异形结构纳米纤维膜的制备与应用进展

为推动静电纺丝法制备异形结构纳米纤维膜多样化和功能化的深入研究,拓展异形结构纳米纤维膜的应用领域,以近年来国内外制备异形结构纳米纤维膜的相关研究为基础,全面综述了静电纺制备具有树枝状、蜂窝状、中空/管状、梯度状等三维异形结构纳米纤维膜的最新研究进展。分析和总结了当前异形结构纳米纤维膜的制备方法及其在分离过滤、组织工程、催化吸附等诸多领域的应用,并对未来研究异形结构纳米纤维膜在诸多领域拥有广阔的应用空间进行了展望。

微生物燃料电池新型三维电极材料的研究进展

微生物生物电化学系统通过电能和化学能的相互转化,实现发电、制氢、化学合成、废水处理、海水淡化和修复。基于高导电性、稳定性和生物相容性等要求,微生物燃料电池新型电极材料不仅应具有较大的比表面积和开放式多孔结构,还要有利于细胞外电子转移的亲和表面。本文综述了微生物燃料电池电极材料的研究开发进展,重点讨论了新型三维电极材料的设计制造与微生物活性、产电性能的优化。

“生物巢”形成及其水处理机制的理论分析

针对目前生物法中的常规填料只能提供二维生物附着面,而无法形成类似好氧颗粒的三维多膜层结构的问题,我们提出了“生物巢”的概念:经过电活性改性的柔性玄武岩纤维在水中的分散性和生物亲和性有明显的提升,经过合理编制的改性玄武岩纤维填料在水力作用下对微生物进行高效缠绕、包裹、支撑,以形成大尺寸的活性污泥聚集体(直径可达10 cm以上)。其所拥有的丰富微生物种群以及明显的三维多膜层微环境结构理论上可实现污废水中C、N、P、S等污染物质在单一反应器中的同步去除,可有效缩短水处理工艺流程。本文将对所提出的“生物巢”进行概念解释,并对其构建过程中的填料选择、形成过程以及作用机制等方面进行理论分析。

基于三维纳米银修饰电极的硝酸根微型传感芯片研究

研制一种基于金叉指微电极阵列(IDA)的电流型硝酸根离子(NO-3)微传感电极芯片.基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)工艺制备金IDA微电极,通过电化学沉积技术在IDA微电极表面修饰三维枝状结构纳米银敏感膜,利用敏感膜对硝酸根离子良好的电催化还原性能,采用脉冲方波伏安(SWV)电化学测量方法,实现对硝酸根离子在25～1000μmol/L浓度范围内的快速检测,灵敏度达9.5 nA/(μmol/L),线性度为99.98%,检测下限为10μmol/L.考察水体中常见的NO-2,F-,3PO 4-,SO 42-,2CO3-,NH+4,Na+和K+等离子对该传感芯片的干扰性能,传感芯片表现出较好的抗干扰性能.制备的三维枝状结构纳米银修饰IDA微电极可实现水环境(pH 5.0～9.0)中NO-3的电化学检测,对应用于自然水环境中硝酸根离子的现场检测具有积极意义.