离子液体捕集二氧化硫气体的研究进展

近年来,化石燃料燃烧产生的二氧化硫(SO_2)对人类健康和生态环境造成严重威胁,如何有效捕集SO_2引起了国内外学者的广泛关注.离子液体作为一种新型绿色溶剂,具有蒸汽压低、液程宽、稳定性好、结构和性质可调节等特殊的性质,在气体分离领域得到了广泛的应用,被视为有前景的SO_2吸收剂.调节离子液体的结构,进一步改善离子液体的捕集性能,使其快速、高效、低耗、可逆地捕集烟气SO_2是研究的关键.本文综述了近年来离子液体捕集SO_2的研究进展,主要内容包括常规离子液体和功能离子液体,其中功能离子液体主要包括有机酸盐离子液体、含酚基阴离子或唑基阴离子的离子液体、含醚基或氨基的离子液体和多功能离子液体.同时,对目前该领域的发展所面临的主要问题和进一步的研究工作提出了建议.     

为什么说森林是人类的朋友

空气的净化物.随着工矿企业的迅猛发展和人类生活用矿物燃料的剧增,受污染的空气中混杂着一定含量的有害气体,威胁着人类,其中的二氧化硫是一种分布广、危害大的有害气体.     

电子射线电子洗涤工艺研究进展

为了满足发达的工业对能源的需求,电站不断增多.电站在生产电能的同时,排放出大且含SO_2、NO_x的有害气体.为了减少电站排放的气体对大气的污染,需对SO_2、NO_x进行处理.目前较先进的电子射线气体洗涤方法.可在燃烧后的烟道气体中同时去除 SO_2和NO_x.     

为什么说森林是人类的朋友

空气的净化物。随着工矿企业的迅猛发展和人类生活用矿物燃料的剧增,受污染的空气中混杂着一定含量的有害气体,威胁着人类,其中的二氧化硫是一种分布广、危害大的有害气体。凡是生物都有吸收二氧化硫的本领,但吸收速度和能     

SO_2诱导的毛白杨叶片LCL发射光谱变化

二氧化硫是大气主要污染物.植物对SO_2反应十分敏感,通常人和动物还不致引起伤害的污染剂量,却可使一些植物受到伤害.叶片是植物进行气体交换的器官,庞大的叶表面与空气接触使SO_2得以随着空气一起通过气孔进入叶内.所以,SO_2的伤害首先表现在叶片上.余叔文等人的研究指出:“当急性伤害症状出现时,阔叶植物叶片脉间有不规则形坏死斑,斑点大小不一或呈块状”,“受SO_2伤害的叶片有的能发特殊的荧光”,并认为这是一种可以利用的特性.因此,利用植物叶片发光表征SO_2污染日益受到人们的重视.直接利用叶片     

封面说明

正二氧化硫是一种大气污染物,其大量排放已经对人类健康和生态环境造成严重威胁.离子液体具有很多卓越的性能,其作为一种新型绿色溶剂,在气体分离领域具有广泛应用,被视为有前景的二氧化硫吸收剂,而调控离子液体的结构是改善气体捕集的关键.常规离子液体通过物理作用捕集二氧化硫的能力受到气体分压的影响,亨利常数的大小决定了这类离子液体的捕集性能.功能离子液体可以通过化学作用捕集低浓度条件下的二氧化硫,但作用     

二氧化硫对植物的伤害机理的研究

二氧化硫是我国当前主要的大气污染物,研究它对植物的危害已有近百年历史,但是它的致害机理迄今尚未清楚。一般认为SO_2是还原性毒物,进入叶细胞后被氧化为SO_4~(2-)、SO_4~(2-)的毒性远比SO_3~(2-)及HSO_3~-小,因而认为这是一种解毒过程。SO_4~(2-)在组织中作为硫库贮存,以后可进入植物的硫代谢中被利用。如果SO_2进入的速度超过了细胞对它的氧化速度而使SO_3~(2-)     

哨兵5号欧洲业务二氧化硫产品在中国的准确性评估

2017年11月欧洲空间局发射的哨兵5号搭载了新一代光谱仪(对流层大气监测仪, TROPOMI),可实现包括二氧化硫(SO_2)在内的对流层大气成分高空间分辨率全球监测.欧洲空间局提供的SO_2数据(TROPOMI欧洲业务SO_2产品)对中国大气污染监测有重要支撑作用,然而数据有效性尚需验证.通过对比地基多轴差分吸收光谱仪数据(MAX-DOAS)和生态环境部中国环境监测总站(国控站点)数据,发现该数据明显高估中国北方SO_2浓度.相对于地基MAX-DOAS站点高估61%～140%,且相关性小于0.5,相对于国控站点平均高估约54.6%.进一步研究表明,反演算法是造成显著性差异的原因.为了检验TROPOMI高光谱数据的适用性,自主研发的最优化估计方法也用于处理光谱数据,反演得到的SO_2柱总量(中国科学技术大学(中国科大)SO_2产品)与地基MAX-DOAS的偏差大幅降低(-4.8%～22%),相关性显著提高(0.72～0.89).与国控站点数据的平均偏差更小,为-25.8%.TROPOMI欧洲业务SO_2产品相对于中国科大SO_2产品偏高41.3%,并且标示了更大范围的重污染区域,与中国SO_2大幅减排的事实相悖.而中国科大SO_2产品大大提高TROPOMI结果在中国应用的准确性和价值.     

Li_(8—2x)(SiO_4)_(2—x)(SO_4)_x特性与晶体结构

在Li_2SO_4-Li_4SiO_4赝二元系中,成份为52—71mol％Li_4SiO_4范围内存在一由953℃包晶反应形成的化合物——Li_(8-2x)(SiO_4)_(2-x)(SO_4)_x,x=0.58—0.96。它在室温能够吸收空气中的气体。用Du Pont公司热重仪分析表明,吸收气体后的试样在350—500℃(随升温速度而异,升温速度愈快,开始失重温度愈高)失重7.65wt％。经红外吸收光谱分析,以及试样分别放置在不同的气氛中尝试的结果。确定试样所吸收的物质主要是水份。因此,吸水后这一化合物的分子式可写成Li_(8-2x)(SiO_4)_(2-x)(SO_4)_x·H_2O。在流速为50c.c./min的N_2气氛下,升温速度Φ分别为1,2.5,5,10,20℃/min,用热重分析仪研究了试样脱水动力学过程,见表1.     

高分辨率遥感数据在南极企鹅与温室气体研究中的应用

南极企鹅是南大洋环境变化的"生物指示剂",其排泄物中丰富的碳(C)、氮(N)等营养物质为温室气体产生排放提供可能,使企鹅聚居区成为大气二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)排放的重要来源.中国第15次南极科学考察以来,陆续开展了南极典型企鹅聚居区土壤养分分析、聚居区土壤温室气体野外观测和室内培养的研究工作,指出企鹅活动显著促进温室气体的排放,但受企鹅数量与分布资料的限制,区域乃至环南极企鹅源温室气体排放量估算尚未开展.随着卫星遥感技术发展,20世纪80年代开始企鹅聚居区的遥感识别.近年来,特别是高精度卫星遥感资料和航拍照片的应用,区域范围内企鹅数量遥感识别体系逐渐建立起来.在综述以往研究工作的基础上,综合分析了南极典型区域温室气体野外观测研究及企鹅源温室气体排放量估算方法,系统比较了环南极分布的5种企鹅类型,如阿德利企鹅(Pygoscelis adéliae)、帽带企鹅(Pygoscelis antarctica)、巴布亚企鹅(Pygoscelis papua)、帝企鹅(Aptenodytes forsteri)和马可罗尼企鹅(Eudyptes chrysolophus)的遥感识别方法,并从气候变化(海表温度、海冰面积等)和人类活动(旅游、船舶等工业活动)以及其他因素(食物来源)等方面探讨影响企鹅数量变化的可能因素.     

四川盆地降水过程中水气之间SO_2浓度关系

Drewes在SMICK模式中,已将大气化学动力学和大气输送扩散过程联合起来,提出了在降水过程中污染物液相和气相浓度的两类控制方程,在实际应用中获得了好的结果,并指出液相浓度受气体浓度的影响。Pena研究过降水中SO_2含量与大气中浓度之间关系,并分析了SO_2与降水中pH的关系。Hales利用SO_2液相和气相浓度平衡关系,由已知气体浓度计算水中SO_2含量,并和实际作了比较。     

论"十一五"主要污染物总量减排与环境统计的关系

通过对比本辖区关停的水泥立窑企业环境统计中二氧化硫排放量的计算结果和总量减排二氧化硫新增量核算的结果,简述总量减排与环境统计的密切关系.     

卫星遥感研究中国气溶胶光学厚度、NO_2和SO_2的相关性

利用2005~2014年Aqua MODIS和Aura OMI卫星遥感的气溶胶光学厚度(AOD)、对流层二氧化氮(NO_2)、二氧化硫(SO_2)柱积分浓度,通过相关性研究分析了这两种气象前体物对中国不同地区气溶胶的影响.结果表明:(1)在中国绝大部分地区,AOD与NO_2和SO_2空间分布存在显著正相关(95%信度),说明NO_2和SO_2通过形成二次气溶胶而显著影响总气溶胶浓度.在日尺度上,卫星观测AOD与NO_2,SO_2的时间相关性不可靠.(2)AOD/NO_2和AOD/SO_2的线性拟合斜率存在较大地区差别:在黑吉辽、晋鲁豫、川渝黔等城市化程度相对较低的区域,AOD/SO_2的斜率显著小于AOD/NO_2斜率,表明这些地区气溶胶仍是以硫酸盐性为主、NO_2的贡献相对较小;而在京津冀、江浙沪、广东等现代化都市群附近,AOD/NO_2和AOD/SO_2斜率较为接近,表明这些地区气溶胶是以硫酸盐/硝酸盐混合性为主.(3)AOD/NO_2和AOD/SO_2的线性拟合斜率存在明显的季节变化,一般是在夏季最大、冬季最小,这可能与气温、冬季取暖、春季沙尘等有关;近10年来,这两种斜率在各地区基本没有体现出显著的年际变化趋势,但在川渝黔地区,AOD/NO_2斜率有微弱的升高趋势.本研究的结果,一方面可以弥补地基观测资料在时空覆盖上的不足,另一方面可以为相应的大气污染模式评估提供参考.     

基于“C-C键优先断裂”的光催化生物质制氢

<正>随着人类社会的高速发展,化石资源被迅速大量消耗,带来能源短缺和一系列环境污染问题.化石资源的消耗也向大气中排放了大量的CO₂等温室气体,导致全球变暖.为应对能源危机、减少CO₂排放,发展核能、风能、潮汐能、太阳能和生物质能等可持续能源来替代化石资源是国际上的共识.太阳能是地球上重要的能量来源,通过辐射向地球源源不断地输入能量,     

类水滑石材料的缺陷调控对光催化CO2还原产物的选择性

<正>随着人类不断消耗化石燃料等不可再生能源,产生的"温室效应"和污染等问题受到社会各界的广泛关注.光催化还原CO_2可以获得碳氢化合物,这一反应既可减排CO_2等温室气体,又可将其转化为碳氢化合物,实现资源的再利用,从而缓解能源问题,实现人工碳循环.目前,光催化还原CO_2的研究面临着转化率不高、产物多、选择     

消除二氧化碳有新法

煤、石油和其它含碳燃料燃烧后产生的废气——二氧化碳,是全球主要的温室效应气体,是造成全球温度升高,并导致冰山融化、海平面上升和影响农作物增产的主要原因之一。人类能不能减少二氧化碳的产生,或者干脆捕捉住二氧化碳以阻止全球气候变暖呢?近20年来,人类已经向这个目标奋进。例如,尽量限制矿物燃料的使用,以减少二氧化碳的排放量;保护和扩大能大量吸收二氧化碳的绿色森林面积。日本科学家还提出用遗传工程的方法,让海藻和海草的生长速度比过去快10倍。这些海藻和海草通过在空气中进行光合作用,能将大气中的二氧化碳吸收干净。此后,人们再把这些摄入大量二氧化碳的海藻和海草埋入采掘殆尽的煤矿坑中,为千万年后未来的人类提供可燃烧的能源。美国科学家别出心裁,正在设想利用空间技术给地球撑把     

土壤对全球增温的作用

土壤是二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)和一氧化二氮(N_2O) 三种温室气体的来源地之一.尽管土壤在人类出现以前就释放出这些气体,但自工业革命以来人类的活动,如森林的砍伐和垦殖加速了这些气体的释放速度.如果我们要了解温室效应并搞清对于温室效应该做些什么,我们就得知道更多关于人类活动对土壤与大气间这些气体的影响情况.     

硫掺杂对析氧反应催化剂表面重构的影响

<正>析氧反应(OER)是多种能源转换过程中的重要组成部分,例如电解水制氢、金属空气电池和二氧化碳还原等.然而,OER过程中缓慢反应动力学极大地限制了能量转换效率,因此需要高效的电催化剂来加快反应动力学.虽然贵金属基IrO₂和RuO₂是目前最有效的OER催化剂,但它们大规模应用受限于其高成本和储量稀缺.近些年来,过渡金属基电催化剂被广泛地用来替代贵金属基催化剂,     

毛白杨叶片SO_2急性损伤时呼吸障碍与低水平化学发光相关性研究

近年来对SO_2损伤机制的研究结果证实,通过气孔进入叶片的SO_2会进行:SO_2十H_2O→H_2SO_3(?)H~ HSO_3~-(?)2H~ SO_3~(2-)的毒性反应,致使细胞内H~ 的释放,同时在SO_3~(2-)氧化为SO_4~(2-)的过程中产生大量的活性氧自由基(如OH,O_2~-,H_2O_2等)毒害细胞.因此,有必要研究SO_2侵入叶片后的损伤机制和过程.用毛白杨叶片的低水平化学发光(简称LCL)来检测SO_2的污染,马玉琴等人研究已有良好开端.通过薰蒸实验,发现在SO_2急性损伤条件下,叶片的     

编读往来

《暗淡的天空》是本期策划的一个重要专题。“全球变暗”一直没有引起人们足够的重视,甚至科学界都还没有做好准备接受这个现实。本刊在2005年有3篇文章曾谈到“地球变暖”的问题,而这篇文章把污染物排放、全球变暗、全球变暖放在了一起,“三者之间存在着某种微妙的平衡,如果人为破坏这种平衡,就可能对环境造成极大的影响”。人类现阶段以煤、石油、天然气为主要能源,它们是导致大量排放可见污染物和CO2等温室气体的罪魁祸首。要既不“变暗”、更不“变暖”,人类必须寻求新能源和干净能源以改变现有的能源结构,这是人类最迫切的任务。——编者