天然温带典型草原N2O和CH4通量的时间变化特征

以内蒙古温带半干旱典型草原类型羊草草原土壤为主要研究对象,利用静态箱技术在野外连续多年原位观测草地N₂O和CH₄排放通量.通过对1995,1998,1999,2001,2002和2003年的野外观测资料的数据分析,发现温带半干旱典型草原N₂O通量的日变化特征明显,草原植物的不同生长阶段对其具有显著的影响;CH₄通量的日变化没有明显的规律性特征,植物生长状态对其影响不明显,但对于草地吸收CH₄的日较差有显著的影响.多年观测资料显示:我国温带草地N₂O通量的排放峰值在四季中均有可能出现,低值通常出现在冬季,不同实验年份,不同季节都有出现N₂O吸收通量的可能性,N₂O季节通量的变化形式多样,通常是春、夏季较高,冬季最低.CH₄通量季节变化规律相对明显,其峰值主要出现在春季,冬季较低.在不同的季节都观测到CH₄的排放通量,这同草地出现N₂O的吸收通量一样不影响温带草地作为N₂O源和CH₄汇的功能.N₂O较CH₄通量的年际变化显著,两者年通量的变异系数分别是71.6%和18.7%,5个实验观测年(跨9个年度),N₂O和CH₄年通量的平均值分别是:(1.14±0.82)kg·hm^-2·a^-1和(-3.52±0.66)kg·hm^-2·a^-1.统计分析结果表明:只有CH₄的季节通量与降雨量之间存在显著线性关系.以此估算我国温带草地N₂O和CH₄年排放总量分别是:以氮计0.23 Tg和以碳计-0.83Tg,分别是全球温带草地N₂O排放总量的23%以及全球土壤吸收CH4总量的11%.     

长江三角洲稻田CH4及N2O排放规律的数值模拟

建立了CH4及N2O排放数值模式,模式可以正确反映稻田CH4及N2O排放特征,数值分析证实了水稻生长期内CH4及N2O排放的消长关系,并揭示出CH4与N2O年际排放量的正相关关系,气象因子中,生长期平均气温与NH4和N2O排放间存在明显正相关。敏感分析表明温度升高后,生长期平衡气温与CH4和N2O排放量之间的正相关关系将略有加强,反演了苏州地区近百年CH4及N2O排放状况,表明近期人类农业生产对温室效应具有巨大增进效应。     

南极Fildes半岛CH4浓度监测

在南极法尔兹半岛(FildesPeninsula)6个环境小区内采集了近地面气体样品,在室内分析了其中223个样品的CH4浓度,得出了这些小区内大气CH₄平均浓度;其中沿海潮间带藻类分布区、企鹅聚集区和人类活动区CH₄浓度显著高于全球CH₄平均浓度及其他无人区,表明这些区域可能是南极地区大气CH₄主要的源;而苔藓、地衣植被区CH₄浓度显著低于内陆冰盖区和全球大气CH4平均浓度,表明苔原植被区可能是南极大气CH₄重要的汇.还分析了苔藓植被区CH₄浓度的夏季变化,在夏季2个多月内该植被区CH₄浓度呈上升趋势;在相同的天气条件下,苔藓与地衣两不同植被区CH₄浓度变化趋势基本相同;但两者土壤CH₄通量存在明显的消长关系.     

Density functional theory study of the reaction paths of reactions of CH3C(O)O2 radicals with HO2 in the gas phase

A DFT study on the reactions between CH₃C(O)O₂ and HO₂ radicals has been carried out. It is suggested that both the triplet and singlet potential surfaces involve a complex mechanism with the formation of loosely bound intermediate complexes of reactants and products. The reaction prefers to occur on the triplet surface to produce peracetic acid (CH₃C(O)O₂H) and triplet O₂ molecule. The CH₃C(O)O₂H can further convert into CH₃C(O)O and HO radicals.     

Density functional theory study of the reaction paths of reactions of CH3C(O)O2 radicals with HO2 in the gas phase

A DFT study on the reactions between CH₃C(O)O₂ and HO₂ radicals has been carried out. It is suggested that both the triplet and singlet potential surfaces involve a complex mechanism with the formation of loosely bound intermediate complexes of reactants and products. The reaction prefers to occur on the triplet surface to produce peracetic acid (CH₃C(O)O₂H) and triplet O₂ molecule. The CH₃C(O)O₂H can further convert into CH₃C(O)O and HO radicals.     

平流层CH4的时空变化特征及其与O3的关系

 利用1991年10月到2005年11月的HALO₃E卫星观测资料,对全球70°S～70°N范围内平流层100hPa到1 hPa的大气CH₄混合比进行了时空特征分析.结果表明:①CH₄混合比在平流层是随高度上升而逐渐减小的.平流层中上层CH₄变化存在年循环,而平流层中下层CH₄变化存在半年振荡(SAO₃),且南半球平流层CH₄的季节变化振幅要大于北半球,特别是平流层中上层.平流层各个高度上的CH₄基本呈纬向分布,但是不同高度上分布特征有所差异;②平流层CH₄混合比变化存在3个月,10个月,准25个月和准45个月左右时间尺度的周期,但是3个月的短期变化和10个月的年循环只在1996年之前明显;③不同高度上,CH₄和O₃变化的相关关系是不同的,CH₄对O₃的破坏作用并不是存在于整个平流层,似乎是在有的高度上相关关系明显,有的高度上相关关系不明显.     

Si3N4-MgO-CeO2陶瓷烧结过程中的致密化与相变

Silicon nitride ceramics show great potential for wide applications. It is difficult to densify silicon nitride due to its covalent nature of bonding. A new sintering aid with combination of MgO and CeO₂ was used in the present study. The effects of MgO-CeO₂ on densification and phase transformation during sintering of Si₃N₄ were discussed. For Si₃N₄-MgO-CeO₂ ceramics,a lot of liquid phase existed at 1450℃,and densification process took place rapidly from 1550℃ to 150℃;the phase transformation from α-Si₃N₄ to β-Si₃N₄ took place rapidly from 1550℃ to 1660℃,the phase transformation process lags behind the densification process. The nonpressure sintered Si₃N₄-MgO-CeO₂ ceramics achieved a bending strength of 948MPa. MgO-CeO₂ can be considered as an effective sintering aid for Si₃N₄.     

CH2(X3B1)分子的结构与解析势能函数

 运用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法在6-311++G^**水平上,对基态CH₂分子的结构进行了优化计算,得到CH₂分子的稳定结构为C_2v构型,电子态为X³B₁,平衡核间距R_CH=0.1072nm、离解能D_e=8.034eV,用多体项展式理论推导了基态CH₂分子的解析势能函数,其等值势能图准确再现了基态CH₂分子的结构特征及其势阱深度与位置.     

氮化碳自组装包裹对SnO2TiO2复合锂离子电池负极材料电化学性能的影响

通过简单的石墨相氮化碳(g-C₃N₄)纳米片自组装沉积法,制备了g-C₃N₄包裹的SnO₂-TiO₂纳米复合材料.扫描电子显微镜观察显示,g-C₃N₄均匀地包裹在SnO₂-TiO₂纳米颗粒上.SnO₂-TiO₂-C₃N₄纳米复合材料被用作锂离子电池的负极材料,在0.2C的倍率下循环20次后,比容量达到380.2 mA·h·g^-1,明显高于未经g-C₃N₄包裹的纯的SnO₂(51.6 mA·h·g^-1)和SnO₂-TiO₂纳米复合材料.在0.1~0.5C的倍率充放电测试中,SnO₂-TiO₂-C₃N₄纳米复合材料的比容量仅从490 mA·h·g^-1衰减到330 mA·h·g^-1,高倍率下抗衰减性能优于同类材料.材料优异的电化学性能归功于g-C₃N₄的包裹处理,这不仅增强了固体电解质界面(SEI)的稳定性,也抑制了锂离子嵌入-脱出时SnO₂和TiO₂纳米颗粒的体积变化.     

碳掺杂pg-C3N4的制备及其光催化性能研究

为了提高单一半导体材料的光催化活性,采用水热法制备高比表面积的多孔石墨相氮化碳(pg-C₃N₄),通过碳掺杂和金纳米粒子(AuNPs)负载对pg-C₃N₄进行改性得到Au/pg-C@C₃N₄复合纳米材料,并对复合材料的组成、微观结构和性能进行表征。结果显示,碳元素的引入并未破坏pg-C₃N₄原有的片层结构,但明显提高了pg-C₃N₄的比表面积（高达158.2 m²/g）;AuNPs引入基体后,AuNPs的等离子共振效应可显著提高基体对可见光的吸收和光生电子-空穴的分离效率;当AuNPs含量为0.5%（质量分数）时,复合纳米材料具有最佳的光催化性能（表观反应速率常数k=0.078 4 s^-1）。因此,通过碳掺杂和纳米Au负载改性pg-C₃N₄可制备高活性复合光催化剂,为今后进一步提高氮化碳基催化剂的催化活性提供了理论基础。     

Pu(H2O)53+和Pu(H2O)54+ 团簇的相对论密度泛函研究

用TPSSTPSS密度泛函方法, Pu离子和H₂O分子分别采用相对论有效原子实势(RECP)和6-31g基组, 研究了Pu(H₂O)₅³⁺和Pu(H₂O)₅⁴⁺ 团簇溶剂化和非溶剂化效应中的几何结构及紫外可见吸收光谱. 计算结果表明: 水溶剂环境对Pu(H₂O)₅³⁺及Pu(H₂O)₅⁴⁺ 团簇的几何结构影响都比较明显. NBO电荷分析表明水分子与钚离子之间没有直接的电荷转移. 所研究团簇的未配对电子都占据5f轨道. 在气相及水溶剂环境下, 所研究团簇的紫外可见吸收光谱存在较大差距. 主要的吸收峰大都源于f电子之间的跃迁.     

氨化改性Sr2Ta2O7/SrTa4O11光催化剂用于光电催化性能研究

以钽酸锶同素异质结Sr₂Ta₂O₇/SrTa₄O₁₁（STO）为原始材料,采用高温氨化法对原始材料做氮掺杂改性处理,得到了新型氮掺杂钽酸锶同素异质结材料Sr₂Ta₂O_7-xN_x/SrTa₄O_11-xN_x(STO-N),并对其光电催化性能进行研究。结果显示,对比改性前的STO,STO-N具有更强的可见光吸收能力。紫外可见漫反射光谱证明,氮掺杂使得STO的吸收阈值从319 nm红移到485 nm,相应的带隙由3.97 eV减小到2.51 eV,这主要是由于N 2p和O 2p轨道的混合作用导致价带顶部上移。性能测试结果表明：STO-N₂₀的光电催化性能提升最为显著,在施加0.7 V偏压下,STO-N₂₀电极测得的光电流密度达到了570 nA/cm²,是STO电极的光电流密度（8.6 nA/cm²）的66倍。根据推算出的STO及STO-N₂₀的能带结构可知,STO-N₂₀性能提升的原因是禁带宽度变窄。     

BaCoO3基透氧材料的B位掺杂优化

采用传统的固相合成法制备BaCo_0.9-xFe_xNb_0.1O3-δ(BC0.9-xFxN0.1O, x=0.1,0.2,0.3,0.4)和BaCo_1-yNb_yO_3-δ(BC_1-yN_yO,y=0.10,0.12,0.14,0.16)混合导体透氧膜材料,较系统地研究Fe和Nb掺杂量对BC_0.9-xF_xN_0.1O和BC_1-yN_yO的晶体结构、晶粒大小、结构稳定性以及透氧率的影响.结果表明：Fe和Nb掺杂有助于提高BaCoO₃基钙钛矿材料的结构稳定性,但会降低材料的透氧能力;与Fe相比,Nb掺杂能够更有效地提高材料的高温化学稳定性,并细化晶粒;厚度为1 mm的BaCo_0.88Nb_0.12O_3-δ膜片在850 ℃和Air/He（110 mL·min^-1/80 mL·min^-1）的吹扫条件下,透氧率为2.02 mL·cm-²·min^-1.     

H2O/CO2污染对煤油燃料超声速燃烧影响数值研究

在纯净空气与H₂O/ CO₂污染空气来流对比试验结果基础上,采用数值计算方法和化学动力学方法,研究了H₂O和CO₂污染组分对煤油燃料超声速燃烧的影响,获得了试验手段难以得到的燃烧室流场参数和性能数据。完成了相应的煤油燃料超声速燃烧室二维数值计算,其中匹配了进口总温、总压、马赫数、氧气摩尔分数和工作当量油气比。将数值计算结果与相应试验测量值进行了对比分析,并结合燃烧室流场数据、性能参数分析了H₂O和CO₂污染的动力学影响、以及对燃烧室性能的影响。研究表明:(1)数值计算结果与实验测量值总体上吻合,两种手段均体现了纯净空气来流时不同煤油当量油气比的燃烧室性能,并反映了一致的“污染效应”影响趋势；(2) H₂O污染、H₂O+ CO₂污染的存在降低了煤油燃料超声速燃烧室性能,体现在燃烧诱导压升、燃烧效率、流向冲量增量的下降,而且随着污染组分含量的增加,燃烧室性能下降越加显著。      

Pd/γ-Al2O3催化剂作用下对苯醌加氢制备对苯二酚

采用浸渍法制备了负载型钯催化剂（Pd/γ-Al₂O₃）,并将制备的催化剂应用于对苯醌加氢制备对苯二酚反应. 考察了不同反应温度、压力、时间、催化剂用量等因素对Pd/γ-Al₂O₃催化剂性能的影响. 以甲醇（CH₄O）作为溶剂,在反应温度为30 ℃、氢气（H₂）压力为3.0 MPa、反应时间为2 h、对苯醌和甲醇的质量比m（对苯醌）:m（甲醇）=3:47、催化剂质量分数仅为0.25%（以对苯醌质量计）的条件下,对苯醌转化率为100%,对苯二酚的选择性为96.9%,产率为96.9%.     

Bi12O17Br2的制备及其光催化固氮性能的研究

采用一步水解法,通过控制不同水解时间制备系列Bi₁₂O₁₇Br₂,对其晶相、氮吸脱附、光吸收及电化学特性进行鉴定与表征。将Bi₁₂O₁₇Br₂用于可见光辐照下光催化固氮的结果表明,随制备时水解时间的延长,Bi₁₂O₁₇Br₂对N₂的化学吸附量增大,光催化固氮的活性增加,在不采用助剂、仅有N₂和水的情况下,产NH＋₄的速率高达144 μmol/(L·g·h)。电化学测定结果显示,随制备时水解时间的延长,所得Bi₁₂O₁₇Br₂的电化学阻抗降低、光电流响应增大。     

金属氧化物在Si3N4陶瓷烧结中的使用现状

Si₃N₄陶瓷具有较高的热导率、良好的耐磨性和耐腐蚀性,高温强度高,且高温稳定性和抗热冲击性好,作为结构材料在机械工业,电子工业和化学工业中广泛应用。由于Si₃N₄陶瓷烧结温度过高,无法在工业生产中大量使用,为了降低其烧结温度、改善烧结致密度和强度等性能,在烧结过程中经常使用烧结助剂。综述了国内外金属氧化物作为烧结助剂在Si₃N₄陶瓷烧结中的研究现状,提出了其烧结过程中存在的问题。     

天然温带草地CO2通量排放规律研究

以天然状态下（无牧、无施肥、无割草、无灌溉）内蒙古温带半干旱典型草原羊草草原为主要研究对象，利用静态箱法和气相色谱法进行草地田间CO2通量的原位观测实验.采用SPSS统计分析软件，研究分析了1998年5月至1999年5月，2001年至2003年，共4个实验观测年CO₂通量的观测数据与主要的环境因子(土壤含水量、降雨量、空气温度、地表温度、不同土层温度)间的相关性.结果表明：温带草地土壤CO₂排放通量具有明显的日变化特征，不同的生长状态对于其日变化特征具有明显的影响；主要的环境因子中只有表层土壤含水量与草地CO₂排放通量的日变化具有显著的正相关性；草地CO₂排放通量的季节变化显著而且不同的年份其变化特征也各不相同；降雨量的季节分布与其季节通量的变化特征间具有极显著的正相关性；4年的实验观测的统计分析表明：表层土壤含水量是温带半干旱草地CO₂排放通量主要控制因子.CO₂排放通量的年际变化不显著，以4年观测的平均年通量估算我国温带草地CO2年排放量是3.17Pg，约占全球土壤CO₂年排放量的1.23%，对于全球碳循环有着重要影响.     

石墨相氮化碳表面包覆改善锂离子电池正极材料LiCoO2电化学性能的研究

通过简单的固相法和液相法,分别制备出石墨相氮化碳（g-C₃N₄）表面改性的商品化LiCoO₂复合材料,采用扫描电子显微镜观察改性后的材料,发现g-C₃N₄都均匀地包裹在LiCoO₂表面。两种g-C₃N₄-LiCoO₂复合材料被用作锂离子电池的正极材料,电化学测试结果显示,固相法制得的g-C₃N₄-LiCoO₂复合材料在0.2 C的倍率下充放电测试,首次比容量达167 mA·h·g^-1,循环80次后,比容量仍达132 mA·h·g^-1,高于未经g-C₃N₄包裹的纯LiCoO₂（98 mA·h·g^-1）;液相法制得的Y-C₃N₄-LiCoO₂复合材料循环稳定性明显优于同类材料,循环80次后容量保持率均在95%以上。试验证实,g-C₃N₄表面改性的策略具有一定的实用价值,改性后,材料优异的电化学性能归因于g-C₃N₄的包裹处理,这不仅增强了固体电解质界面（SEI）的稳定性,也抑制了锂离子嵌入/脱出电极材料时引起LiCoO₂体积的变化。     

(C4H5N)n(H2O)m团簇的多光子电离与从头计算

在355nm波长下用激光电离反射式飞行时间质谱装置研究了氢键团簇吡咯/水(C₄H₅N)_n(H₂O)_m的多光子电离,增加分子束混合气体源中吡咯相对浓度,可以观测到较大尺寸的二元团簇离子,非质子化团簇离子(C₄H₅N)_n(H₂O)_m+,质子化团簇离子(C₄H₅N)_n(H₂O)_mH+和脱氢团簇离子(C₄H₄N)_n(C₄H₅N)_n(H₂O)_m+.用从头计算方法得到它们的结构.提出了团簇离子形成的机理可能是团簇电离后发生了解离.