室内污染物甲醛的光催化氧化降解研究

采用溶胶-凝胶法制备了负载锐钛矿型TiO2蜂窝陶瓷膜,通过X衍射谱粒径分析及透射电子显微镜的电镜分析,结果表明400℃焙烧条件下得到的纳米TiO2粒径分布在10～20nm之间。以此纳米TiO2陶瓷膜进行室内主要污染物甲醛的光催化降解分析。结果发现,流速和湿度对于甲醛的光催化降解具有较大影响,不同污染物浓度条件下流速对光催化降解的影响是不同的,湿度对甲醛光催化的降解的影响存在一临界值。

PECVD淀积氮化硅薄膜性质研究

使用等离子体增强化学气相沉积(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition,PECVD)在P型硅片上沉积了氮化硅(SiNx)薄膜,使用薄膜测试仪观察了薄膜的厚度、折射率和反射光谱,利用扫描电子显微镜(SEM),原子力显微镜(AFM)观察了截面和表面形貌,使用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和能谱仪(EDX)分析了薄膜的化学结构和成分。最后,考察了薄膜在经过快速热处理过程后的热稳定性,并利用霍尔参数测试仪(Hall)比较了薄膜沉积前后载流子迁移率的变化。

氨氮对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响

研究了以尿素作为氮源时对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响。研究结果表明,随着尿素添加量的增大,体系中氨氮的浓度逐渐增大,当氨氮浓度在3.58～7.89g/L的范围内,对氢气的产生有促进作用;氨氮浓度超过7.89 g/L时,体系的氢气产量开始下降,氨氮浓度为6.24 g/L时得到最大氢气产率(126.8 mL/g VS);然而,当氨氮浓度超过5.93g/L时,体系反应的延迟时间超过了13.64 h,因此综合考虑氢气产量和产氢效率,应该控制反应过程中氨氮的浓度低于6 g/L。反应后,液相中的主要产物是乙酸和丁酸,随着尿素投加量的增大,体系中丁酸的浓度逐渐减少,乙酸的浓度增大,但两者的浓度和所占总有机酸的比例都约为80%,没有明显变化;丙酸和戊酸含量较少,且变化不大。

Graetzel型光电化学太阳能电池(PEC)研究进展

本文对 Graetzel型 PEC中纳米晶半导体电极的表面修饰 ,纳米晶网络半导体电极 /溶液界面及界面电荷转移动力学特性方面的研究进行了综述 ,介绍了 Graetzel型PEC的结构组成及工作原理并对今后研究工作的重点提出一些建议。

影响天然混合红螺菌产氢因素的实验研究

研究了以葡萄糖为基质利用天然混合红螺菌生产氢气的影响因素.结果表明,天然混合红螺菌产氢必须在光照、厌氧的条件下进行,在实验范围内较高光强度对天然混合红螺菌的产氢比较有利,并提出天然混合红螺菌产氢的最佳产氢工艺条件,即温度为32℃～40℃,pH值为5～8,接种量为5%～15%.添加有机氮源可使产氢量大幅度提高,天然混合红螺菌在最佳产氢工艺条件下以1%的葡萄糖为基质时的最大产氢量为1.62L/L,具有较好的工程应用前景.

上转光剂掺杂新型纳米TiO_2催化剂的制备及利用可见光降解结晶紫染料的研究

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转光剂,此上转光剂在488nm可见光的激发下,产生了5个波长均小于387nm的上转换紫外发射峰。采用超声波分散的方法制备出了上转光剂掺杂纳米TiO2可见光光催化剂。以结晶紫为研究对象,研究了光催化剂在可见光(三基色灯下发出)照射下的催化降解性能,并与未掺杂的纳米TiO2粉末的催化性能进行了对比。实验结果表明作为掺杂成分的上转光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO2粉末吸收利用,其中380nm转光效率为0.78%。紫外光谱和离子色谱表明,在可见光照射8.0h后降解率达95%以上,高于未掺杂纳米TiO2的48%,结晶紫降解后生成的Cl-和NO3-作为一种无机离子进入溶液中。所有结果表明,掺入上转光剂的TiO2光催化剂是一种有效利用可见光的催化剂,为未来利用太阳光处理工业废水开辟了道路。

反应物流速和湿度对室内污染物甲醛的光催化氧化影响的实验研究

为了分析流速和湿度对室内污染物甲醛的光催化氧化影响,在搭建光催化氧化分析动态实验台的基础上,利用浸渍涂膜法制得TiO2光催化剂薄膜进行甲醛的光催化实验。实验结果表明,随着流速的增加,污染物的光催化氧化逐步由传质控制过程过渡到光催化氧化控制过程;而湿度对甲醛的光催化氧化则存在一最佳范围。

不同掺杂方式制备V-N-TiO_2的光催化性能研究

以钛酸丁酯为钛源、二乙醇胺为氮源、偏钒酸铵为钒源,用溶胶-凝胶法,以不同掺杂方式合成V-N-TiO2。通过紫外可见漫反射吸收光谱(UV-VIS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜图片(SEM),对不同掺杂方式制备的V-N-TiO2进行结构表征;以苯酚为污染物,考察其光催化活性。结果表明,采用将氮源和钒源引入钛源体系的掺杂方式制备的V-N-TiO2具有最佳的光催化活性,在紫外光下照射100min,对苯酚的降解率可达98.63%,在模拟太阳光照射300min后,对苯酚的降解率可达91.83%。

基于BBD模型的玉米秸秆光合生物制氢优化实验研究

以产氢量为主要实验指标,基于响应面法BBD模型研究不同影响因素对生物质秸秆酶解光合产氢的影响,考察光合产氢过程中不同影响因素间交互作用的显著性,并对玉米秸秆酶解光合生物制氢工艺进行优化。研究结果表明:p H值、温度和纤维素酶量三因素中,p H值对玉米秸秆酶解光合产氢的影响最大;多因素交互作用中,p H值和温度的交互作用最为显著;采用BBD模型获得的最佳产氢条件为:p H值5.43,温度30.8℃,纤维素酶量70 mg/g,最大产氢量149.39 m L,最大产氢率29.88 m L/g。通过实验对模型进行验证,实际最大产氢量达155.52 m L,产氢率31.11 m L/g,和预测值的误差为4.1%,说明该模型具有较好的拟合性。

影响染料敏化二氧化钛纳米晶太阳能电池的因素

介绍了染料敏化二氧化钛纳米晶太阳能电池的结构及工作原理,对影响染料敏化太阳能电池性能的因素,如纳米二氧化钛膜的制备、表面修饰、耦合及掺杂或复合,敏化染料与电极表面的吸附、吸收光谱与太阳光谱的匹配、染料的设计合成,以及电解质的研究进展进行了综述。指出染料和电解质的性能是今后发展中的主要制约因素,纳米多孔膜的制备、染料的光电化学反应机理和染料的设计合成、双敏化、固态空穴传输材料替代液体电解质以及纳晶多孔电极与染料间能量传递及电子转移的微观本质等领域是今后的主要研究方向。

染料敏化太阳能电池天然敏化剂的研究进展

染料敏化剂是影响染料敏化太阳能电池(DSC)性能的重要因素。介绍了染料敏化剂的分类及获得高效、稳定的电池时染料敏化剂需要满足的条件,根据天然染料敏化剂的分类,分别介绍了叶绿素类、花青素类、类胡萝卜素类以及单宁酸等天然染料作为DSC敏化剂的研究进展及其区别,指出对天然染料敏化剂的研究有利于降低染料敏化太阳能电池的生产成本并促进其工业化发展。

改进DNS比色法测定玉米芯水解液的总糖含量

采用分别测定己糖和戊糖含量的方法对DNS比色法进行了改进。结果表明:采用改进DNS比色法测定玉米芯水解液中总糖含量的回收率在98.90%～100.81%,RSD=0.62%,可准确、快速、简便地测定玉米芯水解液中的混合总糖含量。

光催化去除室内污染物HCHO的实验研究

为了模拟光催化净化器去除室内污染物的最佳条件,搭建了光催化污染物HCHO去除循环实验台,利用浸渍涂膜法分别以活性炭颗粒及活性炭网为载体制备纳米TiO_2催化剂膜,通过实验对其光催化性能进行分析.实验结果表明,在HCHO浓度较高时,2种催化剂膜对HCHO的光催化去除随流速的增加表现为从传质控制过程向光催化控制过程过渡,且以活性炭网为载体的催化剂膜对HCHO的去除效率大于以活性炭颗粒为载体的催化剂膜;而在HCHO浓度较低时,由于HCHO驻留时间的影响,2种催化剂膜对HCHO的去除随流速增加而降低.

偶氮染料在无机盐存在下的光催化氧化降解反应

利用草酸铁/过氧化氢体系在光反应器中对6种偶氮染料进行了光催化氧化脱色反应,重点研究了氯化钠和硫酸钠对其光催化氧化脱色性能的影响。同时通过紫外可见光谱和TOC分析考察了染料在无机盐存在下的光催化降解和矿化问题。结果表明两种无机盐对染料的脱色降解和矿化反应均有不同程度的抑制作用,其中氯化钠的抑制影响作用最为显著。

提高木糖和葡萄糖乙醇产率的菌种驯化

为提高酵母菌代谢木糖和葡萄糖产乙醇的效率,以木糖为底物对利用木糖和葡萄糖的3株酵母菌进行驯化培养,通过对糖的利用率和乙醇产率的分析表明,经7个批次的驯化,3个菌株的木糖利用率和乙醇产率都得到了明显提高。驯化后的3个菌株经固定化细胞乙醇发酵,结果表明,ATCC 32728(P.tannoph ilis)的木糖利用率为87.90%(36h),葡萄糖利用率为99.99%(24h),混合糖(70g/L,木糖∶葡萄糖=2∶5,24h)利用率为93.95%,乙醇产率达到了99.99%。Pachysolen tannoph ilis ATCC 32728经驯化,并用固定化细胞进行乙醇发酵,使混合糖的利用率和乙醇产率达到了理想的效果。

光谱分析气体状态对近空间升华沉积CdTe多晶薄膜的影响

在CdTe多晶薄膜太阳电池制备中用近空间升华法生长了CdTe多晶薄膜, 沉积工作气体的状态决定了薄膜的结构、性质. 文章首先分析了近空间沉积的物理机制, 测量了近空间沉积装置内的温度分布, 使用氩氧混合气体为工作气体, 其中重点讨论了该气体状态(包括气氛和气压)与薄膜的初期成核的关系, 即择优取向程度和光能隙与气氛和气压的关系. 结果表明, (1)不同气氛下沉积的CdTe薄膜均为立方相结构. 随氧浓度的增加, σ增加, 氧浓度为6%时, σ最大, 之后随氧浓度增加, σ降低, 在12%达到最小, 然后随氧浓度的增加而增加, 在氧浓度为9%时沉积的结晶更完整. CdTe薄膜的光能隙为1.50～1.51 eV; (2)在氩氧气氛下氧浓度为9%, 不同气压下制备的样品, 均有立方相CdTe, 此外, 还有CdS和SnO2:F衍射峰. CdTe晶粒随气压增加有减小趋势, 随气压的增加, 透过率呈下降趋势, 相应的CdTe吸收边向短波方向移动; (3)在氩氧气氛下氧浓度为9%, 采用衬底温度550 ℃, 源温度620 ℃, 沉积时间4 min时制备的CdTe多晶薄膜获得了转换效率优良的结构为SnO2:F/CdS/CdTe/Au的集成电池.

固定式光伏方阵最佳倾角

负荷全年均衡分布的光伏系统,在确定固定式光伏方阵的最佳倾角时,应综合考虑方阵面上太阳辐照度的连续性、均匀性和极大性,还应考虑系统的经济性,使所用太阳电池和蓄电池最少。对我国部分地区光伏方阵的最佳倾角进行了计算和分析。

UV-TiO_2-H_2O悬浮体系光催化降解聚乙烯醇

在自制的圆柱状夹套光化反应器中,以6 W(Emax=365 nm)紫外光灯为光源,研究了聚乙烯醇(PVA)的光催化降解行为,探讨了催化剂用量、pH及外加氧化剂等因素对PVA的光催化降解效率的影响。结果表明,催化剂用量与pH是影响PVA光解的重要因素,在酸性和碱性条件下PVA更易于光催化降解。另外,外加分子氧与过氧化氢可以有效地提高PVA的光解速率。PVA与降解60 min后样品的红外光谱(IR)分析表明,PVA光催化氧化降解过程中羟基氧化形成羰基,碳-碳键的剪切形成短链化合物,实现了长链的断裂。

具有镜面反射和漫反射的CPC光学分析

对由镜面反射为主但是存在一定漫反射的复合抛物面聚光器 (CPC)反射面构成的集热器 ,在存在太阳散射情况下进行了光吸收性能的分析 ,比前人只考虑集热器镜面反射和太阳光直射更加接近实际情况。方法是在利用光线追踪法对CPC反射面的镜面反射进行分析的基础上 ,结合辐射度算法定量计算了CPC反射面的漫反射和太阳光的散射分量对集热器的光学性能的直接影响。并通过CPC集热器瞬时效率测试验证了理论的正确性。通过该理论 ,可以在更接近实际的情况下对CPC集热器进行光学设计和计算 。

光合细菌混合菌群HAU-M1产氢动力学实验研究

研究光合细菌混合菌群以葡萄糖为底物,光合产氢过程中的生长和产氢动力学特性,分析混合菌群利用葡萄糖产氢过程中的基质降解规律及代谢产物的生成规律。研究结果表明:光合细菌混合菌群以葡萄糖为底物产氢时,150 mmol/L的葡萄糖添加量是最佳添加浓度,产氢过程存在代谢产酸的过程,产氢高峰期葡萄糖主要代谢产物为乙酸,此时产气速率大;产氢末期葡萄糖主要代谢产物为丁酸,此时产气速率较低。建立基于Monod方程的光合细菌混合菌群产氢过程中的生长动力学模型,模型可较好地描述混合菌群产氢过程中生长延滞期和对数增长期菌体的生长变化规律,最大比生长速率μmax为0.214 h^(-1),饱和常数KS为8.257。建立光合细菌混合菌群产氢过程中的底物消耗动力学模型,模型可较好地描述混合菌群产氢过程中产氢延滞期和产氢高峰期的葡萄糖降解规律,细胞得率系数YX/S为0.352 g/mol,维持系数m为0.85。