军用战机机上人员吸入气CO2浓度的仿真研究

人体吸入过高浓度的CO_2气体会产生不良反应。航空供氧防护领域往往重点关注供氧装备的氧气浓度,忽视了CO_2浓度。特别是机上人员处于高度紧张或运动状态下,呼出CO_2气量增加,将直接影响面罩内的CO_2浓度。为保证面罩内CO_2浓度符合航空标准的要求和确保机上人员的用氧安全,通过仿真和实验验证的方法,研究了机上人员处于安静状态和运动状态下,面罩内CO_2浓度的动态变化情况。数学模型表明,吸气相面罩内CO_2浓度取决于飞行高度、呼吸流率和吸入气体积等参数。动态仿真和实验验证表明,安静状态下呼吸,机上人员的面罩CO_2浓度接近或超过军标规定。可见,供氧装备应增加机上人员安静呼吸状态下的供氧量,可稀释面罩内存留CO_2气体,降低其浓度,确保供氧防护安全。     

大功率CO激光器工作气体的在线检测及放电稳定性研究

采用负压采样专用气相色谱仪对大功率横流自持放电ＣＯ激光器的工作气体成分进行了在线检测。实验发现,随着激光器运行时间的增加,工作气体中Ｏ２和ＣＯ浓度的下降速度是１：２的关系,说明放电过程中生成了ＣＯ２气体,同时对ＣＯ２浓度的检测指出,ＣＯ２浓度的增加严惩影响了激光输出功率的提高。为此认为采用慢换气技术及增大液氮流量或安装ＣＯ２收集器这两项措施可有效减缓激光工作气体的劣化速度,延长激光器工作时间。最后     

水浸处理原木杀虫机理的研究

通过对水浸处理原木杀虫效果，所产生的有毒气体和水中溶解氧含量变化的测定试验，得出了水浸处理原木杀虫机理。即在一定气温条件下，水浸处理的原木中有机质不断氧化，耗除了水中溶解氧及虫孔中的氧气，使害虫窒息死亡；同时由于氧化产生了大量的有毒气体（如H2S、SO2、CO等）渗入虫孔及组织中，从而加速了有害生物死亡。结论认为水浸处理原木可以达到检疫杀虫的目的。     

矿井封闭火区内气体运移规律

根据气体传质理论，煤矿井下火区封闭后，火区内生O2和有害气体运移平衡系统破坏，造成封闭火区内的O2浓度减少和CO等有害气体的积聚。当火区内化学反应达到平衡后，封闭火区内有害气体浓度逐渐减小，该过程是以气体分子在多孔介质中扩散为主要运移形式的质量传递过程。分析O2、CO通过封闭墙和煤层等多孔介质的扩散机理，并推导了有效扩散系数的计算公式。由公式计算封闭火区内O2降低5％的时间to和封闭火区内CO下降到0．001％的时间t，综合考虑封闭火区内的温度，计算出火区从封闭到启封的参考时间。     

Interannual variability in the oxygen isotopes of atmospheric CO2 driven by El Niño

The stable isotope ratios of atmospheric CO(2) ((18)O/(16)O and (13)C/(12)C) have been monitored since 1977 to improve our understanding of the global carbon cycle, because biosphere-atmosphere exchange fluxes affect the different atomic masses in a measurable way. Interpreting the (18)O/(16)O variability has proved difficult, however, because oxygen isotopes in CO(2) are influenced by both the carbon cycle and the water cycle. Previous attention focused on the decreasing (18)O/(16)O ratio in the 1990s, observed by the global Cooperative Air Sampling Network of the US National Oceanic and Atmospheric Administration Earth System Research Laboratory. This decrease was attributed variously to a number of processes including an increase in Northern Hemisphere soil respiration; a global increase in C(4) crops at the expense of C(3) forests; and environmental conditions, such as atmospheric turbulence and solar radiation, that affect CO(2) exchange between leaves and the atmosphere. Here we present 30 years' worth of data on (18)O/(16)O in CO(2) from the Scripps Institution of Oceanography global flask network and show that the interannual variability is strongly related to the El Ni?o/Southern Oscillation. We suggest that the redistribution of moisture and rainfall in the tropics during an El Ni?o increases the (18)O/(16)O ratio of precipitation and plant water, and that this signal is then passed on to atmospheric CO(2) by biosphere-atmosphere gas exchange. We show how the decay time of the El Ni?o anomaly in this data set can be useful in constraining global gross primary production. Our analysis shows a rapid recovery from El Ni?o events, implying a shorter cycling time of CO(2) with respect to the terrestrial biosphere and oceans than previously estimated. Our analysis suggests that current estimates of global gross primary production, of 120 petagrams of carbon per year, may be too low, and that a best guess of 150-175 petagrams of carbon per year better reflects the observed rapid cycling of CO(2). Although still tentative, such a revision would present a new benchmark by which to evaluate global biospheric carbon cycling models.     

甲烷氧化偶联催化剂和部分氧化反应机理的原位及非原位谱学表征

采用原痊红外和原位显微Raman光谱技术及XPS、吡啶（Py)吸附的漫反射UV谱、Py-TPD、CO2-TPD等方法对含氟稀土基催化剂上甲烷氧化偶联（OCM）反应活性氧物种、催化剂表面酸碱性进行了考察。在O2预处理和/或工作条件下的SrF2/La2O3,SrF2/Nd2O3,LaOF,BaF2/LaOF和BaF2/CeO2等催化剂上原位观测到超氧物种（O2^-),并在其中前4种催化剂上检测到O2^-物种与CH4反应生成的气相C2H4,CO2和表面碳酸盐等OCM反应主、副产物。这些结果为O2^-是相应催化剂上OCM反应的活性氧物种首次提供了直接的光谱证据。研究结果表明,催化剂的OCM反应性能与其表面酸碱性的强弱并无简单的对应关系。采用原拉时间分辨红外光谱和原位显微Raman光谱技术对SiO2和γ-Al2O3负载的Rh、Ru催化剂上甲烷部分氧化（POM）制合成气反应的研究表明,由CH4直接氧化生成CO和H2是Rh/SiO2上POM反应的主要途径,而燃烧-重整机理是Ru/γ-Al2O3和Ru/SiO2上CO和H2生成的主要途径,反应条件下催化剂表面氧（O^2-)物种浓度的差异很可能是导致这两种催化剂体系上POM反应机理不同的主要原因,其本质可能源于Rh和Ru对氧的亲合力的不同。     

氧气高炉回旋区内煤粉燃烧行为的数值模拟

炉顶煤气循环-氧气鼓风高炉炼铁新技术的工艺特点决定了煤粉在其回旋区内的燃烧条件与传统高炉相比将发生很大变化.本文建立了氧气高炉直吹管—风口—回旋区下部煤粉流动和燃烧的数学模型,研究了入口布置方式、氧含量、循环煤气温度以及H2 O和CO2含量对煤粉燃烧的影响.模拟结果表明：三种引入方式中,假想的循环煤气和氧气混合进入方式明显优于循环煤气和氧气单独进入方式.当氧的体积分数由80%增加到90%,相应的煤粉燃尽率由87.525%提高到93.402%.循环煤气温度对煤粉燃尽率的影响并不显著.循环煤气中H2 O和CO2的体积分数提高5%,风口轴线上气体的最高温度分别降低124 K和113 K.     

汽油在O2/CO2氛围下燃烧特性试验

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O2/CO2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O2/CO2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O2/CO2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。     

甲苯在不同背景气氛下的介质阻挡放电降解行为研究

采用线板式介质阻挡放电对甲苯进行降解,研究不同背景气氛(不同配比的N2/Ar和N2/O2)下甲苯的降解行为.研究发现,当氮气中加入氩气时,随着N2/Ar中Ar含量的增加,甲苯的降解率迅速升高,而且所需的电场强度大大降低.当背景气体为氩气(含微量氧)时,输入电压仅为4 kV,甲苯的降解率就可达98.1%.在N2/Ar中甲苯一部分转化为CO和CO2,其他为一些副产物,如HCN,CH4,C2H6,C12H26等.在N2/O2气氛下,氧的体积分数为2%左右时甲苯的降解效率最高,甲苯几乎完全被氧化为CO和CO2,副产物仅为O3.     

介质阻挡放电净化汽车尾气中CO的实验研究

利用介质阻挡放电产生的非平衡等离子体对汽车尾气中CO的净化进行了研究。分别考察了放电电压、CO初始浓度、气体流量及氧气和水蒸气对CO转化的影响。结果表明 :在介质阻挡放电等离子体作用下CO主要转化为CO2 ;随着电压的升高 ,CO的转化率增大 ;随着初始浓度和流量的增大 ,CO的转化率减小 ;引入O2 和水蒸气后 ,CO的转化率得到了明显提高。另外还对介质阻挡放电等离子体条件下CO的转化机理进行了初步探讨     

甲醇氧化羰基合成碳酸二甲酯原位红外研究

采用原位红外技术对甲醇氧化羰基合成碳酸二甲酯反应机理进行了系统的研究，原位红外实验结果表明，氧气在负载的Cu基催化剂上发生解离吸附，CO在催化剂表面的吸附为弱吸附，氧气与CO在催化剂表面发生共吸附，甲醇在催化剂表面吸附后产生甲氧基，压力提高有助于甲氧基的生成，吸附态的甲氧基诱导弱吸附的CO进行插入反应是生成碳酸二甲酯的途径，同时，原位红外技术研究结果表明，在碳酸二甲酯合成过程中，存在甲氧基与离解的氧进一步作用生成副产物CO2和H2O的可能，因此，应控制应料中O2的浓度为适宜值。     

Mo/HZSM-5上甲烷脱氢聚合制苯反应

考察了氧气气氛下 ,活化前后分别用H2 处理 0 5h对Mo/HZSM 5催化剂反应活性的影响 .结果表明 :活化后用H2 处理后催化活性显著降低 .甲烷添加O2 ,CO2 后 ,于 70 0℃时进行氧化反应 ,无苯生成 ;75 0℃时甲烷与O2 反应在进行氧化反应的同时 ,有偶联反应发生 .反应温度的提高使甲烷转化率与苯的选择性均有提高 ,但催化剂稳定性下降 ,可能归结为积炭增加和钼组分的挥发流失 .     

耐火材料对钢中氧含量影响的实验研究

通过实验研究MgO-Cr2O3,MgO-Al2O3,Al2O3和MgO-C系耐火材料对钢中氧含量和夹杂物的影响,以及采用热力学原理分析耐火材料向钢中的传氧机理.结果表明:在1600℃下,上述4种耐火材料向钢中的传氧能力依次为MgO-Cr2O3>MgO-Al2O3>Al2O3>MgO-C;耐火材料中闭口气孔内氧化物组分分解所产生的平衡氧分压大于钢中的平衡氧分压,是耐火材料向钢中传氧的根本原因;MgO-C系耐火材料内部生成的CO在钢水界面处发生分解反应并溶入到钢中.     

溶解氧水平对褐牙鲆幼鱼能量代谢和氧化应激的影响研究

【目的】查明溶解氧含量下降对褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)幼鱼能量代谢及氧化应激的影响。【方法】测定褐牙鲆幼鱼在溶解氧由7.4mg/L下降至0.9mg/L过程中耗氧率、排氨率、氧氮比以及氧化应激指标的变化。【结果】随着溶解氧含量(DO)降低,褐牙鲆幼鱼耗氧率呈"U"型变化,氧氮比呈倒"U"型变化,褐牙鲆幼鱼肌肉中丙二醛(MDA)含量增加,尽管肌肉和肝脏中过氧化物歧化酶(SOD)酶活性有增强的趋势,但由于体内产生过多的活性氧自由基,使得脂质过氧化反应增强,脂质过氧化物增多,机体仍表现出氧化损伤。【结论】褐牙鲆幼鱼的能量代谢指标和部分氧化应激指标对溶解氧含量下降有明显反应,可作为判断溶解氧含量是否对褐牙鲆产生胁迫及调控养殖水体溶解氧含量的依据。     

环境变化对几个树种在北方田间条件下气体交换的影响

1994年和1995年夏季在加拿大Saskatchewa n省Prince Albert市北部森林测定环境条件对欧洲杨(Populus tremuloides Michx.), 胶杨(Populus balsamifera L.),榛子(Corylus cornuta Marsh.),短叶松(Pin us banksiana Lamb.)和黑云杉(Picea mariana (Mill) BSP)气体交换的影响.气体交换率的测定使用便携式气体交换系统(LI-6200).结果表明光合作用光流动量(PPFD)、气温(Ta)、蒸气压差(VPD)和体内二氧化碳浓度(Ci)均对气体交换有显著影响,但对不同树种影响程度不同.在大气二氧化碳浓度(Ca)和相对稳定的气温和蒸气压差下,欧洲杨比短叶松和黑云杉有较高光饱和点、同化量子产量(Φ)、在饱和PPFD下最高同化率(Pm)和较低的光补偿点(LCP).对欧洲杨树,幼龄树比老龄树有较高光合能力,且生长季早期光合能力比后期高.欧洲杨和短叶松的气孔导度(gs)随PPFD增加而增加.但黑云杉gs不受PPFD影响.在高光强下(PPFD>1 000 μmol*m-2s-1),欧洲杨幼树被光叶片比曝光叶片表现较低的净二氧化碳同化率(A)、gs和暗呼吸(Rd).短叶松和黑云杉Pm、Φ和Rd没有统计上差异.在高光强下,当气温从15℃增至35℃时,欧洲杨A和gs增加,黑云杉的降低,而短叶松没有明显变化.欧洲杨A和gs最高值的适宜的气温是24℃～29℃,短叶松是22℃～28 ℃,黑云杉是21℃～27℃.VPD明显影响欧洲杨、短叶松和黑云杉的气体交换,A和gs 均随VPD降低而增高.短叶松和黑云杉当年生树枝A通常比一年龄和二年龄树枝低.两个针叶树种一年龄和二年龄树枝的气体交换没有明显差异.A-Ci反应的斜率(即羧化效率(CE))取决于PPFD、树种和树龄.一般情况下,CE遵循以下模式:欧洲杨>胶杨>榛子>短叶松, 欧洲杨幼树>老树.总的结果表明尽管Ci、Ta和VPD改变光合作用效率,但光是最主要的因子 .在高光强下,影响气体交换的环境因子是气温和蒸气压差.     

O2/CO2气氛下燃煤过程中NOx排放特性实验研究

利用沉降炉在O2/CO2和O2/N2气氛下对煤粉燃烧过程中NOx排放特性进行实验,研究了不同停留时间、燃料/氧化学当量比、温度等因素对燃煤过程中NOx的排放特性的影响,并对2种燃烧方式下NOx的排放特性进行对比.结果表明:在O2/CO2气氛下NOx的生成量远远低于空气气氛下NOx的生成量,其主要原因是在O2/CO2气氛中高CO2质量浓度导致气氛中生成较高含量的CO,从而在未燃烧碳表面发生NO/CO/Char的反应,促进了NO还原为N2;O2/CO2气氛中没有N2,避免了热力型NOx和快速型NOx的生成;约80%的再循环烟气致使NOx的停留时间大为增加,即延长了NOx的还原反应时间,从而降低了NOx的排放.     

有毒气体的微型实验设计——无机化学实验课的改革

本文对无机化学实验中的有毒气体 Cl2 、HCI、HBr、SO2 、NO2 、CO、NH3、H2 S、P2 O5 等的制备与性质实验进行了微型实验设计。用深井吸收法 ,气室法和全封闭管道等完成了有毒气体的制备及性质实验     

填充型介质阻挡放电分解CO_2的研究

为治理温室气体CO2,采用填充介质阻挡放电等离子体对CO2还原进行了研究,考察了添加活性炭、秸秆等碳源对CO2分解特性的影响.结果发现,相比于沸石材料,添加了活性炭后尾气中O2含量明显减少,CO含量增大,但由于放电状态的改变,CO2分解率提高幅度不大;添加秸秆材料后CO2还原率和CO生成率均有较明显提高,尾气中有H2O和烷烃类有机物生成.     

气调贮藏对李果实保鲜效果的影响

采用可控气调的方法贮藏采后李果实,并对贮藏期间果实品质和褐变情况进行测定.结果表明:6%~8%O2 2%~4%CO2的气体条件显著抑制了采后李果实可滴定酸含量的下降和呼吸速率、固酸比的上升,延缓果肉褐变,延长贮藏时间,贮藏50 d果肉不褐变,是李适宜的气调贮藏条件.但李果实对CO2十分敏感,当O2的浓度不变,CO2的浓度升为4%~6%时,李果实出现无氧呼吸;当CO2的浓度继续升高时,无氧呼吸加剧,褐变更严重.     

入口气组分对质子交换膜燃料电池柴油水蒸气重整制氢流程的影响

考察了Ni--Yb/γ--Al2O3(Ni 16%,Yb 5%,质量分数)催化剂,入口气中添加不同组分(CO2、H2和CH4)对柴油低/高温水蒸气重整过程中转化率及重整率的影响,以及添加CO2入口气对质子交换膜燃料电池柴油水蒸气重整制氢流程中后续的CO水气变换和深度去除CO过程的影响.结果表明:入口气中添加CO2或H2进一步提高了柴油在低温(400～500℃)水蒸气重整反应中的转化率(95%),能够为后续的高温(550～750℃)水蒸气重整过程提供CH4代替柴油作为重整原料,从而显著抑制了积碳.入口气中添加H2对高温水蒸气重整有抑制作用,添加CH4不利于提高柴油转化率.入口气中添加CO2时,气碳摩尔比约为0.54时柴油转化率最佳,但重整产物中CO含量会增加,因而后续CO水汽变换过程的空速需降低以便保证CO去除率,添加CO2对最后深度去除CO过程(两段选择甲烷化法)无明显影响.