活性水压裂液对高煤阶煤岩力学性质的影响

煤层气低产井重复压裂增产效果差异大,裸眼压裂水平井井眼容易垮塌,需要研究压裂液对煤岩力学性质及其对重复压裂及水平井稳定性的影响。通过煤岩样品单轴压缩试验和三轴压缩试验,研究了压裂液对煤岩抗压强度、弹性模量及变形特征的影响,并探讨了其对重复压裂和水平井井眼稳定性的影响。结果表明:煤岩弹性模量和抗压强度随压裂液浸泡时间增加而持续降低,塑性特征更加明显,重复压裂容易形成短宽缝,压裂效果较差,因此需要快速返排压裂液;浸泡后煤岩的弹性模量随围压的增加先增加后降低,围压6 MPa左右时,煤岩弹性模量最大,因此埋深700～800 m时,重复压裂形成长裂缝的可能性较大;浸泡后煤岩的抗压强度随围压的降低而降低,且围压越小,降低幅度越大,因此,储层埋深越浅,浸泡后储层裂缝闭合程度越强,渗透率降低程度大,越需要尽快排出压裂液。     

双季戊四醇在3种混合溶剂中的固-液相平衡

采用动态平衡法，在293.15～332.80 K、常压下，测定了双季戊四醇(DPE)在水+(甲醇、乙醇、异丙醇)三种混合溶剂中的溶解度数据。结果表明：DPE在不同质量分数的水+(甲醇、乙醇、异丙醇)混合溶剂中的溶解度随体系温度升高而增大；同一温度下，其在所选取溶剂体系中的溶解度随着甲醇、乙醇或异丙醇质量分数的增大而先增大后减小。λh方程、两参数方程与Apelblat方程均能够对所测定的溶解度数据进行较好的关联；通过修正的van’t Hoff方程计算得到DPE在所选取溶剂体系中Δ_sol H ⁰、Δ_sol S ⁰和Δ_sol G ⁰均大于零，表明DPE在所选取溶剂体系中的溶解过程为吸热、熵增的非自发过程。     

中国科学家首次证实“临界冰核”存在

中国科学家首次在实验上证实了水结冰过程中“临界冰核”的存在,并给出了“临界冰核”的尺寸和过冷温度的关系,从而证实了“经典成核理论”的预言。研究成果在国际知名学术期刊《自然》上发表。低温下水结冰的现象再常见不过,但微观层面上“水变冰”的具体过程却不为人所知。近百年前,科学家吉布斯等人基于热力学原理,提出相变的“经典成核理论”,认为如水结冰这类相变需经过一个成核过程,水过冷形成小冰核,仅当形成的冰核偶然超过临界尺寸(即“临界冰核”)时,相变才能自发发生。     

以有机化学课程内容为引导，加强课程思政的探索与实践

有机化学是化学化工、材料、制药、食品等多个专业的基础课程,在其教学过程中,教师可以根据课程的内容及特点,分别以有机化学发展中的重大历史事件、有机化物的性质及有机反应为引导,开展学生的思想品德教育,加强课程思政建设。     

SiO2/C复合微球的制备及其脱除水体中Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的动力学和热力学

首先,将Stober法制备出的SiO2活性微球分散到抗坏血酸(VC)水溶液中,通过水热碳化法成功制备出了SiO2/C复合微球.采用XRD、SEM、TEM和BET等手段对产物的结构、形貌和比表面积进行了分析.然后,以Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)为目标污染物,对比研究了SiO2和SiO2/C对水体中上述两种金属离子的脱除效果.结果表明,SiO2和SiO2/C对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附动力学满足准一阶动力学方程,吸附热力学过程符合Langmuir模型,但SiO2/C复合微球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的去除量较高,且具有较好再生性能,经过6次循环使用后,对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的去除率仍高达95％和93％.     

基于力测量法研究滑石的晶面各向异性

层状硅酸盐矿物滑石在解离时会形成具有明显性质差异的2种表面，滑石的晶面各向异性会导致矿物不同表面表现出不同的润湿性以及不同的电荷密度。通过原子力显微镜力（AFM）曲线测量以及经典DLVO理论计算，对滑石的非极性面和极性面进行深入研究，首先利用AFM力曲线测量和计算，得到不同pH值时氮化硅的电位值，利用AFM直接力测量法对符合粗糙度要求的滑石非极性面和极性面样品在10 mmol/L的KCl溶液中进行测量，得到不同pH值环境下的力曲线，通过DLVO理论拟合计算得到滑石非极性面和极性面的表面电位值。滑石的非极性面电位值在研究的pH范围内一直为负，且恒定，极性面电位值随pH升高而降低，零电点出现在pH=7.6左右。将计算得到的滑石表面电位与氮化硅之间的作用力拟合曲线与实际测得的作用力进行对比发现，计算值与测量值基本一致，拟合度较高。     

钴基费托合成催化剂硫中毒热力学分析

基于热力学基础数据和HSC Chemistry计算软件对473—623 K温度范围内钴基费托合成催化剂硫中毒反应的焓变、吉布斯自由能以及平衡常数等热力学数据进行了计算,分析了不同反应步骤的热力平衡与限度,对钴基催化剂硫中毒反应的热力学可能性与生成顺序进行了判断。结果表明:从热力学角度,钴基催化剂硫中毒均是放热反应,均能够自发进行;对于不同反应,其平衡常数差异很大,对应硫中毒反应发生时,所需H_2S和COS的质量分数也不同,对COS的要求更为严格,并获得了H_2S和COS的中毒极限,即原料气中的硫化物质量分数应低于10~(-9)级;所获得的热力学基础数据可为抗硫性钴基费托合成催化剂的改性开发提供一定的数据依据和理论指导。     

黄土性土壤对Cd~(2+)的吸附研究

采用静态吸附方法,研究了镉在黄土性土壤中的吸附动力学与热力学。研究表明,镉在黄土性土壤中吸附的动力学模型符合双常数方程,热力学模型符合Langmuir和Freundlich方程。随着吸附时间的增加,黄壤对镉的吸附量增加,在120 min时基本达到平衡。黄壤中镉的浓度与吸附量成正相关,且在土壤表面,镉为单分子层吸附。Cd2+溶液中共存的Mn2+、Ca2+、Na+等离子对黄壤吸附镉产生不同的影响。