核磁共振技术在煤矿突水监测中应用的设想

核磁共振找水是目前世界上唯一的直接找水新方法。在该方法的探测深度范围内,有一定规模的自由水存在,就有核磁共振信号响应。反之,就没有响应。目前探测深度已可靠达到150 m,完全可以满足煤矿坑道富水构造探测的需要。概括了目前用于煤矿突水预测的几种主要方法。介绍了核磁共振找水技术的发展历程、现状、工作原理、工作方法及仪器设备现状。对将核磁共振找水技术用于煤矿突水预测中的一些关键技术难题提出了解决方案。     

由固态^27Al和^29Si核磁共振频谱推绎的坡缕石,海泡石交代作用机理

通过固体状态＾１７Ａｌ和＾２９Ｓｉ幻角自旋－－核磁共振（ＭＡＳ－ＮＭＲ）频谱，Ｘ－射线衍射和透射电子显微镜研究了适当热液条件下，坡缕石和海泡石转化为蒙皂石的机理。在１５０℃，ＮａＯＨ存在的条件下，坡缕石转化为蒙皂石，＾２９Ｓｉ幼角自旋－－核磁共振频谱说明了Ａｌ的配位由坡缕石中的主要为八面体变化为蒙皂石产物中的主要为四面体。＾２９Ｓｉ幻角自旋－－核磁共振频谱反映了当由坡缕石转化为蒙皂石时，最相邻的Ｓ     

Micropore of Aeolian Sand Concrete under MgSO4 Freeze Thaw Cycles

以风积沙等质量替代河砂,制备了不同风积沙替代率的混凝土,并探究了其在清水和质量分数为3%,6%的MgSO4溶液中经历冻融循环后的损伤失效规律.借助核磁共振、场发射扫描电镜和能谱仪,分析了风积沙混凝土内部微观孔隙变化及水化产物.结果表明：在6% MgSO4溶液中冻融循环对混凝土的损伤最小;随着风积沙替代率的增加,混凝土孔隙度降低,自由流体饱和度下降,抗渗性增强;MgSO4与水化产物反应生成的钙矾石会填充试件孔隙,进一步抑制MgSO4参与反应;风积沙混凝土具有合理的孔隙结构且渗透率较低,其在不同冻融介质中的抗冻耐久性明显提升.     

冻融作用下风积沙浮石混凝土孔结构分形特征

利用天然浮石作为粗骨料,以沙漠风积沙等质量替代部分河砂作为细骨料,配制风积沙浮石混凝土并对其进行抗冻耐久性试验。借助核磁共振技术对冻融循环作用下不同风积沙替代率的浮石混凝土孔结构进行测试,并揭示冻融循环作用下风积沙浮石混凝土孔结构与分形维数间关系。结果表明：风积沙替代率低于40%对浮石混凝土抗冻性影响不大,但风积沙替代率为60%的浮石混凝土抗冻性不满足设计要求;风积沙浮石混凝土中大毛细孔（100 nm1 000 nm）占比多会削弱其抗冻性;分形维数D_max变化可反映混凝土微毛细孔（r≤100 nm）和有害孔（r>1 000 nm）占比变化。该研究可以为风积沙浮石混凝土在寒冷地区土木与水利工程中的应用提供理论支撑。     

超临界CO2中合成的PAN的立构规整度测定

以^13C核磁共振技术为主，红外光谱技术为辅，测定和分析了超临界CO2中合成的聚丙烯腈(简称CO2—PAN)的三单元组立构规整度，推测出其在三单元序列上符合Bernoulli理论统计模型。同时发现，用上述2种方法测定的结果一致性良好。     

序批式生物膜法除磷机理研究

利用^31P-核磁共振谱图证实了生物除磷的机理，即除磷菌在厌氧条件下分解胞内的聚磷酸盐并释放出正磷酸盐形式的无机磷酸盐，而在好氧或缺氧条件下吸收胞外的无机磷酸盐后转化为聚磷酸盐而贮存于胞内。同时证明了淹没序批式生物膜反应器中磷的去除是由生物完成的。     

低共熔溶剂的形成机理及应用研究进展

传统的有机试剂和催化剂存在效率低、选择性差、毒性大、污染环境等问题。低共熔溶剂作为一种新型的绿色高效溶剂和催化剂,已成为绿色化学领域的研究热点之一。综述了近年来国内外对于低共熔溶剂形成机理的研究,概述了低共熔溶剂在不同领域的应用。总结了诸多研究方法(如红外光谱法、核磁共振法、热分析法以及结构模拟),研究了低共熔溶剂形成机理的成果,阐述了低共熔溶剂形成机理。概述了低共熔溶剂在各个领域的发展概况,指出了未来低共熔溶剂的研究方向。     

基于广义Clapeyron方程的含盐土冻结特征曲线模型

未冻水质量分数是评估盐渍土和滨海地区土体冻结过程地层稳定性的关键参数,其主要影响因素为温度和盐的质量分数. 基于考虑溶质效应的广义Clapeyron方程,通过无盐分土冻结特征曲线得到冻土吸力的微分形式,联合考虑残余水的质量分数的Books-Corey模型,推导出在任意盐的质量分数和温度条件下冻土中未冻水质量分数的理论模型. 开展冻结试验,利用核磁共振法获得不同水的质量分数、盐的质量分数下粉质黏土和粉土的冻结特征曲线. 试验结果表明：未冻水质量分数随温度降低呈指数函数递减,在同一温度下未冻水质量分数随着初始溶液浓度的增加近似呈线性增加,不同初始水的质量分数下的无盐土体冻结特征曲线具有一致性,粉土相对于粉质黏土更容易达到残余状态. 将理论模型与试验数据进行对比,验证了该模型能够较为合理地预测含盐土体的冻结特征曲线.     

基于固体13C核磁共振技术对油砂沥青质结构的研究

采用固体13C核磁共振(13C NMR)技术对油砂沥青质的化学结构特征进行详细的研究。通过对油砂沥青质的核磁谱图分析,获得了表征油砂沥青质结构特征的12个碳结构骨架参数。根据研究分析结果,油砂沥青质中的脂碳含量达60%左右,表明其化学结构主要以脂碳结构为主。在脂碳中,亚甲基含量最多,主要出现在脂肪链中,且其脂肪链平均长度小于8个碳原子,可推断为中等长度脂链;芳香碳含量小于40%,其中质子化芳香碳含量多于非质子化芳香碳。在非质子化芳香碳中芳香桥碳含量最多,可推断芳香碳呈多环模式;羰基碳在油砂沥青质结构中所占比例极小。虽然基于获得的油砂沥青质的元素组成,可以将油砂沥青质归类到Ⅰ型干酪根,但是两者在成烃潜量和结构特征都存在较大差异,由此判断油砂沥青质并非干酪根的降解产物。     

聚六亚甲基胍基盐酸盐的合成

以己二胺和盐酸胍为原料,合成了聚六亚甲基胍基盐酸盐,研究了物料比、反应时间和反应温度对分子量的影响,建立了分子量与工艺条件的数学模型。对产物进行核磁共振表征,首次提出该聚合物在空间结构上可能以一个大环化合物的形式存在。