生化需氧量微生物传感器的研究进展

生化需氧量 (biochemicaloxygendemanded ,BOD)是衡量水污染程度必须测定的重要指标之一。然而 ,传统的 5d法不能及时反映排放水的污染程度。因此 ,能够快速、准确测定BOD的微生物传感器近年来得到了迅速发展。本文综述了BOD微生物传感器及其商品化仪器的发展 ,并对能使BOD传感器与传统的

碳薄膜电极材料在电分析化学中的应用

由于具有一系列的优点,碳材料被广泛应用于电分析化学。新型碳电极材料的开发及其性质研究对电分析化学的发展起着重要的推动作用。最近报道了一些制备新型碳薄膜电极材料的方法,因为制备方法不同,这些碳薄膜材料的电化学性质如电位窗、稳定性、导电性也存在显著的差异。目前电位窗宽、背景电流低、稳定性高、表面不易被电极产物钝化的碳薄膜电极材料的研究非常活跃。本文综述了采用不同方法制备的一些碳薄膜电极材料如硼掺杂的金刚石薄膜、无定形碳和纳米晶体碳薄膜材料等在电分析化学中应用。

方波阳极溶出伏安法同时测定水样中微量的铅和镉

重金属元素在水和土壤中很难降解且具有富集性，往往长期积累在生物体内，直接影响人类生存环境、危机人类健康。其中，铅和镉是生态环境中最常见和最主要的污染元素。建立一种测定痕量重金属离子的方法对人类的健康和环境的保护有重要的现实意义。目前，测定重金属元素的方法主要有原子吸收法、电感耦合等离子体原子发射光谱法及溶出伏安法等。

多巴胺在聚茶碱/Nafion双层修饰玻碳电极上的电化学行为

研究聚茶碱／Nafion双层修饰玻碳电极的制备和其电化学性质，并用于测定多巴胺（DA）。在pH7．4的PBS缓冲溶液中，DA在聚茶碱／Nafion双层修饰玻碳电极上产生一灵敏的氧化峰。峰电流与DA浓度在1×10－7～4×10-4mol/L范围内呈良好线性关系，检出限为5×10－8mol/L。该双层膜对DA有增敏作用，对抗坏血酸（AA）有排斥作用，重现性良好，可用于DA的测定。

有机-无机杂化材料膜制备生物传感器用于在线生化需氧量的测定

用溶胶凝胶与接枝共聚物组成的有机无机杂化材料固定皮状丝孢酵母制备BOD生物传感器,在研制的在线BOD监测仪上考察其性能。结果表明,该传感器线性高达85.0mg/LBOD,稳定性良好、使用寿命长,可连续使用90d以上,保存14个月后仍可保持70%以上的活性。本方法用于实际样品分析,得到了与传统的5d法较一致的结果,可用于污水的在线监测。

化学修饰铋膜电极的制备和应用研究进展

本文综述了近年来化学修饰铋膜电极的制备和应用的研究进展。首先介绍了铋膜电极的制备方法,然后介绍铋膜电极的应用和研究进展,包括铋膜电极在检测重金属离子、硝基酚类化合物、药物、杀虫剂及一些生物活性物质等方面的应用。

茶碱的电化学行为及其多阶半微分极谱测定

目的:研究茶碱的电化学还原和直接电分析。方法:多阶半微分电化学方法研究茶碱的电化学还原行为,循环伏安和紫外光谱法研究其可逆性和电还原机理。结果:在磷酸底液中,茶碱在- 1-08 V处出现一还原峰,峰电流与茶碱浓度在2-0 ×10-6 ～2-0×10- 4 mol·L-1 范围内呈良好线性关系。结论:在适宜条件下茶碱分子中的C8和N9 之间的双键能在汞电极上直接还原,属完全不可逆电极反应。

蒙脱石掺杂的铋膜修饰碳糊电极测定蜂蜜中的锌

铋膜电极因其环境友好，电化学响应信号灵敏，稳定性、重现性好等优点，特别是与化学修饰、分子组装等技术结合在一起，使其能更广泛地应用于医学、环境、食品卫生等方面的监测。铋膜电极的研究和应用也越来越受到重视。借助于溶出伏安等分析方法，铋膜电极可用于多种重金属离子的测定，特别是铅、镉、锌的测定及分析研究较多。

一步法制备钯纳米粒子修饰的多孔金电极及其对溶解氧的电催化

建立了只需一步操作即可完成在抛光洗净的金微盘阵列电极上进行多孔化处理和钯纳米粒子修饰的方法。通过对金微盘电极连续施加3个电位,分别实现金的氧化、金的还原和电沉积钯纳米粒子。利用扫描电镜和电化学方法监控制备过程,得到的结果证实了本方法的可行性和有效性。考察了溶液pH值与氧化时间对结果的影响,在磷酸盐缓冲溶液(pH7)中氧化90s,得到的修饰电极的电化学活性面积是裸电极的42倍。同时,由于整个过程不需要更换溶液,且只需开启一次仪器,大大简化了实验操作。将制备的修饰电极用于溶解氧的电催化,对溶解氧的灵敏度达到0.1mA·L/(cm2·mg),优于文献报道结果。

不同热解温度下制备的磁性生物炭对罗丹明B的吸附性能

以水稻秸秆为原材料,采用一步磁化碳化法,于550、600、650和700℃下进行限氧裂解,制备出4种高效易分离的磁性生物炭(MBC-550、MBC-600、MBC-650和MBC-700)。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面孔径分布分析仪(BET)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对其理化性质进行了表征,探究了不同温度对其结构性质和吸附性能的影响。而后研究了MBC对罗丹明B(RhB)的吸附动力学、吸附等温线,并考察了pH值和金属阳离子(Na^(+)、Fe^(3+)、Mg^(2+)和Cu^(2+))对吸附性能的影响。结果表明,随着热解温度升高,MBC的比表面积和孔容积增大,MBC的吸附性能受温度影响显著。在30℃时,4种不同热解温度制备的MBC对RhB的平衡吸附量分别为35.696、36.962、53.118和54.810 mg/g。4种MBC对RhB的吸附均符合伪二级动力学方程,表明MBC对RhB的吸附受多种因素影响;采用Langmuir与Freundlich方程对等温吸附结果进行拟合,吸附等温线符合Freundlich模型,表明MBC对RhB吸附以多分子层物理吸附为主。由于静电吸附和离子交换的作用,MBC对RhB的吸附容量随pH值的升高先增大后减小,在pH值为6时吸附容量达到最大;加入Na^(+)、Fe^(3+)、Cu^(2+)和Mg^(2+)金属阳离子后,4种MBC对RhB的吸附量均低于平衡吸附量:Na^(+)、Fe^(3+)离子浓度的升高对部分MBC吸附RhB的容量呈一定的上升趋势,而Cu^(2+)、Mg^(2+)离子浓度的升高对MBC吸附RhB影响较小。

人工湿地-电活性菌藻膜技术处理养猪废水中试试验

人工湿地由于具有运行成本低、维护简单等优点而被广泛应用于养殖废水处理。然而,人工湿地技术普遍存在污染物去除效率受温度影响大等问题。在该研究中,通过构建电活性菌藻生物膜来强化人工湿地系统,对养猪废水进行了自然温度下的处理效能与微生物群落研究,在室外开展了18个月试验,结果表明:电活性菌藻生物膜强化组在夏季化学需氧量、氨氮、硝态氮、总氮、总磷、亚硝态氮的去除率分别达到98.26%、97.96%、85.45%、95.07%、94.64%和85.45%。在冬季化学需氧量、氨氮、硝态氮、总氮、总磷、亚硝态氮的去除率分别达到96.10%、91.56%、75.29%、89.94%、92.12%和83.15%。具有良好低温适应性。强化组冬季化学需氧量、氨氮、硝态氮、总氮、总磷、亚硝态氮的出水浓度均满足《禽畜养殖业污染物排放标准》(GB18596—2001)。相比未构建电活性菌藻生物膜的对照组,以上污染物去除率均分别提高。电活性菌藻膜在冬夏季节的优势微生物均为Cyanobium、Shewanella、Azoarcus,群落结构稳定性高,有利于促进冬季污染物去除率,为提高系统污水处理可靠性提供了保障。

Ti/PbO_(2)电极电催化氧化处理含盐有机废水的研究

为了考察电催化氧化法处理含盐有机废水过程中工艺参数对污染物去除能力的影响,对电极材料进行了对比选择,随后采用网状Ti/PbO_(2)电极作为优势阳极,钛板作为阴极处理含盐有机废水.通过正交实验,考察了电流密度、流量、初始pH、板间距、处理时间5个因素对化学需氧量(COD_(cr))、氨氮、总有机碳(TOC)、总氮(TN)的处理效果.实验结果表明,在电流密度为20 mA·cm^(-2)、流量125 mL·min^(-1)、pH为6~7、板间距为2.2 cm、处理时间为5 h的条件下,COD cr、氨氮、TOC、TN去除率分别为71.2%、98.5%、54.3%、93.6%.

快速生化需氧量微生物传感器的应用

采用混合菌BODseed制备微生物传感器快速监测生化需氧量(BOD),研究了矫正溶液选择、样品自降解及恒温装置对测量准确度的影响。结果表明,采用葡萄糖-谷氨酸矫正溶液测得污水处理厂污水结果较BOD5方法偏低50%以上,而以污水本身制作矫正曲线取得了与BOD5一致的测试结果;样品在保存6 h后有机物自降解会使测量结果偏低40%;快速BOD在线监测时不仅需要对微生物传感器恒温,同时也需要对样品及缓冲溶液恒温,这有利于样品快速接近缓冲溶液温度,减少空气饱和时间,从而提高监测效率,提升测试准确度。

碳化硅负载氧化铜催化剂低温NH3选择性催化还原NOx的性能

采用湿浸渍法制备了碳化硅负载的氧化铜(CuO/SiC)催化剂,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等对其进行了表征,在模拟烟气条件下研究了该催化剂对低温NH3选择性催化还原NOx的性能。结果表明,CuO/SiC还原NO的催化活性与氧化铜含量和反应温度有关。负载质量分数为5%的CuO/SiC催化剂在低温下表现出较高的活性,虽然SO2对其催化活性略有抑制;研究发现,NO还原反应发生在被吸附的氨与气相的NO或弱吸附的NO之间。所制备的CuO/SiC催化剂为实际的工业应用提供了新的选择。

Z型g-C_(3)N_(4)/Pt/TiO_(2)纳米管阵列复合电极的制备及光电氧化甲醇性能

以NH4Cl为气体模板吹制双氰胺制备g-C3N4纳米片,并将其负载于Pt/TiO2纳米管阵列(Pt/TiO2 NTs)上,制备了一种新型的Z型g-C3N4/Pt/TiO2NTs复合电极材料.通过扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱对该材料的结构进行了表征,采用电化学和光电化学方法研究了材料的性能.研究结果显示,在可见光照射下,g-C3N4/Pt/TiO2 NTs复合材料具有高效的光电氧化甲醇的性能.该复合材料的高性能主要归因于以下两点:(1)g-C3N4与Pt/TiO2NTs的结合有效扩展了其在可见光范围的吸收;(2)Z型电荷转移保留了具有强氧化能力的空穴和强还原能力的电子,从而使光生中间体作用于电催化过程增强了甲醇氧化效率.

染料废水的贝壳粉负载铁-钴双金属催化降解

以贝壳粉为载体,采用共沉淀法将铁、钴负载到贝壳粉上,制得Fe-Co/贝壳粉双金属催化剂。通过XRD、SEM测试发现,煅烧后贝壳粉结构被破坏,催化剂表面形成Fe_(2)O_(3)和Co_(3)O_(4)。Fe-Co/贝壳粉+Na_(2)S_(2)O_(8)协同催化体系对亚甲基蓝具有很好的降解效果,当Fe和Co物质的量比为2∶1,煅烧温度为550℃,pH为3时,催化剂对亚甲基蓝的降解率最高。

基于二维材料膜构筑纳米流体通道的研究进展

纳米流体学涉及在纳米尺度通道内流体独特的传输行为,近年来引起了研究者们的广泛兴趣。二维(2D)材料的出现以及2D材料膜的快速发展,开创了纳米流体研究的新时代。本文综述了近年来基于二维材料膜构筑纳米流体通道的研究进展,着重介绍了二维材料膜纳米流体通道的构筑方法,包括“自上而下”策略、“自下而上”策略、人工造孔策略制备二维材料多孔膜,以及范德华组装策略、液相组装策略制备二维材料叠层膜;深入讨论了二维材料膜纳米流体通道的调控手段,包括通道尺寸、长度和形状等物理结构的精密控制,通道亲和性、电荷性等化学环境的合理设计;最后总结展望了二维材料膜纳米流体在材料开发、仿生设计、传输机理和器件应用等方面所面临的机遇与挑战。

雌二醇在有序介孔碳修饰玻碳电极上的电化学行为及其测定

目的:采用硬模板法合成有序介孔碳(ordered mesoporous carbon,OMC),研究雌二醇(estradiol,E2)在有序介孔碳修饰玻碳电极(OMC/GCE)上的电化学行为,建立定量测定E2含量的电化学分析新方法。方法:循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)和方波伏安法(square wave voltammetry,SWV)。结果:采用CV法,在0.1 mol·L-1的磷酸盐缓冲溶液(pH 8.0)中,E2在OMC/GCE上于+0.53 V处出现一不可逆的氧化峰,其氧化峰电流是GCE上的10倍。用SWV法测得E2氧化峰电流与其浓度在2.0×10-7～2.5×10-5mol·L-1呈线性关系,检出限(S/N=3)为1.0×10-7mol·L-1。采用本方法对女性血清中的E2进行加标回收率测定,回收率在97%～104%之间。结论:OMC/GCE对E2的电化学氧化具有良好的电催化作用,该方法可用于女性血清中E2的加标回收率测定。

一种新型生化需氧量传感器的研制

目的 研制快速测定生化需氧量 (BOD)的方法。方法 应用溶胶 凝胶有机 无机杂化材料 ,采用包埋法固定异常汉逊酵母菌 ,制备微生物膜。该微生物膜与氧电极结合制成传感器。传感器测试的最佳条件为 :pH7 0 ;2 8℃ ;响应时间 3～ 12min。用该传感器测定了单纯有机物、生活污水及回收率。结果 经过对多种有机物测定表明该BOD微生物传感器可监测氨基酸类、糖类等多种有机物 ,适合于生活污水及某些含醇类、酚类等有机物浓度小的工业废水的测定。微生物膜可连续保存 3个月仍能保存其活性的 70 %。经测定生活污水的回收率在 90 %～ 10 5 %之间。结论 这种微生物传感器可成功进行BOD的测定 ,检测速度快 ,操作与制备简便 ,灵敏度高 ,适用范围广 ,成本低 ,易保存 ,性能稳定 ,简化了传统的测定分析 ,具有很好的实用意义。