在线测量Fe^(3+)浓度的塑料光纤倏逝波传感系统

为了准确在线测量微生物燃料电池(MFC)内Fe^(3+)的浓度,基于倏逝波原理研制了一种D形塑料光纤Fe^(3+)浓度传感器。采用静电层层自组装技术,将含有Fe^(3+)指示剂的材料组装在D形光纤表面,构成Fe^(3+)敏感区。实验研究表明:传感器的灵敏度、响应时间与敏感膜的厚度和指示剂的含量有关。当Fe^(3+)敏感膜自组装层数为20层时,传感器对含Fe^(3+)离子溶液浓度为0.01mol·L-1的响应时间约13min,最低检测极限达10-6 mol·L-1,表明该传感器对Fe^(3+)离子水溶液具有良好的光学响应性能。

基于六硼化镧与壳聚糖的光热转换生物材料

为实现光合细菌(PSB)产氢过程的光分频利用,用六硼化镧(LaB_6)和壳聚糖制备了光热转换发光发热生物材料,研究了不同LaB_6纳米颗粒的生物材料在可见光下的吸光特性和光热转换特性。研究发现:该生物材料能较好地透过510~650 nm波长的光为PSB产氢供给光能,而其他波段的光用于激发LaB_6粒子产热为PSB提供热能。LaB_6纳米颗粒的吸光度及光热转换能力受颗粒尺寸影响显著,当生物材料中LaB_6颗粒平均水力直径为295 nm时,12 min内的温升速率为0.41℃/min,是载玻片的5.4倍。

光催化与微藻耦合快速去除水中铬离子

为快速去除液相中的总铬(Cr(Ⅵ)及Cr(Ⅲ)),构建了一种新型光催化与微藻耦合系统。该系统由固定化N掺杂TiO_(2)、小球藻、核孔膜和紫外-可见LED光源构成。研究发现:单独光催化能将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),但无法对Cr(Ⅲ)进行去除,导致液相总铬保持恒定。单独微藻能将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),但微藻还原Cr(Ⅵ)的速率低,去除液相中总铬的量受微藻生物量及Cr(Ⅵ)浓度的影响。光催化与微藻耦合系统中微藻细胞产生的有机物通过核孔膜,传递至光催化剂表面,消耗催化剂表面产生的空穴和·OH,抑制载流子复合,促进光催化快速将高浓度Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),减弱Cr(Ⅵ)对微藻细胞的高毒胁迫并减少Cr(Ⅵ)在微藻细胞表面对Cr(Ⅲ)的竞争吸附,提高藻细胞对Cr(Ⅵ)的还原率及总铬去除率,实现铬的快速去除。