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本發(fā)明公開了一種砷價態(tài)的測定方法。包括：(1)向待測樣品中加入提取液，待產(chǎn)生的氣體釋放完全后，通過微波進行消解，將消解液過濾，用提取液洗滌殘渣，收集洗滌液，將其與濾液混合定容；待測樣品為煤或生活垃圾焚燒灰渣、土壤或污泥；提取液為 H3PO4 和抗壞血酸的混合溶液；(2)將三價砷和五價砷分離；(3)對分離出的三價砷和五價砷進行還原，得到砷化氫氣體；(4)對不同價態(tài)的砷還原得到的砷化氫氣體進行測定，得到待測樣品中三價砷和

高砷銻金精礦礦漿電解新工藝及成套裝置，一步制得 98%以上的金屬銻，有效解決了銻、砷選擇性分離難題；發(fā)明了 12 m 3 柵型網(wǎng)狀電極礦漿電解槽，陽極面積由傳統(tǒng)棒狀石墨陽極的 20 m 2 提高至 110 m 2 ，電流強度提高到 12000 A，顯著增加了單位槽體積的物料處理能力，并有效解決了傳統(tǒng)火法工藝的“三廢”污染問題，實現(xiàn)了銻的清潔冶金，是替代傳統(tǒng)銻火法冶煉的優(yōu)選技術(shù)。2015 年和有關(guān)企業(yè)合作建成的“年處理 5000t 高砷銻金精礦礦漿電解示范工程”，取得了銻浸出率>99% （回收率 98.5%），砷浸出率<0.5%，陰極銻含銻>98%、含砷<0.1%的優(yōu)異指標(biāo)， 金全部富集在礦漿電解渣中，消除了砷、硫污染。

砷在人體內(nèi)的化學(xué)形式可以分為三價砷和五價砷。三價無機砷酸(鹽)毒性較大，易在體內(nèi)蓄積，主要經(jīng)胃腸道緩慢排泄。五價無機砷酸(鹽)相對毒性較低，不易在體內(nèi)蓄積，主要經(jīng)腎臟快速排泄[1]。他們在體內(nèi)的甲基化和代謝決定著砷的毒性作用。細胞內(nèi)蛋白的相鄰巰基是三價砷的主要化學(xué)受體。三價砷與巰基結(jié)合可致毒。如與酶分子內(nèi)的巰基作用后可抑制其活性，干擾酶的生理功能、結(jié)構(gòu)與代謝，繼而引起一系列生理、生化改變，影響細胞的代謝過程[2]。五價砷對機體的影響表現(xiàn)在它可以模擬無機磷酸鹽，不僅能在細胞轉(zhuǎn)運系統(tǒng)和酶促反應(yīng)過程中替代

激光雷達等傳感器以及高效率砷化鎵太陽能電池是國務(wù)院國家制造強國建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會列出的核心基礎(chǔ)元器件，本項目在國務(wù)院國資委以及國家級人才計劃科研項目支持下，聯(lián)合國內(nèi)知名企業(yè)進行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，研制出基于砷化鎵的超快半導(dǎo)體激光芯片與激光器可適用于激光加工、5G通信、生物醫(yī)療等領(lǐng)域，同時研制出的高效率砷化鎵薄膜三結(jié)電池曾獲得世界最高效率，相關(guān)產(chǎn)品已處于中試和量產(chǎn)階段，本項目相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品曾獲得過2018年度上海市科技進步二等獎，2020年中國發(fā)明協(xié)會發(fā)明創(chuàng)新二等獎，2020年中國光學(xué)學(xué)會光學(xué)科技獎一等獎等獎勵。本次將展示本項目研制的相關(guān)砷化鎵基半導(dǎo)體激光器以及高效率柔性輕質(zhì)砷化鎵薄膜三結(jié)太陽能電池。

目前重金屬及含砷廢水的處理是世界性難題，缺乏有效的處理技術(shù)，盡管生物法、電解法、混凝、吸附、反滲透技術(shù)等能達到一定的處理效果，但存在處理成本過高、能耗大 、操作困難、易產(chǎn)生二次污染的問題，難以被企業(yè)接受。本項目針對混合重金屬廢水處理成本高、出水難達標(biāo)的難題，基于納米鐵(nZVI)的核殼結(jié)構(gòu)理論，合成一種經(jīng)濟高效、協(xié)同去除廢水中多種金屬的高活性鐵基材料，即結(jié)構(gòu)態(tài)羥基活性亞鐵（SRF），具有大于傳統(tǒng)材料10000倍以上的比表面積和界面反應(yīng)活性，它具有納米鐵的反應(yīng)活性，但是克服了納米鐵昂貴的成本，對廢水中的重金屬離子具有高效網(wǎng)捕功能。但避免了表面鈍化、團聚帶來的nZVI活性降低、顆粒增大、反應(yīng)效率低的問題。SRF是無毒、無害、無污染的綠色試劑，通過吸附、還原、共沉淀的方法去同步除水中的重金屬離子和砷，而且適用pH范圍廣，產(chǎn)泥量少，成本低。能廣泛適用于各類重金屬工業(yè)廢水處理（如冶金、電鍍、化工、電路板、皮革等行業(yè)產(chǎn)生的重金屬廢水），并有利于實現(xiàn)金屬資源化利用，具有較好的市場前景。 課題組相繼承擔(dān)國家級項目（863計劃項目3項、國家自然科學(xué)基金2項、國家科技支撐計劃2項）和省部級項目（上海市、教育部、江蘇省）二十余項，并獲得上海市技術(shù)發(fā)明一等獎一項，上海市技術(shù)發(fā)明二等獎一項，中國國際工業(yè)博覽會創(chuàng)新獎一項。目前擁有難降解工業(yè)廢水處理處理及相關(guān)領(lǐng)域發(fā)明專利十多項。課題組目前主要研究難降解工業(yè)廢水深度處理相關(guān)課題，在金屬廢水處理方面，已承擔(dān)自然科學(xué)基金項目“納米鐵殼層物種反應(yīng)活性及原位礦物轉(zhuǎn)化同步除砷機制”。 市場前景： 近年來我國經(jīng)濟快速發(fā)展，工業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)沒有明顯改善，工業(yè)生產(chǎn)工藝、污染治理水平?jīng)]有有效提高，全國涉重金屬重點行業(yè)產(chǎn)能產(chǎn)量持續(xù)增加，重金屬污染物排放量（鉛除外）仍在增加，一些污染物排放量增幅還很大（汞增幅為26％）。我國重金屬污染較為嚴(yán)重，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一是重金屬污染物產(chǎn)生和排放量大，根據(jù)第一次全國污染源普查結(jié)果，2007年全國廢水中鉛、汞、鎘、鉻、砷等五種重金屬產(chǎn)生量為2.54萬噸，排放量近900（897.3）噸。大氣中上述五種重金屬污染物排放量約9500噸。列入國家危險廢物名錄中含上述五種重金屬的危險廢物產(chǎn)生量為1690萬噸。再一個是重金屬污染的危害是影響較為突出，重金屬土壤污染會導(dǎo)致農(nóng)作物中重金屬超標(biāo)，從而影響人體健康；一些地方由于重金屬的大氣污染或水污染導(dǎo)致人體健康受到損害或威脅，對群眾健康造成了嚴(yán)重威脅。據(jù)統(tǒng)計，在2011年1到8月，全國發(fā)生了11起重金屬污染事件，對周邊生態(tài)環(huán)境的影響范圍之廣、對民眾生命健康的危害之大，引發(fā)了社會的高度關(guān)注。 環(huán)境污染事故的發(fā)生也多為工業(yè)污水事故，為了有效地改善水質(zhì)，中國每年用于水資源保護項目的資金近千億元。傳統(tǒng)的水處理工藝很難滿足水處理方面的要求，新興的污水深度處理技術(shù)在價格與處理效率上存在一定的缺陷，開發(fā)成熟廉價的污水處理技術(shù)及其配套產(chǎn)業(yè)設(shè)備等具有廣闊的商業(yè)市場。目前市場上存在多種應(yīng)用于工業(yè)金屬廢水處理的技術(shù)手段，深度處理技術(shù)種類多，沒有形成一種主導(dǎo)的技術(shù)手段，所以廢水深度處理領(lǐng)域具有強大的競爭優(yōu)勢。而且，重金屬廢水處理系統(tǒng)工藝復(fù)雜，運營成本高，廢水中重金屬含量超標(biāo)，不能達標(biāo)排放，排到環(huán)境中污染土壤和水源，有價值的金屬白白流失，難以回收，廢水處理產(chǎn)生的重金屬污泥成為危險廢棄物，處置要求嚴(yán)格花費高。因此，開發(fā)技術(shù)成熟、成本低廉的金屬廢水處理技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用市場，且市場需求大，進駐門檻低。本項目研發(fā)的多羥基亞鐵材料技術(shù)，具有技術(shù)成熟，投資、運行成本低等優(yōu)勢，高效處理重金屬以及含砷廢水，廣泛適用于各類重金屬工業(yè)廢水處理，回收重金屬，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟與清潔生產(chǎn)，在重金屬廢水深度處理領(lǐng)域具有強大的競爭優(yōu)勢。

本成果提出了一種燃煤過程中砷、硒、鉛等重金屬的控制技術(shù)。本成果采用了“科學(xué)問題突破—關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)—裝備開發(fā)與集成—示范工程”的技術(shù)路線，基于“形態(tài)定向轉(zhuǎn)化并固定”思想，將爐內(nèi)與尾部調(diào)控技術(shù)相結(jié)合，促進細顆粒態(tài)和氣態(tài)重金屬向粗顆粒態(tài)和易溶態(tài)轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)燃煤電廠不同濃度重金屬高效控制。 該技術(shù)與超低排放技術(shù)互補，具有模塊化、可移植性強的特點，既可單獨使用，又可以組合使用來滿足煙氣特點和排放需求。模塊化特點使其燃料、爐型、工況和成本適應(yīng)性強，不僅適應(yīng)不同煤種，還適應(yīng)生物質(zhì)、污泥、城市生活垃圾等燃料的耦合摻燒；不僅適應(yīng)煤粉爐，也適應(yīng)流化床等爐型；不僅適應(yīng)電力行業(yè)，也可拓展至非電行業(yè)。 圖1 燃煤重金屬控制總體思路 圖2 尾部煙氣重金屬強化脫除技術(shù)體系 圖3 重金屬控制技術(shù)工程應(yīng)用示范 【技術(shù)優(yōu)勢】 現(xiàn)有燃煤電廠重金屬控制多采用超低排放技術(shù)（低低溫電除塵、電袋除塵、濕式電除塵、脫硫增效、SCR催化劑等）實現(xiàn)重金屬的協(xié)同控制，但重金屬污染物含量范圍寬，形態(tài)復(fù)雜，使得超低排放技術(shù)對重金屬的捕集普適性和協(xié)同控制能力不強，適用性差。 本技術(shù)針對煤中重金屬濃度、種類差異，基于“轉(zhuǎn)化與固定”思路，將爐內(nèi)與尾部調(diào)控技術(shù)相結(jié)合，促進重金屬由細顆粒態(tài)、氣態(tài)向粗顆粒態(tài)、高毒性向低毒性轉(zhuǎn)變，技術(shù)選擇性強，針對不同重金屬特征的煙氣構(gòu)建模塊化控制策略，實現(xiàn)重金屬污染物的高效低成本控制。

本發(fā)明提供的一種面向物聯(lián)網(wǎng)的砷化鎵基具有熱電轉(zhuǎn)換功能的MESFET器件，主要包括MESFET和熱電偶。MESFET選擇半絕緣的GaAs作為襯底，通過GaAs工藝和MEMS表面微機械加工實現(xiàn)具有能量轉(zhuǎn)換功能的MESFET。在源漏柵的金層四周制作一層二氧化硅，化學(xué)機械拋光后，制作熱電偶的金屬Au型熱電臂和砷化鎵型熱電臂，蒸金連接兩種熱電偶臂，將源漏柵的熱電偶電極進行金屬連線，留下兩個熱電偶電極作為塞貝克電壓的輸出極。該砷化鎵基具有熱電轉(zhuǎn)換功能的MESFET器件根據(jù)塞貝克效應(yīng)，可以將器件工作產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為電能，實現(xiàn)能量收集的同時緩解了散熱問題。通過檢測輸出塞貝克電壓的大小來實現(xiàn)對熱耗散功率大小的檢測。