校园不同功能区空气中NO2含量分布及健康风险评价

为了解校园空气中NO₂含量的分布及其是否会对师生的健康产生影响,采用功能区布点法在校园内设置具有代表性的采样点,并用短时间采样法采集样品,每个采样点采集10组数据,以盐酸萘乙二胺重氮偶合分光光度法分析样品。结果表明:校园内空气中NO₂含量均低于80.0 μg·m-3;采用风险基础法进行风险评估,污染物二氧化氮的健康风险HR值小于1,对师生的健康不产生影响。     

相变吸收剂对CO2吸收与再生特性

在N,N-二甲基环己胺(DMCA)、二仲丁胺(DSBA)2种亲脂性胺中添加N-甲基环己胺(MCA)、哌嗪(PZ)进行活化,在利用亲脂性胺再生时相变促进再生特性的同时,利用活化剂改善吸收剂综合性能.吸收剂在25℃、常压下用混合气(体积分数为12%的CO2,体积分数为88%的N2)进行鼓泡吸收,并将富液在80℃下加热搅拌再生.综合考虑吸收剂的吸收速率、再生率和循环净负荷,结果表明,DMCA15%+MCA15%、DSBA15%+MCA15%和DMCA25%+PZ5%3种吸收剂在保持低温有效再生的同时,具有较好的吸收性能.其中DMCA15%+MCA15%具有与标准试剂30%MEA(乙醇胺)相当的吸收速率,再生率相比提高69%,循环净负荷从2.67mol/kg提高到6.57mol/kg.     

用离子液体吸收CO2的研究现状与展望

综述了离子液体的特点和吸收CO2的研究成果,并对影响离子液体吸收CO2的因素进行分析。比较各种离子液体吸收CO2性能的差异,着重介绍功能化离子液体吸收CO2的特点,突出其在固定CO2方面的优势,同时对离子液体吸收CO2机理进行讨论,并探讨了离子液体吸收CO2所面临的问题与应用展望。     

KMnO4/NaOH溶液吸收SO2/NO的动力学研究

在典型湿法烟气脱硫系统运行条件下,研究了平面传质搅拌反应器中KMnO₄/NaOH溶液同时吸收SO₂和NO的动力学,确定了反应级数、反应速率常数以及活化能.实验结果表明,NO的吸收速率随着入口NO分压和KMnO₄浓度的增加而提高.在吸收剂溶液中加入NaOH可以提高NO的吸收速率,烟气中O₂的体积分数对于NO和SO₂的吸收速率几乎没有影响.当同时吸收烟气中的SO₂和NO时,SO₂会降低NO的吸收速率,而NO对SO₂的吸收速率几乎没有影响.在KMnO4/NaOH溶液中NO的吸收速率对NO相间浓度和KMnO4浓度均为一级反应,平均反应速率常数为5.79×103 m³/(mol•s),活化能为26.85 kJ/mol.     

镁离子掺杂对LiFePO4材料性能的影响

为了提高LiFePO4的电化学性能,用Mg2 对LiFePO4进行掺杂,以Li3PO4为锂源、Mg(OH)2为掺杂源,采用固相法合成锂离子电池正极材料Li1-xMgxFePO4(x=0.005、0.01、0.02和0.03).通过X射线衍射分析及电化学测试,研究了Mg掺杂对材料的结构和电化学性能的影响.实验研究表明,掺入少量的Mg2 ,可以减小晶胞体积,提高LiFePO4的循环性能和比容量.当Mg的掺入量为2 mol%时,以0.1C倍率充放电,Li0.98Mg0.02FePO4最大放电容量为123.6 mAh/g.     

钙镁离子对云南磷矿浮选的影响及回水处理

以云南晋宁、安宁和昆阳磷矿为研究对象,在浮选过程中添加钙镁离子,通过回收率、品位的变化研究其对浮选效果的影响.试验结果表明,当加入的钙镁离子达到一定浓度后,对晋宁和安宁磷矿正浮选有不同程度的影响,而对昆阳磷矿单一反浮选影响不大.同时,晋宁和安宁磷矿正浮选尾矿水钙镁离子的测定结果表明,正浮选尾矿水中的钙镁离子浓度为45 mg/L时不足以影响正浮选过程,正浮选尾矿水可直接返回正浮选;当正反浮选废水混合回用,钙镁离子离子浓度超过100 mg/L时,需处理去除.     

D113树脂对镁离子的交换特性

采用钠型大孔弱酸丙烯酸系阳离子交换树脂D113交换水中的镁离子.研究表明:D113树脂常温对镁离子的静态交换容量达到319.21 mmol/100g树脂;D113大孔树脂交换Mg2+的行为可用Freundlich和Langmuir等温式描述,但更符合Langmuir经验公式;测得热力学参数分别为:ΔHθ= 11.37 ...     

高效液相色谱法测定蚕蛹冻干粉中维生素B2，D3含量

采用高效液相色谱法测定了蚕蛹冻干粉中维生素B     

植物吸收和代谢SO2、Pb的途径研究进展

大气SO2和Pb复合污染是大气污染的主要污染物之一,严重威胁着人们的健康和生命安全。在控制近地球表面的复合污染之中,植物生态修复已成为当今世界研究的热点和前沿。探究SO2和Pb复合污染胁迫下植物吸收和代谢SO2、Pb的途径,是研究植物生态修复SO2和Pb复合污染的前提和基础。文章从污染物、植物和环境等方面综述了植物吸收和代谢SO2、Pb的影响因素;从根、茎和叶三个方面阐述了植物吸收SO2、Pb的途径研究进展;从SO2污染胁迫下植物体内无机硫的转化、有机硫的形成、Pb污染胁迫下植物体内Pb的分布和化学存在形态四个方面概述了植物代谢SO2、Pb途径的研究进展;展望了SO2和Pb复合污染对植物的交互作用以及植物代谢SO2和Pb复合污染的研究方向。     

离子掺杂和氢气氛处理对TiO2光催化性能的影响

研究了过渡金属离子、稀土金属离子或N、C阴离子对TiO2掺杂,以及在氢气氛条件下处理TiO2,使其具有可见光光催化活性.过渡金属离子掺杂,可在TiO2晶格中引入缺陷,促进电子-空穴的分离或复合;稀土金属掺杂有利于提高TiO2的光催化活性,光催化活性的增加可能是由于稀土金属掺杂,增加了TiO2对污染物的吸附、促进了TiO2红移到较高的波长,以及其表面电子迁移速率的增加阻止了电子-空穴复合;C、N阴离子掺杂或在氢气氛条件下对TiO2进行处理,可能会产生TiO2-xCx、TiO2-xNx、TiO2-x等半导体,晶体颜色由浅变深,促进对光吸收波长的红移,有利于可见光催化活性的提高.     

Influence of MgO/MgCl2 molar ratio on phase stability of magnesium oxychloride cement

Formation, solution and phase change of hydration products in MgO-MgCl₂-H₂O system was studied with thermodynamics method, and resistance to water immersion and phase change of magnesium oxychloride cement with different MgO/MgCl₂ molar ratio was experimented. The results show that pH value of immersion solution of cement paste has a remarkable influence on phase stability of hydration products. A higher pH value leads to a lower solubility and a better phase stability of hydration products. When the solution pH value is higher than 10.37, the precipitation of much Mg(OH)₂ crystal induces a worse phase stability of hydration products. With the increasing MgO/MgCl₂ molar ratio (lower than 6), the more amount of MgO in the hydration products enhances the alkalinity of solution and the phase stability is improved. However, when the MgO/MgCl₂ molar ratio is higher than 6 and the excessive MgO exsits in the hydration products, the cement paste may be damaged by the excessive crystallization stress of a great deal of Mg(OH)₂ formation. Funded by the National Natural Science Foundation of China(No. 50078019)     

液态CO2瞬变致裂的岩体块度快速获取与表征

液态CO_2瞬变致裂技术越来越多的应用到岩体开挖中,其致裂后岩体块度的快速获取与系统表征对于现场条件下进行液态CO_2瞬变致裂效果快速评价具有重要的应用价值.为解决致裂块度获取方式信息获取不全、操作复杂、工作量大等问题,采用无人机摄像技术与MIPS图像处理技术,提出了一种全面快速获取破碎块石特征信息(面积、周长、最大弦长等)的新方法,并将其应用到液态CO_2瞬变致裂现场实验中.在此基础上,通过对块度信息所包含的不均匀性、曲率特征等进行了综合分析,将分形理论应用于液态CO_2瞬变致裂块度分布描述中,并采用分形维数D定量表征破碎岩块的块度分布.现场实验结果表明,"无人机摄像+MIPS图像处理"技术能够快速、准确且完整的提取岩石块度信息,分形维数可较好的表征致裂块度分布,即分形维数越大,小块度占比越高,反之越低.该研究为及时分析和快速调整致裂方案及其相应技术参数提供了一种新的重要技术支撑.     

反应条件对DEA吸收CO_2的影响研究

在自行设计的化学吸收-热解吸中试实验系统上,以DEA(二乙醇胺)水溶液为吸收液,CO2为处理对象,分别考察了吸收液体积分数、液气体积比、CO2体积分数和空塔气速对CO2脱除效率的影响,并计算了吸收液CO2摩尔负荷、总传质系数和填料层单位压降的变化。实验结果表明,液相传质阻力即吸收液浓度和液气体积比增加对CO2脱除起促进作用效果,最佳操作条件为DEA吸收液体积分数10%～20%、液气体积比为0.125;而气相传质阻力即CO2体积分数和空塔气速增加对吸收效果有负影响。此外,气相条件对CO2脱除效果的影响远比液相条件小得多,说明传质阻力主要在液相侧。     

稀土修饰TiO2光催化降解甲基橙反应机理

采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂不同量Ce的TiO2纳米粒子,利用UV-Vis漫反射光谱及XRD等对所制备样品进行表征,以紫外灯为光源,甲基橙水溶液的脱色为模型反应,研究了CeO2/TiO2的光催化降解反应活性.实验发现:掺杂Ce的TiO2纳米粒子反射光谱特性向可见光方向红移到了500nm;掺杂Ce的TiO2纳米粒子比纯的TiO2纳米粒子对光的吸收率高、吸收能力强;掺杂的Ce4+仅有少量进入TiO2晶格中,而大部分的Ce4+没有进入TiO2晶格中,而是以小团簇的CeO2形态均匀地分散在TiO2纳米粒子中或者是覆盖在其表面上,说明了掺杂Ce能提高TiO2光催化反应活性,且掺杂Ce最佳浓度是2.0mol%.光催化降解反应机理可能有两种途径,一种途径是掺杂离子协同光催化降解甲基橙反应机理,另一种途径是光敏剂与掺杂离子协同光催化降解甲基橙反应机理.     

第一性原理研究:Mg2+掺杂尖晶石型LiMn2O4的电子结构

尖晶石 LiMn₂O₄ 正极材料是在原有锂电池正极材料 LiCoO₂ 、LiNiO₂ 、LiMnO₂ 的基础上研发出来的优选 正极材料, 它相较于 LiCoO₂ 材料价格更加低廉热稳定性加强且安全性能有所提高。采用 Mg²⁺ 掺杂 LiMn₂O₄正极 材料, 利用基于密度泛函理论的第一性原理对 LiMg_0.5Mn_1.5O₄ 晶格常数与能带结构、态密度进行计算与分析。结 果表明: 新材料 LiMg_0.5Mn_1.5O₄ 的空间群为 F4332, 掺杂后晶胞参数 a 明显减小, 晶胞体积收缩; 掺杂量为 0.5 时明 显比掺杂量 0.125 时 Fermi 能量和能量密度高。Mg ²⁺ 掺杂能影响 LiMn₂O₄ 的晶体结构, 形成更加稳定的共价键。 掺杂量会改变 LiMn₂O₄ 的空间群影响到结构稳定性, 所以掺杂量不宜过大。     

Growth characterization of anodic film on AZ91D magnesium alloy in an electrolyte of Na2SiO3 and KF

Anodization of AZ91D magnesium alloy in the electrolyte solution of 0.5 mol/L of sodium silicate and 1.0 mol/L of potassium fluoride was investigated. The anodic films were characterized using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffraction (XRD). The corrosion resistance of the various anodized alloys was evaluated by a fast corrosion test using the solution of hydrochloric acid and potassium dichromate. The results showed that the addition of KF resulted in the presence of NaF in the anodic film. The thickness of the anodic film formed under a constant current density of 20 mA/cm2 for 16 min at 60℃ exceeded 100 μm. The growth of the anodic film could be divided into three stages based on the anodizing time; the growth rate was much faster during stage Ⅱ than in stages Ⅰ and Ⅲ. The anodic film exhibited the highest corrosion resistance for the AZ91 alloy,which is attributed to the fact that the anodization was maintained until the end of stage Ⅱ.     

Experimental Study on Enhancement of Bubble Absorption of Gaseous CO2 with Nanofluids in Ammonia

纳米颗粒强化氨水鼓泡吸收CO₂实验研究

方立军,刘洪锟,边岩,刘玉东,杨亚利

（华北电力大学（保定） 能源动力与机械工程学院）

研究目的：

探究纳米颗粒对鼓泡塔氨法吸收二氧化碳的强化作用

研究方法：

（1）试剂：氨水,质量分数为25%-28%,天津化工有限公司生产;二氧化碳气体,纯度为99.99%,氮气,99.99%,保定北方特种气体有限公司生产;纳米颗粒（SiO₂、TiO₂、CuO）,由南京埃普瑞纳米材料有限公司提供。

（2）本文纳米流体的制备方法采用的是“两步法”,首先用天平准确称取所需的纳米TiO₂、CuO、SiO₂,量取所需要的蒸馏水,然后通过机械分散20分钟,加入一定量的氨水,继续机械分散10分钟制备为不同质量分数的纳米流体,纳米流体的分散稳定性良好。

（3）实验系统：纳米颗粒强化氨水鼓泡吸收CO₂实验系统如图所示,主要包括鼓泡吸收塔、烟气配送系统、尾气测量处理系统。

实验步骤：

（1）实验前先计算出配制纳米流体所需的纳米颗粒、氨水、蒸馏水的量,用电子秤称出纳米颗粒的质量,将其加入到蒸馏水中,机械搅拌20min,加入一定量的氨水,继续机械分散10分钟制备为不同质量分数的纳米流体;

（2）打开分析仪预热30min,开通N2对整个系统进行吹扫,待CO2烟气分析仪示数降为0时。按照比例将氮气与二氧化碳充入混合瓶,混合均匀后通入分析仪,待示数达到预设值且稳定;

（3）将配制好的纳米流体加入到反应塔内,开始计数,每5s计数一次,待示数不再降低,停止计数。

为减少偶然误差带来的影响,每组实验均进行5次,然后取其平均值。为减少氨水浓度对本实验的影响,每次实验都要测量配制好的溶液的pH值,保证初始溶液具有相同pH值。

结果：

（1）纳米颗粒种类和固含量对增强因子的影响

对氨水质量分数为1%,CuO、TiO₂、SiO₂颗粒添加量分别为1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L的纳米流体进行鼓泡吸收实验,增强因子如图所示：

增强因子与纳米颗粒种类的关系

从图中可以看到只有添加TiO₂这一种纳米颗粒时,其增强因子一直大于1;添加SiO₂ 纳米颗粒,只有在1g/L、2g/L时,增强因子略大于1,其他添加量则小于1;添加CuO 纳米颗粒,其增强因子始终在1左右徘徊,没有出现出明显的增强或抑制作用。

（2） 氨水浓度对增强因子的影响

从图中可以看出,不同氨水浓度下,增强因子的变化趋势随固含量的增加先升高后降低。但是,它们的最佳固含量不同,随着氨水浓度的升高,最佳固含量降低。

（3） 纳米颗粒种类对脱除率的影响

从图中可以看出,TiO2纳米流体的吸收率要大于空白溶液,CuO纳米流体的吸收率和空白溶液相同,而SiO2纳米流体的吸收率小于空白溶液。

（4）纳米颗粒添加量对脱除率的影响

从图中可以看出,脱除率随纳米颗粒添加量的增加先增高后降低,且脱除率一直大于空白溶液实验,在纳米颗粒添加量为3.0g/L时脱除率达到最大值。

结论：

（1）纳米颗粒的添加对于部分有化学反应气液传质过程具有强化作用,其强化作用与纳米颗粒和溶剂的性质有关;

（2）对气体溶质具有选择吸附性、增溶剂性的纳米颗粒可对有化学反应的气液传质过程有强化作用。其强化作用随着纳米颗粒添加量的增加先增大后减小,即纳米TiO2的含量对强化氨水捕集CO₂存在一个最佳固含量;

（3）对气体溶质没有吸附性但具有亲溶剂性的纳米颗粒可对有化学反应的气液传质过程有抑制作用。其抑制作用随着纳米颗粒添加量的增加而逐渐增强;

（4）纳米颗粒强化有化学反应的气液传质过程的机理可总结为,纳米颗粒在布朗运动的作用下会使吸收工质内部形成微对流,从而使分子扩散系数增大。纳米颗粒对气体溶质的吸附性,使传质边界层内气相溶质浓度降低,传质边界层内的浓度梯度增大,传质推动力增加,气体吸收得到强化。

关键词：纳米颗粒;鼓泡塔吸收;氨水;CO₂捕集;强化吸收

     

膜法脱除模拟烟气中CO_2的实验研究

以一乙醇胺(MEA)和三乙醇胺(TEA)为吸收液,主要考察了气体流量、吸收液流量、MEA/TEA混合比,以及吸收液浓度对膜吸收法脱除CO_2的脱除率的影响.实验结果表明,脱除率随模拟烟气流量的增加而减小,随吸收液流量的增加而增大;MEA的CO_2脱除率比TEA的CO_2脱除率高;两种溶液混合后,二者没有相互影响,混合吸收液的CO_2脱除率介于二者之间.     

Theoretical prediction of half-metallicity of the encapsulated zigzag single walled carbon nanotube by NO,O2 and NO2 molecules

Finding half-metallic behavior in one-dimensional structure is a challenge for technological applications at the nanometer scale.In the present work,the investigation was performed on the structural,electronic,and magnetic properties of encapsulated zigzag carbon nanotube (CNT) with various sizes by the NO,NO2,and O2 molecules using spin-polarized density functional theory (DFT).It was found that the encapsulations of the three molecules inside the CNT are energetically favorable.The calculated adsorption energies are strongly dependent on the tube diameter and the orientation between the encapsulated molecules and tube axis,while the structures of both CNTs and encapsulated molecules are nearly unchanged.Interestingly,the encapsulated CNTs by the three molecules exhibit half-metallicty in terms of the opposite local gating effect of the spin states.     

共沸物混合气体中收集碳链C_8H_2

为了大批量制备高纯碳链样品并研究利用液相电弧放电法制备碳链的机理,提出了一种新的碳链收集方法.采用乙醇溶液收集电弧放电过程中产生的逸出气体并分析逸出气体的组成成分.利用高效液相色谱仪对逸出气体和乙醇溶液进行分离,并对逸出气体的吸收光谱进行了分析.结果表明,逸出气体中含有大量以C8H2为主的短碳链,且其组成成分和在甲醇溶液的碳链蒸馏过程中得到的共沸物成分一致,表明电弧放电过程中产生的逸出气体是一种含有碳链的共沸物,通过收集放电时产生的逸出气体可以大批量制备短碳链C_8H_2.