Q235钢在潮湿SO2环境中的初期腐蚀锈层的表征

研究了Q235钢在不同SO₂浓度48 h的初期腐蚀行为, 分析了在不同条件下Q235钢的初期腐蚀行为, 发现SO₂浓度0.05%为一临界点, 此时Q235钢的腐蚀深度达到最大, 随后再提高SO₂浓度, 腐蚀深度随之降低. 同时运用扫描电子显微镜(SEM/EDAX)、Fourior变换红外光谱(FTIR)和XRD对Q235钢的表面形貌和腐蚀产物进行了分析, 发现当SO₂浓度为0.5%时, 出现了三种不同形貌的产物层, 并且在产物中发现了SO₃^2-, 讨论了不同条件下锈层中S元素的作用, 并对SO₃^2-的生成机制进行了分析, 阐述了Q235钢在不同SO₂浓度下的腐蚀机理.     

在含硫污染的海洋大气环境中核电用钢的腐蚀行为

利用XRD,FTIR和SEM分析技术和电化学测试技术,研究了低合金钢P265GH和碳钢Q235在辽宁省红沿河地区大气暴露不同时间(最长时间为2年)的腐蚀行为.结果显示,这两种钢的腐蚀失重与实验时间的关系均符合幂函数△W=Atn规律,其n值处于0.5～1之间.SO2和Cl-的协同作用使钢的腐蚀加剧,钢表面形成的锈层保护性先随着暴露时间的延长而增强,在24个月后出现逆转现象,保护性降低.低合金钢P265GH的耐蚀性优于碳钢Q235.     

原位生长的纯γ-FeOOH和α-FeOOH锈膜对Q235钢保护性能的研究

用化学方法在Q235钢表面原位制备了纯γ-FeOOH和α-FeOOH锈膜,利用动电位极化曲线和交流阻抗谱等电化学测量技术,考察了纯γ-FeOOH和α-FeOOH锈膜的电化学性能,评价了在0.25mol/LNa2SO4水溶液中纯γ-FeOOH和α-FeOOH锈膜对Q235钢的保护作用,并根据两种膜的化学特性和结构特点,确立了相应的腐蚀历程.研究表明,原位生长在Q235钢表面的纯γ-FeOOH锈膜因参与阴极反应而促进了膜下基材的腐蚀,对基材无保护作用;原位生长在Q235钢表面的纯α-FeOOH锈膜为多孔结构,并具有较高的阴极反应活性,腐蚀过程受电解质在多孔膜中的扩散过程控制,锈膜亦参与了腐蚀反应,促进了膜下基材的腐蚀,对基材无保护作用.     

原位生长的纯γ-FeOOH和α-FeOOH锈膜对Q235钢保护性能的研究

用化学方法在Q235钢表面原位制备了纯γ-FeOOH和α-FeOOH锈膜, 利用动电位极化曲线和交流阻抗谱等电化学测量技术, 考察了纯γ-FeOOH和α-FeOOH锈膜的电化学性能, 评价了在0.25 mol/L Na2SO4水溶液中纯γ-FeOOH和α-FeOOH锈膜对Q235钢的保护作用, 并根据两种膜的化学特性和结构特点, 确立了相应的腐蚀历程. 研究表明, 原位生长在Q235钢表面的纯γ-FeOOH锈膜因参与阴极反应而促进了膜下基材的腐蚀, 对基材无保护作用; 原位生长在Q235钢表面的纯α-FeOOH锈膜为多孔结构, 并具有较高的阴极反应活性, 腐蚀过程受电解质在多孔膜中的扩散过程控制, 锈膜亦参与了腐蚀反应, 促进了膜下基材的腐蚀, 对基材无保护作用.     

粉砂对低Cr油管钢CO2腐蚀行为的影响

通过室内腐蚀实验研究了模拟油田采出水溶液中粉砂对1wt%Cr(1Cr)和3wt%Cr(3Cr)油管钢CO2腐蚀行为的影响,结果表明,在100℃,CO2分压为0.5MPa,流速为1.5m/s时,无砂环境条件下两种低Cr油管钢均表现为全面腐蚀,但是表面较粗糙;加入粉砂后,1Cr钢的平均腐蚀速率增加了3倍,且发生了严重的深坑腐蚀,3Cr钢的平均腐蚀速率增加了1.6倍,表面出现了针状蚀点.利用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)、能谱分析(energy dispersive spectroscopy,EDS)、X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和交流阻抗测试(electrical impedance spectroscopy,EIS)对两种环境条件下1Cr钢和3Cr钢的产物膜特性进行了测试和分析,结果表明,粉砂不会对CO2腐蚀产物膜造成切削破坏,而是夹杂在产物膜中,影响产物膜的致密性,不规则砂粒周围易形成离子扩散通道,使产物膜的保护性下降,腐蚀加剧.     

酸性土壤环境中X70钢缝隙腐蚀行为的研究

采用矩形缝隙装置, 通过对X70/酸性土壤(鹰潭)浸出液体系进行阴极极化、通入CO₂和钢表面预腐蚀, 研究了X70钢在酸性土壤中的缝隙腐蚀行为. 实验测量了模拟剥离涂层下, X70钢在不同位置的电位、溶液pH及氧含量随时间的变化曲线. 结果表明, 酸性土壤环境中, 随着阴极极化程度增加, 缝内X70钢电位负移, 缝内外电位差加大, 缝内过剩的阴极电流导致H₂O还原使溶液pH升高. 缝内溶解氧耗尽与外加阴极电流没有关系. CO₂的存在抑制了缝隙内碱性溶液环境的形成, 导致近中性pH应力腐蚀产生的电位-pH环境. 钢表面的预腐蚀产物降低了缝内的极化速率.     

柴油机排气稀释过程中挥发性纳米颗粒形成和变化特性

建立了描述柴油机排气稀释过程中挥发性纳米颗粒形成和变化的H2SO4-H2O二元均相成核和气溶胶动力学耦合模型.利用该模型模拟计算H2SO4-H2O二元均相成核作用下分子团簇的生成率和团簇粒径等参数,以及分子团簇向挥发性纳米颗粒转化过程的气溶胶动力学作用;并考察了燃料硫含量和实验室内稀释采样条件变化对柴油机排气中挥发性纳米颗粒数浓度粒径分布的影响.研究表明:H2SO4-H2O二元均相成核作用产生大量分子团簇,燃料硫、温度、湿度对分子团簇的生成率和团簇粒径产生显著影响.凝并作用使成核作用产生的分子团簇由单分散系向多分散系转化,形成挥发性纳米颗粒;凝结作用进一步促进颗粒向大粒子方向迁移,排气中碳烟粒子会抑制挥发性纳米颗粒的形成;燃料硫含量和稀释参数(初级通道内混合气稀释比、温/湿度和停留时间)等均显著影响挥发性纳米颗粒的数浓度粒径分布.     

不同形貌氧化铟八面体的可控合成与发光性质

利用金属铟在1000~1150℃直接与氧气剧烈反应2 min原位制备出了氧化铟的正八面体、削尖端八面体和带有空洞八面体, 通过改变反应的温度实现不同形貌八面体的可控合成. 采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对产物进行了表征分析, 结果表明, 正八面体、削尖八面体和带有空洞八面体均为立方相单晶结构的氧化铟, 其尺寸分别在0.5～2.5, 0.5～0.8和1.5～3.5 μm范围内, 并提出了不同形貌八面体的可能生长机理. 在室温下测试了它们的发光性质, 发现这些八面体具有发光峰位于438和468 nm的蓝-绿光发光和宽的红光发光, 蓝-绿光起源于氧化铟八面体中氧空位的电子与铟-氧空位中心中的空穴之间的复合, 红光发光起源于氧化铟八面体中的各种缺陷态.     

冬小麦叶片暗呼吸对CO2浓度和温度协同作用的响应

植物暗呼吸的准确评估直接影响到植物碳收支估算.为弄清气候变化对冬小麦叶片暗呼吸的影响,采用开顶式气室模拟研究了冬小麦叶片暗呼吸对不同CO2浓度和温度的响应.结果表明,冬小麦叶片暗呼吸速率随CO2浓度升高呈线性下降趋势,560μmolmol1CO2浓度下冬小麦叶片暗呼吸速率较390μmolmol1CO2浓度下平均降低11%.冬小麦叶片暗呼吸速率与温度呈指数关系,暗呼吸温度系数Q10接近于2.冬小麦叶片暗呼吸对温度和CO2浓度的响应是独立的,据此建立了冬小麦叶片暗呼吸对CO2浓度和温度协同作用的响应关系.研究成果可为估算未来气候变化对冬小麦暗呼吸速率的影响,采取科学的碳对策提供依据.     

铝合金大气腐蚀现场暴露试样的图像分析

构建了适用于现场暴露试样的腐蚀形貌图像采集系统, 并应用该系统在北京大气腐蚀试验站对铝合金腐蚀初期的形貌图像进行跟踪采集. 所得图像经过降噪处理后, 应用小波变换进行分解并提取子图像的能量值. 根据图像能量值的变化, 对试样的腐蚀程度进行了定性和定量判断, 实验结果与腐蚀失重数据分析所得结论基本一致.     

光电协同新技术降解饮用水中微量邻氯酚

研究和讨论了一种联合应用紫外光解和电极电解的方法高效净化饮用水的新技术. 在自制的集成光解-电解一体化反应器中, 以邻氯酚(2-CP)为模型污染物, 通过实验研究了外加电解电压、pH值、流速、温度、反应体系通气情况等对降解反应的影响, 并初步分析了光电复合降解有机微污染物的机理. 实验得出的优化条件为: 同时施加5 V的直流电压和254 nm的紫外线照射(30 W), pH值为8, 反应体系内通入氧气. 流速和温度以及污染物的初始浓度在实验条件下的影响较小. 研究发现: 在30 min内2-CP的去除率达到50%以上, 2.5 h后2-CP去除率达到100%, 总有机碳(TOC)去除率达到90%以上, 并能最终完全去除. 研究表明, 紫外光的光解作用和电极电解作用在研究条件下对模型污染物的降解具有显著的协同作用, 可能是通过对污染物的不同降解机理互补和光电激发形成自由基反应链所致.     

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.     

利用特殊脉冲电源电沉积制备CuInSe2薄膜

采用钟形波调制的方波脉冲电源以恒电流模式在导电玻璃基底(ITO)上电沉积制得了CuInSe2薄膜, 用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对在不同频率下制备的CuInSe₂薄膜的表面形貌、成分组成和组织结构进行了研究. 结果发现, 在合适频率下制得的薄膜表面平整, 颗粒均匀致密, 成分接近理想化学计量比, 具有单一的黄铜矿结构. 在氮气气氛下退火处理后, 薄膜结晶性能有较大提高. 同时, 通过薄膜截面分析发现, 在脉冲恒电流模式下沉积速率较快, 膜层与基底结合紧密, 对工业化生产具有重要意义.     

纳米-微米FeS2晶须微形貌及其生长界面稳定性研究

在前期天然纳米-微米FeS₂晶须研究基础上, 开展晶须微形貌观察研究. 发现不同时期生长FeS₂晶须的密集程度、直径、表面微形貌有明显差别, 从早期到晚期晶须密集程度增加, 直径减小, 表面微形貌呈现出结瘤突出→表面粗糙→表面较光滑→表面平直、光洁的变化规律. 根据晶体生长理论、晶须形成的地质背景和地质作用方式, 分析讨论了耿庄FeS₂晶须结晶生长时期生长界面稳定性及其变化过程. 认为晶须生长早期有负温度梯度和过冷出现, 晚期则是平稳的正温度梯度状态. 晶须生长时期组分浓度经历了早期极不均匀, 中期阶段相对均匀, 晚期较均匀的变化过程. 界面状态变化过程的总体趋势是由不稳定状态向稳定状态转变. 耿庄FeS₂晶须微形貌是热液体系中温度、组分浓度、界面相稳定性的协同作用结果. 晶须微形貌不仅反映出晶须生长时期热液体系的物理、化学特点, 而且对界面相的稳定性特征反映特别明显, 记录了晶须生长界面的变化过程.     

光催化降解三氯杀螨醇的研究

利用悬浮纳米TiO₂体系, 研究了三氯杀螨醇在紫外光作用下的降解行为. 结果表明, 在波长为365 nm的400 W高压汞灯, TiO₂浓度为0.25 mg/mL, 空气流量为100 mL/min的条件下, 2 h内可完全降解三氯杀螨醇, 表观降解速率常数为0.167 min^-1. 讨论了光催化剂TiO₂的用量、光降解时间和光强等条件对三氯杀螨醇降解的影响, 同时对光催化降解三氯杀螨醇的反应机理进行了初步的探讨, 提出了可能的降解途径.     

人工神经网络在大气SO_2预测和预警中的应用

阐述了运用人工神经网络的多层神经网络对大气SO2的实测值及其相关气象因子进行训练学习,建立大气SO2与气象因子的相关模型,用此模型对SO2进行短期预测预警,这将对大气环境质量预测预警具有重要的实际意义。     

浓度对薄凹液层胶体悬浮液干燥花样形成的影响

研究了不同浓度下厚度较薄的凹液层胶体悬浮液干燥过程及花样, 利用照相机实时拍摄不同浓度下胶体悬浮液的干燥过程. 结果表明随着浓度的增加, 最终干燥花样圆环宽度增加, 而数目明显减少; 干燥过程分为5阶段, 其中包含两阶段马兰哥尼对流; 对流能够影响悬浮液内胶体颗粒的自组装和薄膜形貌, 第一阶段对流导致薄膜边缘厚、中心薄, 第二阶段对流伴随接触线的钉轧-滑移运动, 导致多重宽环花样形成.     

纳米铁颗粒物表征及其对2, 4-二氯苯酚的脱氯降解性能

对纳米铁超细粉进行了透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)等结构表征, 并研究了其对2,4-二氯苯酚的吸附降解性能. 结果表明, 实验所用纳米铁超细粉呈核-壳型结构, 颗粒粒径为30~40 nm, 其表面含有大量的Fe3O4钝化氧化层; 为去除纳米铁表面的钝化层, 提高其活性, 对其进行盐酸酸化, 探讨了酸化前后纳米铁在不同投加量下对2,4-二氯苯酚的降解去除情况. 实验发现, 活化前的纳米铁对2,4-二氯苯酚的去除主要为吸附过程, 活化后的纳米铁则能够迅速与2, 4-二氯苯酚发生降解反应. 当铁的投加量为150 mg时, 反应溶液中可检测到苯酚、2-氯酚、4-氯酚等降解产物的出现, 说明纳米铁对2,4-二氯苯酚的降解主要为脱氯反应.     

ω-芋螺毒素SO3溶液构象的核磁共振研究

ω -芋螺毒素(ω-CTX)是由海洋中的芋螺分泌的一系列毒素中的一种, 能特异地阻断并区分不同的突触前电压敏感型钙离子通道并能抑制神经递质的释放. ω-CTX SO3是从中国南海一种食鱼性浅纹芋螺(Conus striatus)的毒液中分离出来的. 通过二维核磁共振技术对ω-CTX SO3在水溶液中的氢谱进行了完全指认和结构计算, 确定其溶液构象为由3对二硫键、3股反平行β -折叠、4个β -转角和氢键构成的致密球蛋白. 与其他ω-CTX溶液构象的比较指出它们的差别仅在于β -片层长度和β -转角类型不同. ω-CTX特异结合钙通道的主链骨架构象具有高度的保守性, 它们结构上的差异暗示在功能上可能具有差异.     

基于BrO3--MnSO4-H2SO4-丙二酸体系的中药电化学指纹图谱

提出了BrO3--MnSO4-H2SO4-丙二酸化学振荡反应体系,在考察各组分浓度对空白体系稳定性和振荡特征参数影响的基础上,获得了黄芪、陈皮、葛根等7种中草药的电化学指纹图谱.结果表明,这些指纹图谱可以用于中草药的分析和鉴别,且快速、准确.并探讨了中草药振荡行为的原因及其机理.