气,是一种高效、无污染的制备清洁能源的方法。但是,商业贵金属电催化剂价格昂贵、地球丰度低,因此,开发价格低廉、高活性、高稳定性的非贵金属电催化剂意义重大。本研究利用水热法成功制备出一系列具有纳米花结构的双功能电催化剂(CuSe_(2)-CoSe_(2)(1∶1)NF、CuSe_(2)-CoSe_(2)(3∶1)NF、CuSe_(2)-CoSe_(2)(1∶3)NF),通过一系列的表征对催化剂的结构、形貌、元素组成、元素价态进行分析。研究发现CuSe_(2)-CoSe_(2)NF双金属硒化物中CoSe_(2)和CuSe_(2)相互协同作用,促进电子转移,提高电解水性能。此外,CuSe_(2)-CoSe_(2)NF纳米花结构具有较大的比表面积(808 m^(2)/g),暴露更多的活性位点数,进一步提升了催化剂的电化学性能。结果表明,CuSe_(2)-CoSe_(2)(1∶1)NF催化剂在1 mol/L KOH电解液、电流密度为10 mA·cm^(-2)时,HER和OER的过电位为42和204 mV,可持续稳定工作100 h,与商业Pt/C和RuO_(2)性能接近。

阴离子膜电解水非贵金属析氧催化剂研究进展

因兼具碱性电解水低成本及质子交换膜电解水技术高效等优势,阴离子膜电解水制氢被认为是最有前景的绿氢制备技术。目前针对阴离子膜电解水制氢技术的研究多集中在非贵金属催化剂或低贵金属催化剂上,从组成、特征、制备方法等方面介绍了应用于阴离子膜电解水中的金属氧化物、金属硫化物/磷化物、合金、氢氧化物等析氧催化剂的研究进展,并对阴离子膜电解水制氢析氧催化剂的发展方向进行了展望。

电解水析氢反应的铁基非晶合金薄带催化剂研究进展

Pt基电催化剂是析氢反应的基准,然而低丰度和高成本制约了此类贵金属基催化剂的大规模应用,从而促使了替代材料的探索。铁基非晶合金具有无序原子排布结构,表现出独特的物理化学性质。受碱性溶液中的高效析氢反应启发,简述了铁基非晶合金薄带电催化剂的常见反应机理和设计策略,旨在为制备高性能电催化剂提供指导,包括杂原子掺杂、异质面构筑、应变及空位缺陷构建等。此外,原位表征技术和密度泛函理论在铁基非晶合金薄带电催化剂理论设计、反应过程、动态结构演变和机理揭示等方面发挥了重要作用。最后简要介绍了铁基电催化剂目前存在的挑战和未来的研究方向。

清华大学王保国教授团队ACSNano:3D互锁结构的膜电极(MEA)在1.55V下实现安培级电解水制氢

阴离子交换膜水电解器(AEMWE)作为一种高效制氢技术,近年来备受关注.然而,传统AEMWE的高工作电压极大地限制了其能源效率的提升.通过在阳极催化层进行界面和空位工程,能有效降低电解电压,从而提升电解效率.

光伏电解水制氢典型工况及质子交换膜电解堆性能衰减研究

电解水制氢可用于光伏出力消纳和绿氢制备,但目前尚缺乏模拟测试光伏电解水制氢电解堆典型应用场景下的工作模式,即电解堆典型工况,无法为电解堆性能衰减测试提供输入条件。该文提出了一种电解水制氢典型工况的提取方法,首先采用经验小波变换对光伏出力进行时频域分析,提取分时波动特征。然后用改进加权模糊聚类方法获得典型的光伏出力曲线。最后利用工况指标重构出简化工况曲线,并得到对电解堆运行场景模拟的循环工况谱。以我国“三北”地区某光伏电解水制氢系统作为算例,通过波动特征提取,获得了电解堆的典型工况。经初步仿真分析,提取的典型工况较好地刻画了电解堆的性能衰减过程。

PBAs的制备及其电解水析氧性能的研究进展

氢能作为一种清洁能源可以有效缓解环境污染和能源短缺问题,电催化水分解制氢是一种可持续且有发展前景的制氢技术。与阴极析氢反应相比,阳极析氧反应动力学迟缓,限制了水分解的整体速率,因此开发用于析氧反应的催化剂对于提高水分解效率至关重要。PBAs具有可调节的骨架结构以及丰富的金属活性位点,在电催化水分解中显示出良好的应用前景。简述了PBAs的制备方法及其电解水析氧性能的研究进展。

基于电解水制氢系统快速频率响应的电网频率稳定控制

针对调频资源不足导致的电网频率稳定性下降问题,以电解水制氢系统为研究对象,通过精细化建模并提出针对性控制策略,使电解水制氢系统提供快速频率响应,充分发挥电解水制氢系统内电、氢、热能的调频潜力,并对电解水制氢系统提供快速频率响应的机理及效果进行仿真验证。结果表明:所建立的模型可揭示电解水制氢系统的电-氢-热耦合机理,表征电解水制氢系统的频率响应特性;在多类扰动场景下,电解水制氢系统提供快速频率响应均可增强电网的频率稳定性。

酸性电解水理化性质及其脱色能力研究

初步比较了4种强电解质酸性电解水理化数据,考察了NaCI酸性电解水理化参数受温度、时间和浓度的影响。实验分析了浓度为0.43 mol/L的NaCI酸性电解水脱色性能。结果表明,不同电解质的酸性电解水理化参数与其表观解离度有正相关性。随电解质浓度、温度等变化,NaCI酸性电解水pH值降低、氧化电位值(ORP)、电导率(σ)和余氯含量(ACC)相应发生变化。酸性电解水与染料溶液体积比为1:1时,对红色、黄色、蓝色、印花蓝、藏青、黑色染料,1 min脱色率均高达90%以上。

光伏电解水制氢储氢技术标准体系框架研究

为保障光伏制氢产业高质量发展,发挥标准的引领、支撑作用,通过分析我国光伏发电、电解水制氢、储氢技术现状及趋势,汇总了氢能终端应用的类型,并梳理了光伏电解水制氢储氢系统的应用场景,结合现行光伏产业标准体系、氢能产业标准体系,提炼光伏电解水制氢储氢标准需求,进而构建光伏电解水制氢储氢技术标准体系框架。

阴离子交换膜电解水制氢技术的研究进展

氢能是我国2060年“碳中和”的关键支撑,氢气制备又是氢能产业链“制、储、输、用”四大环节中的首要环节,绿色高效地制取氢气是氢能发展的基础。阴离子交换膜电解水(AEMWE)作为新兴的“绿氢”技术,充分结合了碱性水电解技术与质子交换膜电解技术的优势,有望成为最具发展潜力的可再生能源制氢技术。对AEMWE的原理与研究现状做了简要分析,详细论述阴离子交换膜(AEM)水电解槽关键部件的研究进展与发展方向,包括阴离子交换膜、阳极、阴极催化剂、双功能催化剂、离聚物、膜电极、多孔传输层、双极板及电解液。最后结合研究现状,展望了AEMWE制氢技术的研究方向。

超声雾化微酸性电解水对采后娃娃菜流通及货架品质的影响

为了探明微酸性电解水(Slightly acidic electrolyzed water,SAEW)对采后娃娃菜货架品质的影响,本文分析了在低温流通(4±1)℃及货架条件(25±1)℃下,不同浓度(0、50、100和150 mg/L)SAEW超声雾化熏蒸处理对娃娃菜采后保鲜效果的影响。结果显示,较对照和其它浓度(50和150 mg/L)SAEW处理相比,100 mg/L SAEW超声雾化熏蒸处理在货架第6和第9 d时显著抑制了娃娃菜丙二醛含量的升高及总硫苷含量的下降(P<0.05)。进一步的流通及货架模拟结果显示,与对照组相比,100 mg/L的SAEW超声雾化熏蒸处理使娃娃菜中的菌落总数降低了17.04%,总硫苷含量提升了30.11%;另外,该处理显著抑制了采后娃娃菜中亚硝酸盐和丙二醛含量的积累(P<0.05),延缓了可溶性糖、可溶性蛋白、总酚、抗坏血酸和异硫氰酸酯含量的下降,提高了黑芥子酶的活性。100 mg/L SAEW超声雾化熏蒸处理不仅能有效抑制流通及货架期间娃娃菜中菌落总数的生长,而且可有效减缓该过程中娃娃菜营养品质的流失,从而提高娃娃菜的保鲜效果。

微酸性电解水对采后香葱抑菌特性及贮藏品质的影响

为探究微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water,SAEW)对香葱采后贮藏品质的影响,本实验分析低温((4±1)℃)贮藏条件下不同质量浓度(0、100、200 mg/L和300 mg/L)SAEW浸泡处理5 min后香葱采后抑菌特性及贮藏品质的变化。结果显示,较对照和其他质量浓度(100 mg/L和300 mg/L)SAEW处理相比,200 mg/L SAEW浸泡处理更好地维持了采后香葱的外观品质并抑制了其菌落总数的增长。进一步的研究结果显示,200 mg/L SAEW浸泡处理可有效抑制香葱中质量损失率和腐烂率的增加,减缓叶绿素、VC、可溶性糖以及可溶性蛋白含量的下降,减少有害物质总游离氨基酸、丙二醛和亚硝酸盐的积累。综上,200 mg/L SAEW浸泡处理不仅能有效抑制低温贮藏期间香葱中菌落总数的增长,而且可有效延缓该过程中香葱营养品质的流失,从而提高香葱的保鲜效果。因此,SAEW可作为一种维持采后香葱贮藏品质,延缓其衰老进程的有效杀菌、保鲜措施。

电解水农业技术体系中臭氧水在农业生产上的应用

对水进行电解是生产臭氧水的重要途径。臭氧水作为臭氧与水混合形成的一种消毒剂,具有强氧化性和高活性,可杀死大多数细菌、病毒、真菌和寄生虫等微生物,但会分解一些有害物质。在农业生产中,喷施臭氧水可有效防治农作物的病害,显著减少农药施用量,降低农药残留,提高食品质量安全;还可促进种子萌发,提高农作物的质量和产量;可用于农作物虫害的防治。臭氧水在农业生产应用中,具有安全高效、无污染、无残留等优点,作为电解水农业技术的重要组成部分,是我国发展生态农业发展的重要方向。

阴离子交换膜在电解水制氢领域的研究进展

综述了阴离子交换膜的离子电导率与碱稳定性,对阴离子交换膜的离子传输机制以及降解机制进行了分析,总结了对于离子电导率与碱稳定性的改进策略。对用于电解水制氢技术的阴离子交换膜后续研究提出了展望,为阴离子交换膜电解水制氢技术实现大规模商业化应用提供理论指导。

超声联合微酸性电解水处理克氏原螯虾条件优化及对其品质影响

目的探寻超声协同微酸性电解水处理对克氏原螯虾杀菌效果以及贮藏期品质的影响。方法考察微酸性电解水有效氯浓度、浸泡时间、超声功率三者分别对微生物的影响,分析4℃贮藏期间联合处理对克氏原螯虾菌落总数、总挥发性盐基氮、丙二醛、色差、感官等的影响。结果在微酸性电解水中浸泡10 min、有效氯浓度为60 mg/L、超声功率为405 W的条件下,克氏原螯虾菌落总数与空白组相比降低了1.48 lg(CFU/g),与单一处理相比杀菌作用更强。在冷藏期间,联合处理组能够抑制克氏原螯虾菌落总数的增长,其总挥发性盐基氮和丙二醛的上升速度均低于未处理组,对延缓样品的脂肪氧化与腐败变质有较好效果。结论与对照组相比,超声协同微酸性电解水处理有良好的杀菌效果,能更好地保持克氏原螯虾的品质并延长冷藏货架期至4 d以上。

炭材料在电解水制氢耦合有机氧化方面的研究进展

利用可再生能源(太阳能、风能)发电进行电解水制氢是获取“绿氢”的必经之路。然而,目前电解水制氢仍面临电解效率低和能耗高的巨大挑战。通过将电解水体系与热力学上更有利的有机氧化反应耦合是解决上述问题的重要途径,在有效提升阴极产氢效率的同时还可以在阳极获得高附加值化学品(用于进一步分摊并降低制氢成本)。这一新兴领域的发展关键在于制备具有高选择性和高稳定性的催化材料。碳基材料具有来源丰富、比表面积高、孔隙率高等优点,在高性能有机电氧化和电解水析氢催化剂方面引起了科研人员的广泛关注。本研究总结了碳基材料在电解水制氢耦合有机氧化方面的最新研究进展,并讨论了该材料在这一新兴电催化领域的发展前景和面临挑战,以推进新型炭材料的发展。