介质阻挡放电等离子体协同TiO_2催化分解CO_2的研究

CO_2作为温室气体是引起全球变暖的主要因素之一,控制CO_2排放已成为全球关注的热点。为保护环境,减少CO_2排放量并实现CO_2资源化利用,本文采用介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)-催化技术进行了CO_2分解研究。首先采用海藻酸钠-凝胶法制备了直径2-3 mm的Ti O2小球,然后开展了介质阻挡放电协同光催化剂Ti O2分解CO_2研究,并考察了Ti O2煅烧温度、CO_2气体流量、等离子体放电功率和放电频率对CO_2分解率的影响。结果表明:介质阻挡放电协同催化剂Ti O2催化能显著提高CO_2的分解率,在最佳工艺条件时,CO_2分解率可提高至32.6%,CO_2的产率达31.04%。该方法具有反应条件温和,CO_2分解率较高等优点,并为实现环境保护和碳资源的有效利用奠定了基础。     

高压流动体系CO2水合物生长动力学特性

为探明CO_2水合物在流动体系的生长过程及特性,借助高压循环可视环路装置,开展了一系列不同初始压力、载液量、流量下,CO_2水合物生成及浆液流动实验,得到了不同因素对水合物诱导时间及耗气量的影响规律。实验结果表明:在水合物大量生成阶段,管内温度突升、压力骤降,体系流量迅速下降直至稳定、压差呈先上升后下降的趋势; CO_2水合物诱导期随初始压力的增大而缩短,耗气量则随初始压力的升高而增加。在9 L-30 L/min的实验体系下,初始压力从2. 5 MPa增加到2. 8 MPa,诱导期缩短13. 2%,而初始压力为3 MPa时,诱导期仅为17. 4 min,缩短了36. 03%;诱导时间随载液量增加呈现先减小后增大的趋势,耗气量随着管路载液量的增加而降低;流量与诱导时间、耗气量呈负相关关系,随着体系流量增大,诱导时间缩短、耗气量减小。在2. 8 MPa-7 L的实验体系下,质量流量从20 kg/min增加到28 kg/min,诱导期从25 min缩短到18. 4 min,缩短26. 4%,而流量为20 kg/min时的耗气量是28 kg/min的2. 7倍。研究结论可在一定程度上为CO_2水合物的工业应用提供参考。     

NaOH-Ca(OH)2分解独居石精矿的研究

为降低独居石分解工艺的加碱量,并提高独居石分解率,本研究在NaOH-Ca(OH)₂体系中对独居石精矿进行焙烧分解,采用XRD对焙烧产物进行物相分析,并结合焙烧矿中稀土元素在盐酸中的浸出率判断独居石分解效果.实验分别研究了NaOH添加量、Ca(OH)₂添加量、焙烧温度以及焙烧时间对独居石精矿分解的影响.结果表明,在NaOH-Ca(OH)₂体系中,独居石精矿分解的最佳工艺条件:NaOH添加量为25%,Ca(OH)₂添加量为20%,焙烧温度为800℃,焙烧时间为1.5h.该焙烧条件下独居石全部分解为稀土氧化物,浓盐酸对稀土浸出率可达到98%左右.与现有工业生产工艺相比,本研究工艺中碱添加量降低55%左右,独居石分解率提高2%左右.     

长江经济带碳排放脱钩状态及其驱动因素研究

CO_2排放量与经济发展之间的动态关系是低碳经济建设中的重要指标.长江经济带是我国"三大支撑带"之一,对长江经济带CO_2排放与经济发展之间的动态关系进行研究非常必要.基于Tapio脱钩模型和改进的加权因素分解模型,对长江经济带1995~2013年经济发展与能源消费起源CO_2排放之间的脱钩关系及其驱动因素进行了研究,得到以下结论:长江经济带三次产业能源消费起源CO_2排放量约占全国排放总量的三分之一,1995~2012年间CO_2排放总量逐年增加,2013年稍有下降,第二产业是CO_2主要排放源,占三次产业CO_2排放总量的80%左右;1996~2013年,长江经济带CO_2排放与经济发展之间动态关系在大多数年份处于弱脱钩状态,少数年份出现了强脱钩和扩张性负脱钩状态;经济因素是阻碍CO_2排放脱钩的最主要因素,能源强度因素是促进CO_2脱钩的最主要因素,结构因素对CO_2脱钩也起阻碍作用,碳排放系数因素影响不稳定.     

再生混凝土生命周期CO_2排放评价

为评价再生混凝土CO_2的排放量,构建了再生混凝土CO_2排放量化模型.运用生命周期评价技术,对原材料生产、运输、再生混凝土制备、施工建造、拆除废弃等阶段建立了CO_2排放量的计算方法,并计入碳化作用影响,提出了再生混凝土碳化吸收模型.通过收集各阶段基础数据,得到了1 m3的C30再生混凝土CO_2排放量.最后,将排放量转化为环境成本和等量吸收所需的绿化面积或树木棵数,进行环境影响评价.结果表明,1 m3C30的再生混凝土生命周期CO_2排放量随再生粗骨料取代率的提高而降低,当取代率为30%,50%,70%,100%时,CO_2排放量分别为314.2,310.9,307.6,301.4 kg;CO_2排放量随取代率提高而降低的主要原因为再生粗骨料运输和混凝土碳化作用;对比普通混凝土,再生混凝土在CO_2减排上具有更优的环境价值.     

N_2O跨临界喷射/压缩制冷循环的理论研究

为了解决CO_2跨临界循环能效低、排气压力高的问题,将天然工质N_2O用于跨临界循环,建立了相应的理论模型,比较了N_2O和CO_2用于跨临界喷射/压缩制冷循环和简单跨临界循环的性能,并对N_2O用于跨临界循环中的热稳定性进行了分析.研究结果表明:N_2O系统的性能系数和排气压力均优于CO_2,性能系数较CO_2系统分别增加了13%和9%,而排气压力分别降低了16%和13%;CO_2系统采用喷射/压缩跨临界循环后性能系数比简单跨临界循环提高了15.2%,稍高于N_2O系统的11.6%,说明使用喷射器对于CO2系统性能提升更为有利.分析了高压侧排气压力、蒸发温度和气体冷却器出口温度对于CO_2和N_2O跨临界喷射/压缩制冷循环的影响.结果表明:工况变化时N_2O和CO_2系统性能的变化规律一致,且气体冷却器出口温度越低、蒸发温度越高时,N_2O系统的性能系数增加越明显;制冷系统中N_2O的热稳定性能很好,不会分解.     

光合细菌固定CO_2偶联净化沼液

针对大型沼气工程CO_2含量高、沼气利用率低及沼液中有机物含量高等问题,筛选得到能同时固定CO_2和去除沼液中有机物的光合细菌沼泽红假单胞菌(NJ),并对其进行条件试验。以模拟沼液固定化培养基为底物,考察光照强度、菌种的接种量和菌龄、培养基中Na2S的添加量等因素对固定CO_2速率的影响。以沼液为底物,考察沼液的稀释倍数和电子供体对光合细菌生长、固定CO_2速率和沼液化学需氧量(COD)去除率的影响。结果表明:以模拟沼液为培养基时,在温度35℃、光照强度1 500 lx、接种量0.1 g/L、菌龄60 h及培养基中Na2S添加量2.0 g/L条件下,固定CO_2速率达205 m L/h(以1 g干细胞计)。初始沼液COD 3 g/L,将沼液稀释10倍,蔗糖添加量为0.15 g/L,Mg CL2添加量为0.06 g/L的条件下,光合细菌NJ生长最快,光密度(OD)值由0.24增大到0.48;固定CO_2速率达到最大,为218 m L/h。此时,沼液COD去除率为93%。     

汽油在O_2/CO_2氛围下燃烧特性的试验研究

基于定容燃烧可视化光学平台,模拟缸内直喷(GDI)汽油机缸内燃烧环境,研究汽油在O_2/CO_2氛围和空气氛围下均质燃烧特性以及火焰传播特性。研究结果表明当循环喷油量一定时,相比于空气氛围,汽油在氧气浓度为40%的O_2/CO_2氛围下燃烧的压力升高率提高了1.8倍,着火落后期和明显燃烧期缩短近50%,放热率的峰值增大了近1倍;且峰值相位提前。过量空气系数对汽油在O_2/CO_2氛围下燃烧的影响较大,化学当量比时放热率的峰值达到最大。随着过量空气系数增大,最大燃烧压力增大,最大压力升高率下降,放热率的峰值下降,且峰值相位后移,反应速率下降,明显燃烧期增大,且火焰传播速度明显下降。     

天津市工业能源消费导致的CO_2排量的分析与预测

为了研究天津市工业能耗碳排放量的现状,为今后的节能减排工作提出建设性意见,运用因素分解法分析了天津市2005年—2012年工业能源消费导致的CO_2排放量情况,并对未来几年天津市工业能耗导致的CO_2排放量进行预测,据此提出一些节能减排的措施和建议.结果表明:经济规模因素对天津市工业能源消费导致的CO_2排放增长起主要作用,能源强度因素对天津市工业CO_2排放量的增长减缓起到主要作用.根据2003—2012年的数据,运用STIRPAT模型、Logistic模型和GM模型得到的天津市能源消费导致的CO_2排放量预测达到较高精度,平均误差分别为1.78%、2.41%和1.54%.     

低透煤层CO_2相变致裂增透解吸技术的应用

针对贵州省喀斯特地质条件下松软低透高瓦斯煤层掘进过程中瓦斯抽采难度大、抽采效率低、抽采时间长等难点问题,提出应用CO_2相变致裂增透解吸技术提高煤层透气性系数、增大煤层透气性、提高瓦斯抽采量和抽采效率。研究了CO_2相变致裂增透解吸技术对绿塘煤矿工作面卸压增透效果,并与深孔预裂卸压增透技术效果进行了对比研究,发现该区域CO_2相变致裂增透技术增透效果较明显,CO_2致裂与深孔预裂相比较,前者煤层透气性系数约为后者透气性系数的1.9倍,CO_2致裂后的衰减系数比深孔预裂后衰减系数低约20%,CO_2致裂后平均抽采浓度约为70%,结果表明:采用CO_2相变致裂增透解吸技术后,该煤矿总体抽采效率提高了约6倍,抽采达标周期大幅缩短,为同类矿井的瓦斯治理提供了可借鉴技术与经验。     

Sr2Mn2CuAs2O2的第一性原理计算研究

基于第一性原理计算,研究了3种不同结构的同组分物质Sr2Mn2CuAs2O2的电子能带结构及物质总能量,并探讨了Sr2Mn2CuAs2O2可能的最稳定结构.结果表明,3种不同结构的Sr2Mn2CuAs2O2材料均表现出金属性,且主要是具有Mn原子的层状结构起导电作用.其中同时含有CuO2层面与Mn2As2四面体层,并具...     

特征2李代数G2的Z2×2阶化结构

决定了特征2李代数G2及其导子代数Z2×2的阶化结构.     

O_2-O_2,O_2-N_2和O-N_2分子相互作用势模型

利用Tang Toennies(TT)势模型,计算了O2-O2,O2-N2,和O-N2相互作用势,得到了重要的的相互作用势的参数Rm和ε,并在此基础上计算了O2-O2系统的输运系数.其结果与文献值符合较好,说明TT势模型对于计算氧分子系统是可行的.     

关于不定方程组{x~2-2y~2=1 2y~2-3z~2=4和{x~2-2y~2=1 2y~2-5z~2=7

对于不定方程组{x~2-2y~2=1 2y~2-3z~2=4和{x~2-2y~2=1 2y~2-5z~2=7证明了它们没有整数解.     

CaO-TiO_2-SiO_2-NaAlO_2体系的反应行为研究

研究了Ca O-Ti O2-Si O2-Na Al O2体系下以锐钛矿为主的反应行为:热力学确定了平衡固相及其相对稳定程度;动力学计算反应级数、活化能,判断反应控制机制;钙化实验确定具体反应、分析了反应行为.结果表明Ca O-Ti O2-Si O2-Na Al O2体系的溶出反应行为如下:在质量比m(Ti O2)/m(Ca O)=1.42,m(Ti O2)/m(Si O2)=0.49,时间1 h,搅拌转速300 r/min,Na2O的质量浓度mk=220 g/L,分子比αk=3.1的条件下,Ti O2进入碱液生成Na2Ti O3,然后与Na Al(OH)4,Na2Si O3反应生成Al4Ti2Si O12,随温度升高Al4Ti2Si O12分解,生成钠硅渣和水化石榴石,温度继续升高,Ca Ti O3峰的强度逐渐超过其他物相成为钙化渣的主体,锐钛矿最终转型为稳定的Ca Ti O3,转变起始温度260℃.     

团簇Co2FeB2和CoFe2B2稳定性的研究

为深入了解非晶态Co-Fe-B合金的性质,本文从能量学视角,对团簇Co2FeB2和CoFe2B2各构型所占比例定量分析,探究其稳定性,发现团簇Co2FeB2的结合能和吉布斯自由能变化量随构型能量增加出现剧变点,临界能量约为463.061a.u,主要存在构型为能量低于临界值的两种戴帽三角锥和一种四角锥构型。团簇CoFe2B2的结合能和吉布斯自由能变不存在剧变点,有多种异构体共存。高Co含量的团簇有较小的结合能和吉布斯自由能变化量,稳定性弱,此结论符合相关文献报道。     

溴代叔丁烷的合成

报道用叔丁醇和氢溴酸在浓硫酸作催化剂的条件下，合成溴代叔丁烷的实验研究，讨论了各种因素对其产率的影响。得到了其最佳合成条件：叔丁醇：氢溴酸：浓硫酸为8：14：7(体积比)时，温度控制在30℃-35℃，其产率达到67％。     

2-苯基-2-乙氧基乙醇的合成

用磺酸树脂D-72催化环氧苯乙烷与乙醇的加成反应,合成了2-苯基-2-乙氧基乙醇.探索了各种反应条件对该反应的影响.最佳反应条件为适量催化剂下,温度50 ℃,时间4 h,环氧苯乙烷与乙醇体积比为1：2时,反应转化率达96.95 %,反应选择性达90.77 %.     

2-二茂铁基-2-丁醇的合成

以二茂铁为原料,经Friedel-Crafts反应合成乙酰二茂铁;并用乙酰二茂铁与乙基溴化镁反应合成2-二茂铁基-2-丁醇,产率为43%,并以IR、H1NMR确定了其结构.     

关于Euler一致型方程x2-D1y2=2s2和x2-D2y2=-2t2

设D1,D2是无平方因子正整数.该文给出了方程组x2-D1y2=2s2和x2-D2y2=-2t2有本原整数解(x,y,s,t)的必要条件.