激光监测氯乙烯污染的研究

本文利用CO_2激光和N_2O激光对氯乙烯污染的监测进行了研究。获得了氯乙烯在CO_2激光和N_2O激光谱线上的吸收系数,并对CO_2激光监测灵敏度进行了估算。     

10.8微米选支N_2O激光器

N_2O(氧化亚氮)分子气体激光器运转波长位在10.8微米红外区,正处于大气红外窗口.它不仅具有丰富的谱线可供选择,而且N_2O在大气中的含量极其稀少,因而,大气对N_2O激光的吸收衰减较之对CO_2激光吸收衰减要小得多(CO_2的大气含量约为330ppm).所以N_2O激光对于分子光谱分析、大气痕量监测,大气传输和激光通讯的研究以及远红外激光泵浦等方面的应用,有着广阔的前景.     

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.     

黑麦秸秆对土壤中无机氮转化和N_2O、CO_2释放的影响

在欧美国家,黑麦秸秆经常作为有机肥或农业废弃物而归还到农田中。本研究通过培养试验探讨了添加黑麦秸秆对土壤中无机氮的形态转化和N_2O、CO_2释放的影响。研究结果表明,黑麦秸秆的添加量及培养时间对土壤中N_2O、和CO_2释放量、N_2O/CO_2比值和无机氮形态转化均有明显影响。添加的黑麦秸秆越多,培养2周后土壤中的NH_4-N越多,释放的N_2O则越少。N_2O/CO_2比值与黑麦秸秆添加量呈极显著的负相关,与培养时间(T)的函数关系(达到极显著的负相关)则呈对数形式:(N_2O/CO_2)=a b·lnT。     

Pd_n(n=1～4)团簇催化CO还原N_2O的机理研究

采用密度泛函理论(DFT)研究了Pd_n(n=1～4)团簇催化N2O和CO的反应机理.该反应分两步进行:首先N_2O在Pd_n(n=1～4)团簇上还原并分解,形成活性氧并释放出N_2;接着CO被氧化形成CO_2.势能面分析表明,对于Pd_2,Pd_3和Pd_4,CO的氧化是整个反应的决速步骤,其中Pd_3团簇对N_2O分解和CO氧化表现出高的催化活性,决速步骤的能垒仅为61.36 kJ·mol~(-1).NPA电荷分析表明,电子从Pd_n(n=1～4)团簇转移到N_2O促进了N-O键的解离,团簇的尺寸效应对反应具有很大的影响.这些结果丰富了我们对基于Pd基催化剂的N_2O催化离解和CO氧化机理的理解.     

爆炸泵浦CO_2气动激光器

本文介绍了爆炸泵浦CO_2气动激光器的工作原理及实验装置;研究了以一氧化碳为燃料的CO_2-N_2-H_2O激光体系中CO_2含量、H_2O含量和爆炸球滞止压力等对激光能量输出的影响;测得了光脉冲的时间为17毫秒;还进行了乙炔(C_2H_2)、甲烷(CH_4)、环氧乙烷(C_2H_4O)等燃料的出光试验,均分别获得了几焦耳至几十焦耳能量的10.6μ的CO_2脉冲激光输出。     

GO/SWCNTs分子筛膜制备及其分离CO2和N2性能

采用改进后的Hummer法制备氧化石墨烯(GO),混酸法纯化单壁碳纳米管(SWCNTs),真空抽滤法制备GO/SWCNTs复合材料分子筛膜.通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)、热重分析(TGA)对复合膜材料组成、结构、形貌、性能等进行表征;其对混合气体(CO_2、N_2、CO)中CO_2和N_2的分离性能进行了研究.结果表明:制备的GO/SWCNTs分子筛膜中单壁碳纳米管成功嵌插到氧化石墨烯表面与片层之间,起到骨架支撑作用;混合气体中CO_2、N_2、CO的渗透系数最大分别达到1 976、1 897、149 Barrer,各组分气体分离系数为:α(CO_2/N_2)值7.2、α(N_2/CO)值32.8、α(CO_2/CO)值37.表现出良好的CO_2和N_2分离性能.     

用连续波CO_2激光制备选择渗透CO_2的共聚物膜

用连续波CO_2激光,在光敏剂SF_6存在下,可使醋酸乙烯酯和丙烯酸β羟丙酯发生共聚。该共聚物制成薄膜后,具有对CO_2的选择性渗透,而O_2和N_2都不能透过。     

脉冲光泵NH_3分子远红外激光一条新谱线的发现

自1970年T.Y.Chang等人首先使用CO_2激光泵浦CH_3F、C_2H_2Cl和CH_3OH等分子以产生远红外激光取得成功以来,迄今约有80多种分子能用作远红外光泵激光的工作物质,产生波长从15μm至2mm范围的两千多条激光谱线.由于CO_2激光泵源的效率很高,而且激光泵浦能量集中在指定的谱线上,因而光泵激光器能达到较高的转换效率;同时,光泵激光光谱线具有较高的稳定性及频谱纯度. NH_3分子是最早引起人们注意并受到广泛研究的分子之一,它具有丰富的远红外光谱.1970年,T.Y.Chang等人曾用N_2O激光器作泵源来激励NH_3分子,首先观察到     

N2、CO2和H2 O稀释对天然气层流燃烧速度的影响

利用CHEMKIN PRO软件分别探究了在标准大气压、393 K条件下, N_2、CO_2和H_2O三种稀释成分对天然气层流燃烧速度的影响规律,并进行了化学动力学分析.结果表明,天然气的层流燃烧速度随稀释气掺混量的增大逐渐降低,其中CO_2对层流燃烧速度的影响最为显著.自由基OH、H和O的浓度随稀释气掺混量的增大而逐渐减小,并且,天然气层流燃烧速度与OH和H的浓度之和密切相关.此外,通过设计几种虚拟成分分离了稀释气对天然气层流燃烧速度影响的物理效应(包括稀释效应与吸热效应)与化学效应,结果显示,稀释气体主要通过吸热效应对天然气的层流燃烧速度产生影响.在不考虑NO_x生成情况下,N_2影响天然气层流燃烧速度的主要方式是稀释与吸热;CO_2的化学效应随着稀释比增大逐渐减小,稀释与吸热效应则有所增强;不同稀释比下,H_2O的三种效应贡献率基本不变.     

Fischer-TroPsch柴油与正丁醇混合燃料的非常规排放特性

为了分析F-T柴油及其与正丁醇混合燃料对柴油机非常规排放特性的影响,以0~#柴油、F-T柴油及F-T柴油正丁醇混合油为燃料,在增压中冷四缸柴油机上进行了外特性试验;并利用FTIR多组分气体测试仪检测柴油机的甲醛、1,3-丁二烯、二氧化碳(CO_2)、一氧化二氮(N_2O)和甲醇等非常规排放特性。分析结果表明:与柴油相比F-T柴油及其混合燃料可以降低甲醛、1,3-丁二烯、CO_2和N_2O四种非常规排放,甲醇排放略有升高未超过3.11×10~(-6)(ppm),随着正丁醇掺混比例的增加甲醛、1,3-丁二烯、CO_2、N_2O降低的幅度增大,甲醇排放降低。F-T柴油及其混合燃料可以降低柴油机的非常规排放,是煤基和生物质燃料组成的新型替代燃料。     

用二氧化碳激光对大气中乙烯及污染源的实时现场监测

本文报导了用 CO_2激光对乙烯及污染源监测的结果。激光监测浓度同采样分析浓度进行了比较,两个结果相当一致。     

流化床中NO,N_2O的来源及影响因素

简要地介绍了流化床中NO,N_2O的来源,以实验室规模进行了N_2O随床温变化的排放规律及沿炉膛高度的N_2O分布规律的试验研究,并对取样技术进行了研究.     

功能化多孔芳香骨架中CO_2/N_2吸附与分离特性的分子模拟研究

碳捕获与封存技术是一种较有前景的策略,用来缓解大气中CO_2的过度排放问题,进而使得化石燃料可以持续使用.基于这种策略,涌现了大量具有高CO_2吸附与分离能力的吸附剂材料.多孔芳香骨架材料是比表面积和孔隙度较高的多孔有机聚合物材料之一,其中具有类金刚石结构的PAFs_303呈现出较好的热力学稳定性.因此我们采用巨正则蒙特卡罗模拟计算探究功能化对多孔芳香骨架材料PAFs_303结构中CO_2/N_2吸附与分离性能的影响.研究结果表明:在低压下,官能团修饰可以有效地提高CO_2/N_2的吸附能力,尤其是303_DHF;高压下,由于孔隙结构的差异, PAFs_303表现出最好的气体吸附能力.对于单组分吸附来说,温度的增加不利于气体吸附.同时官能团的引入有效地提高了气体的选择吸附比(CO_2 vs N_2),且选择性顺序遵循:303_DHF303_NH_2303_OHPAF_303.吸附热和径向分布函数证实了功能化可以有效地提高CO_2/N_2与骨架的相互作用.综上所述,本文强调了功能化效应对CO_2/N_2吸附与分离性的影响,同时也为碳捕获与封存技术中吸附剂材料的设计与筛选提供了理论指导.     

列阵电容式横向激励气体激光器的放电特性和多波长运转

采用陶瓷电容类Blumlein电路的横向激励激光器,在N_2、Xe-He、CO_2三种工作气体中获得了激光输出,测量分析了该激光器的放电特性,并指出可用于更多气体中获得激光振蕩。     

Mg_6Al_2(OH)_(13)CO_3Br_(1.6)Cl_(1.4)·5.5H_2O晶须的合成及其结构分析

以MgBr_2·6H_2O、AlCl_3·6H_2O为原料,Na_2CO_3-NaHCO_3缓冲溶液为沉淀剂,合成了Mg_6Al_2(OH)_(13)CO_3Br_(1.6)Cl_(1.4)·5.5H_2O(简写为LDH-CO_3-Br_(1.6)-Cl_(1.4))晶须,考察了缓冲溶液用量对样品的晶形及晶胞参数的影响,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N_2吸附-脱附法对样品的物相、结晶度、晶体形貌结构和比表面积进行分析.结果发现缓冲溶液用量对样品的形貌和板层结构有较大的影响.当反应液中Na_2CO_3和NaHCO_3浓度分别为0.625和0.25mol/L,在65℃下反应205h时可获得晶形好、板层结构显著、规整性好、分散性好的LDH-CO_3-Br_(1.6)-Cl_(1.4)晶须.     

Pt_n~(+/-)(n=1,2,3)与N_2O反应机理的理论研究

为更清晰地揭示Pt_n~(+/-)(n=1,2,3)与N_2O反应的机理,采用密度泛函UB3LYP方法,计算研究了Pt_n~(+/-)(n=1,2,3)在基态和激发态与N_2O微观反应的机理,对比探讨了铂团簇及单个铂原子对N_2O催化机理和催化效果.同时又对比研究了带有不同电荷的铂团簇对N_2O的催化作用,即:Pt_n~(+/-)(n=1,2,3)对N_2O的催化作用,从而探讨了电荷对N2O催化作用的影响.又对反应势能面上各驻点的几何构型进行了全参数优化,并用频率分析方法和内禀反应坐标(IRC)方法对过渡态进行了验证.为了进一步研究Pt_n~(+/-)(n=1,2,3)与N_2O反应过程中可能存在的"系间窜越"行为,计算研究了基态和第1激发态的2个反应势能面,其结果表明,Pt~+和Pt_3~+与N_2O的反应是典型的自旋禁阻反应,在能量交叉点(CP)附近可能存在着系间窜越现象.     

N-杂环功能化的UIO-67的合成及其对CO_2的选择性吸附研究

CO_2作为温室气体是导致全球变暖的主要原因之一,利用多孔材料吸附封存CO_2被认为是一种可行的CO_2减排方案。文章通过对配体修饰合成出氨甲基四氮唑功能化的UIO-67材料(UIO-67-Tetra),并研究了功能化前后UIO-67对CO_2/N_2的吸附性能。结果表明功能化不但能明显增强UIO-67材料在低压区对CO_2的吸附量,而且能降低相同条件下对N_2的吸附,明显提高了材料对CO_2/N_2的吸附选择性。     

顶底复吹转炉底吹CO2—N2的冶金特性

在60kg顶底复吹转炉上进行了底吹CO_2、N_2、CO_2+N_2、CO_2+Ar_4种气体的实验,通过比较不同底吹气体的实验结果,对复吹转炉底吹不同性质气体的冶金特性进行了研究。主要讨论了底吹不同性质气体对熔池氧化性、脱碳反应和钢中氮的行为等的影响。     

河流梯级开发对乌江中上游水体溶存N_2O释放的影响

当前河流筑坝导致水库释放温室气体N_2O的问题已经引起了世界范围内的广泛关注,梯级开发河流N_2O释放过程和机理的研究有助于准确评估河流N_2O释放水平.本研究选取了乌江中上游梯级开发河段,采集了河水、库区表层水和水库下泄水样进行了相关地球化学分析.结果显示,乌江干流的梯级开发对水化学条件、氮化物以及N_2O的释放产生了显著影响,氮化物受到显著的拦截效应,N_2O在库区附近的释放明显强于河流.N_2O饱和度平均为347%,均表现为大气N_2O的释放源,并受各水库自身库龄、营养状态和有机质等条件的影响.春夏季受水库内部氮的生物地球化学影响,具有较高的N_2O释放水平.温度、酸碱度(pH)和溶解氧(dissolved oxygen,DO)是影响N_2O释放的关键因子,对于库龄较老的乌江渡和东风湖来说,有机碳埋藏和水库营养条件显著促进着N_2O的释放,而氮负荷水平并未表现出显著促进N_2O的释放.硝化作用是河流N_2O产生的主要过程,但是下泄水较高的N_2O含量说明库区底部反硝化作用具有重要的贡献.全年河流水-气界面释放通量平均为0.33μmol·m~(-2)·h~(-1),下泄水的释放通量为0.64μmol·m~(-2)·h~(-1),水库表层水释放通量为0.43μmol·m~(-2)·h~(-1).与世界其他河流相比,乌江中上游干流N_2O的释放水平属中等水平,主要控制因素可能是氮负荷水平和水体水化学条件.然而,下泄水体具有高于河流和库区表层水的释放通量,需要引起重视.